黑龙江省季节性冻土的气候特征分析

为进一步研究高纬度地区冻土的气候特征,本研究采用统计分析方法和IDW方法分析了黑龙江省1961—2016 年季节性冻土区冻土要素的时空分布特征。结果表明：（1）黑龙江省最大冻土深度的多年平均值约为171.6 cm,呈显著减小趋势。各地区（除了通河）的最大冻土深度均呈显著减小的趋势。（2）冻土初日平均在10 月23 日,呈显著推迟的趋势。全省绝大部分地区的冻土初日推迟,省西部地区的推迟速率要大于省东部地区。（3）冻土终日平均在5 月29 日,呈显著提前的趋势。全省大多数地区的冻土终日均显著提前,尤其是克山、海伦、安达和伊春,提前速率在6.3~9.8 d/10 a 之间。（4）冻土期平均约为218 天,呈显著减少的趋势。各地区冻土期纬向分布比较明显,且均呈不同程度的减少趋势,省西部地区的减少速率要大于东部地区。研究结果可为应对气候变化、工程气象以及短期气候预测、生态气候领域的进一步研究做基础。     

气候变暖对霜期农业生产期温度和冻土的影响

以建昌县气候监测站1961—2012年逐日气温、地面温度及冻土深度资料为基础,运用现代气候统计诊断技术,分析了该地区霜期设施农业生产期气温、地面温度、最大冻土深度变化趋势和突变特征及对设施农业的影响。结果表明：自1961年以来,建昌县霜期设施农业生产期平均气温、平均地面温度明显升高,倾向率分别为0.32℃/10 a、0.29℃/10 a,气温在1982年突变性升高,突变之后气温平均升高1.2℃;地面温度在1989年突变性升高,平均升高1.1℃;最大冻土深度明显变浅,倾向率为-4.63 cm/10 a,1985年突变性变浅,突变后冻土最大深度平均变浅18.3 cm。当气温每升高1℃,冻土最大深度将变浅9.6 cm。霜期温度升高等于热量资源的增加,有利于设施农业的发展,冻土深度变浅可减少大棚内植物冻害。研究结果可为大力发展设施农业日光温室提供气候依据。     

Temporal and Spatial Variation Characteristics of Soil Temperature in Cotton Fields under Different Cropping Systems

[Objective] Soil temperature affects the biochemical processes of crops; therefore, elucidating its spatial and temporal distribution characteristics in different cropping systems is an essential part of understanding how to boost cotton yield potential. [Method] In 2016 and 2017, continuous, real-time soil temperature monitoring was conducted at a depth of 10-110 cm in three cropping systems, including monoculture cotton (MC), wheat/intercropped cotton (WIC), and wheat/direct-seeded cotton (WDC). We investigated the growth process and various agronomic traits. [Result] Different cotton soil temperatures were found between MC and doubled in late May, indicating about 1-3 ℃ higher in the former during the symbiotic period. In early July, the cotton soil temperature of the double-cropping systems at 10-40 cm was higher than that of the MC, but showed the opposite at 40-110 cm. In early August, the differences in soil temperature reduced among the three cropping systems, while the soil temperature of the MC was still slightly lower than that of the double-cropping systems. After mid-September, the soil temperature of the double-cropping systems was lower than that of the MC. The soil temperature mainly influenced the duration of cotton seedling to squaring, and flowering to the boll-opening period. At the same time, there was a subtle effect on the squaring to flowering and boll period. In general, higher average soil temperatures were associated with shorter growth period durations. During the same period, the lowest daily soil temperature of the double-cropping systems occurred about one hour earlier than in the MC; however, the highest daily temperature appeared at the same time. There was a linear relationship between accumulated soil temperature and biomass at different layers across cropping systems. [Conclusion] Controlling the timing and quantity of irrigation water can assist agronomic practices by alleviating the effect of soil temperature on cotton growth. Increased accumulative soil temperature is beneficial to cotton emergence and boll opening in double-cropping systems. This study provides a theoretical basis for rational allocation and management of different cropping systems.     

新疆石河子冻土特征及冻土融化期地温、冻土深度预报研究

为了确保春季播种安全,有必要开展播种期地温的监测和冻土融化深度预报业务。利用新疆农八师冻土气象观测资料,运用相关系数和线性回归方法,分析冻土特征及融化过程中地温变化、深度变化规律,建立春季冻土融化预报模型。结果表明,新疆农八师垦区稳定冻土期在11月中旬至翌年3月下旬,冻土最大深度呈逐年变浅趋势,倾向率为-5.4 cm/10 a;冻土结冻日期推后,倾向率为2.0 d/10 a;冻土化通日期提前,倾向率为-1.5 d/10 a。冻土融化期在3月中旬至4月上旬,冻土融化速率在3.1~4.0 cm/d之间。春季地温与平均气温、冻土融化深度与正积温具有显著的正相关,以此建立了相应的预报模型。10 cm地温预报模型历史回代准确率在96%以上,冻土融化深度预报模型历史回代准确率在94%以上。通过模型可以开展春季地温和土壤融化预报业务。     

乌兰布和沙区不同供水量下杨树林地土壤水分和温度效应研究

为了提高干旱区水资源利用率,确定沙区杨树人工速生林的合理供水量,实现杨树人工林的科学化管控目标,通过4年定位观测试验,研究了乌兰布和沙区‘小美旱杨’林地不同年供水量(1500、3000、4500、6000、7500 m3/hm2)下的土壤水分和温度效应。结果表明,不同供水量对土壤的增湿效应存在差异。各土层、各月土壤含水量均随供水量的增加而增加;最大年供水量的土壤含水量峰值出现在7月,而其他的出现在6月;‘小美旱杨’速生丰产的年供水量阈值为7500 m3/hm2,它能使剖面土壤水分补给层达70 cm以上,且补给层以及6-9月高温时期的土壤含水量均保持在20%以上;供水量越大,土壤含水量随树龄增加而降幅越大。年供水量每增加1500 m3/hm2可提高土壤贮水量4.69%~7.43%,增加土壤有效含水量1.42%~15.5%;供水量对田间持水量影响不明显;随供水量的增加,土壤水分亏缺明显趋于平缓,土壤温度递减,在同一土层内下降1.66~3.26℃,沿剖面向下降低8.64~9.66℃。最小和最大供水量应分别在4月低温期和7月高温期进行,以满足林木生长的水分和温度之需。     

玉米不同种植模式下土壤表层温湿度变化研究

采用田间试验,研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定,土壤水分含量为:垄作膜侧垄作全膜沟栽平作全膜垄作全膜平作膜侧平作不盖膜,到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜垄作膜侧垄作全膜沟栽平作膜侧平作不盖膜平作膜侧,从第3次测定土壤水分含量开始,结果差异都不大,到最后一次测定时,土壤水分含量基本一致;在温度方面,在8:00时温度最高的为平作全膜,在14:00和18:00时平作膜侧温度最高,平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。     

盘锦芦苇湿地土壤温度剖面特征分析

土壤温度是影响湿地气候重要的环境因素之一,对地温的深入研究有利于正确把握湿地土壤呼吸的变化规律。笔者对盘锦湿地野外观测站芦苇沼泽2005-2009年的0?-80 cm土壤温度剖面资料进行分析。结果表明：芦苇湿地土壤温度日变化呈正弦曲线,由表层向下振幅减小;-40 cm以下基本无日变化,3月份日较差为全年最小,生长季日较差大。土壤剖面温度的季节变化表现为：冬季温度梯度明显,热量传输缓慢;夏季热量传输快,温度梯度小,其中9月份温度梯度最小。土壤温度的变化将影响芦苇生长,尤其是芦苇的萌芽和根系发育期。研究成果可为湿地碳通量研究提供参考依据。     

福州春季塑料大棚内土壤温度日变化特征及其对棚内气温的响应

利用2014年春季在塑料大棚内不同深度的土壤温度数据,分析了各层土壤温度的日变化特征及其对气温的响应。结果表明:(1)晴天塑料大棚内气温和土壤温度均呈正弦曲线日变化。10 cm土壤温度日变化幅度最大,越往深层,土壤温度日变化幅度越小,位相越后,周期越长。(2)阴雨天塑料大棚内气温和10 cm土壤温度日变化呈单峰曲线,除10 cm土壤温度日变化幅度较大外,其余各层土壤温度日变化不明显。(3)不管晴天还是阴雨天,气温日变化幅度均大于土壤各层日变化幅度。晴天塑料大棚内气温及土壤温度的日振幅分别大于阴雨天对应的各层日振幅。     

不同土地利用方式土壤有机碳变化特征及与重金属的相关性分析

研究旨在探讨土地利用方式对土壤碳库储量的影响,以及不同土地利用方式土壤典型重金属与SOC储量之间的关系。采用现场分层采样（表、中、深层）及室内计算分析,调查了甘肃中西部12 个市县区,不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)储量变化特征,同时通过引入有机碳丰度值和相关系数,初步阐明了土壤重金属与SOC变化之间的相关性。结果得出：调查区内土壤有机碳丰度值呈现出的大小顺序为林地、建设用地、园地、耕地和草地;此外,典型土壤重金属Hg、Cd、Cr、As、Pb 与SOC储量之间存在显著相关性,园地和建设用地最高r=0.99,林地和耕地次之,分别为r=0.87 和r=0.86。可见,土壤在不同开发利用方式下,有机碳储量及有机碳丰度值呈现出较大差异性,同时也定量证明了SOC与土壤典型重金属储量密切相关。     

基于GIS的不同温度带的黄土高原土壤侵蚀研究

利用地理信息系统技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和温度带等级数据进行了空间叠加统计分析。研究表明,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀在温度带各级均有分布,但是极强和剧烈水蚀分布在温度带等级从2到3,冻融侵蚀分布在温度带等级从1到3。在温度带等级为4时,也就是黄土高原 10℃积温介于3500℃～4500℃的暖温带时,水蚀土壤侵蚀指数均比其它温度带等级的土壤侵蚀指数大。在温度带等级为1时,也就是黄土高原 10℃积温<1700℃的寒温度,风蚀土壤侵蚀指数均比其它温度带等级的土壤侵蚀指数大。在 10℃积温介于1700℃～2600℃的温度带等级2时,水-风混合侵蚀土壤侵蚀最严重。黄土高原温度带的变化对土壤侵蚀状况的变化表现出显著的影响。