实施水土保持措施后的小气候效应分析--以长汀河田地区为例

对长汀河田地区典型点的小气候进行观测和分析，结果表明：1．采取水土保持措施后对近地层有明显的降温、增湿、减小温度日较差和降低土壤温度的作用；2．不同坡向对气温日变化影响不明显，但对空气相对湿度、地面日最高温度、日最低温度、日较差、土壤温度影响较明显。3．治理时间越长，小气候环境的改善影响越大，对地面日最高温度、日较差和土壤温度这3个气象因子的改变尤为明显。     

河北张家口季节冻土温度水分时空演化相关性研究

河北张家口属于季节性冻土区,温度和水分是影响土体结构和强度的主要因素,因此研究土壤温度和水分变化相关性对于分析土体结构稳定性和工程建设具有重要意义。本研究采用国产智能化墒情监测设备,在张家口坝上与坝下过渡带选择一个典型坡面为研究区,采用垂向分层监测方法,对土壤进行温度和含水率观测,历时一个水文年。通过监测数据分析,探究季节性冻土不同土壤层温度、含水率随时间的变化以及纵向空间不同土壤温度梯度、含水率变化关系。研究表明:典型坡面0.6 m以上土壤层,受大气温度影响,并相对于大气温度变化滞后。0.75 m以下土壤层全年温度高于0℃,最大冻土深度为0.6 m。斜坡面以下0.3 m、0.75 m处含水率变化受气温影响最大,变化规律一致,但影响因素不同;斜坡表面以下0.45 m和0.6 m温度的变化对于土壤层含水率的变化影响较小,且不同层位影响程度不同。     

北京市门头沟山区农业气候资源细网格数值模拟研究

采用地形追随坐标系中三维大气 土壤耦合模式对北京市门头沟山地气候效应进行模拟试验研究表明 ,山区气温和地表温度随海拔高度的升高而降低 ,温度场等值线大体按地形等高线方向分布。山区谷地冬季温度高于东部平原地区 ,夏季温度日变化最明显。地温场分布与近地层气温变化关系极密切 ,二者分布特征相似。山区地表相对湿度向山顶方向逐渐增大 ,山顶相对湿度较高 ,而山谷相对湿度则较低。低层风矢量分布受门头沟山区“X”型沟谷地形的影响 ,白天近地层风有向山脊、山顶辐合且形成谷风趋势 ,而夜晚则有向山谷辐合形成山风趋势     

土壤温度和水分对克氏针茅草原生态系统碳通量的影响初探

草地和大气间碳通量的观测有助于理解草原生态系统的碳循环及其控制机理。利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统与大气之间的净生态系统碳交换（NEE）、生态系统初级生产力（GEP）、生态系统呼吸（Rec）o的变化,探讨了2008年生长季内土壤温度和水分对克氏针茅草原生态系统NEE、GEP和Reco的影响。结果表明,2008年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP都出现了3个峰,二者之间有极显著的相关性,Reco则呈现倒＂U＂型变化规律。克氏针茅草原土壤温度与NEE、GEP呈二次曲线的关系,而与Reco呈指数关系,土壤水分的增加会提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用。土壤温度和水分是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要因子。     

华北南部低丘山地刺槐林地非主要生长季土壤微生物的呼吸特征

采用树木环割法,于2009-11—2010-03,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统,观测研究了位于河南省济源市的华北山区南部低丘山地40a生刺槐林土壤微生物呼吸速率（Rh）的时间变化特征及其与土壤温度和湿度的关系。结果表明：（1）在非主要生长季,Rh日变化不明显,但呈现出明显的日际变化特征;Rh平均值为0.426μmol.m-2.s-1。（2）林地5cm深处土壤温度与Rh之间存在显著的指数相关关系（P〈0.01）,且Rh随5cm深处土壤温度的升高而增大,表示二者关系的参数Q10值是1.86,说明非主要生长季Rh对温度的变化十分敏感;Rh与土壤含水量呈显著的线性相关关系（P〈0.01）,且Rh与5cm深处的土壤温度和土壤体积含水量均有很好的复相关关系（P〈0.01）。比较偏相关系数表明,影响Rh的主要土壤物理因子是土壤水分。     

秸秆覆盖对夏玉米田棵间蒸发和近地层气象要素的影响

夏玉米田秸秆覆盖处理试验观测结果表明：秸秆覆盖后棵间蒸发明显降低,且随着覆盖量的增加,显热通量增加,潜热通量减小,棵间蒸发逐渐降低,夏玉米全生育期内5000kg／hm^2覆盖和15000kg／hm^2覆盖分别比无覆盖处理的棵间蒸发低51．4mm和75．4mm,秸秆覆盖后近地层气象要素发生了改变,显热通量的增加使得近地层空气温度升高,潜热通量的减少使得近地层水汽压降低;秸秆覆盖阻挡了太阳辐射向地面的传播,土壤温度也随着覆盖量的增加而下降。     

西双版纳热带季雨林林冠层CO_2浓度特征及其影响因素

根据2015年西双版纳热带季节雨林群落冠层植物表面温度以及林冠上、林冠下的气温资料,对热带季节雨林林冠层CO_2浓度特征及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)近地层地温呈现正弦变化趋势;深层地温相对稳定,随深度增加地温日变幅减小;地温峰值出现时刻随深度增加而呈现滞后现象;地温季节差异明显,平均地温在雨季较高,雾凉季较低,干热季居中。(2)西双版纳热带季节雨林CO_2浓度表现出明显的日变化、季节变化和林冠上下差异。在日尺度上,林冠上方的CO_2浓度时间变化曲线为"单峰型",林内近地层CO_2浓度时间变化曲线为"双峰型";在季节尺度上,林冠上方和林内近地层CO_2浓度均呈现雨季低、干季高的特点,并且林冠上方CO_2浓度低于林内近地层CO_2浓度。(3)热带季节雨林土壤呼吸存在明显的日变化规律,随时间变化表现为单峰型,且峰值出现的时间在14:00左右,对于季节变化规律,在7—8月份达到峰值,8月份以后,土壤呼吸急剧下降,在12月份最低。(4)不同季节热带季节雨林土壤呼吸、CO_2浓度均与林冠温度的指数关系达到了极显著水平(p0.01),且指数模型的决定系数最大,故指数模型的拟合效果最好。(5)林冠上方CO_2浓度与光合有效辐射之间皆表现出正相关,随着光合有效辐射的增强,CO_2浓度相应地升高;林内近地层CO_2浓度与光合有效辐射之间的正相关关系较林冠上方强,地温与林冠上方CO_2浓度和林内近地层CO_2浓度均没有显著的相关性(p0.05)。林内近地层CO_2浓度与土壤温度以及土壤呼吸的相关系数为正,土壤呼吸可以认为是影响和控制近地层CO_2浓度的主要因子。     

喀斯特峡谷不同植被类型土壤的呼吸及其温度敏感性

[目的]了解喀斯特地区植被恢复对土壤碳释放的影响,为精确估计区域土壤碳收支变化提供参考。[方法]以喀斯特峡谷地区典型植被类型(草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林地)为研究对象,采用Li-8100便携式土壤呼吸仪对其土壤呼吸、土壤温度和土壤水分进行定位连续观测,系统研究土壤温度(T)和土壤湿度(W)对土壤呼吸速率(Rs)的影响。[结果](1)草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林4种植被类型土壤呼吸均呈单峰型季节动态,土壤呼吸速率的最大值均出现在夏季,最小值出现在冬季,其土壤呼吸速率变化范围分别为0.73~1.21,1.20~1.48,1.54~2.41,1.86~2.95μmol/(m2·s);观测期内,土壤呼吸速率均值分别为1.65,2.76,2.45,3.43μmol/(m2·s)。(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主导因素,单因素指数模型显示土壤温度对土壤呼吸速率变化的解释能力为72.37%;三次项模型表明土壤水分的贡献率为43.9%。双因素关系模型较好地反映了土壤温度、湿度对土壤呼吸的影响,二者可共同解释土壤呼吸变化的81.5%~91.2%。(3)土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值与土壤温度和湿度均呈显著负相关(p0.05)。[结论]4种植被类型土壤呼吸及其温度敏感性同时受土壤温度和水分影响,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤湿度的影响作用加强。     

安吉毛竹林生长季土壤热通量的变化特征

2011年4月~2011年9月运用常规气象观测仪器和土壤热通量板对浙江安吉毛竹林土壤热通量和气象因子进行观测,探讨了生长季土壤热通量的变化特征以及土壤温度、净辐射与土壤热通量的关系。结果表明:土壤热通量日变化均呈"S"型曲线,毛竹林生长季土壤热通量为58.914 WJ m-2,土壤为明显的热汇;越接近地表,土壤温度月变化越剧烈;不同时间尺度上,土壤5 cm温度与土壤热通量的回归分析,相关性均达显著水平,说明土壤温度变化是以热通量为基础的;在0.5 h尺度上,土壤热通量与净辐射的相关性达极显著水平(P0.001),且延滞1 h后的相关系数最高,说明安吉毛竹林生长季土壤热通量对净辐射的反馈要延滞1 h。     

黄土塬区农田土壤温度变化特征研究

根据长武农业生态试验站深剖面土壤水热观测场2011年的观测资料,分析了农田土壤温度日变化、季节变化特征及其与休闲地土壤温度的差异。结果表明:农田0—20 cm（冬季0—10 cm）土层土壤温度呈正弦曲线趋势变化;垂直剖面上,土层越深,土壤温度的日振幅越小;土壤日最高和最低温度出现的时间越晚。土壤温度的日振幅,春季最大,夏秋次之,冬季最小;土壤日最高和最低温度出现的时间春、夏季较早,秋季次之,冬季较晚。典型晴天的土壤温度的日变化曲线较典型阴天的平滑且土壤温度的日振幅较大。就季节变化而言,农田与休闲地土壤温度的季节变化趋势一致,但是农田0—70 cm土层的月平均最高温度出现的时间较休闲地有所滞后;农田0—110 cm间各土层的月平均最高温度低于休闲地0.6~1.5℃,月平均最低温度低于休闲地0.2~1.1℃。7—8月农田土壤日平均温度显著低于休闲地,而降雨会明显降低农田与休闲地的土壤温度差异。     

环境因子对胡杨树干液流动态的影响

[目的]分析胡杨生长期内各环境因子对树干液流速率的影响程度,为干旱区自然植被耗水量的计算提供了新的方法和科学依据。[方法]对塔里木河下游2012单木胡杨整个生长季内树干液流以及空气温度、风速、有效光合辐射强度、空气湿度、土壤温湿度等环境因子进行连续观测。[结果]胡杨在整个生长季内的液流呈单峰波动曲线,有明显的昼夜变化规律;在生长期内,不同的观测尺度下,影响胡杨液流速率的环境因子不同。回归分析结果表明,对于瞬时液流流速,相关性较大的环境因子主要是大气温度、10cm深处的土壤温度;对于日液流量,主要影响因子为太阳净辐射;对于月液流量,主要影响因子为大气温度和太阳净辐射。[结论]研究区内胡杨生长受大气温度和太阳净辐射影响程度较其他因素大,并且回归方程具有很高的拟合精度。     

温度对克氏针茅草原生态系统生长季碳通量的影响

草地生态系统碳通量的驱动机制研究是碳循环研究的重要方面。利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统的净生态系统碳交换（NEE）、生态系统初级生产力（GEP）、生态系统呼吸（Reco）的变化,探讨了2010年生长季内温度对该系统NEE、GEP和Reco的影响。结果表明,2010年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP只出现了1个明显的吸收峰,Reco则呈现倒＂U＂型变化规律。克氏针茅草原空气温度与NEE、GEP和Reco呈极显著相关关系,气温日较差对该系统碳通量的影响程度较小;土壤温度与NEE、GEP和Reco之间也呈极显著相关关系,土壤温度的增加会同时提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用。空气温度和土壤温度都是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要驱动因子。     

雪盖影响下季节性冻土消融期的土壤温度特征分析

土壤温度的变化直接影响到季节性冻土的冻融过程,进而影响融雪径流的产流机制,且往往是春洪发生的关键之所在,故深入研究土壤温度的时空变化特征具有重要的现实意义.以天山北坡军塘河流域为研究区,采用定点对比连续观测的方法,利用2010年3月13日至4月1日融雪期观测到的雪盖和裸地两种不同下垫面的浅层(5,10,20,30,40 cm)土壤温度气温资料,对比分析各层深度的土温变化情况、雪盖对其产生的影响及其与近地面气温之间的关系.结果表明:雪盖对浅层土壤具有明显的绝热保温作用,由浅到深各层土温变化具有传递和延迟现象;土壤日温差也会随土层深度的增加而减小;近地面气温与土壤温度存在较高的相关关系,土壤温度日变化表现为单峰单谷型波动.     

土壤温度预报方程研究进展

土壤温度(尤其是地表温度)是陆地和大气之间相互作用中关键的物理量,在地球系统中扮演了十分重要的角色。土壤温度预报技术一直是陆面模式、数值天气预报和气候预测中核心科学问题。本文系统回顾了土壤温度预报方程的研究进展,从经典的热传导方程到考虑了土壤水分垂直运动物理过程的热传导-对流方程,从用单一正弦波逼近到用傅里叶级数逼近地表温度日变化,从假设对流参数无日变化为常数到考虑其日变化,着重概述了土壤热传导-对流方程的创建、改进及求解。最后,本文对热传导-对流方程在地表能量平衡、土壤水分垂直运动、水通量和地震、冻土热传输研究中的应用进行了回顾。同时指出,全相态的土壤水和植物根系对热传导-对流方程的影响是土壤温度预报方程未来的研究方向。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地生长季的小气候特征

利用小气候观测资料,分析了塔里木沙漠腹地人工灌溉林地小气候特征及其影响因素,并与林地外原始流沙地进行了对比.结果表明,人工灌溉林地具有调节地表温度和贴地层气温,缩小温差,提高大气湿度等重要生态作用.人工灌溉林地地表温度与流沙地差异极显著,白天林地的地表温度低于流沙地而夜间相反,林地土壤温度的日较差比流沙地低18.26℃;在09:00-15:00期间,林地的气温高于流沙地,平均温度高1.44℃,其它时段,林地的气温低于流沙地,平均温度低3.22℃;两者之间温差夜间大于白昼,林地的气温日较差较流沙地高4.41℃.全天林地绝对湿度和相对湿度均大于流沙地.不同树种的林地温湿度存在差别,但是差异不显著.不同覆盖度林地地表温度、空气温湿度都表现出不同的特征.研究结果对于进一步探讨极端干旱条件下人工灌溉林地近地层物质和能量交换具有重要意义.     

坡耕地侵蚀区和堆积区初春土壤呼吸的变化

以黄土高原侵蚀坡耕地(坡地1和坡地2)为对象,选择土壤温度和水分变化较为剧烈的初春3月,采用137Cs和210Pbex示踪技术,在确定的侵蚀和堆积区布设有根和无根2种处理,利用Li-8100土壤碳通量自动测量系统原位监测土壤呼吸,同时监测土壤温度和水分变化。与侵蚀区比较,观测期间堆积区有根和无根处理土壤CO2排放通量均有明显增加,只是这种增加有时没有达到统计上的显著水平。土壤堆积使坡地1有根和无根处理区土壤CO2排放通量分别增加了24.43%(由8.02%至44.41%)和23.95%(由6.37%至43.26%);土壤堆积使坡地2有根和无根处理区土壤CO2排放通量分别增加了44.64%(由17.33%至74.63%)和25.28%(由10.23%至39.76%)。3月份坡耕地侵蚀区和堆积区土壤呼吸随观测时间的变化与土壤温度和水分密切相关,但是,在整个观测期间侵蚀区和堆积区的土壤水分和温度没有差异,研究揭示了坡耕地土壤呼吸空间变化的土壤侵蚀驱动机理。     

水温因素与夏玉米生长季节土壤矿质氮动态的关系

农田土壤的矿质氮残留和淋溶已成为大气和水体氮污染的重要来源。本文通过位于黄土高原南部的田间试验,研究了气温、土壤温度和水分、灌溉和降水等环境条件与夏玉米生长季节土壤残留矿质氮素动态变化的关系。结果表明:①0～200cm土层铵态氮残留量与耕层土壤温度的动态变化趋势一致,但土壤硝态氮残留量与土壤温度变化趋势相反。②大气温度对土壤矿质氮数量的影响趋势和土壤温度的基本相同。③在夏玉米生长季节0～200 cm土层土壤含水量平均值呈波动增加趋势,土壤铵态氮和硝态氮残留量随土壤水分的增减而增减,矿质氮素增减变化与土壤含水量相比有滞后现象。④夏玉米生长季节降水和灌水量达到720.5 mm,大量水分使得土壤硝态氮随着夏玉米生长期的后移而有明显的向下淋移趋势。玉米收获时,土壤硝态氮已被淋失到200 cm以下土层,难以再被下季作物利用。     

拉萨灌丛草甸区土壤温度变化特征

土壤温度影响土壤发育与植被状况,是反映脆弱生态系统环境状况的基本参数。本文通过一年的实地观测,分析了拉萨典型灌丛草甸区土壤温度特征及其在海拔梯度与深度层次上的变化规律。结果表明:(1)0~30 cm深度范围,年内土壤日均温变化类似余弦曲线,平均值为2.94℃,年内有147 d土壤低于0℃;一天内土壤温度变化类似正弦曲线,日温差平均为2.80℃,夏季温差大,秋季温差小。(2)土壤年均温与海拔符合线性关系,土壤年均温随海拔的变率为-0.63℃(100 m-1),夏季土壤温度的海拔效应较其他季节明显;且海拔越高,土壤温度波动幅度越大。(3)土壤年均温与深度呈幂函数关系;随深度的增加,土壤温度变率降低。20 cm是土壤温度变化相对稳定的浅土层。     

华北低山丘陵区冬小麦田土壤呼吸变化规律及其影响机制

利用2005年11月-2006年6月由Li-8100土壤呼吸自动观测系统及AR5土壤温度湿度自动观测系统观测数据,分析了华北低山丘陵区冬小麦田土壤呼吸变化规律及其影响机制。结果表明:(1)冬小麦返青前后的土壤呼吸速率(SRR)在晴或多云天气条件下都要高于阴天,SRR的日变化都表现为单峰变化趋势。(2)冬小麦生育期SRR的日际变化特征为:返青前SRR保持在较低水平,平均为0.63μmol.m-.2s-1;返青后SRR迅速增加,至抽穗期达到最大,此后保持稳定,平均为2.18μmol.m-.2s-1;收割后SRR降低。整个生育期SRR的平均值为1.28μmol.m-.2s-1。(3)冬小麦田浅层土壤温度(包括地表温度、地下5cm、10cm、15cm、20cm土壤温度,p<0.01)与SRR间都存在显著的指数关系,其中20cm土壤温度与SRR相关性最好,Q10值(5~20℃间气温每增加10℃呼吸增加的倍数)从表层至地下20cm依次为:2.09、2.29、2.39、2.51、2.63;土壤含水量过低对土壤呼吸有抑制,当土壤含水率在20%~30%时,SRR主要受土壤温度影响,与土壤含水量的关系不显著。     

植物对近地层高浓度臭氧响应的评价指标研究进展

近地层臭氧作为最重要的大气污染物之一,对植物形态特征、光合作用、生育期、物质生产与分配、抗氧化特性、生物量以及产量构成等都有显著负面影响,已成为当今世界研究者及公众关注的重要问题。目前由于人类活动和工业迅猛发展,近地层臭氧浓度正以每年0.3%~2%的速度增加,准确评估近地层浓度不断升高的臭氧对植物的影响具有重要意义。本文从浓度响应关系、剂量响应关系和通量响应关系3个方面综合评述了植物对近地层高浓度臭氧响应的评价方法及其国内外研究进展,同时对各评价方法的优缺点进行了总结比较,旨在为建立适合我国地域和农业特点的臭氧污染评价指标体系和方法提供科学依据。