黄河源区不同植被类型覆盖下季节冻土冻融过程中的土壤温湿空间变化

在对不同植被覆盖度(95%,70%～80%,40%～50%和10%)下的土壤水分(θv)和土壤温度(Ts)进行日观测的基础上,研究了冻融过程中植被覆盖变化对土壤水分分布和温度的影响.土壤温度与水分关系的回归分析表明:土壤冻融过程明显受植被覆盖变化的影响,植被覆盖变化还导致土壤水分和温度的耦合变化.使用了一个土壤水分和温度的耦合模型来研究植被覆盖的影响,结果证明了这一方法的有效性.结果表明:土壤水分对土壤温度的变化范围和幅度都有影响,高盖度下的土壤比低盖度土壤持水性强.此外,在冻结过程中,由于水的热容量大于土壤的,高盖度土壤能够抑制土壤温度的降低幅度,高盖度土壤具有较好的绝热功能.对于黄河源区不同植被类型覆盖下季节冻土冻融过程中的土壤温湿空间变化研究有利于为高寒冻土地区冻土和生态环境的保护及合理利用提供科学依据.     

气温升高对青藏高原沼泽草甸浅层土壤水热变化的影响

采用被动升温方式,利用OTCs系统对青藏高原沼泽草甸生态系统分别进行3～5℃(OTC-80)和1～2℃(OTC-40)升温处理,研究下垫面浅层土壤水热变化特征并对其产生的生态环境效应进行探讨。结果表明:与对照点(Out-C)相比,在近地表气温平均分别增高4.87℃,1.40℃的情境下,浅层土壤持续冻结期显著缩短而融化期显著延长;近地表气温升高导致浅层土壤温度上升,积温增大,加速了表层土壤蒸发速度和植被蒸腾速率,浅层土壤因缺水而影响植被生长;浅层土壤温度升高将进一步加速寒区有机质的分解速率,降低土壤碳库稳定性,促使青藏高原气候进一步向暖干化发展;近地表气温升高还将导致物种减少甚至消失,严重威胁着区域经济发展和生态安全。     

青藏公路沿线土壤的冻融过程及水热分布特征

利用GAME-Tibet野外工作期间所取得的藏北高原不同地点一个年周期土壤温度和含水量资料,初步分析了藏北高原不同地点土壤冻融过程及水热分布特征.表明,藏北高原土壤的冻融过程及水热分布存在较大的时空差异.大多数地点浅层土壤均在10月份左右开始冻结,次年4月份左右开始消融,但不同地点冻结与消融的开始时间及冻结持续时间也有所差别.土壤冻融过程的快慢和土壤温度的时空分布状况与土壤含水量的多少有关.各点土壤含水量的分布并不都是随深度的增加而增加,而是表现出一定的高含水层.这种分布特征对土壤的冻融过程及土壤温度的时空分布有较大影响.在夏季风期间,各点土壤含水量在10 cm的浅层均较高,但也存在空间差异性.此外,地表状况(如积雪等)也对土壤温度的分布有较大影响.     

卫星遥感植被地表温度空间特征的再认识

卫星遥感在监测陆面环境状况和估算陆面变量等领域有不可替代的优势,而卫星遥感估算的地表温度和植被指数产品在土壤墒情和干旱监测等方面有广泛的应用,该研究利用在不同时间尺度、空间尺度和不同土地覆盖类型上的植被指数和地表温度卫星遥感数据产品,分析了植被-地表温度空间中的散点分布形态特征.结果表明:在植被-地表温度空间中的散点分布形态受陆面多种因素影响,将其简化为三角形或梯形有失客观性,以此为基础,提出确定植被-地表温度空间中干边和湿边数值的方法.     

不同尺度林木蒸腾耗水测算方法述评

阐述了林木蒸腾耗水的概念及其研究意义,通过回顾林木蒸发散方面的研究成果,梳理了树木蒸腾耗水研究的发展进程,并从枝叶、单木、林分和区域(流域)4个尺度上,综合评述了当前国内外关于林木蒸腾耗水量的测算方法,对比分析了不同测算方法的测定对象、适用条件及优缺点等。在此基础上,对树木蒸腾耗水研究的重点进行了分析,认为:①不同区域、不同尺度、不同树种的林木蒸腾耗水量的测算,要选择最适合的测算方法及估算模型,并充分考虑模型参数的本地化。②不同尺度运用不同测算方法,需要寻找尺度转换的误差所在,提高林木蒸腾耗水量测算的精度。③通过长期定位观测,将实测数据与遥感技术、遥感影像相结合,解决遥感影像的不连续问题,建立测定林木蒸发散的普适模型。④对植物蒸散的过程和机理展开更深层次的研究,需要气象学、水文学、植物生理学、土壤物理学、微气象学、遥感技术等多学科、多部门的联合; 作为非均一的下垫面,林木层内植被与环境、植被间的相互作用,以及理论假设等问题是未来蒸散研究的热点。     

热对流对土壤温度和能量平衡的影响

在传统的土壤热传导方程基础上,耦合了土壤水分的垂直运动引起的热对流项,用金塔绿洲2005年6月11-15日的观测数据分别计算了土壤热扩散系数以及水的通量密度.以0.05 m深度的土壤层为上边界,模拟了0.10 m和0.20 m深度的土壤层温度,并比较了计算的地表能量闭合因子.结果表明:热传导对流方法模拟的土壤温度与实际...     

锡林浩特地区草原植物温度与地表温度相关性研究

地表温度和地表植被参数的互动作用将关系到草原区域的稳定性.根据植物温度和环境温度的数据,采用统计学方法,研究地表温度与植被覆盖度、植物种温度、植物群落温度之间的相关性.结果表明:(1) 40%覆盖度下的地表温度最高,小于40%覆盖度时,地表温度随植被覆盖度的增大而增大,覆盖度大于40%时,地表温度随覆盖度的增加而减小;(2)羊草、银灰旋花、糙隐子草、黄囊苔草的温度与地表温度均呈显著正相关;(3)聚类分析中,以多年生旱生/中旱生植物为主的第三类植物生态类群温度(羊草、大针茅等)与地表温度显著正相关;(4)地表温度及0 m和0.1 m处植物群落温度显著正相关,与植物群落温度的拟合系数随着距地高度增加明显降低.植物可吸收大部分的太阳辐射,减缓进入土层的热量;同时又能降低近地表风速,减少表土层水分蒸发及向大气放热的强度,植被不仅通过遮荫土壤表面,对地表起保温作用,而且通过蒸发使地表变得干燥,降低土壤热容量.     

基于MODIS数据的祁连山南坡土壤水分反演研究

利用2015年7月MODIS影像数据,结合野外实测数据,对比不同土壤深度下不同反演模型的估算精度.选用植被供水指数、植被缺水指数、温度植被干旱指数与实测土壤含水量数据进行回归分析.结果表明:在祁连山南坡植被生长季中,MODIS数据估算土壤水分的最佳深度为0-10cm.温度植被干旱指数在估算精度上最高.在此基础上建立了基于温度植被干旱指数的土壤水分监测模型.     

坡向对祁连山大野口流域草地植物叶片N、P化学计量学的影响

研究祁连山大野口流域不同坡向植物群落(优势种)叶片的化学计量特征及其与土壤因子的关系.结果表明:北坡的w(N)、w(P)显著高于南坡和西北坡,而w(N):w(P)显著低于南坡;不同坡向植物营养限制类型发生变化,南坡植物生长受P限制,北坡植物生长受N限制;叶片w(N)与w(P)、w(N):w(P)呈显著正相关关系;叶片w(P)与土壤温度呈显著负相关关系,土壤水分、温度、pH、w(有机碳)、w(N)共同影响w(N):w(P),其中土壤温度是主导因素.     

近20年来黄土高原蒸散发变化规律及其驱动因素

由于气候变化与人类活动的影响，黄土高原蒸散发(evapotranspiration)及其组分发生了显著变化，进而影响了流域水文过程及其水资源可持续利用。该文基于多元数据融合，采用变化趋势分析和多元回归残差分析等方法，分析了2001—2020年黄土高原蒸散发及其组分的变化特征，以及其对气候变化和人类活动的响应机理。结果表明，2001—2020年黄土高原蒸散发年均增长2.869 4 mm(R²=0.384 6),影响其变化的因子主要有非植被下垫面、饱和水汽压差和降雨，贡献率分别为23.47%、21.31%和12.22%;植被蒸腾呈增长趋势，且占比增加，年均增长3.716 5 mm(R²=0.527 1),影响其变化的因子主要有非植被下垫面、饱和水汽压差和植被，贡献率分别为22.13%、19.43%和15.86%;截留蒸发也呈增长趋势，年均增长0.354 mm(R²=0.694 6),且占比增加，影响其变化的因子主要有非植被下垫面、植被和饱和水汽压差，贡献率分别为22.24%、13.85%和12.47%;土壤蒸发呈下降趋势，年...     

岩溶系统不同植被下土壤碳排放的温度效应

全球变化研究中土壤的呼吸排放等成为科学家们关注的热点问题,影响土壤碳排放的一个最主要的因子是温度。本文研究了岩溶系统中两种典型植被条件下温度的日变化动态及其系统碳排放过程,并对碳排放的温度效应进行了研究,结果表明土壤温度与岩溶系统碳排放有显著相关,尤以草地生态系统为甚。森林生态系统中,与土壤呼吸排放有显著相关的温度因素为土表温度,且为负相关,表明土壤呼吸排放对该温度的滞后响应。林地、草地生态系统中5cm～15cm土壤温度与土壤呼吸碳排放显示出正效应,表明土壤温度促进土壤呼吸的碳排放。同时,草地生态系统中表层泉水碳排释与土下5cm土温也有极显著相关。即岩溶生态系统碳排放具有极显著的温度效应。     

计算大型变压器热点温升的一种数值方法

在对被广泛采用的计算现代大型变压器的温升的经验公式进行评述后，提出一种新的数值方法用来计算变压器的热点温升。文中介绍了用网络法计算油流槽道内速度分布与用有限差分法计算线饼内温度分布。用新方法计算的结果与沈阳变压器厂提供的实验结果能较好地吻合。     

条件植被温度指数在华北平原干旱监测中的应用

以华北平原部分地区为研究区域,应用MODIS多时段卫星遥感数据进行了归一化植被指数和地表温度的计算和反演,应用条件植被温度指数对研究区域2003-2006年每年5月上旬的干旱进行了监测.以监测结果为基础,在时间和空间分布上分析了研究区域的旱情.应用降水量数据和土壤表层含水量数据对干旱监测结果进行了验证,结果表明VTCI与最近1个月的降水量具有显著的线性相关性,VTCI与土壤表层含水量有较好的线性相关性,验证了VTCI是一种近实时的干旱监测方法.     

冻土介电常数的实验研究

探讨了冻土介电常数的测量方法,通过实验初步研究了冻土介电常数随频率、温度和含水量的变化规律.     

粘性土坡稳定性分析的最小虚重度法

基于粘性土坡将沿某一圆弧面产生滑动破坏的最一般假定，并在土坡稳定性分析常用基本假定的前提下，引入土坡滑动体虚重度的概念，建立了粘性土坡稳定性分析的最小虚重度法及与其相对应的确定最危险滑动面的计算公式。     

浅层地温剖面曲线拟合法估算热扩散系数

从浅层岩土热传导和热扩散理论出发,推导出一种半无限均匀岩土地温变化的数学模型,通过利用该模型拟合实测地温剖面曲线,可以求取浅层岩土整体的热扩散系数以及地表年平均温度、温度变幅、初相等大地温度特性参数.两个实例的计算结果表明,所采用的理论模型能够很好地拟合地温实测剖面曲线,通过该方法所求得的浅层岩土热扩散系数与参考文献给出的值很接近,说明该方法是可行的.该方法建立在可靠的理论和清楚物理机制之上,简单有效,可以在实际工作中推广应用.     

分级加荷时饱和土地基的固结分析

论述了外荷载分级施加时，饱和土地基一维固结的微分方程及其在给定的边界条件和初始条件下的解析解，分析了土中一点的孔隙水压力的变化规律，提出了分级加荷时地基中一点的固结度的定义方法，并对工程中常用的方法作了分析和评价     

光照和土温对杉木伐桩休眠芽初始萌发的作用

对当年采伐的杉木伐桩作了不同遮荫处理的对比，观测不同遮荫处理下休眠芽初始萌发期、萌芽数及萌芽持续期与光照强度、土壤温度的关系。发现不同处理下休眠芽初始萌发期不同，萌芽数不同。试验数据分析结果表明，土壤温度（地表温度）是影响杉木伐桩上休眠芽初始萌发期的直接的主导因素，而光照仅是间接因素，进而说明光照刺激休眠芽萌发之说，对杉木伐桩上休眠芽萌发不适用。     

土壤中耐低温石油降解菌的优选、鉴定及降解性能分析

在低温条件下,从大港油田的石油污染土壤中富集分离出31株耐低温菌,在10℃经初步降解试验,优选出对原油的解率分别为47.64%和39.81%的耐低温高效菌株D17和D24,经鉴定分别为副球菌属和盐单孢菌属.进一步对2株高效菌在10℃进行土壤降解试验,单独投加D17,D24的除油效果明显高于不加菌的除油效果,在10℃经过15d,D17使每7 g土壤中的石油烃含量减少86.5mg;D24使每7 g土壤中的石油烃含量减少15.8 mg.其中菌种D24的降解组分GC-MS分析表明,D24对饱和烃的降解贡献不大,对芳烃组分有较大程度的降解,且对芳烃重质组分的降解性能高于对轻质组分的降解性能.     

土壤中有效态镉提取条件探讨

用４种提取剂在不同温度、时间和土液比条件下,对褐土有效态镉含量分别进行提取试验。结果表明,温度对提取镉量未产生明显影响,随提取时间延长和土液比减小,提取镉量有逐渐增加趋势。提取率（提取能力）随土壤镉污染加重（ＣａＣｌ２除外）和土液比的减小,有增加趋势。对提取镉量与油菜茎叶中镉含量所作相关研究表明,选用１ｍｏｌ／ＬＮＨ４ＯＡｃ提取褐土有效态镉较为适宜