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付皓宇 井长青 郭文章 陈宸 邓小进

引用本文: 付皓宇,井长青,郭文章,陈宸,邓小进. 准噶尔盆地南缘荒漠草地土壤温、湿度分层变化特征. 草业科学, 2020, 37(6): 1035-1046 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2019-0567 shu
Citation:  FU H Y, JING C Q, GUO W Z, CHEN C, DENG X J. Soil temperature and moisture stratification characteristics in the marginal desert grassland of the Dzungaria basin. Pratacultural Science, 2020, 37(6): 1035-1046 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2019-0567 shu

准噶尔盆地南缘荒漠草地土壤温、湿度分层变化特征

    作者简介: 付皓宇(1994-),男,新疆阿克苏人,在读硕士生,主要从事草地资源与生态研究。E-mail: ;
    通讯作者: 井长青,
  • 基金项目:og真人网站 国家自然科学地区科学基金项目(41561021);国家重点研发计划课题中蒙草场荒漠化防治技术合作研究与示范(2017YFE0109200)

摘要: 干旱–半干旱区荒漠草地分布广,土壤温度变化剧烈,土壤湿度低,极大地影响了荒漠植被的生长及区域气候环境。本研究基于对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地站点2017年5月–2019年4月地下10层的土壤温、湿度探头自动观测数据,分析了荒漠灌丛草地不同深度土壤温、湿度的变化特征,及其与气象数据的相关性。结果表明: 1)荒漠灌丛草地各层土壤温、湿度随着季节变化存在明显的周期性变化特征,且不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显,均在表层波动最大。浅层土壤温度随季节变化波动明显,且在18:00左右达到最大值。浅层土壤湿度波动大于深层,5 cm土壤湿度表现为春季 > 夏季 > 秋季 > 冬季,且基本表现为土壤湿度随着土层深度的增加升高的趋势。2)在该干旱–半干旱荒漠灌丛草地研究区,土壤温度与气象因子相关性较好,其中与0 cm地温、气温、蒸发呈显著正相关关系,相关系数高达0.955、0.942、0.823 (P < 0.01),且土壤温度与气象因子的相关性优于土壤湿度与气象因子的相关性。本研究明确了该区不同季节长时间序列的土壤温、湿度变化特征,可以为荒漠–绿洲过渡带植物生长、繁殖以及演替提供理论依据,为陆面过程的模拟研究提供基础模型初始化数据。

English

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    图 1  土壤温度、湿度月变化

    Figure 1.  Monthly variation in soil temperature and moisture

    图 2  不同季节土壤温度日变化

    Figure 2.  Diurnal variation in the soil temperature in different seasons

    图 3  og真人网站 不同季节土壤湿度日变化

    Figure 3.  og真人网站 Diurnal variation in the soil moisture in different seasons

    图 4  不同深度土壤温度变化

    Figure 4.  Changes in the soil temperature at different depths

    图 5  不同深度土壤湿度变化

    Figure 5.  Changes in the soil moisture at different depths

    图 6  og真人网站 气象因子日变化

    Figure 6.  Diurnal variation in the meteorological factors

    图 7  气象因子与土壤温度、湿度的关系

    Figure 7.  Relationships between the meteorological factors and the soil temperature and moisture

    图 8  2018年4月5日至15日土壤温度、湿度与日降水量

    Figure 8.  Soil temperature, soil moisture, and daily rainfall for April 5 – 15, 2018

    表 1  站点土壤基本特征

    Table 1.  Basic characteristics of the soil at the experimental site

    层数
    Layer number
    深度
    Depth/cm
    总盐
    Total salinity/(g·kg−1)
    pH砂粒
    Sand content/%
    粉粒
    Silt content/%
    粘粒
    Clay content/%
    土壤质地
    Soil texture
    1 5 21.65 7.79 45.97 35.90 18.13 粘壤土 Clay loam
    2 10 24.69 8.12 53.15 43.08 3.77 壤土 Loam
    3 20 22.63 8.18 50.07 47.18 2.75 粉质壤土 Silt loam
    4 40 20.91 8.05 62.38 35.90 1.72 砂壤土 Sandy loam
    5 60 23.26 8.16 56.74 41.03 2.24 砂壤土 Sandy loam
    6 80 23.83 8.01 58.28 37.44 4.29 砂壤土 Sandy loam
    7 100 18.37 7.97 68.53 31.47 1.72 砂壤土 Sandy loam
    8 140 8.38 8.44 79.05 16.41 4.55 砂壤土 Sandy loam
    9 180 9.98 8.43 68.28 20.95 10.78 砂壤土 Sandy loam
    10 220 14.20 8.08 43.92 41.03 15.06 砂壤土 Sandy loam
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    表 2  og真人网站 土壤温度变异系数

    Table 2.  Coefficient of variation for the soil temperature

    %
    季节
    Season
    土壤深度 Soil depth/cm
    51020406080100140180220
    春 Spring 11.75 7.19 2.36 0.32 0.51 0.40 0.44 0.29 0.15 0.06
    夏 Summer 5.17 2.72 0.98 0.13 0.11 0.11 0.15 0.16 0.12 0.13
    秋 Autumn 9.20 2.93 0.94 0.32 0.23 0.22 0.14 0.09 0.12 0.04
    冬 Winter –3.09 –2.64 –1.14 0.79 0.42 0.39 0.40 0.32 0.14 0.17
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    表 3  土壤湿度变异系数

    Table 3.  Coefficient of variation for the soil moisture

    %
    季节
    Season
    土壤深度 Soil depth/cm
    51020406080100140180220
    春 Spring 8.37 2.56 0.47 0.21 0.15 0.02 0.10 0.15 0.12 0.12
    夏 Summer 6.73 1.31 0.59 0.10 0.06 0.08 0.06 0.04 0.09 0.03
    秋 Autumn 6.98 2.56 0.80 0.19 0.13 0.02 0.04 0.03 0.12 0.02
    冬 Winter 1.88 0.29 0.18 0.12 0.12 0.02 0.02 0.05 0.01 0.06
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                • 通讯作者:  井长青,
                • 收稿日期:  2018-11-18
                • 网络出版日期:  2019-06-03
                • 刊出日期:  2019-06-01
                通讯作者: 陈斌,
                • 1. 

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