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大气边界层内的水热通量在气候系统中起着十分重要的作用。基于大孔径闪烁仪(LAS)科尔沁沙地梯级生态带水热通量2017年3—12月数据,探讨了水热通量与主要环境因子间的关系。结果表明:(1)水热通量日变化特征明显。晴天时显热通量曲线呈单峰状,潜热通量曲线在生长季呈双峰状,非生长季呈单峰状;阴天时显热通量和潜热通量无显著变化规律;土壤热通量曲线在整个研究时段较净辐射曲线表现为稳定的滞后性。(2)水热通量季节性变化显著。通量各月变化曲线峰值出现时间先后移再前移,符合季节变化规律;显热通量在非生长季占净辐射比例较大,生长季时占比降低;潜热通量在整个研究时段占净辐射比例最大,是近地面能量消耗主要形式。(3)太阳净辐射、空气温度、空气相对湿度等气象因子与水热通量的相关性显著;表层10 cm土层土壤与水热通量相关性最好,土壤温度、土壤含水率与水热通量相关性显著,土壤电导率与水热通量相关性不明显。 相似文献
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土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率影响研究 总被引：9，自引：0，他引：9
在黄土高原半干旱区以盆栽2 a生紫穗槐苗木为实验材料,通过人为控制土壤含水量,利用气体分析系统,研究土壤含水量对紫穗槐蒸腾速率与光合速率的影响。结果表明,不同土壤含水量条件下紫穗槐蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异。当土壤体积含水量在10%以下时,紫穗槐气孔导度很低,日变化近似一条直线,蒸腾速率日变化也不明显,光合速率仅在12∶00之前为正值,此后一直保持较稳定的负值状态;而当体积含水量>15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加均大幅升高。土壤含水量越低,紫穗槐叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差,含水量越高其相关性越好。紫穗槐适宜土壤体积含水量为15%~20%。其结论为:紫穗槐生长对水分需求与油松、侧柏等相当,略微低于已广泛种植的杨树、刺槐和仁用杏,但抗旱性不及沙漠植物小叶锦鸡儿、差巴嘎篙和胡枝子等。 相似文献
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地表覆盖对土壤热参数变化的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
覆盖条件下土壤热性质的研究对于包气带水热运移及覆盖技术的应用均有重要意义。使用11针热脉冲探头对沙黄土不同深度(6 mm、18 mm、30 mm)的土壤热扩散率、热容量和热导率三个热参数进行测定,并进行地表覆盖(石子覆盖、秸秆覆盖)处理,旨在探究覆盖条件下表层土壤热性质动态变化过程及土壤热参数与水分的内在联系。结果表明:(1)相对于裸土,石子和秸秆覆盖条件下土壤热参数增大,且覆盖对于靠近表层土壤热参数的影响更加明显;(2)随降雨的发生,土壤热参数均增大,在两次降雨期间,土壤热参数逐渐减小,覆盖与裸土热参数差异逐渐增大;(3)三个热参数随降雨的发生,其动态变化过程表现不同,热容量对降雨的响应最为敏感,热导率次之,热扩散率开始减小的时间较热导率和热容量滞后,三个深度滞后时间均在48 h以上,而且覆盖以后热扩散开始减小的时间较裸土推迟(48 h以上)。土壤容重不变的情况下,在频繁干湿交替的过程中土壤水分为土壤热参数变化的最主要影响因素。覆盖条件下土壤热参数与土壤含水量关系研究表明:石子和秸秆覆盖条件下土壤热参数与土壤含水量的变化关系与裸土条件下一致,热导率与含水量呈幂函数增加的趋势,热容量随含水量线性增加,热扩散率随含水量增加先增后减,本研究所用沙黄土热扩散率峰值对应的含水量在0.20 cm3cm-3左右。由以上结果可以发现覆盖对近表层土壤热参数的动态变化有显著的影响,覆盖的保水效应直接影响土壤热参数的变化。 相似文献
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长江三角洲地区麻栎和栓皮栎蒸腾规律及其对气候因子的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
森林蒸腾在维系森林生态系统水量平衡上起着重要作用,研究麻栎和栓皮栎的蒸腾耗水规律,有助于了解栎林的水文过程和水量平衡。采用热扩散探针法,对江苏省句容市麻栎和栓皮栎林蒸腾速率进行连续观测,研究蒸腾速率在晴天、阴天和雨天的日变化特征,以及不同天气下气候因子对蒸腾速率的影响机制。结果表明,麻栎和栓皮栎蒸腾速率日变化在晴天、阴天均为单峰型,而雨天峰型波动较大。晴天峰值出现在11:30—12:30,阴天峰值出现在13:30—14:00。不同天气下,麻栎、栓皮栎日均蒸腾速率表现为麻栎>栓皮栎,晴天>阴天>雨天。总辐射、气温、饱和水汽压差与麻栎、栓皮栎蒸腾速率呈极显著正相关。总辐射对麻栎、栓皮栎蒸腾速率的贡献最大,在晴天其贡献度分别为91.7%和85.5%,而在阴天为71.0%和80.1%,在雨天为50.4%和57.9%。总辐射是影响麻栎和栓皮栎蒸腾速率最大的气候因子,其次是饱和水汽压差、气温和土壤含水量。 相似文献
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为探讨干旱区不同天气条件下荒漠草原土壤呼吸作用日变化特征及影响因子,在生长季连续观测禁牧封育(简称Ec)荒漠草原和放牧未封育(简称Gz)荒漠草原土壤呼吸速率及环境因子。结果表明,不同天气Ec和Gz荒漠草原土壤呼吸速率日变化均呈单峰曲线变化趋势,在日尺度上,土壤呼吸速率均表现为晴天阴天,8月6月10月,且EcGz。不同天气Ec和Gz荒漠草原土壤呼吸速率与空气、土壤温度均呈显著指数相关(P0.05),且随着土层深度增加相关性逐渐变小;温度敏感性系数Q10表现为阴天(2.743)晴天(1.712),且晴天Q10为Ec(1.508)Gz(1.915),阴天Q10为Ec(3.145)Gz(2.340)。不同天气Ec和Gz荒漠草原土壤呼吸速率与土壤湿度一元二次模型达到极显著水平,与光照强度和风速呈显著线性正相关,与空气CO2浓度呈极显著线性负相关。主成分分析表明,0~20cm土壤水热状况是不同天气荒漠草原土壤呼吸的主要驱动因子。综上,阴天增加了温度敏感性系数,晴天增加了土壤呼吸作用,禁牧封育亦增加土壤呼吸作用。本研究为当地及中国北方干旱半干旱地区荒漠草原不同天气碳排放提供了理论依据,同时也为荒漠草原生态系统碳汇功能提供了科学参考。 相似文献
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蒙古高原中部草地土壤冻融过程及土壤含水量分布 总被引：15，自引：1，他引：14
利用土壤剖面的温度、湿度观测数据,结合气象资料初步分析了蒙古高原中部典型针茅草原在季节转变过程中(2003～2004年)的土壤冻融过程和土壤含水量分布动态。研究表明,0～150cm深度范围的土壤完全冻结天数为154～160d。冻融日循环主要发生在表层0～5cm。0～30cm土层的土壤含水量变化剧烈,与地温有较好的一致性。0～10cm深度土壤含水量高于其他土层。随着深度的增加,土壤含水量季节波动性变小。冻结过程有利于保持土壤水分,有利于春季草地植被返青。 相似文献
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为探讨灌溉方式对巨型塑料大棚环境因子的影响,采用膜下滴灌、膜下沟灌、裸露沟灌3种处理,研究了不同灌溉方式对棚内空气相对湿度、结露时间、土壤水分、棚内气温以及地温的综合效应。测试结果表明：与裸露沟灌相比,膜下沟灌、膜下滴灌均可降低棚内的相对湿度,其中膜下滴灌的降湿效果优于膜下沟灌;不同时刻、不同天气下的降湿效果不同,表现为白天的降湿效果优于夜晚,晴天的降湿效果好于阴天;膜下滴灌与膜下沟灌可以降低棚内的结露时间,提升棚内的气温与10cm地温,增加土壤含水量。 相似文献
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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。 相似文献
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不同类型海水养殖水体温度日变化谐波分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用谐波方法对宁波地区2010-2013年代表性海水养殖水体(池塘和养殖海湾)在不同天气情况下(晴、少云、多云、阴)水温的日变化特征进行模拟,探究养殖水体温度的日变化规律。结果显示:(1)池塘和养殖海湾水温日变化的最佳谐波模拟阶数分别为2阶和3阶,2阶(3阶)谐波对池塘(养殖海湾)水温逐小时、日最高和日最低值模拟的绝对误差分别为0.24~0.31℃(0.1~0.15℃)、0.2~0.24℃(0.06~0.1℃)和0.11~0.15℃(0.06~0.08℃);(2)谐波模拟误差整体呈白天大夜间小,对阴天水温变化趋势的模拟效果较其它天气条件差;(3)池塘水温遵循以24h和12h为周期的日变化规律,其中24h周期比重最高,养殖海湾遵循以12h、24h和6h为周期的日变化规律,其中12h和24h比重较6h高,晴到多云天气条件下12h和24h周期比重相当,阴天24h周期比重明显下降。本研究论证了谐波方法对不同天气条件下池塘和养殖海湾水温日变化特征模拟的可行性,并定量评估了养殖水体日变化的周期特征,可为海水养殖水体温度精细化预报提供参考依据。 相似文献
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根据塑料大棚内外土温的实测资料,计算了棚内外土壤平均铅直热通量的日变化,全天正、负热通量及总热通量的累积值,以及平均土温的日变化.同时,计算了平均横向和铅直土温梯度的日变化,并对闭、揭膜两种条件下日变化的差异作了对比分析. 相似文献
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基于小波变换的最大冻深期气温与土壤水盐特征分析 总被引：2，自引：1，他引：1
土壤冻融过程中水分和盐分的耦合迁移一直是土壤水科学研究的难点和热点。为了解最大冻深期日最低气温与土壤水盐的尺度变化关系,该文利用墨西哥帽小波变换分析方法对内蒙古河套灌区1994-2006年最大冻深期(2月)日最低气温、0～40cm土层平均水分和盐分的时间-频率的尺度变化特征进行了分析。结果表明:在所研究的时间域内,该地区最大冻深期日最低气温、土壤水盐变化具有周期性特征;最大冻深期日最低气温以3a周期振动最强,土壤水盐均以2a周期振动最强;日最低气温、0～40cm土层水分和盐分有比较好的对应关系,即气温偏高期对应水分偏低期和盐分偏高期;日最低气温、0～40cm土层水分和盐分的周期性突变点位于1997年和2000年左右;盐分表现出不同时间尺度的振动变化,较日最低气温和水分变化更为复杂。该研究可为进一步研究干旱寒冷地区节水改造和盐渍化的防治提供参考。 相似文献
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气温日变化过程的模拟与订正 总被引：2，自引：0，他引：2
根据郑州气象观测站2005-2007年逐日最高、最低和4次定时气温观测资料,利用正弦-指数模型、Tk法和本文提出的分段线性订正模型对气温的日变化进行了模拟。对比结果表明：分段线性订正模型的模拟效果优于其他两种方法,其模型效率达到0．99,均方差也明显偏小;不同天气条件下,正弦-指数模型和Tk法模拟精度是云天〉晴天〉阴天,而分段线性订正模型的模拟精度是阴天〉云天〉晴天;三种方法对白天气温的模拟效果均好于夜间。 相似文献
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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。 相似文献
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宽地膜覆盖对土壤温度有明显的正效应。通过对新疆奎屯地区某地宽地膜覆盖条件下地温场动态的分析，可知膜间、膜边、膜中和揭膜4种处理下的土壤表层5cm处的温度（以下称表层土温）都可以拟合为时间的正弦函数；温度的日变化特征可以用8：00，16：00，20：00三个时刻来简要表征；种植季节内表层土壤最高温度、表层土温最大变幅及平均表层土温的最大值均发生在膜中，其后依次为膜边，膜间与揭膜；膜中、露地和膜间的不同深度地温在一日内和种植季节内均有一个变化过程；一日内地温度变幅与深度关系可拟合成指数函数。 相似文献
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针对目前温室水循环太阳能利用系统无法在合理时间集热的问题,开发模面装置,基于其表面综合温度提出高效节能控制策略。理论分析表明,日间表面综合温度反映集热器表面可集太阳余热,利用该温度与蓄热水池内水温之间的差值可较准确地判断集热时机;夜间表面综合温度接近于室内气温,利用该温度进行放热控制的方式实质上就是利用室内气温的方式。通过现场试验,测试提出的控制策略下实现的中空板水循环太阳能利用系统的集放热效果,并与现有的基于设定时间点或室内气温的控制方式的能力进行对比。试验结果表明中空板系统在提出的集热控制策略下获得的晴天的集热量（404.1 MJ）与多云天和阴天的集热量（分别为225.9和62.7 MJ）差异显著。而设定时间点控制集热,导致少集热（1.4 h）、无效运行（1.7 h）等问题。基于室内气温方式浪费集热时机：集热初期,太阳辐射较强,系统本可集热（31.8 MJ）,且集热量远大于能耗,集热COP（Coefficient of Performance）达20.2,但因气温低,并不运行;集热末期,还出现短期无效运行（多云天为0.7 h;阴天为2.4 h）。该研究提出的集热控制策略能以更低能耗实现更高集热量;放热控制方式也具有一定优势。 相似文献
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Dalia Feiziene Virginijus Feiza Grazina Kadziene Asta Vaideliene Virmantas Povilaitis Irena Deveikyte 《Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science》2013,63(4):311-328
Abstract Importance of agricultural practices for greenhouse gases mitigation is examined worldwide. However, there is no consensus on CO2 emissions as affected by soil management practices. Deeper understanding of soil CO2 fluxes and drivers under different management practices are needed. The investigation of net CO2 exchange rate as dependent variable and drivers (soil water and temperature, air temperature) as affected by soil type (loam and sandy loam), tillage (conservation and no-tillage) and fertilization are presented. Soil management practices and weather conditions affected the CO2 flux through effects on soil water and temperature regime. Mean net CO2 exchange rate on sandy loam was 8% higher than on loam. No-tillage, as a moisture-conserving tool, could be an appropriate tool for CO2 emissions mitigation in any weather conditions on sandy loam; however, the advantage of no-tillage on loam was negligible. Mineral NPK fertilizers promoted significantly higher net CO2 exchange rate in both soils, but suppressed it by 15% on sandy loam during a normal year. Effect of soil water content on net CO2 exchange rate was direct in all tillage and fertilization treatments in both loam and sandy loam, whereas this effect was positive only in dry and normal weather conditions. In wet weather conditions, the direct effect of soil water content on net CO2 exchange rate was negative. Soil and air temperature acted indirectly on net CO2 exchange rate. The increase in temperature markedly suppressed the positive direct impact of soil water content on net CO2 exchange rate in dry weather conditions, but did not reduce the direct effect of soil water content in normal weather conditions. In a wet year the negative indirect effect of increased temperature enhanced the negative direct impact of soil water surplus on net CO2 exchange rate. 相似文献
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日光温室土墙体温度变化及蓄热放热特点 总被引：6，自引：5，他引：1
为研究日光温室土墙体温度变化规律及蓄放热特性,以泰安市下挖式土墙日光温室为研究对象,在温室北墙布置5个测试层,通过各测试层最冷季节(30 d)温室内气温、墙体温度、室外气温及室外太阳辐照度测试数据,分析了土墙日光温室内部温度及墙体内温度的分布规律。结果表明:各测试层墙体表面及0.1~0.6 m处测点的温度均呈现出随温室气温周期性变化的规律,且随着墙体厚度的增加温度的波动幅值逐渐减小,相位明显后移;0.7 m以后测点的温度幅值趋于稳定,处于稳态向室外的导热过程。基于墙体温度分布规律,对墙体白天的蓄热量、夜间的放热量及墙体夜间放热效率进行了计算,得出墙体夜间放热效率为43%,表明土墙白天蓄积热量的43%用于改善夜间温室内热环境。对墙体蓄热和放热量计算,综合评价墙体的平均放热效率,可以为土墙日光温室结构优化及热负荷计算提供指导,为各地土墙温室轻简化技术研究提供理论基础。 相似文献