青藏高原高寒冻土区生物结皮对浅层土壤水热过程的影响

发布时间：2021-07-26 23:12

　　生物结皮在高寒地区广泛发育,是影响冻土环境的重要因素之一。为了解高寒冻土区生物结皮对浅层土壤水热过程的影响,以黄河源区玛多县季节冻土区生物结皮为研究对象,采用定位监测的方法,分析了统一地貌单元内两种不同类型的生物结皮对浅层（0—50 cm）土壤水热变化的影响。研究结果表明（1）生物结皮对冻土浅层土壤水热过程有显著的影响,且与土壤的冻结融化状态密切相关:在冻结状态下,生物结皮对土壤水分和温度均没有显著影响;而在融化期,与裸地相比,两种类型生物结皮均增加了不同土层土壤未冻水含量,同时降低了浅层土体温度。（2）生物结皮对冻土浅层土壤水热过程的影响还与生物结皮的类型密切相关:1)其中深色藻结皮增加了5—15 cm土层土壤含水量（1%—5.4%）,而浅色藻结皮增加了30 cm土层土壤含水量（5%—12%）,且深色藻结皮的降温效应（1.1—2.1℃）显著高于浅色藻结皮（0.8—1.3℃）。（3）生物结皮覆盖下冻土浅层土壤中未冻水含量与土壤温度呈复杂的耦合作用。根据土壤中未冻水含量与温度的变化关系可分为三个阶段:T<-4℃时,土壤处于完全冻结状态,深色藻结皮覆盖下,土壤未冻水含量保持在4.3%... 

【文章来源】：生态学报. 2020,40(18)北大核心CSCD

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【部分图文】：

高寒草甸冻土区生物结皮野外监测场地

2016年10月在研究区根据生物结皮的特征差异布置了3个水温监测场地,分别为深色藻结皮,浅色藻结皮及裸地,每个样点相距近100 m左右。地表状况如图2所示。在各场地5cm、15 cm、30 cm、50 cm深度处布设水温一体温度探头(5TM, Campbell Scienti?c, Inc., 精度:0.1℃/ 0.08% WC);采用HC2-S3 温度探头测量气温,其测量范围-40—100℃,精度为±0.1℃;采用RG3-M 自动式雨量筒雨量记录仪测定降水量,其量程0—127 cm/h, 精度±1.0%。所有的探头与CR300数据采集器连接,进行自动采集,所有的要素为每10 min记录一次数据。生物结皮层及裸地表面土壤导热系数测定:每种地表覆盖下选择三块试验样地,每个样地以梅花式选取5个点,使用导热系数测定仪 KD2 Pro (Decagon) 进行土壤导热系数的测定,每种地表类型土壤导热系数取15次测量平均值。

2.1 生物结皮及其覆盖下浅层土体土壤导热系数土壤的导热系数是反应土体热量传导的能力。通过野外实际测量可知生物结皮层土壤导热系数显著低于裸地(图3),且深色藻结皮的导热系数显著低于浅色藻结皮。同时,深色藻结皮覆盖下,0—30 cm 土层土壤导热系数均显著低于浅色藻结皮和裸地。然而浅色藻结皮0—10 cm土层土壤导热系数亦低于裸地,在20—30 cm 土层,二者导热系数没有显著差异。


本文编号：3304561