基于试验的积雪对土壤温湿度的影响分析
发布时间：2021-12-12 07:41
积雪在陆地表面分布广泛,是东北地区农田土壤最普遍且重要的上边界条件,由于积雪自身特殊的物理性质,影响地表的能量平衡及土壤的水热状况,对气候自然环境产生巨大影响。本文以地处第二大稳定积雪区的哈尔滨市为研究区,进行两项室外观测试验,利用Delta TRAK探针式温度计,对不同深度积雪下的地表温度、积雪表面温度、裸地表面温度进行连续观测并比较,分析不同深度积雪产生的温度效应,同时,利用土壤温湿度监测系统对裸地及不同深度积雪下的深层土壤温度、土壤湿度（土壤液态含水率）进行监测记录。研究结果表明:（1）不同季节积雪对地表土壤温度具有不同影响。冬季,积雪下的地表温度与裸地地表温度具有显著差异,积雪对地表具有保温作用,积雪下的地表温度在一天中任何时刻均大于裸地,其日变化特征与裸地相同,达到最高温度时间较裸地推后2h;积雪保温效应随积雪深度增加而增强,积雪下的地表与裸地温差和积雪深度呈线性关系,积雪深度每增加5cm,地表温度增加2.985℃,积雪深度超过20cm对地表温度保温效应差异不显著。春季,积雪下地表温度表现为白天低于裸地地表温度,保温效应表现在夜间,全天总体效应为降温作用,平均低于裸地1.12...
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验区地理位置图
疲?街В??昧街?秸胧轿露燃仆?辈饬浚ū苊獠??洗笪蟛睿??每次重复三次，计算其平均值。为了减小探针式温度计在插入时带入空气对温度的影响，采用长度为20cm的探针温度计，保证插入积雪内部在20cm，如图b、c。各雪块的积雪密度采用snowfork雪特性分析仪，保证积雪密度一致，大气环境温度采用手动通风干湿表进行测量。观测时间：分别在2018年冬季1月18日、26日、30日及春季3月12、15、19日进行，每次为24小时连续观测，间隔为2h。分别为08、10、12、14、16、18、20、22、24、02、04、06、08时。（a）（b）（c）图2-2试验过程图Fig.2-2Somephotosduringtheexperiment试验二：不同深度积雪对深层土壤温湿度影响的试验观测试验在2017年10月至2018年5月进行，试验场设定在哈尔滨师范大学气象园内。具体试验过程为：在自然植被为人工草地的样地上，将地面枯草清理干净，共清理出六个地块，面积大小为1.5m×1.5m，沿地块四周预留30cm宽间隔，并埋设高50cm聚乙烯薄膜作隔水处理，防止各试验样地之间土壤水分的水平迁移。在各试验样地中心位置分别埋设土壤湿度和土壤温度探头共4组，埋设深度分别为5cm、15cm、25cm、35cm，利用RR-7210土壤温湿度自动监测系统对土壤温、湿度进行自动记录，每天连续监测，时间间隔为1h。在2017年12月10日第一次有效降雪后，
第2章材料与方法7进行试验预设的积雪深度控制，从试验样地周边取自然积雪，用筛雪网将雪均匀筛入六个地块，并用筛雪网均匀压实，人为堆积积雪深度为10cm、20cm、30cm、40cm、50cm，其中一个为对照样地，无积雪。在试验期间，随时关注天气预报，如果有新的降雪，每次降雪后及时清扫裸地上的积雪。为方便积雪深度控制，特定制6个与试验所需积雪体积大小相同的正方形铁框，置于试验样地之上，裸地四周也设置10cm高正方形铁框，防止外部积雪进入影响试验结果，试验场布置如图2-3所示。在积雪开始融化后用钢板尺每天9点测量融化深度并作记录。（注：试验样地设置在哈尔滨师范大学气象园内，不受人为干扰影响，最大限度的保留自然状态的积雪；由于积雪反照率受灰尘及杂质影响很大，因此在人工筛洒积雪时已尽最大程度保证积雪的纯净。）观测项目：（1）土壤湿度（液态含水率）：是表征地表干燥程度的客观指标[67]，采用RR-7210型土壤温湿度自动监测系统，设定监测时间间隔为1h，土壤深度为5cm、15cm、25cm、35cm；（2）土壤温度：采用RR-7210型土壤温湿度自动监测系统，设定监测时间间隔为1h，土壤深度为5cm、15cm、25cm、35cm；（3）积雪密度：采用SnowFork雪特性分析仪分层测定，从上至下每隔10cm于雪层中间位置测量三次取平均值。（4）积雪日融化厚度：测量时间为积雪开始融化至积雪完全融化结束，即在2月26日雪深开始出现厚度下降至3月24日积雪完全融化结束期间，每天上午9:00左右用直尺测量各样地雪深变化，直至积雪完全融化结束。图2-3试验场布置图Fig.2-3Layoutofthestudyarea2.3数据处理及分析方法2.3.1数据处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]天山北坡积雪消融对不同冻融阶段土壤温湿度的影响[J]. 张音,海米旦·贺力力,古力米热·哈那提,刘迁迁,苏里坦. 生态学报. 2020(05)
[2]有无遮蔽条件下季节性积雪分层物理特性对比分析[J]. 唐小雨,高凡,闫正龙,彭亮. 灌溉排水学报. 2019(11)
[3]季节性冻土区积雪的生态效应[J]. 郑思嘉,于晓菲,栾金花,邹元春,王国平,丁珊珊. 土壤与作物. 2018(04)
[4]基于SRM模型的天山西部山区融雪径流研究[J]. 汤瑞,穆振侠,周育琳,尹梓渊,彭亮. 灌溉排水学报. 2018(11)
[5]玛曲积雪过程对近地层气象要素影响的数值模拟[J]. 李丹华,陈世强,卢国阳,刘丽伟. 干旱气象. 2018(03)
[6]水量平衡与能量平衡模式下的VIC模型在喀什河流域的应用研究[J]. 高瑞,穆振侠,彭亮,周育琳,尹梓渊,汤瑞. 灌溉排水学报. 2018(01)
[7]东北低山丘陵区季节性积雪特性研究[J]. 马世伟,周丽丽,马仁明,曹湘英,王宇. 水土保持学报. 2017(01)
[8]一次降雪的积雪密实化过程研究[J]. 刘宝河,左合君,董智,王嫣娇,杨阳,闫敏,李钢铁. 干旱区资源与环境. 2017(01)
[9]SPSS软件单因素方差分析的应用[J]. 邹祎. 价值工程. 2016(34)
[10]天山北坡季节性积雪消融对浅层土壤水热变化影响研究[J]. 牛春霞,杨金明,张波,刘志辉. 干旱区资源与环境. 2016(11)
博士论文
[1]东北地区积雪时空分布及其融雪径流模拟[D]. 杨倩.吉林大学 2015
[2]土地覆被—积雪对长白山地区季节性冻土的地温影响研究[D]. 孟祥君.东北师范大学 2014
[3]季节性冻土区雪被—土壤联合体水热耦合运移规律及数值模拟研究[D]. 王子龙.东北农业大学 2010
[4]黄土丘陵区不同农业技术措施的土壤水分效应研究[D]. 杨开宝.西北农林科技大学 2010
硕士论文
[1]松嫩平原黑土区积雪表面温度反演研究[D]. 印玉明.东北农业大学 2019
[2]冬季大气环流异常对青藏高原春季积雪及表面温度的影响[D]. 邹涛.南京大学 2019
[3]东北农田区积雪对土壤水热的影响研究[D]. 梁爽.吉林大学 2018
[4]积雪特性与辐射能量对积雪融化过程的影响研究[D]. 张娜.沈阳农业大学 2017
[5]不同积雪覆盖条件下季节性冻融黑土水热迁移数值模拟[D]. 蒋睿奇.东北农业大学 2015
[6]积雪消融对土壤水热状况的影响研究[D]. 任喜珍.内蒙古农业大学 2010
[7]内蒙古东部草原积雪对土壤水热状况及牧草返青的影响[D]. 王玉涛.内蒙古农业大学 2008
[8]积雪及下伏冻土中的水、热、盐运移规律的研究[D]. 魏丹.沈阳农业大学 2007
本文编号：3536276
【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验区地理位置图
疲?街В??昧街?秸胧轿露燃仆?辈饬浚ū苊獠??洗笪蟛睿??每次重复三次，计算其平均值。为了减小探针式温度计在插入时带入空气对温度的影响，采用长度为20cm的探针温度计，保证插入积雪内部在20cm，如图b、c。各雪块的积雪密度采用snowfork雪特性分析仪，保证积雪密度一致，大气环境温度采用手动通风干湿表进行测量。观测时间：分别在2018年冬季1月18日、26日、30日及春季3月12、15、19日进行，每次为24小时连续观测，间隔为2h。分别为08、10、12、14、16、18、20、22、24、02、04、06、08时。（a）（b）（c）图2-2试验过程图Fig.2-2Somephotosduringtheexperiment试验二：不同深度积雪对深层土壤温湿度影响的试验观测试验在2017年10月至2018年5月进行，试验场设定在哈尔滨师范大学气象园内。具体试验过程为：在自然植被为人工草地的样地上，将地面枯草清理干净，共清理出六个地块，面积大小为1.5m×1.5m，沿地块四周预留30cm宽间隔，并埋设高50cm聚乙烯薄膜作隔水处理，防止各试验样地之间土壤水分的水平迁移。在各试验样地中心位置分别埋设土壤湿度和土壤温度探头共4组，埋设深度分别为5cm、15cm、25cm、35cm，利用RR-7210土壤温湿度自动监测系统对土壤温、湿度进行自动记录，每天连续监测，时间间隔为1h。在2017年12月10日第一次有效降雪后，
第2章材料与方法7进行试验预设的积雪深度控制，从试验样地周边取自然积雪，用筛雪网将雪均匀筛入六个地块，并用筛雪网均匀压实，人为堆积积雪深度为10cm、20cm、30cm、40cm、50cm，其中一个为对照样地，无积雪。在试验期间，随时关注天气预报，如果有新的降雪，每次降雪后及时清扫裸地上的积雪。为方便积雪深度控制，特定制6个与试验所需积雪体积大小相同的正方形铁框，置于试验样地之上，裸地四周也设置10cm高正方形铁框，防止外部积雪进入影响试验结果，试验场布置如图2-3所示。在积雪开始融化后用钢板尺每天9点测量融化深度并作记录。（注：试验样地设置在哈尔滨师范大学气象园内，不受人为干扰影响，最大限度的保留自然状态的积雪；由于积雪反照率受灰尘及杂质影响很大，因此在人工筛洒积雪时已尽最大程度保证积雪的纯净。）观测项目：（1）土壤湿度（液态含水率）：是表征地表干燥程度的客观指标[67]，采用RR-7210型土壤温湿度自动监测系统，设定监测时间间隔为1h，土壤深度为5cm、15cm、25cm、35cm；（2）土壤温度：采用RR-7210型土壤温湿度自动监测系统，设定监测时间间隔为1h，土壤深度为5cm、15cm、25cm、35cm；（3）积雪密度：采用SnowFork雪特性分析仪分层测定，从上至下每隔10cm于雪层中间位置测量三次取平均值。（4）积雪日融化厚度：测量时间为积雪开始融化至积雪完全融化结束，即在2月26日雪深开始出现厚度下降至3月24日积雪完全融化结束期间，每天上午9:00左右用直尺测量各样地雪深变化，直至积雪完全融化结束。图2-3试验场布置图Fig.2-3Layoutofthestudyarea2.3数据处理及分析方法2.3.1数据处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]天山北坡积雪消融对不同冻融阶段土壤温湿度的影响[J]. 张音,海米旦·贺力力,古力米热·哈那提,刘迁迁,苏里坦. 生态学报. 2020(05)
[2]有无遮蔽条件下季节性积雪分层物理特性对比分析[J]. 唐小雨,高凡,闫正龙,彭亮. 灌溉排水学报. 2019(11)
[3]季节性冻土区积雪的生态效应[J]. 郑思嘉,于晓菲,栾金花,邹元春,王国平,丁珊珊. 土壤与作物. 2018(04)
[4]基于SRM模型的天山西部山区融雪径流研究[J]. 汤瑞,穆振侠,周育琳,尹梓渊,彭亮. 灌溉排水学报. 2018(11)
[5]玛曲积雪过程对近地层气象要素影响的数值模拟[J]. 李丹华,陈世强,卢国阳,刘丽伟. 干旱气象. 2018(03)
[6]水量平衡与能量平衡模式下的VIC模型在喀什河流域的应用研究[J]. 高瑞,穆振侠,彭亮,周育琳,尹梓渊,汤瑞. 灌溉排水学报. 2018(01)
[7]东北低山丘陵区季节性积雪特性研究[J]. 马世伟,周丽丽,马仁明,曹湘英,王宇. 水土保持学报. 2017(01)
[8]一次降雪的积雪密实化过程研究[J]. 刘宝河,左合君,董智,王嫣娇,杨阳,闫敏,李钢铁. 干旱区资源与环境. 2017(01)
[9]SPSS软件单因素方差分析的应用[J]. 邹祎. 价值工程. 2016(34)
[10]天山北坡季节性积雪消融对浅层土壤水热变化影响研究[J]. 牛春霞,杨金明,张波,刘志辉. 干旱区资源与环境. 2016(11)
博士论文
[1]东北地区积雪时空分布及其融雪径流模拟[D]. 杨倩.吉林大学 2015
[2]土地覆被—积雪对长白山地区季节性冻土的地温影响研究[D]. 孟祥君.东北师范大学 2014
[3]季节性冻土区雪被—土壤联合体水热耦合运移规律及数值模拟研究[D]. 王子龙.东北农业大学 2010
[4]黄土丘陵区不同农业技术措施的土壤水分效应研究[D]. 杨开宝.西北农林科技大学 2010
硕士论文
[1]松嫩平原黑土区积雪表面温度反演研究[D]. 印玉明.东北农业大学 2019
[2]冬季大气环流异常对青藏高原春季积雪及表面温度的影响[D]. 邹涛.南京大学 2019
[3]东北农田区积雪对土壤水热的影响研究[D]. 梁爽.吉林大学 2018
[4]积雪特性与辐射能量对积雪融化过程的影响研究[D]. 张娜.沈阳农业大学 2017
[5]不同积雪覆盖条件下季节性冻融黑土水热迁移数值模拟[D]. 蒋睿奇.东北农业大学 2015
[6]积雪消融对土壤水热状况的影响研究[D]. 任喜珍.内蒙古农业大学 2010
[7]内蒙古东部草原积雪对土壤水热状况及牧草返青的影响[D]. 王玉涛.内蒙古农业大学 2008
[8]积雪及下伏冻土中的水、热、盐运移规律的研究[D]. 魏丹.沈阳农业大学 2007
本文编号：3536276
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