降雪、积雪、融雪离子特征及秸秆覆盖下融雪过程研究

发布时间：2020-06-16 07:14

【摘要】：大气降雪离子组成是由云中一系列化学反应相互影响的结果,降雪会被多种因素所干扰,比如地域、季节、降雪量、自身污染源和持续时间等,其离子组成存在较大差异。雪还是一个天然营养库,随着气温升高,由降雪、积雪所产生的融雪水不仅能补给地下水枯水期流量,还能给早春作物生长提供水分与养分。目前我国对降雪化学特征的研究主要集中在西部地区如青藏高原与祁连山等地,因此融雪水在生态系统能量和物质循环过程中至关重要。本文通过对东北地区降雪、积雪、融雪过程中雪水的pH值、电导率、N03-、C1-. NO2-、H2PO4-、Ca2+.NH4+、Mg2+、Na+、K+的浓度测定,结合降雪量与积雪量的变化,初步探讨了新雪、积雪、融雪过程中化学特征变化规律。以及通过对垄作农田表面铺设不同秸秆覆盖量,明确影响融雪速率与融雪面积的变化特征,为预测冻融侵蚀水土养分流失与防治提供理论基础。具体研究成果如下：(1)降雪过程后平均pH值变化范围是5.10-6.33,融雪水呈弱酸性；平均电导率的浮动区间是33-63μS·cm-1；阴离子浓度的大小排序为NO3-Cl-NO2-H2P04-；阳离子浓度的大小排序为Ca2+NH4+Mg2+Na+K+；各离子浓度含量的变化规律是与该地区的降雪量成反比关系。(2)积雪过程后平均pH值变化范围是5.77-6.46；平均电导率的浮动区间是42-71μS·cm-1；积雪厚度与pH没有显著相关性,而积雪厚度与电导率则呈负显著相关；阴离子浓度的大小排序为N03-Cl-NO2-H2PO4-；阳离子浓度的大小排序为Ca2-NH4+Mg2+Na+K+；阴离子浓度是与该地区的积雪量成反比关系,而阳离子则主要受外界环境和积雪量共同影响。(3)融雪过程后平均pH值变化规律按时间分成了两种形式,一种是2月份的平均变化范围是5.86-6.39,一种是3月份的平均变化范围是5.71-6.35；平均电导率的浮动区间是46-79-tS.cm-1；阴离子浓度的大小排序为N03-Cl-NO2-H2PO4-;阳离子浓度的大小排序为Ca2+NH4+Mg2+Na+K+；各离子浓度含量均在每次检测中的第一天浓度含量最大,平均浓度占每次检测总离子浓度的59%-71%,而之后离子浓度明显降低且均在30%以下并依次递减。各离子浓度在三个阶段里变现也有所不同,NO2-、H2P04-、 Ca2+、Mg2+、K+表现为融雪阶段降雪阶段积雪阶段；Cl-、Na+表现为降雪阶段积雪阶段融雪阶段；NO-3表现为降雪阶段融雪阶段积雪阶段；NH4+表现为积雪阶段降雪阶段融雪阶段,说明雪中各离子保存能力不同。(4)针对不同秸秆量的覆盖量对融雪速率的影响,结果表明：S1.5在融雪初期最先发生融化,SL融雪速率峰值最大,融雪最后均为S2.5最先融通；融化过程中,高覆盖处理的S15、S2.5和S3.5融雪累积面积均呈缓慢增加的趋势,且始终高于低覆盖处理的S0、S0.5、S1.0,SL在融雪中期出现骤增,随后累积面积超过低覆盖处理：气温与融雪累积面积相关性较高,各处理表现为S2.5S3.5S1.5SLSoS1.0S0.5;反辐射与融雪速率相关性较高,表现为与高覆盖各处理的相关性在融雪前期较高,而与低覆盖各处理的相关性在融雪后期相对较高。认为在此试验条件下适宜的秸秆覆盖量为2.5 kg·m-2。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P426.63

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