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李雪琴 鲁旭阳 范继辉 鄢燕

引用本文: 李雪琴,鲁旭阳,范继辉,鄢燕. 藏东南不同下垫面栽培草地土壤温湿度的特征分析. 草业科学, 2020, 37(7): 1227-1238 doi: shu
Citation:  LI X Q, LU X Y, FAN J H, YAN Y. Analysis of soil temperature and moisture characteristics of artificial grasslands with different underlying surfaces in southeast Tibet. Pratacultural Science, 2020, 37(7): 1227-1238 doi: shu

藏东南不同下垫面栽培草地土壤温湿度的特征分析

    作者简介: 李雪琴(1997-),女,四川中江人,在读硕士生,主要从事高寒生态学研究。E-mail: lixueqin19@mails.ucas.ac.cn;
    通讯作者: 鄢燕, yy@imde.ac.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金(41871049, 41871072);华能集团总部科技项目(HNKJ14-H17)

摘要: 为揭示藏东南不同下垫面土壤温湿度的特征,本研究以西藏芒康县拉乌山为研究对象,采集2015年11月至2017年12月的10 cm土壤温湿度数据,对植被覆盖(植被区)、砾石 + 植被覆盖(砾石区)的栽培草地和裸地(无覆盖)3种下垫面条件下的土壤温湿度数据进行比较研究。结果表明: 1) 拉乌山3种下垫面10 cm土壤温度基本上按正弦曲线变化,与太阳辐射趋势较一致,最大值和最小值分别出现在7月和1月;砾石区土壤温度年较差最大,分别为25.46和23.38 ℃,植被区土壤温度年较差最小,分别为17.17和16.65 ℃;砾石区土壤温度日变化呈正弦曲线变化,裸地和植被区在11:00–13:00有轻微的上下波动。2) 季节尺度上,土壤湿度主要受降水年变化的影响,呈“W”形发生周期性波动;日尺度上,砾石区夏秋季峰值出现在午夜和傍晚,植被区和裸地均无明显日变化。3) 非生长季(11月初至4月下旬),砾石区存在不稳定冻结、不稳定消融和日冻融现象,而植被区和裸地冻融过程相对简单;生长季(5月中旬至10月中旬),砾石区土壤温湿度显著大于植被区(P < 0.05),水热条件优于植被区。综上可知,藏东南高寒草原地区砾石 + 植被覆盖是一种较理想的调节土壤水热条件的措施,可为草地植被恢复工作提供理论依据。

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    图 1  博亚平台 观测期(2016-11-03–2018-12-04)气温与3种下垫面10 cm土层土壤温度变化

    Figure 1.  Variation in soil temperature at a depth of 10 cm in artificial grasslands with three underlying surfaces during the observation period(2016-11-03–2018-12-04)

    图 2  博亚平台 观测期(2016-11-03–2018-12-04)3种下垫面四季10 cm土层土壤温度日变化

    Figure 2.  Diurnal variation in soil temperature at a depth of 10 cm in artificial grasslands with three underlying surfaces across four seasons during the observation period(2016-11-03–2018-12-04)

    图 3  2015 – 2017年3种下垫面10 cm土层土壤湿度和降水量季节变化

    Figure 3.  博亚平台 Variation in soil moisture at a depth of 10 cm in artificial grasslands with three underlying surfaces from 2015 to 2017

    图 4  2015 – 2017年3种下垫面四季10 cm土层土壤湿度日变化

    Figure 4.  博亚平台 Diurnal variation in soil moisture in artificial grasslands with three underlying surfaces across in four seasons from 2015 to 2017

    图 5  2016和2017年非生长季冻融循环过程图

    Figure 5.  Freezing-thawing cycle during non-vegetative growth season in 2016 and 2017

    表 1  3种下垫面10 cm土层土壤温度最高、最低温及出现时间

    Table 1.  Maximum and minimum temperature and occurrence time at a depth of 10 cm in artificial grasslands with three underlying surfaces

    年份 Year植被区 Vegetation area砾石区 Gravel area裸地 Bare land
    Max temp/Date
    (MM-DD)
    Min temp/Date
    (MM-DD)
    Max temp/Date
    (MM-DD)
    Min temp/Date
    (MM-DD)
    Max temp/Date
    (MM-DD)
    Min temp/Date
    (MM-DD)
    2016 13.77 ℃/08-26 –3.40 ℃/01-27 18.60 ℃/08-19 –6.86 ℃/01-26 17.61 ℃/08-25 –4.55 ℃/01-26
    2017 13.79 ℃/08-04 –2.86 ℃/01-15 17.63 ℃/06-14 –5.75 ℃/01-14 21.47 ℃/06-17 –1.16 ℃/01-15
     Max temp和 Min temp分布代表最高温和最低温,Date代表出现时间。

     Max temp and Min temp represent the maximum and minimum temperature, respectively. Date represents occurrence time.
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    表 2  博亚平台 试验区3种下垫面生长季10 cm土壤水热状况对比

    Table 2.  Comparison of 10 cm soil water and heat in three kinds of underlying surfaces growing seasons in test area

    下垫面
    Underlying surface
    土壤日均温 Average daily temperature of soil/℃土壤最高温 Maximum temperature of soil/℃土壤最低温 Minimum temperature of soil/℃土壤日均含水量 Daily soil water content/(m3·m–3)
    20162017201620172016201720162017
    植被区
    Vegetation area
    10.62 ± 0.16b11.52 ± 0.11c13.7713.805.358.520.26 ± 0.0b0.23 ± 0.0c
    砾石区
    Gravel area
    11.63 ± 0.22a12.42 ± 0.17b18.6017.634.267.060.28 ± 0.0a0.28 ± 0.0a
    裸地
    Bare land
    11.59 ± 0.19a18.13 ± 0.12a17.6121.475.5614.490.28 ± 0.0a0.27 ± 0.0b
     同列不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。
     Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level.
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                          • 通讯作者:  鄢燕, yy@imde.ac.cn
                          • 收稿日期:  2021-03-09
                          • 网络出版日期:  2021-07-08
                          • 刊出日期:  2021-07-15
                          通讯作者: 陈斌,
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