中国东部土壤温度、湿度变化的长期趋势及其与气候背景的联系

利用1971-2000年中国722站逐月的土壤温度资料和1981-1998年178站逐旬的土壤湿度观测资料,分析了中国东部土壤温度、湿度变化的长期趋势及其与气温、降水变化的关系.结果表明:①我国东部土壤温度的变化在年际一年代际时间尺度上存在明显的区域性差异,其中东北地区表现为持续上升型,而西北东部一华北、江淮和西南一华南地区均为先降后升型;②1970-2000年代,土壤温度的变化在东北以及西北东部一华北地区有显著的上升趋势,而在江淮和西南一华南地区,总体而言变化趋势不显著.此外,1980-1990年代,各区域土壤湿度的变化趋势均不显著;③在年际一年代际尺度上,各区域土壤温度和气温的变化具有显著的正相关关系,而土壤湿度与土壤温度的变化普遍呈负相关关系,其中尤以西北东部-华北地区最为显著.而在较长的时间尺度上,土壤湿度与降水的变化仍然存在较好的正相关关系.     

中国东部土壤温度、湿度变化的长期趋势及其与气候背景的联系

利用1971—2000年中国722站逐月的土壤温度资料和1981—1998年178站逐旬的土壤湿度观测资料,分析了中国东部土壤温度、湿度变化的长期趋势及其与气温、降水变化的关系。结果表明：①我国东部土壤温度的变化在年际—年代际时间尺度上存在明显的区域性差异,其中东北地区表现为持续上升型,而西北东部—华北、江淮和西南—华南地区均为先降后升型;②1970—2000年代,土壤温度的变化在东北以及西北东部—华北地区有显著的上升趋势,而在江淮和西南—华南地区,总体而言变化趋势不显著。此外,1980—1990年代,各区域土壤湿度的变化趋势均不显著;③在年际—年代际尺度上,各区域土壤温度和气温的变化具有显著的正相关关系,而土壤湿度与土壤温度的变化普遍呈负相关关系,其中尤以西北东部—华北地区最为显著。而在较长的时间尺度上,土壤湿度与降水的变化仍然存在较好的正相关关系。     

1901~2010年青藏高原土壤温度变化的模拟研究

冻土变化是气候变化研究领域的热点问题之一,而土壤温度是冻土变化研究的重要参量。但目前对百年尺度土壤温度,特别是深层土壤温度变化的认识还存在不足。本研究利用CRUNCEP大气强迫资料驱动最新版本的通用陆面模式（CLM4.5）对过去百年的青藏高原土壤温度变化进行了模拟研究。利用来自气象站和野外钻孔监测站的土壤温度观测资料对模拟结果进行了验证,结果显示：1）通用陆面模式能合理地模拟出观测的青藏高原土壤温度变化,模拟和观测结果的相关系数为0.92,纳什效率系数为0.82,趋势分别为0.27℃/10年和0.28℃/10年。模拟结果明显优于再分析资料;2）1901~2010（1979~2010）年青藏高原15m土壤温度增加率为0.05（0.27）℃/10年,冬季增温高于夏季,土壤增温随深度增加而减弱、随经度增加而减小、随纬度的增加呈先增加后略减小的变化;3）青藏高原土壤温度变化主要受气温控制,1m（15m）深度土壤温度对气温变化的敏感性为0.79（0.37）℃/℃,浅层土壤温度对气候变化较深层敏感,多年冻土温度对气候变化较季节冻土敏感。这些结果从百年时间尺度上深化了对青藏高原土壤温度变化的认识。

     

西安城市地温与气温变化初步分析

地下浅层地温和近地表空气温度存在着必然的内在联系,地面温度变化的信息随着时间推移向下传播并叠加到稳态地温场上,因此通过对现今地温剖面的分析可以重建过去地面温度变化的历史。为了研究西安地区地下和地上的温度变化,本文在西安开展了钻孔温度测量,获得了16个钻孔的地温剖面,同时收集整理了西安气象站1951～2010年气温数据。对1951～2010年气温数据进行回归分析得到西安地区年平均气温、年平均最高气温和最低气温增温率分别为3.71 ℃/100a、2.03 ℃/100a和5.14 ℃/100a,均高于全国和全球平均水平,其中1986～2010年间平均气温增温更是显著,达到9.01 ℃/100a。从钻孔测温曲线中筛选出西安城郊6个传导型地温剖面进行分析,结果表明西安地区钻孔温度记录的地面温度变化趋势与气象台记录的气温变化趋势基本吻合。根据利用钻孔温度剖面下段回归分析得到的地表稳态温度和地温梯度以及25年间西安地区平均气温增温率推算得到钻孔理论地温剖面与实测地温数据总体上具有较好的一致性。对实测地温数据的进一步精确拟合分析显示,西安城郊6个选定的钻孔所在区域地面温度变暖分别起始于20年、24年、26年、28年、30年和30年前,对应的地表增温幅度分别为0.4 ℃、0.72 ℃、2.18 ℃、4.2 ℃、2.4 ℃和2.4 ℃。市区和周边郊区钻孔所在区域在增温幅度上存在明显的差异,市区增温强度明显高于郊区,而城郊结合部介于两者之间。     

祁连山海北高寒湿地40～80cm土壤温度状况观测分析

海北高寒湿地土壤水分达超饱和状态,土体热容量大,因而地温在随时间进程中变化平稳,日、年较差较小。年内季节冻土并不深厚,多维持于１ｍ左右,小于高山草甸土分布区。由于５０ｃｍ层次年平均地温仅为１．２℃,暖季的６～９月平均为２．８℃左右。因此,按温度诊断特点来看,该类型高寒湿地土在中国土壤分类中属寒冷性土壤温度状况,仍为正常有机上。     

青藏高原土壤水热过程模拟研究(Ⅱ):土壤温度

模拟青藏高原土壤水分和热量迁移过程的连续变化对于全球变化研究具有非常重要的意义, 其准确模拟是提高陆面过程模拟精度的重要条件. 利用大尺度水文模型对沱沱河站点以1 h为步长, 共399 d的土壤温度模拟结果与观测结果的对比表明, 土壤中共11个不同深度的观测点的模拟温度总体的变化趋势与观测值一致, 可以进行长时间的模拟. 对于地表温度, 模拟的日变化幅度比实测的变化幅度大, 但均值一致, 原因在于模型的土壤参数中没有考虑有机质含量, 在计算能量平衡时需要增加该土壤参数. 对于土壤底部的土壤温度的连续模拟表明, 采用常数的土壤下界算法和倾斜的(damping)土壤下界算法均与观测值的变化具有一定的差别, 而常数的下界算法与观测值更为接近.     

长白山苔原带土壤温度与肥力随海拔的变化特征

土壤温度与土壤肥力的分解释放、植被生长密切相关。利用2015年8月至2017年6月长白山西坡苔原带5 cm土壤温度并测试其土壤肥力,分析了土壤温度与肥力随海拔的变化特征及土壤温度对苔原带肥力的影响。结果表明：（1）长白山西坡苔原带土壤最热月为8月,最冷月为1、2月。长白山西坡苔原带土壤年均温随海拔的升高而下降,垂直变化率为-0.44℃·（100m）^-1。月均温垂直变化率则有所差别,5-9月垂直变化率为正,其余月份垂直变化率为负。（2）海拔是土壤温度空间分异的主要影响因素,冷季土壤温度随海拔升高而显著降低。随着海拔升高,越稀疏的植被和越薄的土层使得土壤热容量越小,暖季土壤温度随海拔升高而显著升高。（3）长白山西坡苔原带土壤肥力,尤其是与植物生长关系密切的速效养分随海拔升高表现出先升高再降低,在植物多样性和丰富度及草本植物盖度最高的2 250 m处达到土壤肥力最高水平。低海拔（2 050~2 250 m）的土壤肥力水平明显高于高海拔（2 350~2 550 m）的土壤肥力水平。西坡苔原带土壤肥力的空间分异状况受草本植物入侵影响较大。（4）长白山西坡苔原带土壤肥力水平随土壤温度升高而升高,温度是土壤有机质分解和矿物质养分转化的限制性因素。建议山地苔原带生态系统生产和生态管理中要重点考虑草本植被入侵给土壤肥力带来的影响。     

冻融期东北农田土壤温度和水分变化规律及影响因素分析

为了更好地认识季节性冻融区冻融过程对农田土壤温度和水分的影响, 以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象, 监测了冻融期流域内玉米田和水稻田土壤温度和水分的变化过程。结果表明： 冻融期表层土壤温度主要受积雪厚度影响, 深层土壤温度主要受土壤初始含水率影响。冻结期, 冻结层含水率几乎都呈增加趋势, 其中浅层土壤增幅最大; 冻结速度慢、 初始含水量低、 相邻土层含水量高的土层冻结过程水分增加量更大, 反之则小。融化期, 各下垫面、 土层土壤含水率基本呈下降趋势, 且主要集中在表层0 ~ 30 cm, 水分损失以蒸发为主, 冻结层对土壤蒸发有抑制作用; 冻结层的融化是造成各下垫面不同土层土壤含水率差异, 以及各土层在不同融化阶段土壤含水率差异的主要原因。     

青海湖北岸土壤温度变化特征

利用1981-2008年刚察站0～320cm逐月平均土壤温度资料和2001-2008年逐日土壤温度观测资料,分析了青海湖北岸土壤温度变化特征、气候突变和异常年份.结果表明:各层年、季平均土壤温度呈现为极显著的升高趋势,升温率为0.25～0.91℃.(10a)-1;月平均土壤温度呈波形变化,位相随深度增加而滞后;日平均土壤温度呈正弦曲线变化;1月和10月随着深度的增加,土壤温度逐渐增大,4月和7月土壤温度随深度增加而减小;14:00时土壤温度随着深度增加逐渐下降,2:00时、8:00时和20:00时土壤温度随着深度增加而升高;除冬季5cm和15cm,秋季40cm平均土壤温度变化相对平稳,未出现突变现象外,其余各层年、季平均土壤温度均发生了突变;15cm、20cm、40cm、160cm和320cm年平均土壤温度均在20世纪80年代出现了异常偏冷,春季平均土壤温度出现了异常偏暖现象,其余各季和年平均地均表现为异常偏冷.     

宁波市轨道交通1号线一期工程抽水试验分析

对宁波市轨道交通1号线一期工程勘察进行水文地质抽水试验,包括单孔抽水试验和多孔抽水试验。根据试验适用的环境及条件的不同,运用单孔抽水、多孔抽水及水位恢复计算公式,获得了典型站点主要含水层的渗透系数,在此基础上,得出全线各站点含水层的渗透系数,从而为拟建车站的基坑开挖和降水设计提供依据。     

东北平原土壤碳库构成及其与土壤性质的关系

东北平原土壤碳库构成具有典型特征:土壤有机碳密度(SOCD)由西部盐碱化、沙化平原向东部低山丘陵增高的趋势,由南向北显示增高趋势,无机碳密度(SICD)具有由西部盐碱化、沙化平原向东部低山丘陵降低的趋势; 土壤碳库仍以有机碳为主,不同土壤类型中有机碳密度占总碳密度的56.14% ~94.03%,有机碳和无机碳所占比例差别较大; 有机碳与总氮呈明显的线性关系,无机碳与CaO呈较强相关性,二者与SiO2均呈较强的负相关性,表明土壤碳库受土壤组成及类型控制最为明显; 土壤质地、pH值及其他土壤性质对土壤碳库也具有较大影响,有机碳及无机碳含量与pH值关系的散点图表现为"马鞍型",但是形状存在微小差别,土壤无机碳含量受碱性条件控制更为明显。     

冲积平原区土壤元素组成特征及其示踪作用

应用土壤元素组成特征研究基础地质问题是覆盖区多目标地球化学调查工作后项重要任务。通过对珠江三角洲，江汉平原，成都盆地3个冲积平原区土壤元素组成特征的研究，探讨了其对土壤成壤母质特性的示踪作用，为今后开展类似的研究工作提供了一种思路。     

松辽平原典型黑土区有机质的变化及影响因素分析

根据2003~2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,研究了典型黑土区有机质的分布特征,提出了绥化-哈尔滨-四平一线典型黑土区有机质含量具有纬度地带性分布特点,有机质由北向南逐渐降低.分析了土壤有机质的影响因素,认为土壤的成土母质和土壤质地是决定有机质含量的重要基础,湖相沉积物和土壤质地细腻,黏粒成分多,有机质含量高.气温和降水等气候条件是影响土壤有机质的主要因素,低温湿润气候条件有利于有机质积累.耕地开垦时间长、作物连作和化肥使用等人为因素降低了有机质含量.     

北京平原区新近沉积土基本工程地质特性分析

文章通过各种实验,分析了北京市新近沉积土的物质组成、化学成分、矿物成分及其基本的岩土工程特 性。结果表明,新近沉积土在总体上是工程地质性质较差的地层,一般来讲呈欠压密状态,具有较高的压缩性,强 度相对较低。但是对于新近沉积的砂质粉土而言,即当塑性指数Ip<7时,通过比较发现新近沉积土的实验数据则 接近于一般第四纪沉积土,并出现了交错,反映出新近沉积的砂质粉土与一般第四纪沉积的砂质粉土的力学性质指标接近而不容易被区分。     

成都平原土壤中钾元素分布特征与农业可持续发展

扼要阐述了钾元素的生物化学作用，特别是钾元素对小麦、水稻、油菜等大宗农作物的生物化学效应，详述了成都平原土壤中全钾、速效钾的分布特征及其与地质前景的关系，提出了要保持本地区农业可持续发展必须注意合理作用钾肥。     

浅层测温中几个重要干扰因素的分析及校正

为了获取较多的来源于地球深部热源的温度信息,在浅层土壤测温中,必须认真分析严重干扰地表浅层温度场分布的因素,力图通过正确的校正将其影响的幅度压低。文中分析了地表状况不同(不同土质、不同植被条件)对地表浅层温度场的影响,提出了几种校正方法并重点讨论了求热扩散系数的方法。     

铬在土壤及地下水中迁移转化研究综述

评述了铬在土壤及地下水中迁移转化的主要方式,着重讨论了吸附作用、氧化还原作用和生物作用对铬迁移转化的影响.并对目前研究中存在的问题进行了总结,对今后的发展方向进行了展望.