古尔班通古特沙漠土壤物理参数时间变化特征及其影响因子研究

以古尔班通古特沙漠为研究靶区,利用2020年全年克拉美丽陆-气相互作用观测试验站连续观测数据,分析了古尔班通古特沙漠土壤温湿度、土壤热通量、土壤盐分及导热率等主要土壤参数变化特征及影响因子。结果表明：（1）古尔班通古特沙漠土壤温度年日均值变化呈倒“U”型,季节变化特征明显,总体表现为夏季>春季>秋季>冬季,浅层土壤温度的变化幅度大于深层,湿度变化特征为春夏高,秋冬低,通常表现为随土壤深度增加土壤湿度逐渐升高;土壤热通量变化总体表现为春夏高,秋冬低,日变化幅度春夏秋冬依次递减。（2）古尔班通古特沙漠土壤导热率年均值为0.832 W·m-1·K-1,导热率与降水呈显著的正相关,土壤温湿度、土壤盐分是影响沙漠区土壤导热率的主要因子。在冻土条件下,土壤导热率平均为0.634 W·m-1·K-1,且其随土壤湿度增加而增加,冻土时导热随湿度增加的速率约为非冻土时的2.5倍;在降水条件下,土壤含水量小于0.06 m3·m-3时土壤导热率呈现缓慢增加趋势,大于0.06 m3·m-3时随湿度上升而迅速增加;在融雪时期,土壤含水量小于0.11 m3·m-3时土壤导热率随湿度上升缓慢增加,大于0.11 m3·m-3时土壤导热率迅速上升。     

绿洲-沙漠过渡带柽柳灌丛沙堆表面的蚀、积特征

灌丛沙堆表面的蚀、积特征直接影响着沙堆的形成和发育,是研究灌丛沙堆的重要方面。选择策勒绿洲-沙漠过渡带内半固定沙地和流动沙地上的各一个独立柽柳沙堆作为表面蚀、积特征的定点观测对象,运用地形测量结合插钎法对每场大风后沙堆表面的蚀、积量与蚀、积分布状况进行计算分析。结果表明：（1）处于半固定沙地的柽柳沙堆,整体蚀、积空间分布规律不显著且蚀、积量相对较少,以微弱的蚀、积变化为显著特征,形态相对稳定。与之相对,处于流动沙地的柽柳沙堆,整体具有显著的空间分布规律和较高的蚀、积强度,这表明柽柳沙堆所处环境的沙源供给强度是控制沙堆单体规模的主要因素之一。（2）伴随着柽柳灌丛开始萌动到逐渐形成一定的灌丛覆盖,沙堆表面由大面积侵蚀逐步转为积沙,风蚀退缩到沙堆两侧且总体上沙堆体积在年内呈先减小后增大的波动状态。（3）柽柳灌丛沙堆以灌丛内部具有覆盖的保护区域及背风侧大面积稳定积沙,迎风和两侧区域强烈风蚀为主要蚀、积分布特征。     

塔克拉玛干沙漠腹地流沙下垫面土壤呼吸特征及影响因素分析

通过LI-COR8100A土壤碳通量观测系统分别于2013年1月、5月、10月和11月进行了塔克拉玛干沙漠腹地塔中流沙下垫面土壤呼吸速率测定试验,并分析了相应的土壤水热因子对呼吸速率的影响。结果表明:塔克拉玛干沙漠腹地土壤呼吸速率整体偏低,但具有明显的昼夜波动性和季节变化特征。研究区流沙土壤中可能存在的无机碳过程是导致夜间及凌晨的土壤呼吸速率为负值,白天为正值的主要原因。不同时段的土壤呼吸速率(Rs)分别与土壤表层0~5 cm平均土壤温度(T)和湿度(W)间存在较为同步的昼夜变化趋势且具有良好的回归关系。相对于单因素影响的回归分析,土壤温、湿度的协同作用能够从整体角度更好地解释土壤呼吸速率的变化情况。回归方程Rs=a+bT+cW和Rs=a+bT+cW+dTW可解释不同时段土壤呼吸速率76.0%以上的变化情况。这说明土壤温、湿度是控制土壤呼吸速率的主要环境因子。沙漠腹地土壤极低的水分条件成为土壤呼吸的限制性因子,呼吸速率对于作为限制性因子的土壤湿度的变化响应则更加直接,而对于土壤温度变化的敏感性就有所下降,导致土壤呼吸速率与土壤温度回归关系出现明显的时滞环现象。