祁连山西段草地土壤温度、水分变化特征

研究土壤水热要素对合理预测祁连山气候变化特征及建立气候预警系统有重要意义。采用18套土壤温、湿度自动记录仪(HOBOU30)对祁连山西段草地进行3a连续定位监测,旨在探索分析该区土壤水热变化特征,阐明土壤水热互作效应及耦合机制。表明:1)冷期(1—3、11—12月)占全年的42%,暖期(4—10月)占58%;7月前土壤均温随月份增大而增大,月份增大1月土壤均温增大3.53℃,水分增大3.23%;7月后随月份增大而减小,月份增大1月土壤均温降低4.73℃,水分下降2.55%。2)日变化16:00前土壤均温为7.45℃,水分为16.26%,16:00后均温为9.1℃,水分为16.79%,16:00后比前均温高1.65℃,水分高0.54%。3)土温、水分与海拔均呈线性正相关,前者差异显著(P0.05),后者不显著(P0.05)。4)土温逐层(0—120 cm)平均递增0.07℃,水分递减0.58%;土温与土层深度呈显著线性正相关(P0.05,R2=0.99),水分呈显著线性负相关(P0.05,R2=0.97)。5)该区土温与水分呈显著线性负相关。因此,祁连山西段草地土温变幅较小,水分变幅大,两者在空间上变化均呈二次函数,时间上均呈一次函数。     

积雪对祁连山亚高山草甸土壤呼吸速率的影响

草地作为陆地生态系统的重要组成部分,是分布最广的植被类型之一,全球草地面积约占陆地面积的1/4,土壤碳储量约占全球总碳储量的1/5,在气候变化和陆地生态系统的碳循环方面起着重要作用。我国各类天然草原面积近4亿hm~2,约占国土面积的41.7%,草地的总碳储量约占陆地生态系统总碳储量的16.7%,其中土壤层占93.1%,在碳储量中占有重要的地位。土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的主要环节,其中草地土壤呼吸占陆地土壤呼吸量的5.6%,因此草地土壤碳库正成为草地生态系统研究的热点。祁连山草地资源丰富,亚高山草甸是祁连山自然保护区的基质景观。积雪作为冰冻圈的重要组成部分,对土壤温度和土壤水分具有调控作用,是影响土壤呼吸的重要因素,但是目前关于积雪对土壤呼吸的影响研究少见。研究区选择祁连山中部天涝池流域,利用LI-8100开路式土壤碳通量测定系统,探讨了土壤不同融化状态下积雪对祁连山亚高山草甸生态系统呼吸速率和土壤呼吸速率的影响,并分析了地表温度和土壤温度、地表空气相对湿度和土壤体积含水量对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)雪覆盖降低了生态系统呼吸和土壤呼吸速率,但当日融化的积雪对次日生态系统呼吸有促进作用;(2)呼吸速率与土壤温度和地表温度呈显著指数关系(P0.01),与地表空气相对湿度呈线性相关关系。降雪后,全融土壤中呼吸速率与温度和地表空气相对湿度间的相关性好;(3)温度较高时,温度对呼吸速率的作用强;温度较低时,温度对呼吸速率的影响不大。