松辽平原西部土壤温度变化特征分析.doc

PAGE 1 松辽平原西部土壤温度变化特征分析 利用通辽市11个自动气象观测站，2006～2013年5～320cm逐时土壤温度资料，分析了通辽地区土壤温度变化特征。结果表明：浅层土壤温度日变化特征明显，各季节各层土壤温度日最高出现时间基本相同，并随土壤深度加深逐层滞后。浅层土壤（5～20cm）的温度日较差最大出现在9月，最小出现在11月。各层土壤温度月变化均呈波动变化，浅层土壤温度最大值出现在7月，深层出现在8月或9月。同一时间5～40cm相邻土层温度相差较大，深层不明显。每年11月至翌年2月，土壤温度随深度加深而升高，其它大部月份随深度加深而降低。11月土壤开始冻结，最大冻土深度除中部不足150cm外，其余地区均超过160cm。各层土壤温度的空间分布均呈中部、南部高，北部低。 近年来全球气候变化已经成为当今社会关注的焦点，其中核心是研究地、气之间的能量和水分等物质相互交换和传输问题，土壤温度是研究过程中的一个重要参量【1-4】。近年来有不少学者对土壤温度的变化进行了研究，根据分布在前苏联季节冻土和多年冻土区气象台站的土壤温度观测结果，发现绝大多数气象台站40cm深度上的年平均土壤温度在近一个世纪以来呈升高趋势【5】；横穿阿拉斯加南北方向的多年冻土测温结果表明，从20世纪80年代后期到1996年间多年冻土上限处的温度升高了0.5～1.5℃【6】，青藏高原风火山一带多年冻土l5m深度处的温度在2O世纪6O年代至90年代期间升高了0.2～0.3℃【7】；杨梅学等【8-12】借助中日合作项目“全球能水循环—青藏高原亚洲季风试验”(GAME—Tibet)，对青藏高原北部土壤温湿度变化特征、土壤温度日变化规律和极值出现进行了详细的分析和阐述，为研究青藏高原土壤温度变化提供了较好的思路和方法。刘晓东和韦志刚【13】分析了我国31个站点1.6m地温距平时空变化的气候学特征，发现地温距平场的季节变化存在明显的准半年韵律现象；佘军等【14】利用EOF(经验正交函数)迭代恢复了缺测的0.8m和1.6m地温资料，并进行了地温的持续性和振荡特征分析；杨梅学等【15】用一个年周期的土壤温度资料，对藏北高原D110点的日变化特征的月变化进行了分析；向毓意等【16】对西藏地区7个站点的深层地温进行了系统分析，认为深层地温近40a经历了暖-冷-暖3次交替，并且与气温有较好的对应关系，研究结果有利于加强对我国新疆地区多层土壤温度的垂直结构和变化规律的认识，为改善陆面过程模式中土壤温度的相关参数提供可靠依据。张科利等【17】研究了东北黑土区土壤剖面地温、解冻特点以及水分变化规律。然而，在众多的研究文献中，有关于科尔沁沙地土壤温度变化特征的研究文献较少。本文利用科尔沁沙地腹地通辽地区11个自动气象站8层逐时土壤温度观测资料，对该地区土壤温度变化进行分析，研究其变化及时空分布特征，以期为气候变化影响分析，确定作物适宜播种期和调整种植结构提供一定的客观依据。 第一章 站点与方法 1.1站点介绍 通辽地区位于内蒙古自治区东部，地处北纬42015′～45041′、东经119015′～123043′之间，总面积59535km2，南北长约418km，东西宽约370km。通辽市地势南部和北部高，中部低平，呈马鞍形。北部为大兴安岭南麓余脉的石质山地丘陵，南部为辽西山地边缘的浅山、黄土丘陵区，中部为西辽河流域沙质冲积平原。通辽市地处科尔沁沙地腹地，沙地面积4086万亩，是科尔沁沙地的主体地区。在沙地面积中，流动沙地面积295万亩，定、半固定沙地面积3211万亩，潜在沙漠化土地面积580万亩。全市草原总面积5129万，可利用面积4682万亩。全市森林总面积2051万亩，活立木总蓄积2602万立方米，森林覆被率623.7%。通辽市地带性土壤为栗钙土，其余土壤主要有风沙土，灰色草甸土等十个种类，以风沙土为主，占总面积的43.5%。全市流域面积100km2以上的河流共47条，自然湖泊600多个，有大中小型水库121座。水系以西辽河水系为主，受气候变暖影响，全市境内辽河、新开河、教来河常年断流，70多座中小型水库干涸，局部地下水位下降，水资源匮乏。近50a通辽市年平均气温上升了1.95℃，无霜期延长了24.8d，年平均降水量减少了75.1mm，年日照时数减少了68.7h。气候变化对通辽地区的影响正面和负面并存，其负面影响更受关注。负面影响主要有荒漠化，生物多样性受损和丧失，鼠、虫、病害加重，水资源更加匮乏，天气、气候极端事件增多、增强，损失加重，农业成本和投资大幅度增加，不稳定增加，产量波动加大等等。 1.2土壤温度观测原理 土壤温度自动观测，是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的。温度传感器零度阻值为100Ω，当温度发生变化时，电阻值随之产生变化，根据欧姆定律，