中文版 | English
Arid
内蒙古荒漠草原南缘不同坡位土壤湿度变化特征
常耀文
出版年2021
学位类型硕士
学位授予单位内蒙古师范大学
中文摘要土壤湿度是荒漠草原地区影响植被生长与干旱程度的重要因素,对草原生态系统起着决定性作用。研究土壤湿度的时序变化及其对降水等影响因子的响应过程,对揭示该地区土壤湿度时序变化规律,荒漠草原地气耦合研究与土壤湿度模型预测有着重要意义。本研究以内蒙古荒漠草原南缘为研究区,在一典型坡面的坡底与坡上设置地面观测系统对土壤湿度及气象因子进行长期观测。运用数理统计分析、Pearson相关分析、小波分析、交叉小波与小波相干分析、自相关分析与交叉相关分析等方法,阐明了不同坡位土壤湿度的年内变化与年际变化特征,探究了土壤湿度在不同时期对土壤温度及气象因子的响应机制。研究结果表明:(1)土壤湿度季节变化明显,坡底土壤湿度总体大于坡上的土壤湿度。土壤湿度及其波动性随着土壤深度的增大而减小;土壤湿度具有明显的季节差异,在春季、夏季和秋季的土壤湿度变幅较大,冬季土壤湿度及其变幅较小。坡上与坡底土壤湿度季节变化基本按照“冬季低值稳定-春初上升-春季高值稳定-春末下降-夏季波动-秋初波动上升-秋末迅速下降”的模式变化。相比于坡上,坡底各阶段的变化相对滞后,同时,在坡底,夏秋季节土壤湿度无大幅度的上升或下降,基本维持在高值且呈波动变化。温度(大气温度与土壤温度)在不同阶段对土壤湿度的影响存在差异,在冬季低值稳定期、春初上升期与秋末下降期,温度与土壤湿度呈显著正相关;在春末下降期与春季高值稳定期呈显著负相关,夏季气温与土壤温度对土壤湿度的影响不明显。(2)2009-2019年土壤湿度年际变化呈波动且显著上升的趋势变化,周期性明显。在坡底,月均土壤湿度同时以63个月的大周期与18个月的小周期震荡变化。在较浅土层中,土壤湿度63个月的周期变化更明显,为第一主周期,随着土壤加深,18个月的小周期震荡逐渐增强,成为第一主周期;坡上土壤湿度各层均以63个月为主要震荡周期变化,其他周期变化不明显。通过交叉小波与小波相干分析,在2010年6月-2015年2月降水与土壤湿度存在10-15个月的共轭周期,其他共轭周期在1-6个月的周期内零星分布,表现出降水对土壤湿度影响的随机性。坡上土壤湿度与降水也存在10-15个月的共轭周期,具有全域性。随着土壤深度的加深,降水在10-15个月的共轭周期上对土壤湿度的影响逐渐减弱。土壤温度与气温对土壤湿度的影响相似,在整个时间序列上存在10-15个月的共轭周期。(3)土壤湿度具有很高的时序自相关性。总体上,该地区土壤湿度对后期土壤湿度的影响不超过两个月。相比于表层土壤,深层土壤湿度对后期土壤湿度的影响能持续更长的时间。大气等其他土壤湿度影响因子的扰动是减弱表层土壤湿度自相关的主要原因。相比于坡上,坡底土壤湿度的影响能持续更长的时间。(4)土壤湿度与土壤容重呈显著负相关,与土壤孔隙度呈显著正相关,在整个时序尺度上,气温、降水与土壤温度对土壤湿度的影响均呈极显著正相关。三个要素对土壤湿度的影响存在尺度效应。在土壤湿度下降过程中,气温与土壤温度的影响占主导作用,在土壤湿度增加过程中,降水的影响占主导。气温与降水对土壤湿度的影响存在一定滞后性,其中土壤湿度与2-3天前的降水相关性最大,在坡底,降水与气温对土壤湿度的影响能持续3个月之久。而在坡上,降水影响的持续性只能持续2个月。结论:荒漠草原土壤湿度在年内与年际尺度上有着明显的变化,对大气因子变化具有较强的敏感性,特别是冬季的土壤湿度对温度的响应表现出极强的敏感性。降水是该地区地表土壤湿度的主要补充,土壤温度变化主导的蒸发与蒸腾作用是使土壤湿度减少的主要耗散过程。在荒漠草原集中性降水与持续性耗散的影响下,土壤湿度呈现63个月大周期与18个月小周期的多周期波动的变化特征。在土壤湿度自相关性及对影响因子响应的持续性方面,坡底土壤湿度的滞后性与持久性表现的更强。
中文关键词荒漠草原 ; 土壤湿度 ; 季节变化 ; 小波分析 ; 自相关分析
语种中文
国家中国
中图法分类号S812.2
来源机构内蒙古师范大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355550
作者单位内蒙古师范大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 常耀文. 内蒙古荒漠草原南缘不同坡位土壤湿度变化特征[D]. 内蒙古师范大学,2021.
条目包含的文件
条目无相关文件。
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[常耀文]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[常耀文]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[常耀文]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享

除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。