發(fā)布時(shí)間：2018-03-09 05:32

  本文選題：地溫　切入點(diǎn)：氣溫　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氣候變暖毋庸置疑。氣候變化的影響是多尺度、全方位、多層次的,正面和負(fù)面影響并存。近年來,人們對(duì)氣候變化的關(guān)注與日俱增,研究表明,近150年全球氣溫平均上升了0.76℃,全球增溫影響著一系列生態(tài)過程和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。盡管氣溫升高對(duì)各生態(tài)系統(tǒng)過程的影響已被廣泛研究,但是地溫變化及其對(duì)地下過程的影響還知之甚少,尤其是在深層土壤中。本研究利用中國地溫及氣象數(shù)據(jù),開展了近50年地溫變化過程的研究,并依托于中國科學(xué)院長嶺草地農(nóng)牧生態(tài)研究站,從立地尺度分析了退化草地植被對(duì)地溫的影響及其機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):全國地表溫度普遍上升,平均以0.38℃/10a的速度遞增,高出氣溫30%�？赡軙�(huì)導(dǎo)致土壤比預(yù)想中排放更多的C到大氣中。地表的年平均溫在北部地區(qū)和南部地區(qū)分別增加了2.07 4.04°C和0.66 2.21°C,增速最快在冬季。地溫的升高波及到3.2米土層。我們預(yù)測地溫升高會(huì)使土壤呼吸速度增加8%,加強(qiáng)了氣候變暖,并且地溫升高延長了潛在生長季長達(dá)12天。然而僅使用氣溫?cái)?shù)據(jù)來推算土壤溫度的變化會(huì)低估上述影響。上述結(jié)果都強(qiáng)調(diào)了地溫升高以及使用地溫?cái)?shù)據(jù)來評(píng)估和預(yù)測土壤過程的重要性。全國地表日最高溫以0.31℃/10a的速度增長,全國地表日最低溫以0.55℃/10a速度增長,地溫夜晚增高幅度大于白天,導(dǎo)致全國地表日較差(日最高溫與日最低溫之差)以0.25℃/10a的速度縮小。地表日最高(低)溫的升高趨勢自南向北(自東向西)逐漸增強(qiáng)。日照時(shí)數(shù)和降水是影響地溫不對(duì)稱增溫的重要因素。地氣溫差在某種程度上可以反映感熱通量的變化,也可對(duì)農(nóng)作物的種植和管理提供依據(jù)。全國水平上50年平均地氣溫差為2.05℃(地溫氣溫),并以0.06℃/10a的速度縮小,其中冬季貢獻(xiàn)最大(0.17℃/10a)。中國溫帶草原區(qū)各層地溫的年平均值在10.3-10.6°C內(nèi)波動(dòng),各層地溫呈現(xiàn)有規(guī)律的季節(jié)變化,其中秋冬兩季的地溫隨著土層加深逐漸升高,春夏兩季反之,且變化幅度以夏季最大,冬季次之,春秋兩季最小。本文建立一組對(duì)數(shù)函數(shù)模型來描述逐月地溫的垂直分布特征。春夏季節(jié)的各層地溫隨土層加深呈對(duì)數(shù)函數(shù)y=b+a(1-e-cx),秋冬季節(jié)的各層地溫隨土層加深呈對(duì)數(shù)函數(shù)y=b+a(1-e-c(d-x)),其中冬季和夏季的各月份地溫垂直特征明顯。研究的前15年夏季地溫隨土層深度變化的模擬函數(shù)為y=-14.7+15.54(1-e-0.1211x),冬季地溫隨土層深度變化的模擬函數(shù)為y=-14.7+15.54(1-e-0.1211(20-x)),兩者關(guān)于y=10對(duì)稱,即前15年的年均地溫為10℃。后15年平均夏季地溫隨土層深度變化的模擬函數(shù)為y=-14.5+15.36(1-e-0.1121x),冬季地溫隨土層深度的模擬函數(shù)為y=-14.5+15.36(1-e-0.1121(22-x)),兩者關(guān)于y=11對(duì)稱,即后15年的年均地溫為11℃。草地植被對(duì)光有截獲作用,草地退化越嚴(yán)重,其對(duì)光的截獲越小。時(shí)間上,植被截獲的光照度百分比大小順序?yàn)?7點(diǎn)13點(diǎn)9點(diǎn),以中午13點(diǎn)為例,未退化草地、輕度退化草地、重度退化草地對(duì)光的截獲分別為88%、62%、29%。植被對(duì)光的截獲分為物理遮擋損失部分和生命活動(dòng)消耗部分,不同退化程度草地間的功能分配差異較大,其中未退化草地物理遮擋所消耗的光照度所占比例最大,以上午9點(diǎn)為例,植被共截獲了光照的80%,其中物理遮擋損失了66%,生命活動(dòng)消耗了14%,剩余的20%被地面接收。草地植被對(duì)光的截獲直接降低了草地溫度,未退化草地降溫效果最明顯,與裸地相比,地表降溫近10°C(13:00)。輕度退化草地的降溫效果僅次于未退化草地,重度退化草地植被低矮稀疏,近于裸地,但其地表溫度仍與裸地有2-4°C的溫度差異。光照度與溫度的擬合結(jié)果也顯示二者具有較高的相關(guān)性。草地退化越嚴(yán)重地溫升高越大,這將打破地表熱量向下傳導(dǎo)和向上與大氣交換的平衡狀態(tài),改變草地大氣-植被-土壤的能量分配。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S152.8

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1 邵玉琴 ,敖曉蘭 ,宋國寶 ,劉瑞鳳 ,李華;皇甫川流域退化草地和恢復(fù)草地土壤微生物生物量的研究[J];生態(tài)學(xué)雜志;2005年05期

2 李錦堂;邊廣緘;;飛播牧草是改良退化草地根治黃河的有效措施[J];草業(yè)科學(xué);1991年01期

3 王，

本文編號(hào)：1587221