石河子绿洲棉区覆膜内5cm地温变化与气温的关系及预报

膜内5 cm地温稳定通过10-12℃为棉花适宜播种的温度指标,找出地膜内5 cm地温与气温的定量关系并进行地温预报,同时确定对应的日平均气温的稳定界限指标值,就成为开展棉花适宜播种期预报的关键所在。以石河子绿洲覆膜栽培棉区为研究对象,分析了2008—2014年棉区春播期膜内5 cm地温、气温的变化趋势以及气温与覆膜内、外地温的关系,并建立了膜内5 cm地温预报模型。结果表明：近年来石河子棉区春播期内气温和膜内外5 cm地温变化趋势一致,均有所上升,且膜内5 cm地温显著高于膜外地温和日平均气温。棉田覆膜内外5 cm地温与气温之间显著相关（P≤0.01）,石河子棉田覆膜内5 cm地温稳定通过10-12℃时,对应的日平均气温界限范围为6.3-8.2℃;利用逐日气温建立膜内5 cm地温预报模型,回代检验绝对误差平均为1.01℃,2014和2015年预报检验绝对误差分别为0.5、0.7℃。预报模型可为更好地开展棉花播种期气象服务提供参考依据。

北京山地温带森林的土壤呼吸

本文通过在北京山地３种温带森林中为期一年的观测，得到了土壤呼吸速率与地下５ｃｍ土壤温度之间的函数关系。据此并根据气象资料推算得到了白桦林、辽东栎林和油松林的年土壤呼吸量分别为１１３２ｇＣＯ２ｍ－２ａ－１，１４３ｇＣＯ２ｍ－２ａ－１和８６６ｇＣＯ２ｍ－２ａ－１。与国外同纬度地区相比，该地年土壤呼吸量偏低。结果还显示，土壤呼吸与地下５ｃｍ土壤温度的相关性好于与地表温度的相关性，并且水分含量对土壤呼吸也有影响。１９９４年秋季进行的昼夜连续观测表明，日土壤呼吸速率最高的时刻在中午１２：００～下午４：００，最低的时刻在黎明前５：００～６：００。

亚热带马尾松与樟树林土壤呼吸速率特征比较

2009年6月至2010年6月,采用LI-COR-6400-09测定了马尾松和樟树人工林的土壤呼吸速率,并分析了5cm土壤温度对土壤呼吸的影响。结果表明:马尾松和樟树人工林中地下5cm土壤温度之间差异性不显著(P>0.05)。马尾松和樟树林土壤呼吸速率呈现显著的季节性变化(P<0.001),呈现相似的曲线格局,2种森林土壤呼吸速率年均值分别为1.490和2.373μmol/(m2.s)。马尾松和樟树林土壤呼吸速率与土壤温度之间呈指数方程关系,樟树林的土壤呼吸速率与土壤温度之间相关性显著(P<0.05),马尾松林则不显著(P>0.05)。

地源热泵地热响应测试影响因素分析

利用TRNSYS软件建立地热响应测试的模型,以单U型地埋管换热器为例,进行了不同埋深、不同流速、季节效应情况下的地埋管换热量及每延米换热量进行模拟。分析在同一土壤类型条件下,不同地热响应测试工况对测试结果的影响。在地源热泵系统设计过程中应充分考虑这些因素,优化系统设计。

Response of Permafrost Thermal Regime to Climate Change over Northern Hemisphere in the 21st Century

Based on the CMIP5 simulation and numerical model, the permafrost thermal regimes over Northern Hemisphere land during the early (2016-2035), middle (2046-2065) and late (2080-2099) period of 21st century are projected, and its relationship with climate change is also analyzed. The results show that, relative to the reference period of 1986-2005, the mean annual ground temperature (MAGT) over Northern Hemisphere shows an increasing trend, with a decreasing trend of the depth of zero annual amplitude (DZAA), and the most significant changes occur in Siberia, Tibetan Plateau, Canada arctic and Alaska, and the changes in MAGT and DZAA grow larger with time and emission, especially during the LP for RCP8.5, MAGT will increase by 4 and DZAA decreases by 1.5 m (the relative change exceeds 20%) in most regions. The changes of permafrost in the 21st century mainly depend on the changes of cold permafrost. The relationship between MAGT and air temperature as well as that between DZAA and air temperature suggests that the increase of MAGT and the decrease of DZAA are related to the increase of air temperature in winter, especially in January. However, the rate of change in MAGT and DZAA gradually declines, with the temperature increasing.

1981-2017年西藏“一江两河”流域5 cm地温及其界限温度时空变化特征

利用西藏'一江两河'流域9个气象站点1981-2017年逐日5 cm地温资料,采用线性回归、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了该流域5 cm地温及其界限温度的时空分布、突变特征,并探讨了地温变化率与经纬度、海拔高度之间的关系。结果表明:'一江两河'流域年、季平均5 cm地温总体呈自西向东递增分布,并随海拔升高而降低。1981-2017年流域月平均5 cm地温均呈显著升高趋势,升温率为0.23~0.98℃/10a,以4月最大,7月最小。年平均5 cm地温以0.58℃/10a的速率显著升高,各季地温也都趋于上升,其中春季升温率最大,夏季最小。5 cm地温≥12℃表现为初日提早、终日推迟、持续日数延长、积温增加的年际变化趋势。同样,≥14℃界限温度也有类似的变化,但变幅比≥12℃的要大。在10年际变化尺度上,流域年、季平均5cm地温表现为逐年代际升高的变化特征。5 cm地温≥12℃和≥14℃界限温度在21世纪前10年呈初日提早、持续日数延长和积温偏多的态势。M-K检验显示,除夏季外,其他三季平均5cm地温均发生了气候突变,其中春季和秋季的突变点分别出现在2004年和2005年,而冬季发生在1997年;年平均5 cm地温在2003年出现了突变。5 cm地温≥12℃初日的突变点在2004年,终日发生突变时间较晚,为2014年;持续日数突变点较早,在1997年;积温在2005年发生了突变。而5 cm地温≥14℃界限温度的突变点发生在2004年前后。相对于气温的变化,5 cm地温的升温幅度更大,突变时间较晚。

北京东灵山3种温带森林土壤呼吸及其20年的变化

土壤呼吸是陆地生态系统最主要的碳释放过程。为了探讨温带森林土壤呼吸在长时间尺度的变化,利用北京东灵山地区的白桦(Betula platyphylla)林、辽东栎(Quercus wutaishanica)林和油松(Pinus tabuliformis)林3种温带森林永久样地,于2012–2015年对其土壤呼吸进行测定,并与1994–1995年的测定结果进行了比较。结果显示:2012–2015年,白桦林的平均年土壤呼吸量为(574±21)g C·m–2·a–1,显著高于辽东栎林(455±31)g C·m–2·a–1和油松林(414±35)g C·m–2·a–1,比20年前(1994–1995年)的估测值分别增加了85%、17%和73%。这些结果表明,近20年来这3种生态系统的碳周转速率明显加快。

蒙古高原草地不同深度土壤碳氮磷化学计量特征对气候因子的响应

研究不同深度土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比对气候因子(年降水量(MAP)和年平均气温(MAT))的响应差异,对于理解气候变化如何影响生态系统功能具有重要意义。通过对蒙古高原干旱半干旱草地44个样点的野外调查,探讨了不同深度(0–20、20–40、40–60、60–80 cm)土壤C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关系。主要结果:(1)随土壤深度的增加,土壤C和N含量逐渐减少,土壤P含量不变;土壤C:P和N:P逐渐降低,土壤C:N相对稳定。(2)土壤C、N、P含量以及土壤C:P、N:P与MAP显著正相关,与MAT显著负相关,土壤C:N与MAP显著负相关,与MAT无相关性;随着土壤深度的增加,土壤C、N、P含量及其化学计量比与气候因子的相关性均逐渐减弱。(3) MAP和MAT对不同深度土壤C、N、P含量和化学计量比的影响存在显著差异;随着土壤深度的增加, MAP和MAT对土壤C、N、P含量及其化学计量特征变化的总解释度逐渐减少。该研究表明气候因子对土壤元素化学计量特征具有自上而下的调控作用,蒙古高原草地土壤表层C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关系更为密切。