生物結(jié)皮在高寒地區(qū)廣泛發(fā)育,是影響凍土環(huán)境的重要因素之一。為了解高寒凍土區(qū)生物結(jié)皮對淺層土壤水熱過程的影響,以黃河源區(qū)瑪多縣季節(jié)凍土區(qū)生物結(jié)皮為研究對象,采用定位監(jiān)測的方法,分析了統(tǒng)一地貌單元內(nèi)兩種不同類型的生物結(jié)皮對淺層（0—50 cm）土壤水熱變化的影響。研究結(jié)果表明（1）生物結(jié)皮對凍土淺層土壤水熱過程有顯著的影響,且與土壤的凍結(jié)融化狀態(tài)密切相關(guān):在凍結(jié)狀態(tài)下,生物結(jié)皮對土壤水分和溫度均沒有顯著影響;而在融化期,與裸地相比,兩種類型生物結(jié)皮均增加了不同土層土壤未凍水含量,同時(shí)降低了淺層土體溫度。（2）生物結(jié)皮對凍土淺層土壤水熱過程的影響還與生物結(jié)皮的類型密切相關(guān):1)其中深色藻結(jié)皮增加了5—15 cm土層土壤含水量（1%—5.4%）,而淺色藻結(jié)皮增加了30 cm土層土壤含水量（5%—12%）,且深色藻結(jié)皮的降溫效應(yīng)（1.1—2.1℃）顯著高于淺色藻結(jié)皮（0.8—1.3℃）。（3）生物結(jié)皮覆蓋下凍土淺層土壤中未凍水含量與土壤溫度呈復(fù)雜的耦合作用。根據(jù)土壤中未凍水含量與溫度的變化關(guān)系可分為三個(gè)階段:T<-4℃時(shí),土壤處于完全凍結(jié)狀態(tài),深色藻結(jié)皮覆蓋下,土壤未凍水含量保持在4.3%... 

【文章來源】：生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,40(18)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

高寒草甸凍土區(qū)生物結(jié)皮野外監(jiān)測場地

2016年10月在研究區(qū)根據(jù)生物結(jié)皮的特征差異布置了3個(gè)水溫監(jiān)測場地,分別為深色藻結(jié)皮,淺色藻結(jié)皮及裸地,每個(gè)樣點(diǎn)相距近100 m左右。地表狀況如圖2所示。在各場地5cm、15 cm、30 cm、50 cm深度處布設(shè)水溫一體溫度探頭(5TM, Campbell Scienti?c, Inc., 精度:0.1℃/ 0.08% WC);采用HC2-S3 溫度探頭測量氣溫,其測量范圍-40—100℃,精度為±0.1℃;采用RG3-M 自動(dòng)式雨量筒雨量記錄儀測定降水量,其量程0—127 cm/h, 精度±1.0%。所有的探頭與CR300數(shù)據(jù)采集器連接,進(jìn)行自動(dòng)采集,所有的要素為每10 min記錄一次數(shù)據(jù)。生物結(jié)皮層及裸地表面土壤導(dǎo)熱系數(shù)測定:每種地表覆蓋下選擇三塊試驗(yàn)樣地,每個(gè)樣地以梅花式選取5個(gè)點(diǎn),使用導(dǎo)熱系數(shù)測定儀 KD2 Pro (Decagon) 進(jìn)行土壤導(dǎo)熱系數(shù)的測定,每種地表類型土壤導(dǎo)熱系數(shù)取15次測量平均值。

2.1 生物結(jié)皮及其覆蓋下淺層土體土壤導(dǎo)熱系數(shù)土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是反應(yīng)土體熱量傳導(dǎo)的能力。通過野外實(shí)際測量可知生物結(jié)皮層土壤導(dǎo)熱系數(shù)顯著低于裸地(圖3),且深色藻結(jié)皮的導(dǎo)熱系數(shù)顯著低于淺色藻結(jié)皮。同時(shí),深色藻結(jié)皮覆蓋下,0—30 cm 土層土壤導(dǎo)熱系數(shù)均顯著低于淺色藻結(jié)皮和裸地。然而淺色藻結(jié)皮0—10 cm土層土壤導(dǎo)熱系數(shù)亦低于裸地,在20—30 cm 土層,二者導(dǎo)熱系數(shù)沒有顯著差異。


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