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土壤温度特征统计结果:2016-2018年不同土层土壤日平均温度范围及均值

时间:2023-05-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:2016年、2017年、2018年4—7月0~20cm土层的土壤日平均温度分别稳定在24.35~28.98℃、26.48~30.33℃、26.87~29.75℃范围,土壤日平均温度分别为23.63℃、24.65℃、23.67℃,3年土壤日平均温度为23.55℃。2016年、2017年、2018年I320~40cm土层的土壤日平均温度分别为23.27℃、23.75℃、23.48℃,3年土壤日平均温度为23.14℃。

土壤温度特征统计结果:2016-2018年不同土层土壤日平均温度范围及均值

2016—2018年1—12月I00~20cm土层的土壤日平均温度分别为:18.52℃、22.58℃、25.69℃、28.37℃、28.85℃、28.43℃、28.99℃、29.27℃、26.31℃、24.38℃、20.92℃、20.45℃,1—8月土壤日平均温度逐渐升高,4—8月土壤日平均温度较高,稳定在28.37~29.27℃范围内,9—12月土壤日平均温度逐步降低。2016年、2017年、2018年4—8月0~20cm土层的土壤日平均温度分别稳定在26.85~29.63℃、26.09~30.59℃、27.16~29.99℃范围,土壤日平均温度分别为25.16℃、25.56℃、25.72℃,呈现升高的趋势,3年土壤日平均温度为25.23℃。I020~40cm土层的土壤日平均温度略低于0~20cm土层,其变化趋势与0~20cm土层土壤日平均温度变化趋势一致。2016年、2017年、2018年20~40cm土层的土壤日平均温度分别为24.96℃、25.62℃、25.67℃,呈现升高的趋势,3年土壤日平均温度为25.10℃。

2016-2018年1—12月I10~20cm土层的土壤日平均温度分别为:16.45℃、19.94℃、22.53℃、26.08℃、27.62℃、28.20℃、29.00℃、27.54℃、24.77℃、21.68℃、18.25℃、15.69℃,1—7月土壤日平均温度逐渐升高,4—7月土壤日平均温度较高,稳定在26.08~29.00℃范围,7—12月土壤日平均温度逐步降低。2016年、2017年、2018年4—7月0~20cm土层的土壤日平均温度分别稳定在25.09~28.72℃、25.98~29.46℃、26.78~29.72℃范围,土壤日平均温度分别为23.27℃、23.85℃、23.56℃,3年土壤日平均温度为23.15℃。可见,I10~20cm土层的土壤日平均温度较I00~20cm土层的低。I120~40cm土层的土壤日平均温度与0~20cm土层土壤日平均温度变化趋势一致。2016年、2017年、2018年20~40cm土层的土壤日平均温度分别为23.31℃、23.88℃、23.64℃,3年土壤日平均温度为23.22℃。

2016—2018年1—12月I20~20cm土层的土壤日平均温度分别为:16.69℃、20.29℃、23.58℃、26.39℃、27.90℃、28.91℃、29.38℃、27.49℃、24.78℃、22.55℃、18.60℃、16.08℃,1—7月土壤日平均温度逐渐升高,4—7月土壤日平均温度较高,稳定在26.39~29.39℃范围,7—12月土壤日平均温度逐步降低。2016年、2017年、2018年4—7月0~20cm土层的土壤日平均温度分别稳定在24.35~28.98℃、26.48~30.33℃、26.87~29.75℃范围,土壤日平均温度分别为23.63℃、24.65℃、23.67℃,3年土壤日平均温度为23.55℃。可见,I20~20cm土层的土壤日平均温度与I10~20cm土层的变化趋势一致,土壤日平均温度略高于I10~20cm土层,低于I00~20cm土层。I220~40cm土层的土壤日平均温度与I20~20cm土层土壤日平均温度变化趋势一致。2016年、2017年、2018年I220~40cm土层的土壤日平均温度分别为23.55℃、24.61℃、23.79℃,3年土壤日平均温度为23.59℃。

2016—2018年1—12月I30~20cm土层的土壤日平均温度分别为:16.53℃、19.89℃、22.97℃、26.31℃、28.02℃、28.36℃、28.73℃、26.42℃、23.56℃、21.44℃、18.79℃、16.92℃,1—7月土壤日平均温度逐渐升高,4—7月土壤日平均温度较高,稳定在26.31~28.73℃范围,7—12月土壤日平均温度逐步降低。2016年、2017年、2018年4—7月0~20cm土层的土壤日平均温度分别稳定在25.09~29.22℃、26.33~29.71℃、26.91~29.54℃范围,土壤日平均温度分别为23.34℃、23.67℃、23.60℃,3年土壤日平均温度为23.16℃。可见,I30~20cm土层的土壤日平均温度与I1、I20~20cm土层的变化趋势一致,土壤日平均温度略高于I10~20cm土层,低于I2、I00~20cm土层。I320~40cm土层的土壤日平均温度与I20~20cm土层土壤日平均温度变化趋势一致。2016年、2017年、2018年I320~40cm土层的土壤日平均温度分别为23.27℃、23.75℃、23.48℃,3年土壤日平均温度为23.14℃(图3-2)。

图3-2 不同灌溉方式下土壤日平均温度

2016—2018年1—12月I00~20cm土层土壤日最高温分别为:23.58℃、27.29℃、31.47℃、34.46℃、36.97℃、36.59℃、35.67℃、35.91℃、34.23℃、31.56℃、28.40℃、25.84℃,1—5月0~20cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—8月均大于35℃,9—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为31.83℃。2016年5—8月日最高气温均大于35℃,平均日最高温为31.96℃;2017年日最高气温均大于35℃的月份为6—9月,平均日最高温为32.48℃;2018年日最高气温均大于35℃的月份为4—9月,平均日最高温为32.28℃。I020~40cm土层土壤日最高温分别为:20.27℃、22.79℃、25.86℃、28.74℃、30.86℃、30.92℃、30.68℃、31.11℃、30.76℃、28.15℃、25.09℃、23.06℃,1—8月20~40cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—9月均大于30℃,9—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为27.36℃。2016年5—8月日最高气温均大于30℃,平均日最高温为27.28℃;2017年日最高气温均大于30℃的月份为6—9月,平均日最高温为28.07℃;2018年日最高气温均大于30℃的月份为4—9月,平均日最高温为27.73℃。可见,随着土层深度增加,土壤日最高温变化趋势一致,而其值逐渐降低。

2016—2018年1—12月I10~20cm土层土壤日最高温分别为:20.05℃、23.95℃、26.26℃、31.35℃、38.21℃、37.97℃、37.26℃、34.45℃、30.97℃、28.51℃、26.77℃、21.70℃,1—5月0~20cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—7月均大于37℃,8—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为29.79℃。2016年5—7月日最高气温均大于37℃,平均日最高温为31.21℃;2017年日最高气温均大于35℃的月份为5—7月,平均日最高温为30.44℃;2018年日最高气温均大于35℃的月份为5—7月,平均日最高温为29.38℃。I120~40cm土层土壤日最高温分别为:18.06℃、20.77℃、23.28℃、26.08℃、30.45℃、31.65℃、31.59℃、30.43℃、28.20℃、26.24℃、25.71℃、20.00℃,1—6月20~40cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—8月均大于30℃,9—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为26.10℃。2016年5—8月日最高气温均大于30℃,平均日最高温为26.88℃;2017年日最高气温均大于30℃的月份为6—9月,平均日最高温为26.59℃;2018年日最高气温均大于30℃的月份为5—9月,平均日最高温为26.11℃。可见,I10~40cm土层土壤日最高温与I00~40cm土层变化趋势相似,I10~40cm土层土壤日最高温较I00~40cm土层低。

2016—2018年1—12月I20~20cm土层土壤日最高温分别为:22.08℃、25.99℃、30.57℃、34.05℃、37.36℃、38.74℃、34.99℃、36.87℃、31.96℃、29.43℃、27.34℃、24.33℃,1—6月0~20cm土层土壤日最高温逐渐升高,4—8月均大于34℃,8—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为31.14℃。2016年5—8月日最高气温均大于36℃,平均日最高温为30.34℃;2017年日最高气温均大于35℃的月份为4—9月,平均日最高温为33.46℃;2018年日最高气温均大于35℃的月份为4—8月,平均日最高温为31.08℃。I220~40cm土层土壤日最高温分别为:18.39℃、21.07℃、24.46℃、27.86℃、30.53℃、31.54℃、31.76℃、30.93℃、28.85℃、26.42℃、23.35℃、20.64℃,1—7月20~40cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—8月均大于30℃,9—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为26.32℃。2016年5—8月日最高气温均大于30℃,平均日最高温为26.39℃;2017年日最高气温均大于30℃的月份为6—9月,平均日最高温为27.69℃;2018年日最高气温均大于30℃的月份为5—8月,平均日最高温为26.13℃。可见,I20~40cm土层的土壤日最高温与I10~40cm土层的变化趋势一致,I20~40cm土层土壤日最高温略高于I10~40cm土层,低于I00~40cm土层。

2016—2018年1—12月I30~20cm土层土壤日最高温分别为:23.43℃、28.09℃、31.32℃、35.28℃、39.86℃、39.50℃、40.65℃、38.08℃、32.22℃、29.93℃、28.06℃、26.35℃,1—8月0~20cm土层土壤日最高温逐渐升高,4—8月均大于35℃,8—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为32.73℃。2016年5—7月日最高气温均大于41℃,平均日最高温为34.74℃;2017年日最高气温均大于40℃的月份为4—8月,平均日最高温为34.92℃;2018年日最高气温均大于36℃的月份为5—7月,平均日最高温为30.19℃。I320~40cm土层土壤日最高温分别为:18.31℃、20.79℃、24.00℃、27.64℃、31.31℃、31.99℃、32.57℃、31.03℃、27.98℃、25.40℃、22.64℃、21.23℃,1—7月20~40cm土层土壤日最高温逐渐升高,5—8月均大于31℃,9—12月日最高气温逐渐降低,平均日最高温为26.24℃。2016年5—8月日最高气温均大于31℃,平均日最高温为26.77℃;2017年日最高气温均大于30℃的月份为5—8月,平均日最高温为27.23℃;2018年日最高气温均大于31℃的月份为5—7月,平均日最高温为25.92℃。可见,I30~40cm土层的土壤日最高温与I0、I1、I20~40cm土层的变化趋势一致,I30~20cm土层土壤日最高温高于I0、I1、I20~20cm土层;I320~40cm土层土壤日最高温高于I120~40cm土层,低于I0、I220~40cm土层(图3-3)。

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图3-3 不同灌溉方式下土壤日最高温

2016—2018年1—12月I00~20cm土层土壤日最低温分别为:11.67℃、12.81℃、16.96℃、19.48℃、21.14℃、22.68℃、23.58℃、24.70℃、23.54℃、20.02℃、16.48℃、13.55℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月0~20cm土层土壤日最低温逐渐升高,5—10月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为18.88℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为18.82℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为5—9月,平均日最低温为19.61℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为5—10月,平均日最低温为19.32℃。I020~40cm土层土壤日最低温分别为:15.48℃、16.99℃、20.65℃、23.08℃、24.10℃、25.19℃、25.86℃、26.73℃、25.65℃、22.96℃、20.45℃、18.58℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月20~40cm土层土壤日最低温逐渐升高,3—11月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为22.14℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为21.91℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为3—11月,平均日最低温为22.93℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为3—11月,平均日最低温为22.48℃。可见,随着土层深度增加,土壤日最低温变化趋势一致,而其值逐渐增大。

2016—2018年1—12月I10~20cm土层土壤日最低温分别为:11.34℃、12.19℃、16.02℃、18.91℃、20.36℃、22.23℃、23.09℃、24.90℃、23.16℃、19.65℃、14.63℃、11.20℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月0~20cm土层土壤日最低温逐渐升高,5—9月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为18.14℃。2016年5—9月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为18.08℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为6—9月,平均日最低温为18.68℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为5—9月,平均日最低温为18.84℃。I120~40cm土层土壤日最低温分别为:14.25℃、15.43℃、18.65℃、20.85℃、22.70℃、24.72℃、25.62℃、26.40℃、24.65℃、21.85℃、18.07℃、15.17℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月20~40cm土层土壤日最低温逐渐升高,4—10月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为20.70℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为20.63℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为5—10月,平均日最低温为21.42℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为3—10月,平均日最低温为21.09℃。可见,I10~40cm土层土壤日最高温与I00~40cm土层变化趋势相似,I10~40cm土层土壤日最低温较I00~40cm土层低。

2016—2018年1—12月I20~20cm土层土壤日最低温分别为:10.90℃、12.20℃、16.08℃、18.53℃、20.44℃、22.63℃、23.87℃、25.08℃、23.15℃、19.97℃、14.13℃、11.46℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月0~20cm土层土壤日最低温逐渐升高,5—9月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为18.20℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为18.48℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为6—10月,平均日最低温为19.06℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为5—9月,平均日最低温为18.32℃。I220~40cm土层土壤日最低温分别为:13.94℃、15.38℃、18.85℃、21.55℃、23.20℃、25.14℃、26.13℃、26.72℃、24.53℃、21.95℃、17.80℃、16.55℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月20~40cm土层土壤日最低温逐渐升高,4—10月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为20.98℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为20.78℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为4—10月,平均日最低温为22.06℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为3—10月,平均日最低温为21.12℃。可见,I20~40cm土层土壤日最高温与I0、I10~40cm土层变化趋势相似,I20~40cm土层土壤日最低温低于I00~40cm土层,略高于I10~40cm土层。

2016—2018年1—12月I30~20cm土层土壤日最低温分别为:9.95℃、10.73℃、15.60℃、17.98℃、19.57℃、21.74℃、22.51℃、23.62℃、21.90℃、18.51℃、15.23℃、11.23℃,2—12月土壤日最低温均大于10℃,1—8月0~20cm土层土壤日最低温逐渐升高,6—9月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为17.38℃。2016年6—8月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为16.80℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为6—9月,平均日最低温为17.32℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为5—10月,平均日最低温为19.11℃。I320~40cm土层土壤日最低温分别为:13.59℃、14.75℃、18.21℃、20.94℃、22.35℃、24.88℃、25.52℃、26.06℃、23.70℃、20.95℃、17.60℃、16.16℃,土壤日最低温均大于10℃,1—8月20~40cm土层土壤日最低温逐渐升高,4—10月均大于20℃,9—12月日最低气温逐渐降低,平均日最低温为20.39℃。2016年4—10月日最低气温均大于20℃,平均日最低温为20.21℃;2017年日最低气温均大于20℃的月份为5—10月,平均日最低温为21.08℃;2018年日最低气温均大于20℃的月份为4—10月,平均日最低温为20.85℃。可见,I30~40cm土层土壤日最高温与I0、I1、I20~40cm土层变化趋势相似,I30~40cm土层土壤日最低温低于I0、I1、I20~40cm土层(图3-4)。

图3-4 不同灌溉方式下土壤日最低温

2016—2018年1—12月I00~20cm土层土壤日均温差分别为:8.57℃、9.09℃、8.87℃、8.05℃、6.13℃、6.05℃、6.20℃、4.97℃、5.90℃、8.33℃、7.65℃、7.08℃,随着气温升高日均温差呈现波动趋势,8月温差最低为4.97℃。2016年、2017年、2018年I00~20cm日均温差分别为7.40℃、6.93℃、7.29℃,3年日均温差为7.24℃。I10~20cm土层土壤日均温差分别为:5.36℃、4.59℃、5.14℃、7.27℃、6.32℃、6.17℃、4.80℃、3.29℃、3.92℃、5.48℃、4.70℃、4.29℃,随着气温升高日均温差呈现波动趋势,8月温差最低为3.29℃。2016年、2017年、2018年I10~20cm日均温差分别为5.27℃、5.29℃、4.86℃,3年日均温差为5.11℃。可见,I10~20cm土层土壤日均温差年内波动较I00~20cm土层的强烈,土壤日均温差较I00~20cm土层的低。I20~20cm土层土壤日均温差分别为:6.68℃、7.93℃、7.94℃、7.98℃、7.16℃、7.12℃、5.69℃、3.50℃、4.10℃、7.39℃、7.03℃、6.58℃,随着气温升高日均温差呈现波动趋势,8月温差最低为3.50℃。2016年、2017年、2018年I20~20cm日均温差分别为6.08℃、7.24℃、6.47℃,3年日均温差为6.59℃。可见,I20~20cm土层土壤日均温差年内波动均较I1、I00~20cm土层的强烈,土壤日均温差较I10~20cm土层的高,较I00~20cm土层的低。I30~20cm土层土壤日均温差分别为:8.13℃、8.97℃、9.31℃、9.74℃、8.37℃、9.11℃、6.46℃、4.91℃、6.07℃、9.54℃、8.32℃、8.08℃,随着气温升高日均温差呈现波动趋势,8月温差最低为4.91℃。2016年、2017年、2018年I30~20cm日均温差分别为9.80℃、8.39℃、6.01℃,3年日均温差为8.08℃。可见,I30~20cm土层土壤日均温差较I2、I1、I00~20cm土层的高(彩图8)。

2016—2018年1—12月I020~40cm日均温差为1.03~1.63℃,2016年、2017年、2018年日均温差分别为1.29℃、1.26℃、1.32℃,3年日均温差为1.29℃。2016—2018年1—12月I120~40cm日均温差为0.83~1.67℃,2016年、2017年、2018年日均温差分别为1.17℃、1.17℃、1.13℃,3年日均温差为1.15℃。可见,I120~40cm土层土壤日均温差年内波动较I020~40cm土层的强烈,土壤日均温差较I020~40cm土层的低。2016—2018年1—12月I220~40cm日均温差为0.82~1.65℃,2016年、2017年、2018年日均温差分别为1.21℃、1.46℃、1.21℃,3年日均温差为1.29℃。可见,I220~40cm土层土壤日均温差与I020~40cm土层的相似,略高于I120~40cm土层。2016—2018年1—12月I320~40cm日均温差为0.63~1.57℃,2016年、2017年、2018年日均温差分别为1.82℃、1.51℃、1.22℃,3年日均温差为1.51℃。可见,I320~40cm土层土壤日均温差较I2、I1、I020~40cm土层的高。

地膜覆盖具有增温保墒、提高深层土壤水分上升利用、增产增效等优点。一般认为含水率梯度是土壤水分上行的主要原因,但在土壤温度差的驱动下,土壤水分总是从热区向冷区运动,而地膜覆盖后加剧了土壤温度差,进而促进土壤水分不断向上层运动(易福华,1988)。地膜覆盖增大了土壤温度梯度,而且温度梯度在一天中地温最高点和最低点方向相反,在反方向温度梯度驱动下,促使土壤水分上移(赵显波等,2015),实现了土壤水分的循环,改善了土壤水分环境(王红丽等,2020),土壤温度梯度和湿度梯度加大,相关性增强,实现了水热协同向上运动。本研究发现不同处理土壤温度梯度大小为I3>I2>I1,I3处理能更好地促进深层土壤水分上移,提高土壤水利用效率(图3-9)。

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