樟樹人工林土壤溫度分布及其熱性質(zhì)研究.pdf

1、本文對(duì)樟樹林分的土壤熱性質(zhì)、能量環(huán)境的研究，不僅是研究樟樹人工林土壤水熱狀況、林分蒸散、水分需求的基礎(chǔ)，而且對(duì)森林系統(tǒng)的水分、熱量平衡研究中，涉及到類似能量問題的理論方法進(jìn)行了探討，以及為評(píng)價(jià)樟樹人工林的生態(tài)效益提供了基本的理論依據(jù)，對(duì)于確定樟樹林內(nèi)土壤的水熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式與改善區(qū)域小氣候提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)還可為城市森林對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)提供借鑒。本研究主要以2010～2011年樟樹人工林內(nèi)及林內(nèi)空地的各層土壤溫度觀測數(shù)據(jù)以及土壤容重、土

2、壤含水率、土壤顆粒密等因子的測定為依據(jù)，剖析了樟樹人工林內(nèi)和林內(nèi)空地地表溫、土壤溫度、溫度梯度分布及其波動(dòng)狀態(tài)以及土壤熱力流向和土壤熱性質(zhì)的變化規(guī)律。具體研究結(jié)果如下：
　　 樟樹林內(nèi)空曠地，年、月、日平均溫度均高于樹林內(nèi)，尤其是輻射較強(qiáng)的月份，這種差異尤為顯著。6月份，樟樹林內(nèi)的空曠地的平均地表溫度比樹林內(nèi)高出了4.3℃，12月份他們的差值最小，只有0.1℃。在日變化中，白天樟樹林內(nèi)的空曠地地表溫度顯著高于樹林內(nèi)，12時(shí)達(dá)到最

3、大差值為9.3℃。但在深夜至凌晨這段時(shí)間內(nèi)，空曠地與林內(nèi)相差不大，且后者還略高于前者。樹林內(nèi)的地表日最高溫的出現(xiàn)在12時(shí)，而林內(nèi)空地則出現(xiàn)在14時(shí)。樟樹林內(nèi)和空曠地地表日最低溫出現(xiàn)時(shí)刻，在輻射較弱的月份(11月至次年4月)樟樹林內(nèi)是4時(shí)出現(xiàn)，林內(nèi)空地是6時(shí)出現(xiàn)；在輻射較強(qiáng)的月份(5月至10月)，樟樹林內(nèi)和空曠地地表同最低溫出現(xiàn)時(shí)刻都在6時(shí)。
　　 各層土溫的月均值，均為樟樹林空曠地大于樹林內(nèi)，土溫的年空間分布，都遵循輻射弱的月份

4、隨土層深度遞增，反之則是依次遞減的規(guī)律存在，在3月和9月會(huì)出現(xiàn)完全顛倒的分布。樟樹林內(nèi)空曠地與樹林內(nèi)5～20cm四個(gè)土層的土溫最大差值都出現(xiàn)在7月份；樟樹林內(nèi)空曠地的同平均土溫變化，都要比林內(nèi)更明顯，土溫日平均變化中，土溫會(huì)出現(xiàn)隨土層深度增加而升高和隨土層深度增加而降低，兩種完全相反的布局，樟樹林內(nèi)空曠地這種變更的時(shí)間發(fā)生在10時(shí)和22時(shí)，樹林內(nèi)的變更時(shí)間在12時(shí)和22時(shí)。
　　 由于林冠的存在，使得樟樹林內(nèi)和林內(nèi)空地的土壤流動(dòng)

5、和分配規(guī)律存在差異。在日平均變化上，樟樹林空曠地在午夜至6時(shí)是20cm以下土壤熱向地表傳導(dǎo)，8時(shí)開始由地表向土壤深處進(jìn)行下傳，而18～24時(shí)，5～15cm土層成了上導(dǎo)和下傳熱量的匯集場所。樟樹林內(nèi)由地表開始向土壤傳導(dǎo)熱量也在8時(shí)，與空曠地一致；在18～24時(shí)，15cm深處的土壤熱源，成為上下輸送的熱源；2～8時(shí)，由土壤深處向地表傳遞熱量，比空曠地推遲了兩個(gè)小時(shí)。
　　 樟樹林內(nèi)空地和樟樹林內(nèi)各層土壤的孔隙度，都是隨著土壤的加深而

6、減小。樟樹林內(nèi)空地各層土壤固液相比在3月份達(dá)到最大值，在2月份各層土壤固液相比最小；而樟樹林內(nèi)0～20cm四個(gè)土壤層的土壤固液相比最大值和最小值出現(xiàn)了顯著的差異。
　　 樟樹林內(nèi)空曠地各層土壤的容積熱容量3月份測得最大值，依次為2.225、2.22、2.272和2.314 J×106/m3·℃，2月份測得最小值，為1.805、1.871、1.958和1.983 J×106/m3·℃；樟樹林內(nèi)各層土壤的容積熱容量最大值依次2.21

7、4(11月)、2.154(3月)、2.173(3月)和2.194(6月)J×106/m3·℃，2月份測得最小值，為1.803、1.792、1.855和1.929 J×106/m3·℃。樟樹林內(nèi)空曠地各層土壤熱擴(kuò)散率均值為0.12、0.45、0.49和0.42(10-6/m2·s)，樟樹林內(nèi)各層土壤熱擴(kuò)散率均值為0.09、0.43、0.47和0.41(10-6/m2·s)。
　　 本研究進(jìn)一步明確了樟樹人工林的熱過程機(jī)制、土壤的熱