黄土高原干旱半干旱区生物结皮覆盖土壤水汽吸附与凝结特征

发布时间：2021-02-22 20:33

　　生物结皮是一种广泛分布于干旱半干旱地区土壤表层的特殊复合体,为揭示其对土壤水汽吸附与凝结过程的影响,该研究通过室内定量水汽吸附试验和野外对水汽凝结的连续观测,对黄土高原典型生物结皮（藻结皮、藻藓混生结皮、藓结皮）与裸沙的水汽吸附和凝结特征进行对比研究。结果表明:生物结皮的覆盖显著提升了表层土壤的水汽吸附能力,其平均水汽吸附量比裸沙高66.7%。不同类型生物结皮水汽吸附能力差异显著,表现为藓结皮最高,混生结皮次之,而藻结皮最低。GAB（Guggenheim-Anderson-de Boer）吸附模型能较好的描述生物结皮土壤水汽吸附与解吸附过程,模拟结果决定系数R2>0.99、均方根误差RMSE<0.001 2 g/g及平均相对偏差百分比E<16.0%;此外,生物结皮加剧了土壤水汽吸附与解吸附曲线之间的滞后效应,其滞后指数平均是裸沙的2.0～2.9倍。水汽凝结结果显示,水汽凝结过程均受气温与相对湿度等气象因子制约,且生物结皮覆盖下表层土壤的水汽凝结和蒸发过程相较于裸沙更为迅速。同时,生物结皮的日均水汽凝结量是裸沙的1.6～1.8倍。综上,干旱和半干旱地区生物结皮覆盖显著提... 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(15)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同处理土壤水汽吸附及解吸过程

为精确对比不同处理水汽吸附特征差异，本研究选取aw>0.8时水汽吸附量进行分析。如图2，水汽吸附量从大到小依次为藓结皮、混生结皮、藻结皮、风沙土（F=178.27,P<0.001），且生物结皮类型的不同也会导致水汽吸附特征产生显著差异。各处理中，裸沙平均水汽吸附量仅为0.008 g/g，而藻结皮在该阶段平均水汽吸附量（0.012 g/g）是裸沙的1.5倍。相对于裸沙和藻结皮，结皮表层藓株的形成能显著提升水汽吸附量。aw>0.8时，混生结皮和藓结皮的水汽吸附量为0.014和0.016 g/g，分别是裸沙的1.8和2.0倍。2.2 生物结皮土壤水汽吸附过程模拟及其滞后特征

对比水汽凝结曲线斜率可知，生物结皮覆盖下表层土壤水汽凝结速率和蒸发速率均高于裸沙（图3a和3b）。其中，生物结皮在9月单日水汽凝结量最大值超过0.27 mm，平均是裸沙的（0.18 mm）的1.5倍；而在10月所测的水汽凝结量较9月有所上升，其中生物结皮所测得的单日水汽凝结量均超过0.29 mm，平均是裸沙（0.21 mm）的1.4倍。此外，土壤水汽凝结量均在15:00达到最小值，此时生物结皮土壤吸湿凝结水分与裸沙差异较小，甚至出现结皮层土壤水汽凝结量低于裸沙的现象，如9月测定的藻结皮、混生结皮和藓结皮水汽凝结量蒸发较快，在12:00之后均低于裸沙（图3c）。而15:00之后，各位点土壤则重新出现水汽吸湿凝结而质量增加现象。2.4 生物结皮覆盖土壤水汽日凝结特征差异

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3046522