Study on the Characteristics of Soil Moisture and Temperature Change in the Pailugou Watershed of Qilian Mountains

  • Xiaoxiong LI , 1 ,
  • Jianzhou SHI , 2 ,
  • Rongxin WANG 3 ,
  • Peng YANG 3
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  • 1. Lanzhou Resources & Environment Voc-Tech University/Yellow River Basin Ecotope Integration of Industry and Education Research Institute/Key Laboratory of Climate Resources Utilization and Disaster Prevention and Mitigation of Gansu Province,Lanzhou 730021,Gansu,China
  • 2. Research Institute of Natural Hazards,Gansu Academy of Sciences,Lanzhou 730030,Gansu,China
  • 3. Institute of Water Resources Conservation Forests in the Qilian Mountains,Zhangye 734000,Gansu,China

Received date: 2023-04-20

  Revised date: 2023-08-10

  Online published: 2023-08-11

Copyright

© Editorial Department of Plateau Meteorology(CC BY-NC-ND)

Abstract

Based on soil temperature and humidity and meteorological data at different elevations during the 2020-2021 growing season in the Pailugou watershed of Qilian Mountain, this study analyzed the variation characteristics of soil temperature and humidity and the relationship with meteorological factors, and determined the main meteorological factors affecting soil temperature and humidity.The results showed that: (1) soil temperature tended to increase and then decreased during the growing season (2020), with a gradual increase in soil temperature from May to August (3.93 ℃) and a decrease from September to October (2.44 ℃).Meanwhile, soil temperature showed a fluctuating increase with increasing elevation and a gradual decrease with increasing depth of soil layer.(2) Soil moisture showed considerable variation within the growing season, with a general trend of increase and then decrease (2020), with the lowest soil moisture in May (0.164 m3·m-3) and the highest soil moisture in September (0.318 m3·m-3).(3) The variation of soil moisture increases with elevation and decreases with the depth of the soil layer.(4) The main meteorological elements affecting soil temperature are air temperature and relative humidity, while soil moisture is mainly affected by air temperature and vapor pressure deficit.

Cite this article

Xiaoxiong LI , Jianzhou SHI , Rongxin WANG , Peng YANG . Study on the Characteristics of Soil Moisture and Temperature Change in the Pailugou Watershed of Qilian Mountains[J]. Plateau Meteorology, 2024 , 43(2) : 488 -497 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2023.00064

1 引言

土壤作为植物生长的载体, 决定着生态系统的结构和功能(贾文雄等, 2016Wang et al, 2018)。而土壤水热是土壤最重要的物理特性, 对土壤有机质矿化、 生物固氮等生化过程存在着巨大的影响, 进而影响植物类型及分布(Chang et al, 2021)。同时土壤水分和温度受气候、 海拔、 植被类型及土壤特性等众多因子的影响(Stroyan et al, 2000), 尤其是高山地区土壤冻融过程直接影响土壤温度和含水量(胥朋飞等, 2022马剑等, 2020李文静等, 2021)。因此, 研究不同海拔土壤水热变化特征, 是合理配置植被、 提高森林水源涵养能力的基础, 也是进一步探讨该区生态水文过程的前提。
近年来, 针对土壤水热时空变化特征进行了诸多研究, 例如在祁连山区, 土壤温湿度随着海拔升高而逐渐升高, 随着土层深度增加土壤温度逐渐升高, 土壤水分逐渐降低(芦倩等, 2020a; 车宗玺等, 2018), 同时土壤温度主要受气温和空气相对湿度的影响, 而土壤湿度主要受气温、 饱和水气压差的影响(唐振兴等, 2012); 在黄土丘陵沟壑区, 受土地利用方式、 坡度等的影响, 撂荒地和农耕地土壤含水量随土层增加土壤水分逐渐增加, 而乔木林地和灌木林地正好相反(邱德勋等, 2021), 同时农耕地土壤含水量显著高于撂荒地(李亚新等, 2021); 在青藏高原区, 整个土壤冻融过程中, 坡顶及阳坡坡底土壤温度对气温的响应强于阴坡坡底(赵海鹏等, 2020)。目前, 针对高寒地区土壤水热变化过程有了一定程度的研究, 但较长时间序列的土壤水热研究还远远不足, 尤其是土壤水热与气象要素的同步观测, 这些因素都制约着对土壤水热过程与气象要素关系的深入理解。
祁连山地处黄土高原区和青藏高原区的过渡带上, 是我国西北地区重要的水源涵养林区(Schlesinger, 1990)。青海云杉林(Picea crassifolia)是祁连山区主要森林类型, 占水源涵养林总面积的20%以上, 占乔木林总面积的70%以上(王金叶等, 2001), 它对于保持水土和调节区域气候发挥着重大作用(拓锋等, 2021)。目前, 对于祁连山土壤水热研究主要集中在土壤水热的时空变化(李静等, 2014)、 植被群落特征与土壤水热的关系(贾文雄等, 2016)及不同土地利用类型土壤水热特征(唐敏等, 2022), 但对于土壤水热特征及其与气象因子间的响应关系研究较少。基于以上论述, 本研究利用2020年5月至2021年10月祁连山北坡土壤温湿度监测数据, 分析土壤温湿度变化特征及其与气象要素之间的关系, 旨在了解土壤温湿度沿海拔梯度的变化特征, 以期为开展该区森林生态系统的生态水文过程研究提供科学依据及理论基础。

2 研究区概况

研究区位于祁连山西水生态试验站排露沟小流域, 地理坐标处于38°32′N -38°33′N, 100°17′E - 100°18′E, 流域总面积为2.74 km2, 海拔2500~3800 m, 地势较陡, 纵坡比降为1∶4.2(芦倩等, 2020b)。气候类型为半干旱、 半湿润山地森林气候, 基于祁连山西水生态定位观测站多年气象资料, 多年平均气温为0.9 ℃, 多年平均降雨量为374.1 mm, 且降雨主要集中在6 -9月, 多年平均相对湿度60%(石建周等, 2022); 流域土壤类型主要为山地栗钙土、 山地灰褐土、 高山草甸土和高山荒漠土。该流域乔木树种主要有青海云杉和祁连圆柏(Sabina przewalskii), 多分布在阴坡、 半阴坡, 是天然次生林, 属中龄林; 灌丛主要有金露梅(Potentilla fruticosa)、 高山杜鹃(Rhododendron lap-ponicum)等; 草本主要分布在阳坡, 以阳坡草地为主, 主要的草本种类为马蔺(Iris lactea)、 针茅(Stipa capillata)等(李晓青等, 2017)。
图1 排露沟小流域地理位置及样点分布

Fig.1 Geographical location and distribution of sample points in the pailugou watershed

3 数据来源与处理方法

在祁连山中段排露沟小流域沿海拔2800 m、 3100 m、 3300 m和3600 m布设4套土壤温湿度监测系统, 该系统包括数据传感器(HydraProbe)和数据采集器(HO⁃BO U30)两部分。其中, 土壤温湿度数据传感器[土壤温度(ST)传感器范围: -30~55 ℃, 精度: ±0.1 ℃; 土壤湿度(SM)传感器范围: 干~饱和, 精度: ±0.03]探头布设深度分别为10 cm、 20 cm、 30 cm、 40 cm和60 cm。土壤温湿度监测系统每隔30 min采集1次数据, 连续监测2年(2020年5月至2021年10月)。
表1 祁连山排露沟流域样地编号及其基本情况

Table 1 Basic situation of the plots in the Pailugou watershed of the Qilian Mountains

样地 号 海拔/m 样地 /m 植被类型 坡向 坡度 /(°) 郁闭 度
T1 2800 20×20 草地 半阳坡 23 0.75
T2 3100 20×20 藓类云杉林 阴坡 25 0.48
T3 3300 20×20 灌丛、 云杉林 阴坡 30 0.65
T4 3600 20×20 灌丛 阴坡 32 0.54
气象数据来源于CR3000自动气象站(美国Campbell公司, 海拔2800 m), 气象因子包括空气温度( T a, 单位: ℃)、 空气相对湿度( R H, 单位: %)和降水量(P, 单位: mm)等指标。数据采集时间间隔为30 min。根据气温和空气相对湿度, 计算饱和水汽压差(VPD, 单位: kPa):
V P D = 0.611 × e x p 17.502 × T a T a + 240.97 × 1 - R H 100
式中: T a为空气温度(单位: ℃); RH为空气相对湿度(单位: %); VPD为饱和水汽压差(单位: kPa)。
本文采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 21进行数据整理和统计分析, 采用单因素方差分析比较不同月份不同土层间各海拔段土壤湿度之间的差异显著性, 采用origin 2018软件进行绘图。

4 结果分析

4.1 土壤温度变化特征

0~60 cm土层平均土壤温度具有明显的生长季内变化(图2), 整体表现为先升高后降低的趋势。以2020年生长季为例, 5 -8月土壤温度逐渐升高, 其平均值为3.93 ℃, 变化范围为-0.26~7.97 ℃; 9 -10月伴随着空气温度的降低, 土壤温度逐渐降低, 平均值为2.44 ℃, 变化范围为-0.19~5.63 ℃。
图2 不同海拔段土壤温度时空变化

Fig.2 Temporal and spatial changes of soil temperature at different elevations

土壤温度随土层加深呈逐渐降低的趋势(表2)。以2800 m海拔段为例, 各层土壤温度的平均值分别为6.05 ℃、 4.95 ℃、 4.26 ℃、 3.46 ℃、 2.16 ℃, 变化范围分别为-0.15~11.59 ℃、 -0.13~10.15 ℃、 -0.33~8.44 ℃、 -0.45~6.78 ℃、 -0.48~4.61 ℃。同时0~60 cm土层土壤温度随着海拔升高呈波动性增加, 具体表现为3600 m(4.25±3.25 ℃)>2800 m(4.18±2.42 ℃)>3300 m(3.46±2.82 ℃)>3100 m(2.23±1.95 ℃), 2021年生长季土壤温度随海拔的变化趋势与2020年一致。
表2 不同海拔段土壤温度均值和标准差

Table 2 Mean and standard deviation of soil temperature at different elevations

年份

土层

厚度

2800 m 3100 m 3300 m 3600 m
均值/℃ 标准差/℃ 均值/℃ 标准差/℃ 均值/℃ 标准差/℃ 均值/℃ 标准差/℃
2020 ST10 6.05 3.25 3.90 2.92 4.19 3.23 5.28 3.86
ST20 4.95 2.89 2.91 2.49 4.17 3.22 4.32 3.34
ST30 4.26 2.67 2.18 2.17 3.10 2.74 3.90 3.19
ST40 3.46 2.35 1.43 1.72 2.39 2.30 3.50 2.89
ST60 2.16 1.82 0.74 1.18
平均 4.18 2.42 2.23 1.95 3.46 2.82 4.25 3.25
2021 ST10 5.84 3.70 3.75 2.82 4.33 3.32 4.51 3.74
ST20 4.76 3.15 2.72 2.40 4.33 3.30 3.93 3.40
ST30 4.05 2.77 2.02 2.06 3.20 2.80 3.67 3.28
ST40 3.21 2.32 1.18 1.53 2.50 2.37 3.32 3.02
ST60 1.95 1.63 0.45 0.94
平均 3.96 2.55 2.02 1.77 3.59 2.90 3.86 3.34

4.2 土壤湿度变化特征

图3可知, 0~60 cm土层平均土壤湿度具有明显的生长季内变化, 整体表现为先升高后降低的趋势(图3)。以2020年生长季为例, 5月份土壤湿度最低, 其平均值为0.164 m3·m-3, 变化范围为0.074~0.254 m3·m-3; 9月份土壤湿度最大, 平均值为0.318 m3·m-3, 变化范围为0.089~0.345 m3·m-3
图3 不同海拔段土壤湿度时间变化特征

小写字母表示同一海拔段不同月份土壤湿度之间在 0.05 水平上存在显著差异; 大写字母表示同一月份不同海拔之间土壤湿度在 0.05 水平上存在显著差异

Fig.3 Temporal variation characteristics of soil moisture at different elevations.Lowercase letters indicate significant differences in soil moisture at the same elevation between different months at the 0.05 level; Capital letters indicate that there is a significant difference in soil moisture in a same month between different elevations at the 0.05 level

不同海拔处土壤湿度存在显著差异, 即随着海拔梯度升高土壤湿度呈波动性增加。其中, 5 -6月, 海拔3600 m处的土壤湿度显著高于3300 m、 3100 m和2800 m, 而海拔3100 m和3300 m土壤湿度差异不显著; 7 -8月, 海拔3100 m的土壤湿度显著高于其他海拔段, 海拔2800 m的土壤湿度显著最小, 海拔3600 m的土壤湿度显著高于3300 m; 9 -10月, 海拔3100 m的土壤湿度显著高于3600 m, 10月份2800 m处土壤湿度显著高于3300 m。
图4可知, 同一海拔段不同土层土壤湿度存在显著差异。以2020年生长季为例, 海拔3600 m处土壤湿度随土层加深先降低后升高, 30 cm处土壤湿度显著低于其他土层, 其值为0.261±0.090 m3·m-3; 海拔3300 m处土壤湿度随土层加深先升高后降低, 30 cm处土壤湿度显著高于其他土层, 其值为0.290±0.078 m3·m-3; 海拔3100 m处土壤湿度随着土层的加深逐渐降低; 海拔2800 m处土壤湿度随土层加深不断波动, 30 cm处土壤湿度显著低于其他土层, 其值为0.129±0.033 m3·m-3。总体而言, 随着土层深度增加, 土壤湿度呈逐渐降低的趋势。
图4 不同海拔段土壤湿度空间变化特征

小写字母表示同一海拔段不同土层土壤湿度之间在 0.05 水平上存在显著差异; 大写字母表示同一土层不同海拔之间土壤湿度在 0.05 水平上存在显著差异

Fig.4 Spatial variation characteristics of soil moisture at different elevations.Lowercase letters indicate that there are significant differences in soil moisture at the same elevation between different soil layers at the 0.05 level; Capital letters indicate that there is a significant difference in soil moisture at the same soil layer between different elevations at the 0.05 level

4.3 土壤温、 湿度与气象因子的关系

以海拔2800 m处2020年生长季气象要素为例, 分析各气象因子与2800 m处土壤温湿度的关系。由表3可知, 土壤温湿度主要受空气温度、 空气相对湿度及饱和水汽压差的影响, 而降雨和风速的影响相对较小。
表3 气象因子与土壤温、 湿度的相关性分析

Table 3 Correlation analysis between meteorological factors and soil temperature and humidity

因子 SM10 SM20 SM30 SM40 SM60 ST10 ST20 ST30 ST40 ST60
Ta -0.501** -0.518** -0.382** -0.147 0.036 0.841** 0.665** 0.554** 0.408** 0.068
RH 0.216** 0.166* 0.093 0.143 0.217** 0.085 0.224** 0.267** 0.299** 0.308**
VPD -0.391** -0.372** -0.268** -0.192* -0.147 0.345** 0.159* 0.070 -0.029 -0.210**
P 0.010 -0.042 -0.097 -0.066 0.027 0.112 0.130 0.120 0.107 0.082

*表示P<0.05, **表示P<0.01(*Indicates P<0 05, ** indicates P<0 01)

空气温度与10 cm、 20 cm、 30 cm深土壤湿度呈极显著负相关, 而与40 cm、 60 cm深土壤湿度的相关系数较小, 且不显著; 空气温度与10 cm、 20 cm、 30cm、 40 cm深土壤温度呈极显著正相关, 相关系数大于0.4。空气相对湿度与10 cm、 60 cm深土壤湿度呈极显著正相关, 同时与20 cm、 30 cm、 40 cm、 60 cm深土壤温度呈极显著正相关, 且相关系数均大于0.2。饱和水汽压差与10 cm、 20 cm、 30 cm深土壤湿度呈极显著负相关, 与土壤温度大致呈正相关, 且对表层土壤温、 湿度的影响最大; 而降雨和风速对土壤温、 湿度的影响相对较小。因此, 影响土壤温度主要气象因子为空气温度和空气相对湿度; 影响土壤湿度的主要气象因子为空气温度和饱和水气压差。

5 讨论

土壤温度与海拔、 坡向、 坡度、 植被类型、 土壤质地等密切相关(王绍令等, 2002)。生长季土壤温度存在明显的变化格局, 随着生长季的进行, 土壤温度呈先升高后降低的趋势, 随土层加深土壤温度逐渐降低, 这一结论与牛赟等(2014)的研究结果一致, 但与车宗玺等(2018)的研究结果不同, 这主要是因为随着土层深度增加, 太阳辐射无法抵达深层土壤, 太阳辐射只能以热传导的形式由浅层土壤向深层传递, 进而使得浅层土壤温度高, 深层土壤温度低(马剑等, 2020程文举等, 2022)。本研究发现, 随着海拔升高土壤温度逐渐升高, 这与车宗玺等(2018)的研究结果一致, 但是关于祁连山土壤水热的大多数研究表明土壤温度随着海拔升高逐渐降低(胡健等, 2017俞洁辉等, 2012), 一方面是因为祁连山降水量从东至西呈逐渐减少的趋势, 而日照时数呈逐渐增大的趋势, 蒸发逐渐增大, 土壤逐渐趋于干化; 另一方面该区海拔越高, 单位面积植被生物量小, 光照越好, 太阳辐射强度越强, 地温较高, 低海拔由于地形复杂, 光照不足, 太阳辐射强度较低, 因此, 地温相对较低(车宗玺等, 2018)。
浅层土壤温度与空气温度的相关系数可达0.50以上, 气温对土壤温度的影响随着土层深度的增加逐渐减弱, 但黄葭悦等(2022)研究发现60 cm以下土层空气温度对土壤温度具有抑制作用, 且随着土层的加深抑制作用越强, 这有可能是因为浅层土壤温度受大气温度的影响, 而深层土壤温度受地下热流的影响(戴黎聪等, 2020)。而降雨、 空气相对湿度和饱和水汽压差对土壤温度的影响较小, 相关系数均低于0.35, 因此空气温度是影响土壤温度的主要气象要素, Li et al(2012)研究发现土壤温度对空气温度变化响应敏感。
土壤湿度受大气降水、 植被类型、 土壤类型、 气象以及海拔等多重因素的影响(Vinnikov et al, 1996), 随生长季进行, 土壤湿度呈先升高后降低的变化趋势, 5月份最小, 9月份最大, 这是因为在生长季初期, 植被生长需要大量的水分补给, 但此时大气降雨较少, 土壤含水量比较低, 冰雪融水成为植被生理需水的主要补给; 生长季中后期, 降雨量增加, 气温升高, 冰雪融水量大, 土壤蓄水量大于土壤水分消耗, 所以此时土壤水分含量增大, 这与他人的研究结果一致(范莉梅, 2015)。土壤水分主要受大气降水的影响(芦倩等, 2020a), 随着海拔升高, 大气降水逐渐增加, 植被蒸腾作用逐渐减弱, 使得土壤湿度随海拔升高而呈波动性增大, 这与牛赟等(2015)研究结果基本一致, 而马剑等(2020)研究发现, 随着海拔升高, 土壤湿度先增加后减少, 同时随着土层深度增加土壤湿度逐渐增大, 这可能是因为土壤深度超过20 cm时植物根系减少, 在一定程度上影响土壤结构, 导致随着土层加深土壤容重增大, 而土壤含水量逐渐降低。大气降雨作为土壤水分的主要来源, 在很大程度影响土壤水分的补给量和补给深度(陈敏玲等, 2016Wang et al, 2013), 但本研究通过对土壤湿度与气象因子的相关性分析发现, 0~30 cm深土壤湿度与空气温度、 饱和水气压差呈极显著负相关(P<0.01), 且随着土层深度的增加, 土壤湿度对空气温度和饱和水气压差的响应逐渐减弱, 这与唐振兴等(2012)的研究结果一致; 而土壤湿度与降雨和相对湿度的相关性不显著, 这可能是因为植被截留前期土壤含水量的缘故, 导致降雨量对土壤水分的补给作用不显著。因此, 影响土壤湿度主要的气象因素为空气温度和饱和水汽压差。

6 结论

本研究通过对祁连山排露沟小流域不同海拔梯度典型植被下土壤温湿度进行连续2年的监测, 分析土壤温湿度的变化特征, 确定影响土壤温湿度主要的气象要素。主要结论如下:
(1) 土壤温度随生长季的进行呈先升高后降低的趋势, 其中5 -8月逐渐升高, 9 -10月逐渐降低; 同时土壤温度与随海拔呈正相关, 与土层深度呈负相关。
(2) 生长季前期(5月)土壤湿度相对较低, 生长季中后期(9月)土壤湿度达到最大; 土壤湿度随着海拔升高呈波动性升高, 受土壤物理性质的影响, 3600 m、 3100 m处土壤湿度随土层的加深逐渐降低, 而3300 m、 2800 m处土壤湿度随土层加深上下波动。
(3) 土壤温度与空气温度和空气相对湿度呈极显著正相关, 随着土层加深, 土壤温度对空气温度的响应逐渐减弱, 对空气相对湿度的响应逐渐增强; 0~30 cm深土壤湿度与空气温度和饱和水汽压差呈极显著负相关(P<0.01), 随着土层加深, 土壤湿度对空气温度和饱和水汽压差的响应逐渐减弱。
Chang Y W Zhang R Q Hai C X, et al, 2021.Seasonal variation in soil temperature and moisture of a desert steppe environment: a case study from Xilamuren, Inner Mongolia[J].Environmental Earth Sciences80(7): 290.DOI: 10.1007/s12665-021-09393-0 .

Li X Jin R Pan X D, et al, 2012.Changes in the near-sur-face soil freeze-thaw cycle on the Qinghai-Tibetan Plateau[J].International Journal of Applied Earth Observation and Geoin-formation17(1): 33-42.DOI: 10.1016/j.jag.2011.12.002 .

Schlesinger W H1990.Evidence from chronosequence studies for a low carbon-storage potential of soils[J].Nature348(6298): 232-234.DOI: 10.1038/348232a0 .

Stroyan H, De-Pollih, Bohms, et al, 2000.Spatial heterogeneity of soil respiration and related properties at the plant scale[J].Plant Soil222(1/2): 203-214.DOI: 10.1023/A: 1004757405147 .

Vinnikov K Y Robock A Speranskaya N A, et al, 1996.Scales of temporal and spatial variability of midlatitude soil moisture[J].Journal of Geophysical Research Atmospheres101(D3): 7163-7174.DOI: 10.1029/95JD02753 .

Wang S Fu B J Gao G, et al, 2013.Responses of soil moisture in different land cover types to rainfall events in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China[J].Catena101(3): 122-128.DOI: 10.1016/j.catena2012.10.006 .

Wang Y Q Yang J Chen Y N, et al, 2018.The spatiotemporal response of soil moisture to precipitation and temperature changes in an arid region, China[J].Remote Sensing10(3): 468.DOI: 10.3390/rs10030468 .

车宗玺, 李进军, 汪有奎, 等, 2018.祁连山西段草地土壤温度、水分变化特征[J].生态学报38(1): 105-111.DOI: 10.5846/stxb201612292695.Che Z X

Li J J Wang Y K, et al, 2018.Characteristics of soil temperature and water content variation in the western Qilian Mountains[J].Acta Ecologica Sinica38(1): 105-111.DOI: 10.5846/stxb201612292695 .

陈敏玲, 张兵伟, 任婷婷, 等, 2016.内蒙古半干旱草原土壤水分对降水格局变化的响应[J].植物生态学报40(7): 658-668.DOI: 10.17521/cjpe.2015.0155.Chen M L

Zhang B W Ren T T, et al, 2016.Responses of soil moisture to precipitation pattern change in semiarid grasslands in Nei Mongol, China[J].Chinese Journal of Plant Ecology40(7): 658-668.DOI: 10.17521/cjpe.2015.0155 .

程文举, 席海洋, 司建华, 等, 2022.内陆河流域浅山区土壤水热时空动态及其对气象因子的响应[J].高原气象41(6): 1435-1445.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00089.Cheng W J

Xi H Y Si J H, et al, 2022.Temporal and spatial dynamic change of soil water-heat and its response to meteorological factors in an Inland River Basin in Low Coteau Area[J].Plateau Meteorology41(6): 1435-1445.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534. 2021.00089 .

戴黎聪, 柯浔, 张法伟, 等, 2020.青藏高原季节冻土区土壤冻融过程水热耦合特征[J].冰川冻土42(2): 390-398.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.1085.Dai L C

Ke X Zhang F W, et al, 2020.Characteristics of hydro-thermal coupling during soil freezing-thawing process in seasonally frozen soil regions on the Tibetan Plateau[J].Journal of Glaciology and Geocryology42(2): 390-398.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018. 1085 .

范莉梅, 2015.祁连山排露沟流域森林植被水文功能究[D].兰州: 甘肃农业大学.Fan L M, 2015.Study on hydrological function of forest and vegetation in the Pailugou Catchment, Qilian Mountains[D].Lanzhou: Gansu Agricultural University.

胡健, 吕一河, 傅伯杰, 等, 2017.祁连山排露沟流域土壤水热与降雨脉动沿海拔梯度变化[J].干旱区研究34(1): 151-160.DOI: 10.13866/j.azr.2017.01.20.Hu J

Y H Fu B J, et al, 2017.Soil hydrothermal variation and rainfall pulses along altitudinal gradient in Pailugou Watershed in the Qilian Mountain[J].Arid Zone Research34(1): 151-160.DOI: 10.13866/j.azr.2017.01.20 .

黄葭悦, 赵传燕, 魏杨, 等, 2022.祁连山天涝池流域亚高山草甸冻融期土壤水热变化特征[J].冰川冻土44(1): 1-11.DOI: 10. 7522/j.issn.1000-0240.2022.0008.Huang J Y

Zhao C Y Wei Y, et al, 2022.Characteristics of soil water-heat at a subalpine meadow during the freezing and thawing periods in Tianlaochi catchment of the Qilian Mountains [J].Journal of Glaciology and Geocryology44(1): 1-11.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240. 2022.0008 .

贾文雄, 陈京华, 张禹舜, 等, 2016.祁连山北坡草地植物群落特征与土壤水热因子的关系[J].生态学杂志35(3): 661-667.DOI: 10.13292/j.1000-4890.201603.032.Jia W X

Chen J H Zhang Y S, et al, 2016.The relationship of characteristics of meadow communities with soil moisture and temperature in the northern slope of Qilian Mountains[J].Chinese Journal of Ecology35(3): 661-667.DOI: 10.13292/j.1000-4890.201603. 032 .

李静, 盛煜, 吴吉春, 等, 2014.祁连山大通河源多年冻土区浅层土壤水热时空变化特征[J].冰川冻土36(4): 994-1001.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0120.Li J

Sheng Y Wu J C, et al, 2014.Spatial and temporal variations of the superficial hydro-thermal characteristics in permafrost regions in the source areas of the Datong River, Qilian Mountains[J].Journal of Glaciology and Geocryology36(4): 994-1001.DOI: 10.7522/j.issn. 1000-0240.2014.0120 .

李文静, 罗斯琼, 郝晓华, 等, 2021.青藏高原东部不同季节积雪过程对地表能量和土壤水热影响的观测研究[J].高原气象40(3): 455-471.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00001.Li W J

Luo S Q Hao X H, et al, 2021.Observations of east Qinghai-Xizang Plateau snow cover effects on surface energy and water exchange in different seasons[J].Plateau Meteorology40(3): 455-471.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534. 2020. 00001 .

李晓青, 刘贤德, 王立, 等, 2017.祁连山青海云杉直径结构及其对径向生长的影响[J].干旱区研究34(5): 1117-1123.DOI: 10.13866/j.azr.2017.05.21.Li X Q

Liu X D Wang L, et al, 2017.Diameter structure and its effect on radial growth of Picea Crassifolia forest in the Qilian Mountains[J].Arid Zone Research34(5): 1117-1123.DOI: 10.13866/j.azr.2017.05.21 .

李亚新, 陈伟, 孙从建, 等, 2021.黄土丘陵区农耕地与撂荒地土壤水分特征及对降雨的响应分析[J].干旱区资源与环境35(12): 114-120.DOI: 10.13448/j.cnki.jalre.2021.334.Li Y X

Chen W Sun C J, et al, 2021.Soil moisture characteristics and their response to rainfall in cultivated land and abandoned land in loess hilly region[J].Journal of Arid Land Resources and Environment35(12): 114-120.DOI: 10.13448/j.cnki.jalre. 2021.334 .

芦倩, 李毅, 刘贤德, 等 , 2020a.祁连山排露沟流域青海云杉(Picea Crassifolia)林土壤水分特征[J].中国沙漠40(5): 142-148.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00017.Lu Q , LiY, LiuX D, et al, 2020a.Soil moisture variation characteristics of Picea Crassifolia forestry in Pailugou Watershed of Qilian Mountains[J].Journal of Desert Research, 40(5): 142-148.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00017 .

芦倩, 李毅, 刘贤德, 等 , 2020b.祁连山排露沟流域土壤有机碳空间变异性研究[J].水土保持学报34(5): 238-243.DOI: 10. 13870/j.cnki.stbcxb.2020.05.033.Lu Q , LiY, LiuX D, et al, 2020b.Study on spatial variability of soil organic carbon in Pailugou Catchment of Qilian Mountains[J].Journal of Soil and Water Conservation, 34(5): 238-243.DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb. 2020.05.033 .

马剑, 刘贤德, 李广, 等, 2020.祁连山北麓中段青海云杉林土壤水热时空变化特征[J].干旱区地理43(4): 1033-1040.DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2020.04.18.Ma J

Liu X D Li G, et al, 2020.Spatial and temporal variations of soil moisture and temperature of Picea Crassifolia forest in north piedmont of central Qilian Mountains[J].Arid Land Geography43(4): 1033-1040.DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2020.04.18 .

牛赟, 刘贤德, 苗毓鑫, 等, 2015.祁连山大野口流域土壤水热空间变化特征研究[J].冰川冻土37(5): 1353-1360.DOI: 10. 7522/j.isnn.1000-0240.2015.0149.Niu Y

Liu X D Miao Y X, et al, 2015.Research on the spatial variation characteristics of soil moisture and temperature in Dayekou basin of the Qilian Mountains[J].Journal of Glaciology and Geocryology37(5): 1353-1360.DOI: 10.7522/j.isnn.1000-0240.2015.0149 .

牛赟, 刘贤德, 王立, 等, 2014.祁连山大野口流域青海云杉林分结构及其土壤水热特征分析[J].生态环境学报23(3): 385-391.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2014.03.015.Niu Y

Liu X D Wang L, et al, 2014.Feature analysis on stand structure of Picea Crassifolia and its water and temperature of soil in Dayekou basin of Qilian Mountains[J].Ecology and Environmental Sciences23(3): 385-391.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2014.03.015 .

邱德勋, 赵佰礼, 尹殿胜, 等, 2021.黄土丘陵沟壑区土壤水分垂直变异及影响因素[J].中国水土保持科学19(3): 72-80.DOI: 10.16843/j.sswc.2021.03.009.Qiu D X

Zhao B L Yin D S, et al, 2021.Vertical variation of soil moisture in the loess hilly and gully region and its influence factors[J].Science of Soil and Water Conservation19(3): 72-80.DOI: 10.16843/j.sswc. 2021.03.009 .

石建周, 刘贤德, 田青, 等, 2022.祁连山中部青海云杉年内径向生长季节变化及其对环境因子的响应[J].水土保持学报36(2): 261-267.DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.02.033.Shi J Z

Liu X D Tian Q, et al, 2022.Seasonal variation of annual radial growth of Picea Crassifolia and its response to environmental factors in the central Qilian Mountains[J].Journal of Soil and Water Conservation36(2): 261-267.DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.02.033 .

拓锋, 黄冬柳, 刘贤德, 等, 2021.祁连山大野口流域青海云杉种群数量动态[J].生态学报4(17): 1-12.DOI: 10.5846/stxb202004010770.Tuo F

Huang D L Liu X D, et al, 2021.Quantitative dynamics of Picea Crassifolia population in Dayekou basin of Qilian Mountains[J] Acta Ecologica Sinica4(17): 1-12.DOI: 10.5846/stxb202004010770 .

唐敏, 李皖宁, 刘锐, 等, 2022.黄土丘陵区不同土地利用方式的土壤水热特征[J].中国资源综合利用40(12): 17-19.DOI: 10.3969/j.issn.1008-9500.2022.12.006.Tang M

Li W N Liu R, et al, 2022.Soil Water and heat characteristics of different land use patterns in Loess Hilly Region[J].China Resources Comprehensive Utilization40(12): 17-19.DOI: 10.3969/j.issn.1008-9500.2022.12.006 .

唐振兴, 何志斌, 刘鹄, 2012.祁连山中段林草交错带土壤水热特征及其对气象要素的响应[J].生态学报32(4): 52-61.DOI: 10.5846/stxb201010091418.Tang Z X

He Z B Liu H2012.Soil moisture and temperature characteristics of forest-grassland ecotone in middle Qilian Mountains and the responses to meteorological factors[J].Acta Ecologica Sinica32(4): 52-61.DOI: 10.5846/stxb201010091418 .

王金叶, 王艺林, 金博文, 等, 2001.干旱半干旱区山地森林的水分调节功能[J].林业科学4(5): 120-125.DOI: 10.3321/j.issn: 1001-7488.2001.05.021.Wang J Y

Wang Y L Jin B W, et al, 2001.studies on regulating function of forest hydrology and microclimate in arid and semiarid area of west China[J].Scientia Silvae Sinicae4(5): 120-125.DOI: 10.3321/j.issn: 1001-7488.2001.05.021 .

王绍令, 丁永建, 赵林, 等, 2002.青藏高原局地因素对近地表层地温的影响[J].高原气象21(1): 85-89.

Wang S L Ding Y J Zhao L, et al, 2002.The influence of local factor on surface layer ground temperature in Qinghai-Xizang Plateau[J].Plateau Meteorology21(1): 85-89.

胥朋飞, 吕世华, 马翠丽, 等, 2022.BCC_AVIM陆面过程模式冻融过程参数化的改进与检验[J].高原气象41(2): 349-362.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00121.Xu P F

S H Ma C L, et al, 2022.Improvement and verification of freezing-thawing process parameterization of BCC_AVIM land surface process model[J].Plateau Meteorology41(2): 349-362.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00121 .

俞洁辉, 刘新圣, 罗天祥, 等, 2012.念青唐古拉山北麓草甸海拔分布上限土壤温湿度的季节变化[J].地理学报67(9): 1246-1254.DOI: 10.11821/xb201209009.Yu J H

Liu X S Luo T X, et al, 2012.Seasonal variations of soil temperature and moisture at the upper limit of alpine meadow in north-facing slope of the Nianqingtanggula Mountains[J].Acta Geographica Sinica67(9): 1246-1254.DOI: 10.11821/xb201209009 .

赵海鹏, 吕明侠, 王一博, 等, 2020.青藏高原风火山流域坡面尺度活动层土壤水热时空变化特征[J].冰川冻土42(4): 1158-1168.

DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2019.1182.[ Zhao H P M X Wang Y B, et al, 2020.Spatiotemporal variation characteristics of soil water content and temperature within active layer at slope scale in the Fenghuoshan basin, Tibetan Plateau[J].Journal of Glaciology and Geocryology42(4): 1158-1168.DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2019.1182 .

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