1980-2012年东北地区积雪对土壤湿度的影响

论文摘要

本文以东北地区为研究区,基于中国雪深度长期序列数据集、ERA-Interim土壤湿度等数据,以Matlab为平台分析东北地区最大雪深、累积雪深对春季土壤湿度的影响。得出以下结论:（1）东北地区表层土壤湿度3月、4月、及春季时间变化一致,土壤湿度呈极显著减少趋势（P<0.01）,即近30年来东北地区表层土壤极显著变干,变干速率为0.020%/a,5月表层土壤湿度呈不显著减少趋势（P>0.05）,减少速率为0.012%/a,说明东北地区春季5月表层土壤湿度变干趋势不明显。且展示出明显的年际变化特征,80年代表层土壤湿度减少速率为-0.448%/a,90年代、00年代均增加,速率分别为0.001%/a、0.003%/a,说明东北地区春季表层土壤湿度80年代变干速率最快,到90年代变干速率逐渐减慢,进入00年代土壤湿度变干速率再次加快。从空间分布上看,19802012年东北地区春季表层土壤湿度空间分布整体呈现为中西部偏低、其它地区偏高的特征。其中大兴安岭地区、小兴安岭地区、长白山地区以及三江平原地区土壤湿度均偏高,松嫩平原、辽河平原土壤湿度偏低。从空间变化上看,松嫩平原、小兴安岭地区呈显著变干趋势,通过0.05的显著性检验。土壤湿度呈现出林地偏高,耕地偏低的特征。这是因为林地多分布在海拔较高的地区,耕地多分布在海拔较低的平原导致的。海拔低温度相对较高,蒸发能力强,土壤水分蒸发相对较快,导致土壤湿度相对高海拔偏低。（2）东北地区中层土壤湿度3月、4月、春季时间变化一致,均呈显著下降趋势（P<0.05）,下降速率为0.035%/a、0.027%、0.023%/a。说明东北地区3月、4月及春季中层土壤显著变干,5月中层土壤湿度呈不显著减少趋势（P>0.05）,减少速率为0.0007%/a,说明东北地区春季5月中层土壤湿度变干趋势不明显,与表层土壤湿度变化一致。且有明显的年际变化特征,从春季的年际变化上看,80年代表层土壤湿度减少速率为0.032%/a,90年代、00年代减少速率分别为0.007%/a、0.077%/a,说明东北地区春季中层土壤湿度80年代变干速率快,到90年代变干速率逐渐减慢,进入00年代土壤湿度变干速率再次加快,超过80年代的变干速率,与表层变化一致。从空间分布上看,空间分布与表层土壤湿度一致,整体呈中西部偏低、其他地区偏高的特性。其中土壤湿度高值区为大兴安岭地区、小兴安岭地区、长白山地区以及三江平原地区,土壤湿度低值区为松嫩平原、辽河平原。（3）东北地区近35a最大积雪深度时间变化上呈不显著减少趋势,没有通过0.05概率水平检验,最大积雪深度平均值为14.556 cm,共16年高于平均值,其它17年均在平均值以下。空间变化整体表现为东部高于西部、北部高于南部的分布特征。其中,松嫩平原、辽河平原最大雪深偏低,大兴安岭、小兴安岭、长白山地区最大雪深偏高。（4）19802012年东北地区累积积雪深度呈不显著下降趋势,没有通过0.05概率水平检验。最大积雪深度平均值为1297.172 cm,共17个年份高于平均值,其它16年均在平均值以下。与1980年相比,2012年累积积雪量减少了355.677cm,说明30年来东北年均累计雪深年际变化大,不稳定。空间变化整体表现为东北地区西部及中部呈现一致的特征,即累积积雪深度为偏低,其中大兴安岭地区、小兴安岭地区累积雪深偏高,松嫩平原、辽河平原累积积雪深度偏低与最大雪深一致。（5）19802012年东北地区最大积雪深度与春季表层、中层土壤湿度的时间相关性,两者总体呈显著正相关关系,即最大积雪深度越大,春季表层、中层土壤湿度越大,土壤越湿。80年代和90年代期间最大积雪深度与春季表层土壤湿度,两者均呈不显著负相关关系,而进入21世纪之后,两者呈显著正相关关系,相关系数为0.513。80年代和00年代期间最大积雪深度与春季中层土壤湿度,两者均呈不显著负相关关系,而在90年代期间,两者呈显著正相关关系。（6）东北地区春季表层土壤湿度和最大雪深的空间相关关系中,呈正相关关系的面积占整个东北面积比例较大,其中东北中部地区、大兴安岭地区表层土壤湿度与最大积雪深度呈正相关关系较大,随着最大雪深深度的增加,表层土壤湿度逐渐增大;两者呈负相关关系的面积占整个东北面积较小,主要在松嫩平原、三江平原地区,呈负相关关系,随着最大雪深深度的增加,表层土壤湿度逐渐减小。东北地区春季中层土壤湿度和最大雪深相关关系中,其中东北地区中部、黑龙江省大部分、大兴安岭地区两者均呈显著正相关关系;松嫩平原地区两者呈负相关关系,即随着最大雪深深度的增加,中层土壤湿度逐渐减小,与表层土壤湿度变化幅度更显著。（7）19802012年东北地区累积雪深与春季表层、中层土壤湿度的相关性,在时间上两者总体呈正相关关系,即累积雪深越大,春季表层层土壤湿度越大,土壤越湿。累积雪深与春季表层、中层土壤湿度在各年代期间均表现为正相关关系,说明随着累计雪深的增加,春季表层、中层土壤湿度变大,即土壤变湿,尤其是进入21世纪之后,累积雪深与春季表层土壤湿度表现为显著正相关。（8）累积雪深与表层土壤湿度相关关系为大兴安岭中部、吉林与辽宁交界辽源地区、辽宁省朝阳市、铁岭为正相关关系,三江平原、长白山地区、松嫩平原北部为负相关关系的相关性空间特征。3月表层土壤湿度与累积雪深相关仅小兴安岭中部通过0.05显著性检验,与小兴安岭中部呈正相关关系,与三江平原、长白山地区呈负相关关系。4月相关关系与3月相同,均与小兴安岭中部呈正相关,但总体看表层土壤湿度与最大雪深负相关关系有所下降。5月正相关关系占比较大,东北地区北部、小兴安岭中部、及松嫩平原地区均呈正相关关系,即随着累积雪量的增加土壤湿度逐渐增大;长白山地区、辽河平原则呈负相关关系。（9）累积雪深与中层土壤湿度相关关系均不显著,为大兴安岭中部、吉林与辽宁交界辽源地区、辽宁省朝阳市、铁岭为正相关关系,三江平原、长白山地区、松嫩平原北部为负相关关系的相关性空间特征。3月中层土壤湿度与累积雪深呈负相关关系,但不显著;4月中层土壤湿度与累积雪深相关关系中仅吉林辽宁交界辽源地区、辽宁省锦州、朝阳等地呈正相关关系,松嫩平原、三江平原均呈负相关关系。中层土壤湿度和累积雪深的相关关系中,正相关占比较少,与同期表层土壤湿度相比,中层土壤湿度呈显著变干趋势,整体变干趋势明显。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 薄爱

导师: 张丽娟

关键词: 积雪,土壤湿度,时空变化,相关性分析

来源: 哈尔滨师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 气象学,农业基础科学,农艺学

单位: 哈尔滨师范大学

分类号: P426.635;S152.71

总页数: 57

文件大小: 3850K

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