全 文 ：辽 宁 农 业 科 学 1 94 6年 第 2 期
首楷草 、 紫穗愧二种
不同地被物的小气候
田 凤 文
(辽宁省水土保持研究所 )
提 要
作者怨拉拥查、 观测首着草地、 紫摄愧林地的空气温度、 王缓温度都低于裸地, 士璧湿度高于裸地 , 并有 截
流、 减少土壤冲别、 防止水土流失的作用。 是我省西部山区水王保持生物措施较好的地被物。
辽宁西部地区 , 特别是原朝阳 市 所 属 各
县 , 山多树少 , 水土流失严重 。 仅在大凌河流
域五年内 ( 1 9 5 8一 1 9 9 2年 )减少的耕地面积相当
于一个喀左县的耕地总面积 。 所以在这一地区
防止水土流失是当前的重要任务 。 防止水土流
失 , 包括生物措施和工程措施 , 在生物措施中
植树造林 、 种植牧草是解决水土流失切实可行
的途视 , 并且可以起改善气候的作用 。 为了了
解生物措施的小气候效应 , 探索局部山地有效
利用的途褪 , 曾选择了有水土保持措施的首借
草地 、 紫穗槐林地 , 和无 水土保持 措 施 的 裸
地 , 进行了小气候观测 。 目的是为了抬防止水
土流失采取具体措施提供有关的科学数据 。
一 、 拭盼般针与观测方法
1
. 测点及植物特性的描述
( 1 ) 首箱草地 : 本侧区的首借草已栽了
二年 , 观测期简处于开花期 , 平均株高为卯厘
米 , 被复度为 7 0% , 测区面积 为 19 7 7 . 5平 方
米 , lNJ 区内两个测点简距离为 10 米 。
( 2 ) 紫穗槐林地 : 本测区的柴穗槐为三
龄 , 平均株高 n o厘米 , 被复度为 85 % , 测 区
面积为 5 8 平方米 , 区内两个测点简距离为 10
米 。
( 3 ) 裸地 : 没有任何水土保持措施 , 地
面裸露 , 测区面积为 1 4 0 0平方米 , 两个侧点简
距离为 10 米 。
2
. 观测境目及仅器 , 在每个测点观测下
列各填 :
( 1 ) 空气温度 ( 2 0 、 1 0 0 、 1 5 0厘米三个
高度 ) ;
( 2 ) 空气湿度 ( 2 0 、 1 0 0 、 1 5 0厘米三个
高度 ) ;
( 3 ) 土壤湿度 ( 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 、
3 0厘米六个深度 ) ;
( 4 ) 风 (株高三分之二处 )
( 5 ) 照度 (株高三分之二处 ) ;
( 6 ) 水面蒸发 (株高三分之二处 ) ,
( 7 ) 降水与截流。
使用仪器有 : 通风干湿温度表 、 曲管地温
表 、 地面最高最低温度表 、 照度蔚 、 自靓风速
表 、 热技微风仪和蒸发皿 。
观侧时简是 19 6 3年 6 月2 3` 2 6日 , 每 日在
2
、
5
、
8
、
1 1
、
14
、
17
、
2 0
、
2 3各时进行观测 。
观测时的天气状况 :
一 1夕 一
表 16月沼一邓日天气状况表 地面
温度与地被物 、 土壤水分 (湿度 )有
道接关系 , 但因在观测地和观测时简内表层土
壤比较干燥 , 所以土壤水分对地面温度 日变化
影响不大 。
表 3 岛一肪 日各时地面温度平均值
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土壤温度的变化 , 不但受太阳 幅 射 的 影
响 , 而且还受地形 、 农业技术措施 、 地表植被
等因素的影响 , 现仅就不同地被物对土壤温度
的影响分析如下 :
1
. 地表温度极值变化情况
表 牙 地表温度变化情况
从表 ( 3 ) 看出 : 裸地在一 日内各时背的
土温均比有地被物的高 ; 裸地的土壤温度 日变
化比有地被物的地段变化得剧 葱玩 在 日 射型
( 8
、
1 1
、
1 4
、
1 7时 ) 两者相差更大 , 达 1 0、
2 0
o
C ; 在夜简即辐射 型 ( 2 、 5 、 2 0 、 2 3 各
时 ) 差别比较小 , 仅仅在 2 、 so C 。
、萄处 分
最高土壤
温度。 C
最低土温 日较差
\ 5 9
。
5
3 4
。
8
5 2
。
3
17
.
6
17
.
6
1 7
。
7
4 1
。
9
1 7
.
2
3 5
.
6
最高出
时
14时
(
::
6 时
紫穗槐
由表 ( 2 ) 看出 , 裸地的地面最高温度高
于首偕草 地 24 . 7 “ C , 高于桨穗槐地 7 . 2 。 C 。
裸地的日较差大于首猪草地和紫穗槐地 。
造成土壤温度的极值现象主要是在白天太阳幅
射可直达裸地表面 , 热量多用在地表增热上 ;
而首楷草地 、 紫穗槐地 , 因有地被物阻挡了部
分或大部分太阳辐射 , 地表获得的热量相对的
减少了 , 故裸地的最高温度比首猜草地高 , 也
比紫穗槐地高 。 但最低温度三种 地 面 几 乎一
致 。 原因可能是因昼长夜短 , 裸地在 白天蓄积
的热量多 , 而揖失热量时简短 , 所以裸地的最
低温度不致太低 。 而首猎草地 、 紫穗槐地在白
天因被复作用 , 使地面得到的热量较少 ; 夜简
又 因植物阻碍地面失热 , .故裸地首猎草地 、 紫
穗槐地的最低温度几乎表现一致 。
2
. 地面温度的 日变化
砚简出低最时砚尚
2。
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|刚划l
|地蓓裸首
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图一 、 地面温度 日变化曲撇图 ( 23 ~ 26 日 )
注 : 1 一裸地 2 一首着草地 3 一柴穗枕地
从图 (一 ) 中看 出 : 裸地 、 首揩草地 、 紫
穗槐地 、 地面温度的 日变化曲移其波峰在 14 *
17 时 , 最大在 14 时 。 裸地的峰最高 , 巢穗槐其
次 、 首猎草地最次 。 地面温度的 日变 化同样是
受植被的影响 , 昼简获得的热量不同 , 夜简失
热也各异 , 因而裸地地面温度变化得 剧烈 。
8
. 地中 5 、 10 、 1石、 2 0厘米深的温度变
化
地中温度变化不如地面那样明显 。
从表 ( 4)中看 出 :在各个时简内 , 各个
深度 , 裸地上的土壤温度替比首猎草地 、 紫穗
槐地高 , 其 中以 日简差别最大 , 夜 简 差 别 最
小 。
表 4 各时土温表
含2 5 8 1 1 l 4 1 7 2 O 2 3 平均 差值
5 裸 地 ,2 4 · ,
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2 ,
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7 2 7
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35
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厘首 揩 2 0 . 7 1 9 。 7 9 1 【 2 8 。 0 2 7。 5 2 5 。 0 2 3 . 0 2 3 . 1 6 。 4米 紫 槐 1 。 5 2 0 。 6 19 . 5 2 7 . 6 2 7 。 3 9只 气 9连 n 2 3 。 8
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1 5 裸 地 2 7 。 吕 9只 , , 气 4 2 7 . 3 3 1 。 2 3 3 。 9 3 2 . 7 3 0 。 8 2 9 . 4 6 。 8
厘 首 猜 9 1 4 2 1 _ ( ) 2 4 。 8 25 。 5 , 4 弓 2 3 。 2 2 2 。 6 5 。 9米 紫 槐 即· 5 2 0 。 O 2 5 . 3 26 。 5 9左 , 2 3 . 9, I Q 艺土 . 工艺口。 b兹g 2 5 。 4
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米紫 槐 2 3 。 2 2 3 。 82 1
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图二 各层土壤温度变化曲袋图
从图 (二 ) 来看 : 各层土壤温度变化曲换
除 5 厘米深度象正态分布外 , 其余各层土壤温
度 曲接渐趋平滑 , 呈 “ S ” 形 。 根据土壤热傅导
原理 ,随深度的增深 ,一 日中高低温度出现的时
简逐渐落后 。 在 5 厘米深度处 ,最高温度出现时
简比地面落后 3 小时 ; 在 20 厘米深度处 , 首楷
草地比裸地落后 3 小时 , 比地面落后六小时 。
(二 ) 空气温度
不同地被物不但对土壤温度有 显 著 的 影
响 、 且对空气的温度影响也很大 。
由表 ( 5 ) 看出 : 除 14 时紫穗槐林地外 ,
表 6 0 . 5米高 沼一邓日气温各时平均值表
同下
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片一.9.30…一小如.中5 } 8 1 1 1 } 1 4眯…52左占2Zn`.1r注止42…ó产SR一月.J止1二…
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14 时裸地 5 厘米地 中温度比首 猎 草 地 高
7
.
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C
, 比紫穗槐地高 6 . 5 ” C 。 就 日 平 均 而
榆 , 5 厘米的 地 中 温 度 , 裸地比首借草地高
7
.
o3 C
, 比紫穗槐地高 6 . 5 。 C ; 10 厘米的地中
温度 , 裸地比首猪草地高 6 . 4 “ C , 比桨穗槐地
高 6 . 8 “ C ; 15 、 2 0厘米的地中温度裸地均高于
首稽草地和紫穗槐地 , 但差异随深度增加而减
少 。
地中温度 日振幅随深度增加逐渐减少 。 裸
地在 5 厘米深的 日振幅为 19 . o0 C , 而在 10 厘
米课的 日振幅就为 12 . OO C , 两个深度 的 振幅
差 7 . o C ; 首偕草地在 5 厘米深的 日 振 幅 为
16
.
4
”
C
, 而在 10 厘米深 的 土壤温度 日振幅为
8
.
5
”
C
, 二者只差 7 . g O C 。
同一深度的 日振幅 , 裸地比有 地被 物 的
大 。 如裸 地 5 厘 米 深 土 壤 温 度 日 振 幅为
19
.
0o C
, 首猎草地 16 . 4 “ C ; 10 厘米深的土壤 温
度日振幅裸地为 12 . 0o C , 首偕草地为 8 . 5 ” C 。
其原因是白天裸地土壤蓄积热量多 , 夜简放出
的热量也 多 , 故裸地的 日振幅大 。
其余各时裸地的气温均高于首借草地和紫穗槐
地 。
形成这种差异的主要原因 , 是昼长夜短和
植物蒸腾消耗热能 (特别是在干旱地区 ) 。 所
以不流 白天 , 夜简裸地的空气温度均高于有地
被物的空气温度 。 日简 0 . 5米高度裸地气温比首
猜草地高 4 . o C , 比紫穗枕地高 0 . 5 “ C , 夜简
裸地气温比首蓓草地高 2 . 1 “ C , 比紫穗槐地高
一 J 7 一
1
.
1
0
C
(三 )空气湿度
从表 ( 6 )看出 :4 1时0 . 5米高度 裸地的
相对湿度比首偕草地低 19 %, 比紫 穗 槐 地 低
7 %
。 2 时 0 . 5米高度裸地的相对湿度比 首 借
草地低 1 % , 比紫穗槐地低 8 % 。
表 6 钧一邓日各时空气湿魔平均值表
空气中输送水汽所致 。
从图 (三 ) 可以看出 :
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2— 相对混度
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图 三
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在 1 . 0米高度 , 14 时裸地相对湿度 比 首猎
草地低 7 % , 比紫穗槐地低 2 % , 在 1 . 5米高
/。 ,米%洲度处 , 1 4时裸地的相对湿度比首猜草地低 3
比紫穗槐地高 4 % , 就 日平均而输 , 在 0 .
高度处 , 裸地的相对湿度比首猎草地低 17 % ,
比柴穗槐地低 17 % ; 在 1 . 0米高度处裸 地 比首
借草地低 3 % , 比桨穗槐地低 6 % , 在 1 . 5米高
度处 , 裸地比首猎草地高 1 % , 比紫穗槐地低
3 %
。
在 14 时 , 裸地上 0 . 5米高度处相对湿 度 为
2 %
, 1
.
0米高度处为 27 % , 1 . 5米高度 为29 % ,
形成一个越贴近地面湿度越小 。 而首猪草地与
此相反 。 在 0 . 5米高度处为 41 % , 在 1 . 0米高度
处为 34 % , 在 1 . 5米高度处为 32 % , 形成一 个
越向上湿度越小的趋势 。
紫穗槐地在 。 . 5米高度处为 32 % , 在 1 . 0来
高度处为 2 9% , 在 1 . 5米高度处为 2 5% , 也形成
了越向上湿度越小的趋势 。
首猜草地、 紫穗槐地近地层空气中的水汽
含量比裸地上面多的原因是 : 桨穗槐地、 首猎
草地上近地气层的空气乱流交换弱 , 植物截留
了部分或大部分地表褪流 , 并不断通过蒸除向
空气的相对湿度与气温正是波谷相对应 。
在空气 温度最高时 , 正是相对湿度最小时 , 这
种关系裸地 、 首猎草地 、 紫穗槐地 均 表 现 如
此 。 相对湿度最大值出现在 5 时左右 , 最小值
出砚在 14 时左右 。
〔四 ) 土续湿度
土壤湿度的大小受降水 、 蒸发的支配 , 而
且还受地形 、 地被物藉因子的影响 , 在降水相
同的条件下 , 地被物起主要作用 。
观测地段的土壤是砂壤土 , 各地段土壤机
械粗成差异不大 , 表 ( 7 ) 所列数据是 1 9 63 年
6 月2 5 日雨后测定的六个层次的土壤湿度 。
在降水为 1 6 . 5毫米时 , 裸地上由于地表视
流量大 , 湿土层为 15 厘米左右 , 而在首蓓草地
湿土层达 17 厘来左右 , 桨穗槐几乎都变成了湿
土层 。
从表 ( 7 ) 中可以看出 : 在一般情况下 ,
紫穗槐林地的土壤湿度都大于裸地 , 其原因是
紫穗槐林地内气温变化被和 、 湿度 大 、 风 速
小 , 土壤燕发小 。 裸地的土壤湿度变化较为剧
烈 , 水分捐失快 , 拯过 3 天的时简 , 在 5 厘米
一 1 8 一
表 , 土撼湿度%
_
t\ \ 外 _深 (瘫渐芝 猎 } 紫 槐
0~ 5
5阳 1 0
1 0~ 1 5
1 5~ 2 0
2 0~ 2 5
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12
。
6
10
。
4
5
。
0
6
。
9
6
。
5
的土层 中土壤水分就减少了 4 . 3% , 而 紫穗槐
林地 内仅仅减少了 1 . 7% , 二者差2 . 6% 。 到 10
厘米深时裸地减少了 4 . 2% , 紫穗槐林 地仅减
少了 1 . 5% 。
(五 ) 照度
地被物对照度的影响非常明显 。 不同地被
物 , 不同被复度其照度也不同 。
表 8 照度表 (勒克斯 )
(七 ) 降水与截流
地被物截流降水和减少诬流的作用 。
截流量的百分数与被复度 、 降水强度有关 ,
在降水为 8 . 8 毫 米时 , 首猎草地的 截 流 量 为
1 3% ; 在降水为 2 . 2毫米时 ,截流量为 45 . 4% 。
在柴穗槐地降水为 4 . 3 毫 来 时 , 截 流 为
,
1 4% ; 在降水为 5 . 7毫米时 , 截流为 7 % 。 降
水强度小 , 降水量又小 , 而被复度大 , 其截流
量也大 。
三 、 结 藉
…丛巡仁二止口
裸 一 ” 0 6 0 …1 2 0 0 8 ! 1 00 7 5 } 7 0 o U首 猎 “ / 3 ! 1 5 7 0 { “ 0 0 0 } 7 0 0 0 { 10 0 0桨 槐 2 / 3 { 10 1 0 { 15 3 0 } 45 4 5 ! 7 5 0口 . . . . . . . . 曰 . . . . . .
从表 ( 8 ) 看出照度因时简不同而异 。
1 一 14 时最大 , 8 、 17 时最小 。 不渝任何时
刻 , 同一时简的照度都是裸地最大 , 首 借 草
地 、 第穗槐地最小 。
就 14 时照度而言 , 裸地比首蓓草地株高 2 / 3
处的照度大 3 0 7 5勒克斯 , 比紫穗槐 株 高 2 / 3处
的照度大 5 5 3 0勒克斯 。
(六 ) 风
有地被物的风速比裸地同一高度 , 同一 时
简的风速均小 。 不同地被物风速也不同 。
在 14 时 , 距地面 20 厘米高其裸 地 风 速 为
0
.
12 米 /秒 , 首猎草地为 0 . 09 米 /秒 , 柴穗槐地
为 o . n 米 /秒 , 首楷草 内因植株密度大 , 所 以
风速最小 , 裸地因无障碍物所以风速最大 。
(一 ) 在温暖的春夏季 , 有生物措施的曹
楷草地 , 紫穗槐地的空气温度 , 土壤温度都比
裸地低 。
(二 ) 有生物措施的首蓓草地 、 紫穗槐地
的土壤湿度都高于裸地 。
(三 ) 首楷草 、 桨穗槐对降水 有 截 流 作
用 , 这在水土流失严重的地区 , 适当的增加地
被物 , 加强生物措施 、 多造林 、 种植首蓓草 ,
以草养林以林草保水 , 可以减少土壤冲刷 、 防
止水土流失 , 在当前改造东北西部恶劣 自然面
貌 , 这一措施是切实可行的途诬 。
(四 ) 种曹猎草 、 紫穗槐林对水土保持 、
改良土壤兑效快 ,并且筒单 , 易于大面积种植 。
主耍参考文献
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