Аннотация
Введение 4-5
1 Температурный режим почв 6-21
1.1 Тепловые свойства почв 6-9
1.2 Суточный и годовой ход температуры почвы 9-10
1.3 Тепловой режим почв и его регулирование 10-13
1.4 Зависимость температуры почвы от рельефа, растительности и
снежного покрова 14-15
1.5 Влияние температуры почвы на растения 15-16
1.6 Регулирование и оптимизация температурного режима почвы
1.7 Производство наблюдений на метеорологической станции 18-21
2 Материалы и методы исследования 22-36
2.1 Описание станции Бачкар 22
2.2 Описание ближайшего окружения метеорологической площадки 23
2.3 Производство наблюдений на метеорологической площадке,
использованные данные 23
2.4 Основные методы и формулы расчета 24-25
3 Статистические характеристики температуры почвы на разных
глубинах 26-30
4 Многолетние изменения температуры почвы 31-36
Заключение 37-38
Список использованных источников и литературы 39
требует изучения температурного режима почвы. Сложность этой задачи определяется крайне неравномерным распределением и в целом недостатком научной информации.
Массовые наблюдения за температурой почвы на метеостанциях начались в России в 1930-1950-х гг. Основные преимущества получаемой информации:
1) широкий и относительно равномерный охват наблюдениями всей территории;
2) наличие длительных рядов наблюдений (до векового периода времени), полученных с соблюдением единой методики выполнения работ.
Отмеченные достоинства изучения температуры почвы на метеорологических станциях, к сожалению, нередко перекрываются их недостатками [1]. Большое число факторов способствует возникновению неоднородностей в рядах наблюдений. К ним относятся: перенос площадки наблюдений в сторону (даже на несколько метров), изменения в отложении снега в пределах площадки наблюдений, наличие систематических погрешностей измерений при использовании почвенно-вытяжных термометров в обсадных трубах. Таким образом, основной массив данных о температурном режиме почвы и подстилающих пород на территории криолитозоны России является в зависимости от методов наблюдений достаточно разнородным, и для соблюдения достоверности результатов исследований требуются адекватные методы систематизации и анализа.
Основным показателем теплового состояния почвы является ее температура. Она имеет суточную и годовую периодичность.
В годовом ходе максимум средней суточной температуры почвы наблюдается в июле - августе, минимум - в январе - феврале. Стало быть, в годовом ходе температуры почвы проявляются два периода с различной направленностью потока тепла. Летом тепло идет от верхних горизонтов к нижним, а зимой - наоборот.
Совокупность явлений переноса, аккумуляции, отдачи и поступления тепла называется тепловым режимом почвы. Он формируется под влиянием климата (потока солнечной радиации, континентальности, условий увлажнения, и др.), а также условий рельефа, растительности и снежного покрова.
Изучение температурного режима торфяных почв является актуальной задачей, поскольку наибольшие скорости современного потепления приходятся на северные широты, где и расположены основные запасы торфа (и углерода) [2].
В данной работе рассмотрено изменение температуры почвы на метеостанции Бакчар. Она расположена в центральной части Западно-Сибирской низменности в зоне смешанных лесов. В радиусе 6-7 км на 30% местность занята болотами, на большее расстояние торфяниками, встречаются небольшие заболоченные озера, непересыхающие все лето. Использованы данные ежедневных наблюдений, полученные при измерении температуры почвы на глубинах коленчатыми термометрами. За период с 1 января 1963 г. по 30 ноября 2015 г.
Цели и задачи исследования:
Основной целью является изучение температурного изменения температуры почвы на метеостанции Бакчар. Для достижения цели исследования решались следующие задачи:
1. Сформировать массив данных по температуре почвы на глубинах 0, 5, 10, 15, 20 см.
2. Провести статистическую обработку и анализ полученного материала.
3. Оценить изменчивость полученных значений с помощью линейного тренда.
Основной целью является изучение изменения температуры почвы на метеостанции Бакчар. Для достижения цели исследования был сформирован массив данных по температуре почвы на глубинах 5, 10, 15, 20, 40 см за период с 1963 по 2015 год. Также была проведена статистическая обработка и анализ полученного материала.
На глубине 5 см наибольшее среднее в июле и равно 20,47 °С, минимально в третей декаде октября 2,67 °С. Минимальное значение для всего периода в среднем во второй декаде октября 0,24 °С, максимальное для июля и равно 26,17 °С.
На глубине 10 см наибольшее среднее в июле 19,44 °С, наименьшее значение в третей декаде октября и равно 2,26 °С. Минимум температуры наблюдался во второй декаде октября и составил 0,29 °С, значит присутствует небольшое потепление в третей декаде, максимум наблюдается в третей декаде мая 22,56 °С
На глубине 15 см наибольшее среднее в июле и равно 19,23 °С, минимально в третей декаде октября 2,62 °С. Минимальное значение температуры почвы
прослеживается в третей декаде октября 1,3 °С. Максимальное значение в июле 21,73 °С.
Для глубины 20 см наибольшее среднее значение в июле и составило 17,7 °С, минимальное в феврале -2,3 °С. Минимальное значение всего периода в феврале и составляет -6,41 °С. Максимальное значение в июле июле 23,24 °С.
Для глубины 40 см максимальное среднее значение в июле и равно 15,41 °С, минимальное в феврале -1,43 °С. Минимальное значения всего периода в феврале и равно -4,84 °С, максимальное в июле, его значение составляет 18,49 °С.
По данному статистическому анализу можно утверждать, что температура почвы с глубиной уменьшается. Видно, что минимальные значения для всего периода для глубины 40 см.
С помощью линейного тренда была оценена изменчивость температуры почвы на глубинах. В общем, для всех она оказалась положительной, то есть существует тенденция увеличения температуры почвы за период с 1963 по 2015 год.
Для глубины 5 см присутствует тенденция к повышению температуры почвы. Наблюдается небольшое понижение тренда температуры для летних месяцев, а именно для июля и для августа.
На глубине 10 см для всех месяцев, кроме июля наблюдается рост тенденции изменения температуры почвы. Наиболее значительная тенденция к повышению прослеживается для второй декады мая.
На 15 см для всех месяцев, кроме июля наблюдается рост температуры почвы с периода с 1963 по 2015 год. Наиболее значительная и значимая тенденция к повышению прослеживается для второй декады мая.
В общем, для глубины 20 см присутствует тенденция к повышению температуры почвы. Наблюдается небольшое понижение тренда температуры для ноября.
Для глубины 40 см присутствует тенденция к повышению температуры почвы для всего периода наблюдения. Исключение составляет лишь график ноября.
В результате проделанной работы можно судить об общей тенденции роста температуры почвы на всех исследуемых глубинах. Исключения, которые присутствуют на каждой глубине, могут быть обусловлены погрешностями измерений.
Как показали оценки, достоверность линейных трендов изменений температуры почвы возрастает с глубиной, поэтому для стационаров, на которых глубина изучения больше, она может быть выше, чем для метеостанций
