东北农田区积雪对土壤水热的影响研究

《东北农田区积雪对土壤水热的影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：P223单位代码：10183研究生学号：2015622022密级：公开研吉林大学硕士学位论文（学术学位）东北农田区积雪对土壤水热的影响研究AStudyonInfluenceofSnowCoveronSoilWaterandHeatintheFarmlandinNortheastChina作者姓名：梁爽专业：大地测量学与测量工程研究方向：3S应用指导教师：杨国东教授培养单位：地球探测科学与技术学院2018年6月————————————————————————东北农田区积雪对土壤水热的影响研究————

2、————————————————————AStudyonInfluenceofSnowCoveronSoilWaterandHeatintheFarmlandinNortheastChina作者姓名：梁爽专业名称：大地测量学与测量工程指导教师：杨国东教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使

3、用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导。下，独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作。品成果对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：２０１８６日期：年月＾日东北农田区积雪对土壤水热的影响研究中文摘要（作者：梁爽指导教师：杨国东教授）积雪

4、对土壤水热影响的研究具有十分重要的意义，可为农业生产、农业灌溉、水资源调节等提供科学指导，为春季土壤墒情的监测和预报提供理论依据。积雪的保温作用对下垫面土壤的温湿度变化和能量平衡具有重要影响；积雪作为陆地上重要的淡水资源，融化后产生大量水分，能够改变土壤的水文状况，春季土壤湿度也与冬季积雪参数密切相关。本文利用物理过程模型和遥感监测，采用模型模拟和利用遥感数据两种方法开展积雪对土壤温湿度的影响研究。积雪和土壤湿度的微波遥感反演以全天候、全天时以及大范围等优势，被广泛应用。对于地表以下冻土温度，由于冬季雪盖

5、的影响，目前遥感方法却无法探测和获取，而基于积雪热力模型（SNTHERM）的物理过程模型方法则可精准的预测和模拟下垫面土壤温度的变化过程，适合积雪对土壤温度的影响机理研究。本文主要内容分为两个部分，第一部分为基于物理过程模型的方法研究积雪对冻土温度的影响。首先对物理过程模型进行了敏感性分析和精度评价，发现模型对于土壤温度的模拟精度较高，但对于土壤湿度，尤其是春季土壤湿度的模拟效果欠佳。因此，应用模型探究了积雪参数对下垫面冻土温度的影响。第二部分为基于遥感数据产品，采用GIS地学统计方法，分析东北农田区冬季

6、积雪参数（最大雪深、平均雪深、积雪日数）对春季土壤湿度的影响，构建积雪参数与春季土壤湿度之间的回归方程。本文的主要结论如下：（1）SNTHERM模型的气象驱动数据的敏感性分析结果表明，土壤温湿度对大气温度和长波辐射通量最敏感，初始土壤特征参数的敏感性分析表明，土壤温度对初始输入的土壤特性参数并不敏感（RMSE<1℃），土壤湿度对土壤的塑性指数最敏感，因此准确获取气象驱动数据中的大气温度和长波辐射通量，以及土壤的塑性指数，可提高模型模拟精度；（2）积雪覆盖条件下，SNTHERM能够有效的模拟和预测冻土温度。

7、SNTHERM浅层土壤（5cm、10cm、15cm）模拟精度优于深层土壤（20cm、40m），在积雪覆盖条件下，浅层土壤的均方根误差均在2℃之内，结果表明ISNTHERM可用来进行雪盖下浅层冻土温度的模拟，为冻土温度的反演提供了新的思路；（3）积雪覆盖对下垫面浅层土壤的温度变化影响显著，对下垫面土壤湿度的影响并不明显，主要是由于冻土在冻结期，液态水较低，液态水迁移量很小。土壤温度的变化与积雪覆盖厚度具有一定的关系，当积雪厚度达到10cm以上时，下垫面土壤温度的变化显著，积雪越厚，积雪保温的效果越好；（4）

8、1980-2009年冬季积雪参数与春季土壤湿度的相关性分析结果表明，东北农田区冬季年际积雪参数与春季土壤湿度（4、5月份）呈现显著正相关（置信度<0.05），显著象元个数占象元总数45%以上，对4月份土壤湿度影响强度大于5月份。最大雪深与土壤湿度的拟合效果好于平均雪深、积雪日数与土壤湿度的拟合效果，12月份最大雪深与土壤湿度的拟合效果好于其它月份的积雪参数，结果表明，最大雪深可作为春季土壤墒情预报的重要积雪参数。关键词：积雪，