Page 5 - 《高原气象》2022年第5期

高 原 气 象 41 卷
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果无法再现土壤湿度的空间分布特征。罗斯琼等 本研究利用青藏高原中部那曲 32 个观测站在
（2008）利用 CoLM 模拟了青藏高原那曲地区 BJ 站 2012-2014年暖季（5-9月）的土壤温湿度观测以及
的土壤温湿度，模拟的表层土壤温度廓线变化与观 相应站点的土壤有机碳含量资料，探讨不同有机质
测相似，但其深层土壤温度的模拟结果较差，土壤 含量下不同深度（5，10，20 和 40 cm）的土壤温湿度
湿度的模拟值相较于实测数据整体偏低。以高寒 廓线特征及其空间差异。论文首先展示了有机质
草甸为主的青藏高原中东部地区，由于其独特的气 含量对土壤温湿度空间分布的影响，然后以表层
象条件，在表层土壤中储存了大量的有机质（Chen （5 cm）土壤有机质含量的高低进行分组，探讨了土
et al，2012）。有机质会改变土壤水热性质，从而影 壤有机质含量对土壤温湿度廓线特征和土壤水热
响温湿度廓线，但当前的陆面模式未能充分考虑有 传输机制的影响，最后分析了研究结果的不确
机质含量对土壤水热传输的影响，导致上述的温湿 定性。
度模拟存在较大的偏差（Yang et al，2005；Zheng et
al，2015a）。 2 研究区概况和数据介绍
近年来，一些研究逐渐考虑在陆面模式中引入 本文使用的数据来自于那曲土壤温湿度观测
有机质对土壤水热参数的影响。比如 Chen et al 网。该观测网位于青藏高原中部［图 1（a）］，该观测
（2012）基于观测资料发展了有机质影响土壤孔隙 网由 56 个观测点组成，分布于以那曲市为中心方
度和导热率的方案；Zheng et al（2015a，2015b）在
圆 100 km 的范围，站点海拔介于 4400~5000 m。该
Noah 中引入考虑有机质影响的水热参数化方案，
区域丘陵起伏、坡度平缓，5 cm 深度的土壤类型以
显著改进了青藏高原东部玛曲地区土壤温湿度的
砂壤土和砂土为主，黏土含量较低。图 1（b）显示了
模 拟 ；马 琴 等（2014）和 Luo et al（2017）分 别 在
CoLM 和 CLM4. 5 中引入了考虑有机质和砾石影响
的土壤水热参数化方案，改进了青藏高原藏东南
站、若尔盖站和玛多站的土壤温湿度模拟。然而，
大部分研究往往只针对单点验证，对有机质含量如
何影响温湿度廓线及其空间异质性缺乏系统性分
析。虽然一些研究（罗斯琼等，2009；Gao et al，
2014；Zhao et al，2018；Yang and Wang，2019；张
海宏等，2020；罗江鑫等，2020；杨成等，2020）分
析了青藏高原不同下垫面土壤温湿度的时空变化
特征，但主要从植被覆盖度、土壤质地、积雪和气
候条件方面开展分析，并没有分析有机质含量的影
响。近年来，一些研究基于地面观测分析了有机质
含量对土壤温湿度空间分布的影响，如 Liu et al
（2012）的研究指出青藏高原东北缘观测获取的 0~
20 cm 深度的土壤水分与土壤有机质含量的空间分
布具有相似性；Luo et al（2020）基于青藏高原那曲
地区的观测发现 0~5 cm 深度的高土壤有机质含量
区域的土壤水分含量也高；Alhassan et al（2018）的
研究表明青藏高原东部观测获取的 0~10 cm 深度的
土壤温度与土壤有机质含量的空间分布相反。上
述研究主要分析土壤有机质含量对表层土壤温湿
度空间分布的影响，且较少关注土壤有机质含量对
图1 那曲土壤温湿度观测站的空间分布
土壤温湿度季节变化的影响。因此，理解相同气候
图中字母与数字的组合为站点名称
条件下土壤有机质含量对土壤温湿度廓线及其时 Fig. 1 The distribution of Naqu soil temperature and soil
空变化的影响是评估陆面模式模拟青藏高原水热 moisture monitoring network stations. The combination
过程能力的基础。 of letters and numbers in Fig. 1 is the site name