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Efectos de la conversión del uso del suelo de campo de ladera a campo de arroz en la dinámica de la temperatura del suelo y los procesos de transferencia de calor

Autores: Yi, Jun; Xu, Mengyi; Ren, Qian; Zhang, Hailin; Liu, Muxing; Fei, Yuanhang; Li, Shenglong; Nie, Hanjiang; Li, Qi; Ni, Xin; Wang, Yongsheng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencias medioambientales generales

Palabras clave

Investigando
Temperatura del suelo
Proceso de transferencia de calor
Tierras agrícolas
Conversión
Propiedades del suelo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Investigar la temperatura del suelo y el proceso de transferencia de calor es esencial para comprender los cambios de agua-calor y el balance energético en tierras agrícolas. La conversión de campos de secano (UFs) a campos de arroz (PFs) altera la cobertura del suelo, los regímenes de riego y las propiedades del suelo, lo que lleva a diferencias en la temperatura del suelo, las propiedades térmicas y los flujos de calor. Nuestro estudio tuvo como objetivo cuantificar los efectos de la conversión de UFs a PFs en la temperatura del suelo y los procesos de transferencia de calor, y esclarecer sus mecanismos subyacentes. Se seleccionó un UF cultivado a largo plazo y un PF recién desarrollado (convertido de un UF en mayo de 2015) para este estudio. El contenido de agua en el suelo (SWC) y la temperatura se monitorearon cada hora durante dos años (de junio de 2017 a junio de 2019) en cinco horizontes del suelo (es decir, 10, 20, 40, 60 y 90 cm) en ambos campos. Las diferencias medias de temperatura del suelo entre el UF y el PF a cada profundidad en la escala anual variaron de -0.1 a 0.4 grados Celsius, mientras que fluctuaron de manera más significativa en las escalas estacional (-0.9~1.8 grados Celsius), mensual (-1.5~2.5 grados Celsius), diaria (-5.6~4.9 grados Celsius) y horaria (-7.3~11.3 grados Celsius). El SWC en el PF fue significativamente mayor que en el UF, principalmente debido a diferencias en las prácticas de labranza, lo que resultó en un rango más estrecho de variación de temperatura del suelo en el PF. Además, el SWC y las propiedades físico-químicas del suelo alteraron significativamente las propiedades térmicas del suelo. En comparación con el UF, la capacidad calorífica volumétrica (Cs) a las profundidades de 10, 20, 40, 60 y 90 cm en el PF cambió en un 8.6%, 19.0%, 5.5%, -4.3% y -2.9%, respectivamente. Mientras tanto, la conductividad térmica aumentó en un 1.5%, 18.3%, 19.0%, 9.0% y 25.6%, respectivamente. Además, después de la conversión del UF al PF, la dirección de transferencia de calor cambió de hacia abajo a hacia arriba en la capa de suelo de 10-20 cm, resultando en una reducción del 42.9% en el flujo de calor promedio anual del suelo (G). Además, las diferencias en G entre el UF y el PF fueron más significativas en verano (101.9%) y menores en invierno (12.2%), respectivamente. La conversión del UF al PF aumentó el Cs y , reduciendo en última instancia el rango de variación de temperatura del suelo y cambiando la dirección de la transferencia de calor, lo que llevó a una mayor liberación de calor del suelo. Este estudio revela los efectos de la conversión del tipo de uso agrícola en el balance energético de la superficie terrestre regional, proporcionando fundamentos teóricos para optimizar la gestión de ecosistemas agrícolas.

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