土壤空气和热量44.ppt

第七章 土壤空气和热量;一、土壤空气的组成 土壤孔隙中的气体称为土壤空气。土壤空气和大气组成有很大差异。;土壤空气和近地面大气空气组成的差异;土壤剖面CO2和O2体积含量分布示意图;①土壤空气对植物生长的影响，有许多过程和因素需进一步研究。如土壤微生物需O2有一个很宽的范围。 ②仅仅一个空气容量指标并不能肯定土壤是否能满足植物和微生物对氧的需求。 ③土壤中CO2浓度对植物生长的影响也有待进一步研究。现有的研究表明，某一特定植物对CO2浓度有一最佳值,过高或过低都会引起根系生长衰退。过高浓度CO2往往伴随缺O2而造成不良后果，但一定浓度CO2对植物生长也有促进作用，而且CO2造成的土壤溶液的微酸性也有利于有些土壤养分的释放.;二、 土壤空气的运动;（二） 土壤空气扩散 土壤中气体分子因浓度梯度或分压不同而产生的移动。;（四）土壤气体交换速率的指标 ● 土壤呼吸强度 ●土壤中的氧扩散率;;一、土壤热平衡 （一）土壤热来源与土壤吸热性 ;地面辐射平衡示意图;二、土壤表面的辐射平衡及影响因素 ;; （二）影响地面辐射平衡的因素 ;3、地面有效辐射 ;;三、土壤的热量平衡;四、土壤热性质 （一）土壤热容量(soil heat capacity,soil thermal capacity) 土壤热容量是指单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）1℃所需要（或放出的）热量。 C代表质量（重量）热容量(mass heat capacity)，单位是Jg-1℃-1。 Cv代表容积热容量(volume heat capacity) ，单位是（Jcm-3℃-1）。 请注意矿物质、有机质、水的两种热容量值。 土壤的容积热容量（Cv）可用下式表示： Cv = mCv·Vm + oCv·Vo ＋ wCv·Vw+aCv·Va 因空气的热容量很小，可忽容不计，故土壤热容量可简化为： Cv = 1.9Vm + 2.5Vo + 4.2Vw (Jcm-3 C-1);不同土壤组分的热容量;要注意C和CV之间的换算，对于均质的土壤而言∶ CV=r·C (1) 有些书上用 CV=р·C (2) 来表示是不正确的，р表示土壤容重， 应用下式表示 C=CsMs + CwMw + CaMa (3) 式中Cs, Cw, Ca分别表示土壤固相、液相和气相的质量热容量；Ms, Mw, Ma分别表示单位质量土壤中固相、液相和气相所占的质量(比例）。 如果用容积热容量表示 Cv=CvsVs + CvwVw + CvaVa (4) 式中Vs, Vw, Va分别表示单位容积土壤中固相、液相和气相所占的比例，Cvs, Cvw, Cva分别表示土壤中固相、液相和气相的容积热容量（比例）。 ; 在式(4)中，由于气体的热容量Cv很小，相对可以忽略，于是式(4)可写成∶ CV=Cvs·Vs+Cvw·Vw (5) 在式(5)中，Vw=θv(土壤容积含水量)，根据式(1) Cvs=rs·Cs (6) rs=MS/VS= ρ/VS Vs=ρ/rs (7) 将(6)、(7)代入式(5)得 Cv=ρCs+Cvw·θv (8) 一般情况下，水的热容量可以4.18J.cm3/℃，当有机质含量不高时，固相物质的质量热容量可以近似取0.85J/g/℃，则式(8)可变为∶ Cv=0.85ρ+ 4.18· θv (9);由式(9)可以看出， 土壤热容量随土壤容重和含水量的增加而增大，对于一定土壤而其固相物质容重变化很小，而其含水量则变化很大，故水分对土壤热容量影响最大。砂土含水量一般比粘土小，而空气含量较高，所以其热容量一般较低。 ;（二）土壤导热率 导热性: 土壤具有对所吸热量传导到邻近土层性质，称为导热性。导热性大小用导热率表示。 导热率:heat conductivity,thermal conductivity 在单位厚度（