土壤肥力课件.ppt

土壤热量的最根本来源。太阳能的99%为短波辐射。当太阳辐射通过大气层时，一部分热量被大气吸收散射，一部分被云层和地面反射，而土壤只吸收其中一少部分。 微生物分解有机质过程是放热过程。释放的热量一部分作为微生物能源，大部分用来提高土温。 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计 二、土壤热量的来源 太阳辐射能 Solar radiant energy 生物热 Biological heat 地热 Underground heat 土壤热量收支 Soil heat budget S——单位时间内土壤实际获得或失掉的热量； R——该土层与深层土壤热交换； P——土壤与空气之间的热交换量（与风速等有关）； LE——水分蒸发所消耗的热量或水汽凝结所放出的热量； Q——地表与某一深度土层的辐射热量收支。 正负双重号表示不同情况下有土温增或减的不同方向 一般情况下： 白天S为正值，即土壤温度升高； 夜晚S为负值，土表不断向外辐射损失热量，温度降低。 S=Q±P±LE+R 1. 土壤热容量 Heat capacity of soil*** 重量热容量(Cp)：单位重量土壤温度升高1℃所需的热量(J/g·℃)。 容积热容量(Cv)：单位容积土壤温度升高1℃所需的热量(J/cm3·℃)。 土壤组成分复杂，每种成分的热容量都不一样: Cv = Cp × ρ(Soil bulk density) Soil mineral particle: Cvm=1.9 J/cm3·℃ Soil organic matter: Cvo=2.5 J/cm3·℃ Soil water: Cvw=4.18 J/cm3·℃ Soil air: Cva=1.26×10-3 J/cm3·℃ 三、土壤热学性质 Cvs, Cvw, Cva 分别为土壤固相、水和空气的容积热容量； Vs、Vw和Va分别为土壤固相、水和空气体积百分数。 气体的热容量可忽略，土壤有机质含量不高时公式可简化为： Cv=0.85ρ+4.18Vw [J/(cm3·℃) ] Cv = Cvs·Vs +Cvw·Vw +Cva·Va 土壤热容量可用三相物质热容量和组成比例计算： 影响土壤热容量组分中，土壤水有决定性作用。 2、热导率λ*** 单位厚度土层温差为1℃时，每秒经单位断面通过的热量数 单位：J/(cm·s·℃) 成分 石英 其它平均矿物 有机质 水 空气 冰 热导率 21 7 0.6 1.37 0.06 5.2 土壤成分（10℃）和冰（0℃）的热导率 热导率低的土壤：昼夜温差大 热导率高的土壤：昼夜温差不大 三、土壤热学性质 当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙被空气占领，导热率就小。当土壤湿润时，土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。 2、热导率λ 三、土壤热学性质 3、土壤热扩散率 D*** 单位时间流入（或流出）单位容积土壤的一定热量，导致土壤温度升高（或降低）的程度。 D= λ /Cv 单位cm2/s 在土壤热容量不变（土壤含水量不变）时，热扩散率与导热率同时一致变化。 土壤温度决定于土壤导热率和热容量。 如果热量一定，土壤温度升高的快慢和难易决定于其热扩散率。 三、土壤热学性质 四、土壤温度 土壤温度是太阳辐射平衡、土壤热量平衡和土壤热学性质共同作用的结果。 土壤温度的变化呈周期性。 土壤温度的变化滞后于气温的变化。 土温日变化 Diurnal change of soil temperature On a diurnal time-scale, soils are heated during the day and the effect gradually extends downwards. At night soils cool rapidly at the surface and heat is transferred upwards from within the soil. 土表温度最高值出现