土壤空气及热状况.ppt

第五章 土壤空气和热量状况 土壤空气的组成 土壤空气的运动 土壤空气与土壤肥力 §1 土壤空气的组成与植物生长 土壤空气和近地面大气空气组成的差异 1．土壤空气中的CO2含量高于大气 2．土壤空气中的O2含量低于大气 3．土壤空气中的水汽含量一般高于大气,接近饱和 4．土壤空气中含有较高量的还原性气体 如CH4，H2S,H2等 土壤空气组成不是固定不变，而是动态的 覆膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量(%) 土壤空气的变化规律： 注意： 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、土壤中的空气流 对流 扩散 （二）土壤空气扩散扩散（soil air diffusion) 气体扩散 气体分子由高浓度(分压)向低浓度(分压) 运动，由气体分子热运动(布朗运动)引起 通量 D = Do.S.l/le ——通量由扩散系数，孔隙度决定，运动较对流慢 不同区域某一气体分子的浓度(分压)差是主要动力 土壤通气性 指土壤与大气间空气交换及土体内部允许气体扩散 和对流的能力 （1）容积分数或充气孔隙度 （2）土壤的空气组成 (CO2和O2等的含量) ——取样代表性差 （3）土壤通气量 单位时间及单位压力下，进入单位体积土 壤的气体总量(CO2和O2)(ml ? cm-2? S-1) ——大小标志着土壤通气性好坏，数值大则土壤通气良好 （4）土壤氧化还原电位（Eh） Eh由溶液中氧化态和还原态物质的浓度比决定,受土壤中氧气压或溶解氧的浓度影响,与土壤通气性相关 ——Eh指示土壤溶液中氧压的高低 反映土壤通气状况 土壤通气性的影响因素及调节 1、土壤水分含量 占用孔隙—调节排水 2、土壤孔隙结构 决定孔度及配比—改良土壤结构 3、土壤温度及外界气流 决定与外界的气压差—覆盖或土壤改良 4、有机质含量及生物活动 改变气体组成—调节生物活性 5、人类活动及管理 干扰或改良土壤—科学管理,合理利用土壤 课堂测验 1、土壤空气质量的好坏关键不在其含量而于其质量( ) 2、土壤空气和大气某些组成含量有差异，其他则是相同的( ) 3、土壤空气是水汽饱和的( ) 4、土壤空气中的CO2的数量是越低越好( ) 5、土壤空气的组成是时刻变化的( ) 6、土壤水分含量的变化导致土壤通气性的变化( ) 7、土壤和土壤空气是矛盾的，永远无法调和的( ) 8、在土壤 通气性中，对流比扩散更重要( ) 9、土壤通气的好坏主要受含水量和结构性的影响( ) （一）太阳的辐射能 太阳常数 垂直于太阳光下1cm2的黑体表面1min内吸收的辐射能 1.9K/cm2/min。 99％的太阳能在0.3-4.0微米波长内这一范围波长通常称为短波辐射 当太阳辐射通过大气层时，热量部分被大气吸收散射，部分被云层和地面反射，土壤吸收其中一少部分 （二）生物热 据估算，含有机质4％的土壤，每m2耕层有机质的潜能为6.28×109～6.99×109KJ，相当于燃烧4.94 ～12.36kg无烟煤 可用于升高低温，促进早春出苗或返青 （三）地球内热 核能-但除个别浅表地热可直接利用地区外，对土壤热量影响不大 （一）地面辐射平衡 太阳直接辐射（I） 少部分透过大气层直接到地表的太阳能 大气辐射（H） 又称为天空辐射能 被大气、云层散射和反射的太阳辐射能，经多次散射和反射，其中的一部分辐射到地表 地面向天空的热辐射 （E） 土壤升温后向大气的长波辐射 大气向土壤的热辐射 （G） 大气升温后向土壤的长波辐射 （二）影响地面辐射平衡的因素 1、太阳的辐射强度 日照角越大,坡度越大,地面接受的太阳辐射越多 在中纬度地区,南坡坡地每增加1度,约相当于纬度南移100公里所产生的影响 同样,在中纬度地区,南坡比北坡接受的辐射能多,土温也比北坡高;坡度越陡,坡向的温差越大; 这种差异具有巨大的生态意义和农业意义。 2、地面的反射率