[农学]Chap08-土壤空气和热量状况+-+复件.ppt

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[农学]Chap08-土壤空气和热量状况-复件

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. 1.太阳的辐射能 垂直于太阳光下一平方厘米的黑体表面在一分钟内吸收的辐射能常数),称作太阳常数,一般为1.9kal/cm2/min。 99%的太阳能包含在0.3-4.0微米的波长内,这一范围的波长通常称为短波辐射。 当太阳辐射通过大气层时,其热量一部分被大气吸收散射,一部分被云层和地面反射,土壤吸收其中的一少部分。 2.生物热 据估算,含有机质4%的土壤,每英亩耕层有机质的潜能为6.28×109~6.99×109KJ,相当于20~50吨无烟煤的热量。 3.地球内热 2.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,南坡坡地每增加一度,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。坡向的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 太阳的入射角越大,反射率越低,反之越大。土壤的颜色、粗糙程度、含水状况,植被及其他覆盖物等都影响反射率。 3、地面有效辐射 影响地面有效辐射的因子有: (1)云雾、水汽和风:它们能强烈吸收和反射地面发出的长波辐射,使大气逆辐射增大,因而使地面有效辐射减少; (2)海拔高度:空气密度、水汽、尘埃随海拔高度增加而减少,大气逆辐射相应减少,有效辐射增大; (3)地表特征:起伏、粗糙的地表比平滑表面辐射面大,有效辐射也大; (4)地面覆盖:导热性差的物体如秸杆、草皮、残枝落叶等覆盖地面时,可减少地面的有效辐射。 要注意C和CV之间的换算,对于均质的土壤而言∶ 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。 (一)海拔高度对土壤温度的影响 在山区随着高度的增加,土温还是比平地的土温低。 (二)坡向与坡度对土壤温度的影响 ①坡地接受的太阳辐射因坡向和坡度而不同; ②不同的坡向和坡度上,土壤蒸发强度不一样,土壤水和植物覆盖度有差异,土温高低及变幅也就迥然不同。南坡的土壤温度和水分状况可以促进早

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