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土壤空气及热量状况;第一节土壤空气及其更新

;一、土壤空气的组成特点

1．土壤空气中的CO2的质量分数高于大气

2．土壤空气中的O2质量分数低于大气

3．土壤空气的水汽的质量分数总是多于大气

4．土壤空气中有时有少量还原性气体

5．土壤空气成分随时间和空间而变化

二、土壤空气的更新（土壤空气与大气的交换）

1.整体交换

土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水等因素的作用下整体排出土壤，同时大气也整体进入，称整体交换。交换速度较快。

如土温高于气温，土内空气受热膨胀而被排出土壤，气压低，大气的重量减少，土壤空气被排出。

2.气体扩散

气体扩散：它是指气体分子由浓度高（气压大）向浓度小（气压低）处移动。交换速度较慢，气体扩散是气体交换的主要方式。;土壤中O2的分压总是低于大气，而CO2的分压总是高于大气。所以O2是从大气向土壤扩散，而CO2则是从土壤向大气扩散，正如人不断呼出CO2和吸进O2一样，因此，土壤气体交换被称为“土壤呼吸”。

三、土壤的通气性

土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换以及土体允许通气的能力。

土壤通气性的重要性：通气与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土壤通气性差，土壤中的O2在短时间内可能被全部耗竭，而CO2的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸。

重点：重点掌握土壤空气组成特点及土壤的通气性。

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;一、土壤热量的来源

1．太阳的辐射能

太阳辐射能是土壤热量的主要来源，地球表面所获得的平均辐射强度为1.9cal/cm2/mm，此值又称太阳常数。2.生物热

土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量，但数量较少。

23.地球内热

由地球内部的岩浆传导至地表的热。但因地壳导热能力差，因此这部分热量占的比例小，但温泉附近，这一热源不可忽视。

;二、土壤的热性质

1．土壤热容量

是指单位重量或单位容积的土壤，当温度增或减1℃时所需要吸收或放出的热量，一般用焦耳数表示。

土壤热容量愈大，则土温升高或降低愈慢，反之则愈快。

容积热容量与重量热容量的关系：

容积热容量=重量热容量×土壤容重

土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大。

土壤水的热容量最大。通过调控土壤水分状况可以调节土壤热状况。;2.土壤导热率

土壤吸收一定的热量后，除用于本身的升温外，还将热量传给临近土层。土壤传导热量的特性称土壤导热性。土壤导热性的大小用导热率衡量。

土壤导热率：指厚度为1cm，两端温度相差1℃时，每秒钟通过1cm2土壤断面的焦耳数。（J/cm2.S.K）

土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙状况影响。土壤导热率随含水量的增加而增加，因为含水量增加后不仅在数量上水分增加易于导热，而且水分增加后使土粒间彼此相连，增加了传热途经。所以湿土比干土导热快。导热率低的土壤，昼夜温差大，导热率高的土壤昼夜温差小。

;3.土壤热扩散率

指标准状态下，在土层垂直方向上，每cm距离内有1℃的温度梯度（即单位距离的温差），每秒钟流入1cm3土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。

与导热率成正比，与容积热容量成反比。

土壤导温率的大小同样取决于三相物质的比例：一般而言，土壤固相部分较稳定。土壤导温率主要取决于水和空气的比例，干土温度易上升，湿土温度不易上升。

土壤热扩散率=?/cv?—导热率cv—热容量

热容量不变时，导温率与导热率的增高是一致的，但如果热容量发生变化时，则二者的表现就不一致了。如当干土水分开始增加时，土壤导温率因导热率的增大而增大。但当水分增加到一定程度后，导温率反而降低。;三、土壤热平衡及其热量状况

1．土壤热量平衡

当土壤表面吸收辐射热后，部分以辐射形式再返回大气，另一部分传给下层土壤，以用以土壤水分蒸发的消耗，余下的热量才用于土壤本身的升温。

土壤热量平衡是指土壤热量在一年中收支情况，可用下式表示：

S=W1+W2+W3+R

式中：S—土壤表面接受的太阳辐射能

W1—地面辐射所损失的热量W2—土壤增稳的热量

W3—土壤水分蒸发所消耗的热量R—其它方面所消耗的热量

一般情况下，在太阳辐射能量为一固定量的情况下，如果能减少W1地面辐射能损失的能量、W3土壤水分蒸发所消耗的热量和R土壤温度可随之增加；反之，土壤温度会降低。

农业生产中，常采用中耕松土，地表覆盖，设置风障，塑料大棚等措施以调节土壤温度。;2.土壤热量状况

土壤热量状况是指在周年或一日内上下土层间