第五章：土壤水气热状况（原6，7章）

《第五章：土壤水气热状况（原6，7章）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五章土壤水、气、热状况水分是土壤的重要组成部分之一，土壤水分含量对土壤形成发育过程及肥力水平高低都有重要的影响作用。土壤水分状况及其运动规律是土壤地理学、资源环境科学的重要研究内容之一。全球水循环模式与土壤水分类型，如图5-1、5-2、5-3和表5-6所示。5.1土壤水分及其特性5图5-1全球水分循环示意图(据BotkinDB,1998)5土壤水分类型固态水土壤水气态水束缚水自由水吸湿水膜状水毛管水重力水地下水55-1土壤水的有效性水分形态水分有效性水分常数土壤水吸力10000105度下烘干吸湿水31156.250.50.08吸湿系数膜状水萎

2、焉系数最大分子持水毛管破裂含水田间持水量毛管持水量全蓄水量毛管悬着水重力水难有效无效有效多余水毛管水图5-2土壤水分有效性综合示意图5图5-3不同质地土壤的有效水分含量图5土壤水含量的表示1、质量含水量θm（%）=土壤水质量/烘干土质量*1002、容积含水量θv（%）=土壤水容积/土壤总容积*100θv=θm*ρs3、相对含水量土壤实际含水量与土壤田间持水量的比值（%）4、土壤水贮量（mm）也叫水层厚度=θv*h或=θm*ρs*h5土壤水的能量状态一、土水势1.基质势ψm2.压力势ψp3.渗透势ψs4.重力势ψgψt=ψm+ψp+ψs+ψg二、

3、土壤水吸力1Pa=0.0102cm水柱1atm=1033cm水柱=1.0133bar1bar=0.9896atm=1020cm水柱5土水势(soilwaterpotential)是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。土水势包括：基质势(matrixpotential)、压力势(pressurepotential)、渗透势(osmaticpotential)、重力势(gravitationalpotential)、总水势(soilwaterpotential)。土壤-植物-大气的水分运移动态系统(soil

4、-plant-aircontiunm,SPAC)，如图5-5所示。5图5-4SPAC系统中水分运移过程模式图5土壤水分状况(soilmoistureregimes)不仅影响土壤中物质能量的迁移转化过程，还影响土壤形成发育的方向和性质。根据成土环境及土壤特征，可以将土壤水分状况划分为以下类型：①淋溶型与周期淋溶型；②非淋溶型；③渗出型；④停滞型；⑤冻结型。另外，全球土壤水分状况还具有明显的季节性变化，如图5-5所示。5图5-5全球土壤水分状况季节性变化图土水势的测定5土壤水分特征曲线—压力膜法5土壤水分特征曲线5土壤水分的运动一、饱和流1.导水率

5、为常数2.水势梯度引起，重力势为主3.流向向下或侧渗4.灌溉或降雨超过入渗时才有5土壤导水率5土壤水分运动二、非饱和流1.导水率随土壤湿度而变化，不是常数2.基质势是水势梯度的主要因素3.可以任意方向流动4.土壤中的普遍现象5土壤水分的入渗、再分布、蒸发一、入渗指标1.最初入渗速率2.最后入渗速率3.入渗开始后1小时速率二、入渗中的土壤水剖面：土面水层、饱和层、延伸层、湿润层、湿润锋三、地表水进入土壤停止后，土壤中水分仍然进行再分布过程四、土面蒸发的三阶段：大气蒸发力控制阶段土壤导水率控制阶段扩散控制阶段第二阶段是调控土壤水分散失的理想时期5田

6、间土壤水分平衡来水途径：降水P、灌溉I、别处入渗来水U失水过程：蒸发E、蒸腾T、径流R、下渗水D土壤水分平衡的数学表达：ΔW=P+I+U–E–T–R-D5土壤水循环土壤空气是土壤的重要组成成分，它和土壤水分共同存在于土壤孔隙之中，是影响土壤肥力与土壤自净能力的因素之一。土壤空气的组成与大气层中空气的组成有明显的不同，如表5-2所示。5.2土壤空气及其运动5土壤空气一、土壤空气组成的特点：1.CO2含量高于大气2.氧气含量低于大气3.一般水气饱和4.含较多还原性气体二、土壤空气的运动—对流和扩散555-2土壤中不断进行的动植物呼吸作用和微生物对有

7、机质物的生物化学分解作用，使得土壤空气中O2不断消耗和CO2逐渐累积，其结果是土壤空气中O2、CO2浓度与近地层大气中O2、CO2浓度之间差异的扩大，这样必然引起O2、CO2气体分子扩散的发生，如图5-6所示。5图5-6土壤空气与近地大气之间气体扩散过程示意图55.3土壤热性质一、土壤热容量土壤三相组成中，水的热容量最大，气体热容量最小，对矿物质和有机质含量一定的土壤而言，土壤热容量取决于土壤水分含量的多少二、土壤导热率土壤三相组成中，空气导热率最小，固体导热率最大，通过灌溉或排水，降低或增加土温三、土壤的导温率D=5土壤热量状况是土壤的重要物

8、理性状之一。影响土壤热量状况的主要因素有：①土壤吸收的净热量；②使土壤温度变化所需热量；③土壤水相态转化及其扩散所需热量；④土壤物质迁移转化所消耗或释