不同土壤类型的热通量变化特征
第六章 土壤空气和热量状况
土壤通气性测定 土壤通气性造成的土壤剖面分异
第二节 土壤热状 况
一、土壤热量soil heat （一）土壤热量来源 太阳辐射、生物热、地球内热 （二）土壤热量消耗 土壤水分蒸发、给近地面空气升温、向地下传 递 热通量：单位面积单位时间内垂直通过的热量。 J/cm2.min
二、土壤热性质
土壤热性质包括土壤热容量、导热率和导温率，决定 着土壤热量和温度变化的程度、热量传导的速度和深度。 （一）土壤热容量soil heat capacity，分为质量热容量和容积 热容量 1、质量热容量mass heat capacity是指单位质量土壤的温度升高 1℃所需的热量（焦/克.度），也叫土壤比热 2、容积热容量volume heat capacity是指单位容积土壤的温度升 高1℃所需的热量（焦/厘米3.度） 土壤容积热容量=土壤重量热容量×容重 土壤矿物质的质量热容量为0.71-1.09焦/克.度,平均为0.84 水的热容量最大，容积热容量为空气的千倍 各种土壤组分的密度和热容量单位时间内，单位面积土壤上由土 壤扩散出来的CO2量。 2、氧气扩散率ODR(oxygen diffusion rate） 单位时间通过单位土壤截面扩散的氧的质量。 微克/厘米2.分钟
五、土壤通气性指标 3、土壤通气孔隙度soil air porosity 4、土壤氧化还原电位Eh 由土壤溶液中氧化态物质和还原态物质相 对比例变化而产生的电位。 Eh是土壤通气性指标。大于400mv为氧化 态，通气好。
O2(%) 20.94 18.0-20.03
CO2(%) 0.03 0.15-0.65
N2(%) 78.05 78.8-80.24
其他气体(%) 0.98 0.98
三、土壤空气的意义
1、土壤形成发育，二氧化碳溶于土壤溶液变为碳酸，使土壤中碳酸盐类 溶解，增加了土壤溶液中钙、镁、钾、钠、铁、锰，为植物增长提供了 养分，促进了他们的移动。 2、土壤空气影响着土壤微生物的活动，从而对土壤有机质的分解和植物 营养物质的转化及其生物有效性产生影响。 3、由于氧的作用，可氧化土壤中某些矿物，如硫铁矿变为溶解态的硫酸 铁，亚铁和亚锰变为高价铁锰化合物。 4、植物生长发育 植物从种子发芽到成熟都需要有足够的土壤空气，块茎类植物对土壤空 气要求高于一般植物，种子发芽需要土壤空气中氧的含量10%以上，低 于0.5%种子不发芽，对于ODR临界值要求15×18-8—25×18-8克/厘米2. 分的范围。
上海地区土壤热通量变化与近地层能量平衡的特征研究
上海交通大学硕士学位论文上海地区土壤热通量变化与近地层能量平衡的特征研究摘要为了分析上海地区土壤热通量变化情况以及地源热泵系统对地表换热情况的影响，本文对上海地区土壤热通量及相关气象参数进行了为期一年的观测；总结分析了上海地区地表能量平衡特征；通过建立模型模拟分析地表换热情况及地源热泵系统对其的影响过程。
首先，根据气象学定义提出典型日的选取标准，并对夏季、冬季典型日不同深度的土壤热通量变化特征进行分析。
浅层土壤热通量受天气影响较大，不同的天气条件，土壤热通量日变化特征明显不同。
夏季和冬季晴天5 mm热通量变化范围各为-23.62 ~ 111.81 W·m-2和-21.46 ~ 69.30 W·m-2；天气条件从晴天、多云到雨天，变化幅度依次减小。
太阳辐射对浅层热通量起主导作用；土壤含湿量的增加导致土壤热通量变化幅度减小；深层土壤热通量的变化主要受土壤温度梯度影响，变化较稳定。
周围建筑物的遮挡效果对浅层土壤热通量的日变化特征影响很大。
然后，结合经验模型计算了地表能量平衡式中的各分量。
通过土壤温度预报校正法（TDEC）验证了5 mm处土壤热通量测量的可靠性，并以此代替地表热通量。
净辐射和太阳直接辐射变化趋势一致，12: 00左右达到峰值，夏季晴天为626.40 W·m-2，冬季晴天为326.64 W·m-2；大气逆辐射变化稳定，夏季均值为381.71 W·m-2，冬季出现下降，均值为255.31 W·m-2。
夏季晴天显热通量与净辐射有相似变化趋势；多云和雨天，显热通量下降，潜热通量上升；冬季晴天显热通量与净辐射变化相反；多云和雨天，显热通量和潜热通量变化稳定。
接着，通过线性回归和波文比-能量平衡法来表征地表能量平衡的摘要变化情况。
晴天裸土表面地表能量平衡闭合率可达到70 %以上；降雨和土壤含湿量的增加，会使地表能量平衡闭合率下降。
晴天时，波文比大于1，显热通量相比于潜热通量占主导地位；多云和雨天时，波文比接近于0。
《冬小麦-夏玉米轮作农田水热通量研究》
《冬小麦-夏玉米轮作农田水热通量研究》一、引言农田水热通量研究是农业生态学和农田水文学的重要领域，对于提高作物产量、优化农田管理以及应对气候变化具有重要意义。
冬小麦和夏玉米作为我国主要的粮食作物，其轮作种植模式在我国广泛存在。
本文旨在研究冬小麦-夏玉米轮作农田的水热通量特征及其影响因素，以期为优化农田水热管理提供科学依据。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取位于我国华北平原的某农田作为研究对象，该地区具有典型的冬小麦-夏玉米轮作种植模式。
2. 研究方法（1）田间观测：通过安装土壤温度计、土壤湿度计和通量观测系统，对农田水热通量进行实时观测。
（2）数据采集与处理：收集气象数据、土壤数据以及作物生长数据，运用统计分析方法对数据进行处理和分析。
（3）模型模拟：建立农田水热通量模型，对不同情景下的水热通量进行模拟预测。
三、农田水热通量特征分析1. 土壤温度与湿度变化冬小麦生长期间，土壤温度逐渐升高，湿度逐渐降低；夏玉米生长期间，由于作物遮荫和蒸腾作用，土壤温度和湿度变化规律与冬小麦生长期间有所不同。
整体上，农田土壤温度和湿度受到季节变化、气候条件、作物生长等多种因素的影响。
2. 潜热与显热通量变化潜热通量和显热通量是农田水热通量的重要组成部分。
在冬小麦和夏玉米生长期间，潜热通量和显热通量均呈现出明显的季节变化规律。
其中，潜热通量主要受到作物蒸腾作用的影响，显热通量则与土壤温度和风速等因素有关。
四、影响因素分析1. 气候条件气候条件是影响农田水热通量的重要因素。
降水、温度、风速等气象因素均会对农田水热通量产生影响。
例如，降水会增加土壤湿度，进而影响潜热通量和显热通量的变化。
2. 作物生长与覆盖度作物生长和覆盖度对农田水热通量具有显著影响。
冬小麦和夏玉米的生长过程中，叶片面积指数、作物高度等因素均会影响潜热通量和显热通量的变化。
此外，作物种植密度和种植模式也会对农田水热通量产生影响。
3. 土壤性质与水分管理土壤性质和水分管理是影响农田水热通量的另一个重要因素。
大兴安岭原始林区土壤热通量变化特征的初探
王 美莲 ， 崔 学 明， 韩 鹏 ， 周 梅 ’
００１） １０ ９
（ 内蒙兴安岭原始林 区２ ０ ０７年的气象观 测资料 ， 分析 了土 壤热通量和土 温的 日、 变化 以及 它 年 们的关 系。结果表 明： 土壤 热通量和土壤温度的 日年 变化均表现 为“ ” 均 有 １个最 大值 和 １个最小 值。土壤温 Ｓ 形， 度 出现极值 的时间均落后于土壤热通量 ， 土壤温度 的变化幅度 均小于土壤热通量。对土壤 热通 量月平均值 （ 和土 Ｙ） 壤温度月平均值（ ） Ｘ 进行 回归分析 ， 达显著水平， 明土壤温度 与热通量的相关性很 明显。该研 究结果 可为大兴 安 表 岭原始林 区研究土壤 热交换特征 以及研究土壤 一植被 一大气连续的物质和 能量交换 系统打下一定基础。 关键词 ： 原始林 区； 土壤热通量； 土壤温度 中图分类号 ： ￥１． ７４２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０９— ５５ ２ Ｌ ）４— １ ９— １０ ３７ （ ＯＯ Ｏ ０ ３ ０ ４
土壤热通量和潜热通量
土壤热通量和潜热通量土壤热通量和潜热通量是研究土壤热力学和水文过程中重要的参数。
本文将从定义、计算方法、影响因素以及应用等方面对土壤热通量和潜热通量进行详细介绍。
一、土壤热通量的定义和计算方法土壤热通量是指单位时间内通过单位面积土壤表面的热量的流动，通常用热通量的正负来表示热量的流入或流出。
土壤热通量的计算方法可以通过测量土壤表面的温度梯度和热导率来推导。
一般来说，土壤热通量的计算公式如下：土壤热通量 = -λ * ∂T/∂z其中，λ为土壤的热导率，∂T/∂z为土壤温度梯度。
二、潜热通量的定义和计算方法潜热通量是指单位时间内通过单位面积土壤表面的水汽的潜热的流动，通常用潜热通量的正负来表示水汽的凝结或蒸发。
潜热通量的计算方法可以通过测量土壤表面的蒸发速率和水汽的潜热来推导。
一般来说，潜热通量的计算公式如下：潜热通量= ρ * Lv * Evap其中，ρ为空气的密度，Lv为水汽的潜热，Evap为土壤表面的蒸发速率。
土壤热通量和潜热通量受多种因素的影响，包括气象条件、土壤性质、植被覆盖和土壤水分等。
气象条件是影响土壤热通量和潜热通量的主要因素之一，包括太阳辐射、气温、风速和相对湿度等。
土壤性质也会对土壤热通量和潜热通量产生影响，如土壤的热导率和水分持水能力。
植被覆盖可以影响土壤热通量和潜热通量的分布，不同类型的植被会对热量和水汽的传输产生不同的影响。
土壤水分是影响潜热通量的重要因素，土壤水分的不同会导致土壤蒸发速率的差异。
四、土壤热通量和潜热通量的应用土壤热通量和潜热通量在农业、水资源管理和气候变化研究等领域具有重要意义。
在农业方面，研究土壤热通量和潜热通量可以帮助合理安排灌溉和施肥，提高农作物的生产力。
在水资源管理方面，了解土壤热通量和潜热通量的分布和变化可以帮助合理利用水资源，降低水资源的浪费。
在气候变化研究方面，土壤热通量和潜热通量是地气相互作用的重要参数，研究其变化可以帮助理解和预测气候变化。
土壤的水分、土壤的温度、土壤热通量、土壤水势和土壤电导率单位
土壤的水分、土壤的温度、土壤热通量、土壤水势和土壤电导率单位下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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土壤水、气、热状况和特性
土壤水: 吸湿水(紧束缚水) 膜状水(松束缚水) 毛管水: 悬着毛管水 上升毛管水 重力水和地下水 气态水(水气) 固态水(冰)
（一) 吸湿水(紧束缚水)
将干燥的土粒暴露于潮湿的空气中，土粒把空气里的水汽分子吸附在它的 表面，这是土壤的吸湿性，这样吸附于土粒表面的水分称吸湿水。
吸附力：氢键，范德华力，静电引力，可达几千至上万个大气压（ 31-1 万大气压），密度>1，风干土含吸湿水。
基质势Ψm ：由土粒吸附力和毛管力所产生。 溶质势Ψs ：又称渗透势，是由溶质对水的吸附所产生的。 重力势Ψg ：由重力作用产生的水势。 压力势Ψp ：土壤中水分还要承受土壤水体的静水压力，其水势与参比标准 之差，称为压力势。
Ψ总土水势 = Ψ基质势 + Ψ重力势 + Ψ溶质势 + Ψ压力势 Ψt = Ψm + Ψg + Ψs + Ψp
粘土>壤土>砂土 从1/3-15大气压，保持的水分均称有效水，但不是同等有效的。 吸力越大，越难利用，中间有一转折点，可供灌溉参考，即毛管水 联系破裂含水量：大约在0.8大气压，约相当于田间持水量的70%左 右，含水量大于此时，水分作连续整体运动，为易效水，低于此值 时，毛管水被束缚水隔断，缺乏整体运动，为难效水。
---灌溉点的选择。
四) 重力水 不受土壤吸附力和毛管力所吸持，受重力支配的那部分
水。旱作的多余水。
饱和含水量：当土壤大小孔隙全部被水充满时的含水量，或称全蓄水量。
二、土壤水的有效性
土壤水分常数：是指一定土壤水吸力下保持的含水量，或是 从一种形态向另一种形态过渡时的含水量。对于同一土壤或 土层来说，变化不大，故称为常数。
2、“冻后聚墒”现象*** 冬季表土冻结，水汽压降低，而冻层以下土层 的水汽压较高，于是下层水汽不断向冻层集聚、 冻结、使冻层不断加厚，其含水量有所增加， 这就是“冻后聚墒”现象。
高寒草甸和高寒湿地土壤水热特征比较
量平衡 ， 而其值的大小与下垫面的物理状态 、 植被状 况密切相关 。不 同的气候带 和不 同的气候 时
段 ，相应 地都 有 不 同的 土 壤 温 度 和 土 壤 湿 度 分 布 ， 因此也 可 以说 土壤 的温度 和湿 度是 气候 状 态 的属 性
之一¨ 。土壤 湿 度 会 直 接 影 响 地 气 之 间 的潜 热 通
化期高寒湿地土壤含水量 为 ０ ． ６ ６— ０ ． ８ ２ ｍ ・ ｍ～， 高寒草甸土壤含 水量为 ０ ． １ ５— ０ ． １ ８ ｍ。・ ｍ～， 土 壤完全冻结期高寒湿地土壤含水量 为 ０ ． １ ３— ０ ． ２ １ ｍ。・ ｍ～， 高寒 草甸土 壤含水量 为 ０ ． 叭一 ０ ． ０ ４ ｍ
引 言
地气之间的能量传输和水分循环作用对气候变
化 有 重要 影 响 ， 是 陆 面 过 程研 究 的核 心 问题 。在 不
响 。土壤 湿度 偏低 ， 则会 使地 面温 度上 升 ， 射 出 的长 波辐地面吸收的太 阳辐射减少 ， 地 面温度将降低 。这里 存在 自反馈过程 ， 但土壤湿度的影响很明显 ， 即土壤
文章编号 ： １ ０ ０ ６— ７ ６ ３ ９ （ ２ ０ １ ５ ）一 ０ ５— ０ ７ ８ ３— ０ ７ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ５ ５ ／ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ７ ６ ３ ９ （ ０１ ２ ５ ）一 ０ ５— ７８ ０ ３
中 图分 类 号 ： Ｐ ３ ３ ９ 文献标识码 ： Ａ
（ 青海省气 象科学研究所 ， 青海 西宁 ８ １ ０ ０ ０ １ ）
摘
要： 利 用青 藏高原玛多地区高寒草 甸和玉 树隆 宝地 区高寒湿地 的观 测资料 ， 比较分析 了土 壤水
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不同土壤类型的热通量变化特征
热通量是描述土壤热平衡的重要参数，其变化特征对土壤水热耦合过程、气候变化和
农业生产等具有重要的影响。
本文将探讨不同土壤类型的热通量变化特征。
一、热通量的定义和计算方法
热通量是指单位时间内通过单位面积的热量通量，通常以热流密度（W/m²）表示。
在
土壤中，热通量是指土壤中单位时间内通过单位面积的热量通量，可表示为：
H = λ(∂T/∂z)
其中，H为热通量，λ为土壤热导率，∂T/∂z为土壤温度梯度。
热通量的正负表示热量的流向，正值表示热量向上流动，负值表示热量向下流动。
湿地土壤表面水分的蒸发作用对热通量分布产生很大的影响。
湿地土壤热通量比干燥
土壤高，因为湿地土壤表面水分的蒸发作用使土壤表面温度降低，导致温度梯度增大。
另外，在陆地生态系统中，湿地土壤热通量的年变化较小，因为湿地土壤平均温度波动范围
较小。
森林土壤的热通量主要受到植被因素和土壤温度的影响。
由于森林土壤表层常常被厚
厚的枯叶覆盖物覆盖，所以森林土壤热通量较小。
同时，植被对太阳辐射的吸收和反射作
用影响了森林土壤表面的热通量分布。
农田土壤的热通量受到种植作物类型、土壤水分状况、土壤类型等多种因素的影响。
种植不同作物的农田土壤热通量变化特征不同，例如小麦田和玉米田的农田土壤热通量分
布存在差异。
农田土壤热通量随着土壤湿度的增加而增加，但是当土壤湿度超过一定范围，热通量反而会下降。
草原是世界上最大的生态系统之一，草原土壤热通量变化特征独特。
草原植被的类型
和覆盖度对草原土壤热通量具有重要的影响。
草原土壤热通量随着草原植被覆盖度的增加
而降低，因为植被的覆盖会导致太阳辐射的吸收和反射分布不均。
三、结论
不同土壤类型的热通量变化特征不同，热通量的变化受到多种因素的影响。
例如，湿
地土壤的热通量比干燥土壤高，森林土壤的热通量较小，农田土壤的热通量受到水分和作
物类型的影响，草原土壤热通量受到植被类型和覆盖度的影响。
了解不同土壤类型的热通
量变化特征，可以更好地研究土壤水热耦合过程、气候变化和农业生产等问题。