土壤温度的垂直变化40页PPT
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土壤温度随深度的变化规律土壤温度是土壤物理环境中的一个重要参数,对土壤养分代谢和植物生长发育有重要影响。
土壤温度是由多种因素共同作用而导致的,其变化规律也会因地域、季节、天气等因素的不同而有所差异。
一、土壤温度与深度的关系在地球表面为季节性变化的气温条件下,土壤温度按不同深度几乎呈现完全不同的变化,与气温变化的关系亦不同。
一般来说,土壤温度变化可分为两个部分:1)温度波动周期为年的部分,一般与气温相应且幅度较小;2)温度波动周期为日的部分,与气温关系不大,其值受到土壤参数和热水平的影响。
在土体表面,由于气温的直接影响,土体长期处于气温的影响之下,因此其表面温度具有气温的周期性波动。
但是,由于土体导热的特殊性质,随着深度的增加,土壤温度的周期性波动越来越小,抗干扰能力越强,呈现稳定的季节性波动。
随着深度的增加,土壤在温度波动幅度的同时还存在滞后现象,这是由于近表层土体温度波动较为明显,深层土体则受近表层土壤温度的传导变化而产生滞后现象。
同时,深度对土壤温度的影响也是重要的,通常来说,土壤温度随着深度的增加而逐渐降低,其降幅随季节降水和温度等气象因素的影响而发生变化。
1.气候因素气候是影响土壤温度的最重要的因素之一。
不同季节气候的变化对土壤温度的影响是不同的。
在阳光照射时间长、气温较高的季节,土壤温度随深度的增加而逐渐升高;而在气温下降、阳光照射时间较短的季节,土壤温度随深度的增加而逐渐降低。
2.土壤类型和土壤水分不同类型和水分状况的土壤的温度变化规律也不同。
相对于湿润的土壤,干燥的土壤夜间温度较低,故深层土壤温度随着深度的增加而降低的幅度较小;相同的土壤类型,在坡度较大的地段,其土壤温度在深度不同的地方的差异较大。
3.覆盖物和植被覆盖物和植被的类型和覆盖度对土壤温度的变化规律有很大的影响。
一般来说,覆盖物和植被会抑制地表热量的输入和输出,使表土温度波动幅度减小,对深层土温度的温差也有一定的影响。
因此,我们需要根据当地气候和土壤的特点,针对性地采取措施来调节土壤温度,以达到最佳的植物生长条件。
植物生长的土壤环境温度土壤冷热的程度叫土壤温度,简称地温。
一般为地面温度和不同深度的土壤温度的统称。
土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成,是影响土壤肥力的重要因素之一。
一、地面热量平衡地面温度变化主要是由地面热量收支不平衡所引起的。
地面热量的收入与支出之差,称为地面热量平衡。
其为正值时,即热量收入大于支出时,土壤就会增热升温;其为负值时,土壤会冷却降温。
地面热量的收入与支出之差(Qs)是由四个方面的因素所决定的。
①以辐射方式进行的热量交换,即地面辐射平衡(R);②地表面层与下层土壤间的热量交换(B);③地表面层与近地面气层间的热量交换(P);④通过水分的凝结和蒸发进行的热量交换(LE)。
白天,地表面层吸收的太阳辐射超过地表面层有效辐射,地面辐射平衡(R)为正值。
地表面层温度高于贴近气层和下层土壤的温度,产生以温度高的一方向温度低的一方的热量传递。
地面将热量传给空气(P)及下层土壤(B)。
土壤水分蒸发也要耗去部分潜热(LE)。
夜间,地面辐射平衡(R)为负值,地面失去热量,地表面层温度低于邻近气层和下层土壤的温度,P和B项热量输送方向恰好与白天相反。
同时水汽的凝结也放出潜能(LE)给地表面层(如下图)。
在上图中,箭头指向地面的是收入项,示意地面得到热量,Qs为正值;箭头由地面指向空气或下层土壤是支出项,示意地面失去热量,Qs为负值。
即相对地面而言,白天R为正,P、B、LE项为负,夜间R为负,P、B、LE项为正。
因此,地表层热量收支情况可用下列方程表示:Qs=R—P—B—LE式中,Qs为正值时,表层土壤得到热量,温度升高,于是下层土壤和近地面空气也随之增热升温;当Qs为负值时,表示表层土壤失去热量而降温,于是下层土壤和近地面空气也随之冷却降温。
地表面层热量差额Qs的绝对值越大,则地表面层升温或降温也越明显。
当Qs等于零时,地面热量收支相等,地面温度保持不变。
二、土壤热特性1.土壤热容量土壤热容量是反映土壤容热能力大小的物理量。