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第五章土壤水、空气和热量主要教学目标：学会分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。
由于土壤水分的重要作用，因此首先要求学生掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。
在基本知识掌握的基础上,并能系统地处理土壤水、气、热三者的相互关系和调节措施。
主要内容：第一节土壤水的类型第二节土壤水分含量的表示方法第三节土壤水分能量的分析第四节土壤水分的管理与调节第五节土壤空气和热量第六节土壤水、气、热的相互关系第一节土壤水的类型土壤学中的土壤水是指在一个大气压下，在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分.土壤中液态水数量最多,对植物的生长关系最为密切。
液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的，这是水分研究的形态学观点。
这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。
一、吸湿水土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。
从室外取土，放在室内风干若干时间后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量会减轻；再放置到常温常压下，土壤重量又会增加，这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。
土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般来说，土壤中吸湿水的多少,取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。
由于这种作用的力非常大，最大可达一万个大气压，所以植物不能利用此水,称之为紧束缚水。
二、膜状水土粒吸足了吸湿水后，还有剩余的吸引力，可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面，这种水分称为膜状水。
重力不能使膜状水移动，但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动,植物可以利用此水。
但由于这种水的移动非常缓慢（0.2-0.4mm/d),不能及时供给植物生长需要，植物可利用的数量很少.当植物发生永久萎蔫时，往往还有相当多的膜状水。
三、毛管水当把一个很细的管子(毛细管)插入水中后，水分可以上升的较高于水平面,并保持在毛细管中。
毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。
毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式计算：P = 2T/r式中的P为毛管力，T为水的表面张力,r为毛管半径。
第五章 土壤的形成与发育第一节 土壤形成因素及其作用 第二节 土壤形成过程第三节 土壤发育第一节 土壤形成因素 • 土壤母质• 气候因素• 生物作用• 地形地貌• 时间• 人类作用一、土壤成土因素• 土壤形成因素又称成土因素，是影响土壤形成和发育的基本因素，它是一种物质、作用力、条件及其相互关系的组合，对土壤形成发生影响或将影响土壤的形成。
• 土壤发生学说（soil g enesis t heory）认为土壤是在各种自然和人为因素的影响下由岩石风化成母质，再由母质演化成土壤。
五大成土因素• 五大成土因素：• 19世纪未，俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫(Dokuchaev, 1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤的调查，提出土壤的五大成土因素，即：– 气候-climate– 母质-parent material– 生物-biology– 地形-topography– 时间-time母质在土壤形成中的作用• 首先，直接影响着成土过程的速度、性质和方向。
• 其次，母质对土壤理化性质有很大的影响。
• 一般地说，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。
但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。
岩石类型• 岩浆岩：溶化岩浆形成的岩石• 火山岩：冷却凝固的岩浆• 沉积岩：由悬浮液或溶液沉淀形成的物质 • 变质岩：在高温和压力作用下改变的岩石地质大循环 (Reeves, 1998)风化壳• 处于岩层上部，岩石破碎形成的碎屑物 • 可以直接由下层岩石形成• 也可从别处搬运而来• 厚度不一成土母质• 风化壳的上层已发生许多变化 • 下层最初的风化壳即为土壤母质 – 未经搬运的风化壳母质– 经搬运的风化壳母质• 冰碛物• 河流沉积物• 湖泊沉积物• 风成物• 崩积物冰碛物• 冰川搬运和沉积的碎屑物质• 不均一性，大小混杂、缺乏层次性河流沉积物• 由水流沉积而成，包括冰川溶化水• 砾石、砂粒和粉粒，圆形、大小规则、层次分明湖泊沉积物• 大小规则、层次分明，通常缺乏大块砾石风成沉积• 大小规则、层次分明，中细砂粒或粉粒崩积物• 大小混杂、缺乏层次，在重力作用下形成二、气候与土壤发生的关系• 湿度因子对土壤形成的影响中国气候大区划分指标气候大区年干燥度自然景观湿润<1.0 森林半湿润 1.0～1.6 森林草原半干旱 1.6～3.5 草原干旱 3.5～16.0 半荒漠极干旱>16.0 荒漠据《中国自然地理》（1981）湿度的影响主要有以下方面1.影响土壤中物质的迁移：• 根据土壤中水分收支情况对物质运移的影响，可分以下几种土壤水分类型：①淋溶型水分状况：降水量大于蒸发量②非淋溶型水分状况：蒸发量略大于降雨量，部分淋溶③上升水型水分状况：其特点是蒸发、蒸腾总量大大超过降水量，其差额由地下水补充，如果地下水矿化度高，则会导致盐渍化；如果地下水达不到地表，而只能达到剖面中部，则称为“半上升水型”水分状况。
⼟壤学5→15第五章⼟壤⽔Soil Water第⼀节⼟壤⽔分类型的划分及⼟壤含⽔量的测定Classification and measurement of soil water⼀、⼟壤含⽔量的表⽰⽅法重量含⽔量(Gravimetric Moisture Content) ：⼟壤⽔的重量占⼟壤⼲重的百分数。
⼟壤重量含⽔量( %) =(⼟壤⽔重量/ ⼟壤烘⼲重量)X 100(%)=(湿⼟重量—⼲⼟重量” ⼟样烘⼲重量X 100例题：有⼀⼟样湿⼟重140 g，烘⼲重为100 g,求该⼟壤的重量含⽔量(试算)0 m = (140-100)/100 X 100 = 40 %容积含⽔量Volumetric Moisture Content 单位⼟壤总容积中⽔分所占的容积分数。
⼟壤⽔容积含⽔量% =(⼟壤⽔容积/⼟壤总容积)X 100 例题：已知⼀⼟壤的重量含⽔量为20 % ,容重为g/cm-3 , 求该⼟壤的容积含⽔量(试算)0 v = 20 X / 1 = 25 %⼟壤相对含⽔量 ( relative water content )：⼟壤含⽔量占某参照持⽔量的百分数。
⼟壤相对含⽔量=(⼟壤含⽔量/⽥间持⽔量)X 100⼟壤⽔储量( Soil water storage capacity ) :⼀定⾯积和厚度⼟壤中含⽔的绝对数量。
( 1 )⽔深( waterdepthDw ) DwDw =0 v * hh――⼟层厚度优点:与⽓象资料和作物耗⽔量所⽤的⽔分表⽰⽅法⼀致,便于互相⽐较和互相换算。
容积含⽔量换算成⽔深0 v = 50%Dw=( 2)绝对⽔体积( water volume )m3 hm-2 = 10000 ( m2 ) X h (m) X0V= 10000 Dw( Dw ―― m)= 10 Dw( Dw ―― mm)作⽤: 与灌溉⽔量的表⽰⽅法⼀致,便于计算库容和灌⽔量。
例：容重为克/⽴⽅厘⽶的⼟壤,初始含⽔量为10%,⽥间持⽔量为30%,降⾬10mm ,若全部⼊渗,可使多深⼟层达⽥间持⽔量解：先将⼟壤含⽔量⽔W%换算为⽔V%初始含⽔量⽔v%=10%< =12%⽥间持⽔量⽔v%=30%< =36%因: ⽔mm= ⽔v% <⼟层厚度( h)持⽔量的80%，需灌⽔多少(⽅/亩)解：⽥间持⽔量的80%为：30%< 80%=24%30 厘⽶⼟层含⽔达⽥间持⽔量80%时⽔mm=灌⽔量为2/3 < 36=24(⽅/亩)(⼀)⼟壤⽔分类型划分1 、⽔在⼟壤中受到的作⽤⼒重⼒表⾯张⼒——⽑管⼒⼟粒和⼟粒间的粘结⼒和粘着⼒——分⼦引⼒⼤⽓⼆、⼟壤⽔的类型划分及有效性Classification and Availability of soil Water( 1 )重⼒⽔(Gravitational Water) ：能在重⼒作⽤下流动的⽔。
