质地对土壤热扩散率的影响
土壤水动力学复习笔记
1、 ；温[1] 土壤水动力学是许多学科的基础，它的研究涉及农田水利学、水文学、地下水文学、水文地质学、土壤物理学、环境科学等学科。
）合理开发和科学管理水资源；2）调控农 田墒情，促进农业节水；3）土壤改良和水土环境的改善。
[2] 土壤各个指标，计算意义，相互关系。
土壤—是由矿物质和生物紧密结合的固相、液相和气相三相共存的一个复杂的、多相的、非均匀多孔介质体系。
定性指标—质地、结构。
定量指标– 孔隙度、密度、含水率、饱和度等。
[3] 含水率。
体积含水率：θ v =Vw /V0 重量（质量）含水率：θ g =mw /ms 饱和度：w=Vw/Vv 贮水深度：h=H θ （量刚为 L ） 主要测定方法：称重法（烘干法） 核技术测量：中子仪， γ 射线仪、电磁测量：时域反射仪(TDR)、核磁共振测量、热脉冲测量、遥感测 量：大面积地表含水率；[4] 水分常数。
吸湿水，束缚在土粒表面的水汽，最大吸湿量（吸湿常数） 薄膜水，吸湿 水外层连续水膜，最大分子持水量，（薄膜水不能被植物吸收时）凋萎系数；毛管水， 土壤孔隙（毛管），水气界面为一弯月面，分毛管上升水、毛管悬着水，田间持水量（毛 管悬着水达到最大），田持；重力水，大孔隙中的水，饱和含水率。
农业生产中常用的 水分常数：田间持水量（field (moisture) capacity ）：农田土壤某一深度内保持吸湿水、 膜状水和毛管悬着水的最大水量。
凋萎系数（wilting coefficient ）：土壤中的水分不能被 根系吸收、植物开始发生永久凋萎时的土壤含水率，也称凋萎含水率或萎蔫点。
土壤有 效含水量（available water content of soil ）：土壤中能被作物吸收利用的水量，即田间持 水量与凋萎系数之间的土壤含水量。
土壤含水率与水分常数的应用：估计水分对植物生 长的影响；计算灌溉水量；根据土壤水分的动态变化估算腾发量（地面蒸发＋植物蒸腾） [5] 土水势(Soil water potential)：可逆、等温地从特定高度和大气压下的纯水池转移极少量水到土壤中某一点时单位数量纯水所做的功。
名词解释,土壤质地
名词解释,土壤质地
土壤质地是指土壤中不同颗粒粒径的分布和相对含量，反映了土壤中砂、粉砂、粘土等颗粒的比例和组成。
土壤质地通常根据颗粒粒径的大小将其分为砂质土壤、粉砂质土壤和粘土质土壤三种类型。
- 砂质土壤：砂粒直径在0.05毫米到2毫米之间，砂质土壤的颗粒较大，质地疏松，容易透水透气，但保水能力较差。
- 粉砂质土壤：粉砂粒直径在0.002毫米到0.05毫米之间，粉砂质土壤的颗粒较细，具有一定的保水能力和肥力，透水性相对较好。
- 粘土质土壤：粘土粒直径小于0.002毫米，粘土质土壤的颗粒最小，粒子间紧密排列，质地黏重，保水性强，但透水性差。
土壤质地对土壤的物理性质、化学性质和生物性质都有重要影响。
不同质地的土壤具有不同的保水性、透水性、通气性和肥力特性，对农作物生长和根系发育等起着重要作用。
因此，在农业、园艺和环境科学等领域中，对土壤质地的了解和分析具有重要意义。
1。
第四章土壤空气和热量
二、土壤通气性
• 土壤通气性泛指土壤空气与大气进行交换、 不同土层之间气体扩散或交换的能力。
（一）土壤通气性的重要意义
• 其重要性在于补充氧气。 • 如果没有大气氧气的补充，土壤中的氧气 将迅速被耗尽，缺氧将严重影响根系的正 常生长，影响好气微生物的活动，从而影 响土壤养分的有效化。一些有毒的还原性 物质的累积将毒害根系，严重时会使植物 死亡。 • 因此，土壤必须具有一定的通气性。
（二）土壤通气性的机制
1、气体扩散 指某种气体由于分压梯度而产生的移动。 这是土壤与大气进行气体交换的主要形式。 土壤呼吸: O2（大气） 土壤 CO2（土壤） 大气
2、气体整体流动
• 由于土壤空气与大气之间存在总压力梯度 而引起的气体运动，称为整体流动。 • 温度、气压、降水、灌溉水的挤压等都可 以引起气体的整体流动。
• R随时间而变（年、月、日、瞬间） • 当R为正值，地面辐射收入大于支出，地 面增温； • 当R为负值，地面辐射收入小于支出，地 面降温； • 一般白天R为正值，地面增温； • 夜间R为负值，地面降温。
（二）影响地面辐射平衡的因素
1、太阳辐射强度 ---太阳的总辐射强度取决于气候（天气）情 况。 ---晴天的辐射强度比阴天大； ---日照角越大，单位面积上接受的热量越多， 辐射强度越高（中午，垂直，最高） ---北半球的南坡，太阳入射角比平地大，土 温比平地高；南坡土温比北坡高。
四、土壤热性质
一、土壤热容量（C） 土壤热容量指单位质量或容积的土壤每升 高（或降低）1º C所需要（或放出）的热容 量。 C = Cv*ρ ρ:土壤容重
• 水的热容量最大（4.184）; • 气体的热容量最小(1.255*10-3); • 矿物质(2.163-2.435)和有机质(2.515)热 容量介于其中。 • 在固相组成物质中，腐殖质热容量大于 矿物质。 • 土壤热容量主要取决于水分含量的多少 和腐殖质含量。
土壤学考试题库
土壤学考试题库(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除（一）一、名词解释（每题3分，共24分）1、土壤生产力2、根外营养3、土壤经度地带性4、普钙中磷酸的退化作用5、化学风化作用6、腐质化系数7、氮肥利用率8、养分的主动吸收二、填空题（每空0.5分，共16分）1、肥料的混合原则是；；。
2、土壤有机质转化是在微生物作用下的和两个过程。
3、高温堆肥的堆制腐熟过程可分为、、和四个阶段。
4、影响植物吸收养分的外界环境条件有、、、、、等。
5、植物缺氮时，植株而叶片、严重时叶片变成黄色。
6、微量营养元素从缺乏到过量之间的临界范围，因此，在施用微肥时必须注意。
7、钾在作物体内的特点是；和。
8、土壤胶体是指那些大小在毫微米的固体颗粒。
自然界土壤通常带有正和负的电荷，除少数土壤，在强酸条件下可能带电荷外，一般土壤带电荷。
9、土水势由、、、四个分势组成，在非饱和土壤中分势为零。
在饱和土壤中分势为零。
三、选出正确的答案（单选题，每题1分，共10分）1、一般微量元素的缺素症状首先表现于a 老叶b 幼叶c 老叶和幼叶d 根部。
2、常见的土壤结构体中，对土壤肥力来说最理想的结构是。
a 块状结构；b 柱状结构；c 单粒结构；d 团粒结构3、水旱轮作中，磷肥施用应：a 优先施于水稻 b优先施于旱作 c水旱等量施 d 重水轻旱4、土壤中的CaHPO4、 MgHPO4是（）。
a水溶性磷； b弱酸溶性磷； c 难溶性磷 d热溶性磷5、适合作为种肥的肥料有（）。
a普钙； b碳酸氢铵； c尿素； d氯化钾6、容易挥发的化肥品种有。
a碳酸氢铵 b 硫酸铵 c 普钙 d 人粪尿7、下列粘土矿物中，哪一种阳离子代换量最高（）a 高岭石b 水云母c 蛭石d 蒙脱石8、有机化合物在土壤中的分解速率差异很大，下面分解速率从快到慢顺序正确的是（）。
a 单糖＞粗蛋白质＞纤维素＞木质素 b多糖＞粗蛋白质＞半纤维素＞纤维素c 半纤维素＞简单蛋白质＞脂肪 d木质素＞半纤维素＞纤维素＞粗蛋白质9、一肥料包装袋上印有12-12-12，表明该肥料含有：a 12%N,12%P2O5 ,12%K2Ob 12%N,12%P,12%Kc 12 N:12 P2O5:12 K2Od 12%N2O,12% P2O5 ,12% K2O10、土壤的CEC、盐基饱和度、Eh分别反映了土壤的：a 供肥性、保肥性、耕作性b 保肥性、供肥性、酸碱性c保肥性、供肥性、氧化还原性 d 保水性、保肥性、氧化还原性四、判断题（正确的打“＋”，错的打“－”。
土壤肥料学简答题
（1）表现在：①耕作的难易程度②耕作质量的好坏③耕期的长短
（2）影响粘结性与黏着性的因素：①土壤的质地②土壤的含水量③土壤结构④腐殖质的含量⑤土壤代换性阳离子
影响可塑性的因素：①水分含量②土壤质地③代换性阳离子④土壤中的有机质
3，该元素必须直接参与植物的新陈代谢或物质构成，对植物起直接作用。而不是改善植物生长环境的间接作用。
高等植物必须营养元素有17种，即氢、氧、碳、氮、磷、钾、钙、硫、镁、铁、铜、硼、锰、锌、钼、氯和镍。
2.土壤养分向根表迁移的方式有哪些？
有：截获、扩散和质流。
3.主动吸收和被动吸收各有什么特点？
钾素固定与以下因素有关：①粘土矿物类型②土壤水分状况,干燥是固钾首要条件③土壤ph值，随ph值增高而增强④铵离子多少⑤质地越粘，固钾越强⑥钾盐种类，固钾能力:KHPO4<KNO3<KCL<K2SO4<K2CO3
（2）土壤导热率：导热率低的土壤，昼夜温差大，而导热率打的土壤则相反，土温平稳，昼夜变幅小。且土壤导热率与土壤土壤容重成正比
（3）土壤热扩散率：
3、土壤空气及土壤温度对植物生长有何影响？如何进行调控？
土壤空气对植物生长的影响：①影响种子萌发；②影响根系的发育；③影响根系吸收功能；④影响土壤微生物活动和养分状况；⑤影响植物生长的土壤环境状况
主动吸收的特点：（1）养分吸收有选择性；（2）消耗能量
被动吸收的特点：（1）养分吸收无选择性；（2）不需要消耗能量
4.与根部营养相比较，叶部营养有哪些特点？
1、叶面直接吸收养分，防止养分在土壤中被固定转化；2、叶部营养能及时满足作物对养分的需求，叶部对养分的吸收速率大于根部，见效快；3、能直接促进植物体内的代谢作用，促进根部营养4、叶部营养效益好，是一种经济有效的施肥方式。
土壤学课件第四章土壤水肥气热四大肥力因素
依靠毛细管的吸引力而被保持在土壤孔隙中的 水分，称毛管水。
毛管水的上升高度: h = 0.15 / r（cm）
一般只有砂土到细砂和粗粉质土才符合这个规律，而从中、 重壤土开始至粘土，反而是质地愈粘重，毛管水上升高度愈 低。这是因为极细孔隙中的水分为相当强的吸附力所影响， 粘滞度高，很难移动。
h 壤土
21
（三）重 力
当土壤含水量达到田间持水量后，若继续供水，则水分将在 重力作用下向下流动，或者湿润下面土层，或是流入地下水， 成为地下水的给源，这部分不被土壤所保持而在重力支配下向 下流动的水称重力水。
当土层内的孔隙全部被水充满时的含水量称饱和蓄水量或全蓄水量。
重力水也是植物有效水,但在饱和含水量时,一般旱作将 因氧气不足而不能生活,但对水稻来说,重力水是必需的。
（1）土壤有机氮的C/N比 （2）土壤含水量 （3）施肥
6
2、无机态氮的转化
NH3
挥发
硝化作用
NO3-
NH4+=NH3 +H+
无机胶体 表面的铵
粘土矿物固定
生物氮
层状硅酸盐矿 物层间NH4+
有机固相 结合态铵
（1）氨的挥发
（2）硝化作用
（3）反硝化作用 粘粒矿物晶格固定
（4）氮的固定
无机氮的生物固定
31
32
三、土壤含水量的表示方法和土壤水分测定
（一）土壤含水量的表示方法
⑴ 质量百分含量θm
水分重
= 烘干土重 ×100%
⑵ 容积百分含量θv
=
水的容积 土壤容积
×100 %=
θm ×容重
⑶ 土壤贮水量 Dw = θm × h h—土层厚度(mm)
《土壤地理学》课后答案
1 怎样理解土壤在地理环境中的地位和作用，以及土壤和人的关系？地位及作用：土壤是地球表层系统的组成部分，处于人类智慧圈、大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面和相互作用交叉带，是联系有机界和无机界的中心环境节，也是结合地理环境各组成要素的纽带。
P6～P7土壤与人的关系：为绿色植物光合作用提供协调水分、养分、温度、空气等营养条件，向人类和陆生动物提供食物、纤维物质，故土壤是人类发展的重要自然资源；通过土壤形成发育过程分解和净化人类生存环境中的污染物和废弃物，因而土壤即是陆地生态系统食物链的首端，又是维持生存环境质量的净化器。
2 解说土壤剖面中的新生体和侵入体，并说明研究它们的意义。
新生体：在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质称为新生体。
新生体是判断土壤性质，土壤组成和发生过程等非常重要的特征。
侵入体：位于土体中，但不是土壤形成过程中聚积和产生的物体。
一般常见耕作土壤，是判断人为经营活动对土壤层次影响所达到的深度，以及土层的来源等的重要依据。
3 土壤形态是怎样形成的，研究土壤形态的意义是什么？、土壤形态指土壤和土壤剖面外部形态特征上，包括土壤剖面构造、土壤颜色、质地结构、土壤结持性、孔隙度、干湿度、新生体和侵入体。
4 人类应该以什么样的态度来看待和利用土壤？5 土壤的基本组成是什么？如何看待它们之间的关系？土壤由固相、液相和气相物质组成。
土壤的三类基本物质构成了一个矛盾的统一体，它们互相联系、互相制约，为作物提供必需的生活条件，是封肥力的物质基础。
6 结合我国土壤粒径分级系统，简述进行土壤粒径分级的意义和作用？中国土壤料径分级系统为<0.001mm为黏粒 0.001mm~0.005mm为粗黏粒0.005~0.01为细粉粒 0.01~0.05为粗粉粒0.05~0.25为细砂粒 0.25~1.0为粗砂粒1.0~3.0为细砾 3.0~10.0为粗砾>10.0为石块。
土壤的热性质土壤的热平衡一土壤热来源与土壤吸热性
第二节土壤的热性质一、土壤的热平衡(一)土壤热来源与土壤吸热性热量来源：太阳和其他星球的辐射热地壳深部的地热土壤中物理、化学反应产生的热土壤中生物生命活动产生的热能。
一般情况下，土壤中物理化学反应及土壤中生物生命活动产生的热能不大，相比之下，土壤热量几乎全部来源于太阳的辐射能。
(二)土壤热消耗与土壤散热量土壤内部提高土温的热量只占到达地表有效辐射的5-15%，而乱流热交换与蒸发散热消耗的热量则占90%左右。
蒸发散热(潜热)与乱流热交换的热量(显热)之间的比例主要受地面湿润条件控制。
在土壤水分充足时，蒸发耗热的比例大，在土壤干燥时，乱流热交换的热量损耗则超过蒸发耗热。
土壤向大气散失热量的性能称为土壤的散热性，与土壤的蒸发强度、土表温度有关。
(三)土壤的热平衡热量平衡：是指土壤热量的收支状况。
Q=E-Q1-Q2-Q3，E-太阳辐射能；Q1-地表辐射能；Q2-土壤水分蒸发消耗；Q3-其它方式消耗能量。
二、土壤的热特性土壤接受热量后，土温升降的速率及变化幅度主要决定于土壤的热性质，土壤的热性质主要包括(一)土壤的热容量单位重量或单位体积的土壤，温度每升高或降低1K 时所吸收或放出热量的焦耳数叫做土壤热容量 。
以重量为土壤计量单位时，叫重量热容量，用C 表示，单位为J/Kg·K 。
用容积为土壤计量单位时，叫容积热容量，用Cv 表示，单位为Jm 3/K ，换算：Cv=C×ρ影响土壤热容量大小的因素主要为土壤含水量表土壤组成物质的热容量和密度(二)土壤的导热性土壤热量由热量高处向热量低处传导。
土壤传导热量的性能即土壤导热性。
导热率是指单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量，单位J/cm.s.℃影响土壤导热率大小因素是： ①土壤含水量；②土壤松紧度，主要影响因素是土壤的孔隙度。
当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙被空气占领，导热率就小。
当土壤湿润时，土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。
土壤学复习资料
（0）绪论1、土壤肥力的生态性相对性（1）土壤肥沃或者不肥沃是针对植物而言的，应从植物的生态要求出发来认识土壤肥力的生态相对性。
（2）如果植物的生态要求和土壤所能提供的生态性质不一致，即使土壤具有丰富的物质和能量，植物也不能利用或利用很少。
（3）通俗意义上讲的土壤肥力高低，如果不指明植物，一般只能说明其有机质和养分的高低及适宜的物理性质。
2、土壤肥力的量化指标（1）以地上部分生物量来评价（2）以土壤的某些性质和养分数值来评价如：土层厚度、土壤质地、pH值、有机质含量、养分含量、全氮等。
3、肥力的影响因素水气热：受土壤中不同粗细颗粒的控制。
土壤颗粒的粗细取决于母岩中稳定性矿物和易分解矿物的比例。
养分：(1)受母岩释放的养分多少控制。
土壤养分取决于母岩中含有的盐基离子即金属离子的数量。
(2)受土壤细粒部分吸持养分能力的影响。
一、土壤矿物质1、层状硅酸盐粘土矿物（是胶体的主要成分）（一）构造特征：（1）硅氧四面体，硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位。
（2）铝氧八面体3、单位晶层：1:1型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成。
硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。
这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。
2:1型单位晶层：由两个硅片夹一个铝片构成。
两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。
这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。
2:1:1型单位晶层：在2:1单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或水铝片，这样2:1:1型单位晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片（或铝片）构成。
4、同晶替代：同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。
2、土壤中同晶替代的规律1）高价阳离子被低价阳离子取代的多；因此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。
土壤地理学复习重点（整理）解析
⼟壤地理学复习重点（整理）解析1.⼟壤：⼟壤是覆盖在地球陆地表⾯上能够⽣长植物的疏松层。
2.⼟壤肥⼒：⼟壤肥⼒是指⼟壤为植物⽣长供应和协调养分、⽔分、空⽓和热量的能⼒。
3.⼟壤系统：⼟壤系统是由固相（矿物质和有机质）、液相（⼟壤⽔分和⼟壤溶液）和⽓相（⼟壤空⽓）三相物质相互联系、相互作⽤组成的有机整体，表现出肥⼒、能量交换和净化功能。
4.⼟壤⽣态系统：⼟壤与其地上部⽣物和地下部⽣物之间进⾏复杂的物质与能量的迁移、转化和交换，构成⼀个动态平衡的统⼀体，成为⽣物同环境之间进⾏物质和能量交换的活跃场所。
5.⼟壤圈：覆盖于地球陆地表⾯和浅⽔底部的⼟壤所构成的⼀种连续体或覆被层，犹如地球的地膜。
6.单个⼟体和聚合⼟体：单个⼟体是⼟壤剖⾯的⽴体化形式，作为⼟壤的三维实体，其体积最⼩。
⾯积的⼤⼩取决于⼟壤的变异程度。
聚合⼟体，两个以上的单个⼟体组成的群体，称为聚合⼟体。
7.⼟壤剖⾯：从地⾯垂直向下的⼟壤纵断⾯称为⼟壤剖⾯。
8.⼟层：⼟壤剖⾯中与地表⼤致平⾏的层次，由成⼟作⽤⽽形成的，因此，称为⼟壤发⽣层，简称⼟层。
9.⼟壤的组成包括哪些？它们之间的相互关系如何？（1）⼟壤组成：⼟壤是由固相（矿物质、有机质）、液相（⼟壤⽔分）、⽓相（⼟壤空⽓）等三相物质组成的。
（2）相互关系：⼟壤固相（矿物质、有机质）、液相（⼟壤⽔分）、⽓相（⼟壤空⽓）之间是相互联系、相互转化、相互作⽤的有机整体。
10.⼟壤矿物质包括哪些类型？什么叫原⽣矿物？⼟壤中主要原⽣矿物有哪些？它们的性质如何？（1）⼟壤矿物质包括：⼟壤矿物质主要来⾃成⼟母质，按其成因可分为原⽣矿物和次⽣矿物两⼤类。
（2）原⽣矿物：指各种岩⽯受到不同程度的物理风化，⽽未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造均未改变，颗粒较粗，有些表⾯可能受到轻微蚀变，内部结晶仍然完好。
（3）⼟壤中主要原⽣矿物及性质①硅酸盐、铝硅酸盐类矿物：是⼟壤多种营养元素的来源。
②氧化物类矿物：这些矿物都极稳定，不易风化、对植物的养分意义不⼤。
《土壤肥料学》复习思考题
《土壤肥料学》复习思考题绪论1. 土壤肥料在农业生产中有哪些作用？隐藏答案2. 为什么说土壤是一种再生自然资源？隐藏答案3. 土壤肥力的几种观点是什么？隐藏答案4.土壤科学与期其他学科的关系？隐藏答案第一章土壤的形成与演变1. 土壤主要的成土矿物和岩石有哪几种? 隐藏答案2. 矿物岩石的风化作用有几种类型? 隐藏答案3. 岩石、母质、土壤之间有何差异联系？隐藏答案4. 简述土壤形成因素的作用？隐藏答案5. 为什么说大、小循环矛盾的统一是土壤形成的本质？隐藏答案6. 人类活动对土壤形成有什么作用？隐藏答案第二章土壤的物质组成1. 各级土粒的理化特性有什么不同？它们对土壤肥力的影响有何差异？隐藏答案2. 什么是土壤质地？常见的土壤质地分类方法有哪几种？隐藏答案3. 不同土壤质地对土壤肥力有何影响？隐藏答案4. 土壤有机质对土壤肥力有哪些作用？隐藏答案5. 怎样合理调节土壤有机质？隐藏答案6. 何为土水势？它包括哪几个分势？土水势和土壤水吸力有何异同点？隐藏答案7. 什么是土壤土壤水分特征曲线？它有何作用？隐藏答案8. 土壤空气与大气组成有何不同？产生的主要原因有哪些？隐藏答案第三章土壤的基本性质1.土壤胶体带电的原因？隐藏答案2．土壤阳离子交换作用的特征？隐藏答案3.土壤活性酸与潜在酸的关系？隐藏答案4．土壤的缓冲作用机理？隐藏答案5．土壤结构体的形成机理？隐藏答案6．为什么说土壤水对土壤温度的影响最大？隐藏答案7．什么是土壤的生产性能？隐藏答案第四章我国主要土壤类型及改良利用1.土壤的地带性在农业、林业生产上有何重要意义？隐藏答案2.人为活动对土壤形成有何影响？隐藏答案3.土地形成条件对土壤形成有何重要影响？隐藏答案4.举例说明我国土壤分布的地带性。
隐藏答案5.举例说明土壤的形成过程。
隐藏答案6.试述中国土壤分类系统和中国土壤系统分类的区别。
隐藏答案7.试述如何合理开发利用我国土壤资源？隐藏答案第五章土壤管理1.我国耕地资源与土壤资源各有什么特点？隐藏答案2.如何合理保护我国土壤资源？隐藏答案3．什么是土壤退化？有哪几种主要类型？隐藏答案4．简述我国土壤退化的主要原因、特点与综合防治措施。
土壤水分平衡、土壤空气的运动、土壤热量与土壤热性质
其土壤含水量的变化应等于其来水水增加，负值表示减少。
田间土壤水分收支示意图P 下渗水 D 降水灌溉 I上行水 U根据田间土壤水分示意图，可列出土壤水分平衡的数学表达式：P+l+U=E+T+R+In+D+△W式中:△W 表示计算时段末与时段初土体储水量之差(mm);公式中左侧为水分进入量；而右侧则为水分支出量。
当△W 为零时，说明，土层中水分无增无减，即收支平衡。
植物冠层截流 ln蒸腾、蒸发ET 径流损失 R动，并不断地与大气进行交换。
如果土壤空气和大气不进行交换，土壤空气中的氧气可能会在12~40h消耗殆尽。
土壤空气运动的方式有两种：对流和扩散。
（一）对流定义：是指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体的整体流动，也称为质流。
土壤与大气间的对流总是由高压区流向低压区。
低压对流方向：高压总压力梯度的产生：气压变化、温度梯度、表面风力、降雨或灌溉、翻耕。
土壤空气对流方程式:q v = -(k /η) ▽pq v—空气的容积对流量（单位时间通过单位横截面积的空气容积);k —通气孔隙透气率;η —土壤空气的粘度;▽p —土壤空气压力的三维梯度。
空气对流量随着土壤透气率和气压梯度的增大而增大。
（二）扩散定义：在大气和土壤之间CO2和O2浓度的不同形成分压梯度，驱使土壤从大气中吸收O2，同时排出CO2的气体扩散作用，称为土壤呼吸。
是土壤与大气交换的主要机制。
扩散过程气相扩散液相扩散通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤间的气体交流作用通过不同厚度水膜的扩散（二）扩散这两种扩散过程都可以用费克（Fick）定律表示：qd = - Ddc/dxqd — 扩散通量（单位时间通过单位面积扩散的质量);“-”— 表示方向D — 在该介质中扩散系数（其量纲为面积/时间);dc/dx — 浓度梯度对于气体来说，其浓度梯度常用分压梯度表示：qd = - (D/B) (dp/dx )B — 偏压与浓度的比扩散系数D值的大小取决于土壤性质,通气孔隙状况及其影响因素(质地、结构、松紧程度、土壤含水量等)（一）土壤热量来源太阳辐射能：土壤热量的最根本来源。
名词解释2
双电层：当静电力于扩散力相等时，带电胶体表面与溶液的界面上会形成由一层固相表面电荷和一层溶液中相反电荷非均匀分布的空间结构，为双电层
同晶替代作用：粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。
氧化还原电 位：由于溶液中氧化态物质和还原态物质的浓度关系而产生的电位。
土壤质地：按照土壤机械组成与否而划分的土壤组合。
土水势：标准大气压下等温可逆地转移无限少量的自由水面得纯水到土壤中某一点，每单位数量的水所需要做的功。
土壤盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分数。
硝化作用：把铵离子转化成亚硝态氮。
阳离子交换 量：土壤所能吸附和交换的阳离子的容量。
毛管持水量：地下水位较浅时，毛管上升水达到最大时的土壤含水量。
毛管孔隙：又称小孔隙。具有明显毛管作用的孔隙。
吸 湿 水：受吸附力作用最强、最靠近土壤颗粒表面的水分子层。
膜 状 水: 在吸湿水分子层外，受吸附力作用存在的水膜。
毛 管 水: 被保持在土壤毛细管孔隙中的水。
容积热容量：单位容积土壤每升高1℃温度时所需的热量。
土粒：坚硬的岩石矿物经过一系列风化、成土过程之后形成的大大小小的颗粒物统称为土粒。
土壤导热率：单位温度梯度下，单位时间内传递通过单位界面土壤的热量。
土壤肥力： 植物生长期间，土壤供应和协调植物生长所需的水、肥、气、热等要素的能力。
土壤孔隙度：土壤中孔隙体积占土壤总体积的比例。
土壤母质：风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质。
矿 物：矿物是地壳上地幔中的各种化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。
第05章+土壤物理性质(质地和结构)
生物作用
胶结作用
团粒结构形成机制
冻融交 替
水膜的粘 结作用
胶体的凝聚作用
（1）生物作用
根系的穿插作用: 根系的挤压作用: 使大土团破碎成小土团 使小土团组合为大土团
频繁反复的穿插和挤压，易形成团粒结构。
（2）土壤干湿交替作用
湿润土块在干燥过程中由于胶体失水而收缩 干燥土块因吸水而膨胀 使土体出现裂缝而碎，促进各种结构体的形成。
卡庆斯制：二级
国际制：
根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒 (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可 从三角图上查质地名称。
查三角图的要点 以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。 土壤含粉粒>45 --“粉 质” ； 砂粒含量在55%-85%-“砂质”
常见的土壤粒级制 卡钦斯基制 (1957) 石 砾 粗砂粒 物 理 性 砂 粒 物 理 性 粘 粒 粘 粒 粗粘粒 细粘粒 胶质粘粒 粘 粒 粘 粒 粗粉粒 粉 中粉粒 细粉粒 粒 粉 粒 细砂粒 极细砂粒 细砂粒 中砂粒 美国农部制 (1951) 石 砾 极粗砂粒 粗砂粒 中砂粒 细砂粒 粗砂粒 国际制 (1930) 石 砾
3、壤质土主要特性：
•
水、气：大小孔隙数量适中，通气透水性良好
• 热：含水量适宜，土温比较稳定 • 肥：养分含量多，保肥性能好 • 耕性：耕性良好，宜耕期长
砂粘适中，消除了砂土类和粘土类的缺点， 是农业生产上质地比较理想的土壤
将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：
（一）砂质土 农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通
南京市各工程地质层热物性及分布特征研究
第17卷第1期 2021年2月地下空间与工程学报Chinese Journal of Underground Space and EngineeringVol.17Feb.2021南京市各工程地质层热物性及分布特征研究<杨露梅i ，2,苟富刚u ，许书刚“2,朱明君u ，陈明珠i 2(1.江苏省地质调查研究院，南京210018; 2.自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室，南京210018)摘要：地层的热物性是地埋管地源热泵系统设计和运行中最重要的参数，本文通过测试南京市100 m 深度范围内土层的常规物理参教及热物性参数，得到了各工程地质层的含水率、孔隙比、干 密度、导热系数、比热容等，各工程地质亚层平均导热系数分布在1.322~ 2.443 W . m _1 . K —1之间，其中最大、最小值分别为②4e 、②11)4工程地质亚层。
分析了土体常规物理参数与热物性参数 的相关性，黏性土导热系数随着含水率的增加而减小，随着干密度的增加而增大，随着孔隙比 的增加而减小，并得到了黏性土导热系数与含水率、孔隙比、干密度相关性的经验公式，为地埋 管地源热泵的设计提供基础数据和理论支持。
关键词：导热系数，孔隙比，工程地质层，地埋管地源热泵中图分类号：P 314.3文献标识码：A文章编号：1673-0836(2021) 01-0143-05The Distribution Characteristics of Thermal Conductivity and Specific Heat of each Engineering Geological Strata in Nanjing(1. Geological Survey of Jiangsu Province,Nanjing 210018, P.R. China ； 2. Key Laboratory of EarthFissures Geological Disaster, Ministry of Natural Resources ^ Nanjing 210018, P.R. China)Abstract ： Heat transfer performance i s the key factor for the design and operation of the ground source heat pump. In order to analyze the routine physical parameters and the thermophysical parameters of each engineering geological strata group of Nanjing, large amounts of soil samples have been taken to test from less than 100 m depth layer. T he testing parameters include the moisture content, void ratio, dry density, thermal conductivity, specific heat capacity, etc. T h e average thermal conductivity of each engineering geologic subhorizon ranges from 1.322 to 2.443 W • m 1 • KT h e m a x i m u m value is engineering geological subhorizon of ©4e , and the m i n i m u m value i s ②lb4.Factors affecting the soil thermal conductivity are further explored. T h e correlations between the routine physical parameters and the thermophysical parameters of the soil are discussed. Thermal conductivity of the cohesion soil decreases with the soil moisture content augment or the soil void ratio augment, and increases as the soil dry density increases. Empirical formula i s proposed for estimating thermal conductivity of the cohesion soil from the soil moisture content, the soil void ratio and the soil dry density. This study provides the basic data support and theoretical foundation for the ground source heat p u m p system design.K e y w o r d s ： thermal conductivity ； void ratio ； engineering geological strata ； ground source heat p u m p浅层地热能是一种可再生清洁能源，地埋管地地层的变化规律，相同的工程地质层组具有相似的*收稿日期：2020-08-12(修改稿）通讯作者:杨露梅（1987—），女，江西瑞金人，硕士，高级工程师，主要从事地热方面的研究。
名词解释
名词解释土壤: 陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。
土壤学:研究土壤的形成分类分布制图和土壤的物理化学生物学特性肥力特征以及土壤利用改良和管理的科学。
土壤肥力: 土壤能供应与协调植物正常生长发育所需的养分和水、气、热的能力。
自然肥力：土壤在自然因子即气候生物母质地形和年龄的综合作用下发生发展起来的肥力，是自然成土过程的产物。
人为肥力：在耕作施肥灌溉及其它技术措施等人为因素影响下产生的肥力。
潜在肥力：土壤肥力因受环境条件以及土壤管理等技术水平的限制，而没有直接表现出来的那部分肥力称为潜在肥力。
有效肥力由于土壤性质、环境条件技术水平的限制，只有一部分肥力在当季生产上表现出来产生经济效益，这部分肥力称为有效肥力。
土壤生产力土地生产力: 或称土地潜力，土地在一定条件下可能达到的生产水平。
既反映土地质量的好坏，又表明土地的生产能力。
土壤圈:地球表面与大气圈、水圈、生物圈及岩石圈相交界并进行物质循环、能量交换的圈层土壤生态系统: 是土壤中生物与非生物环境的相互作用通过能量转换和物质循环构成的整体。
原生矿物: 在内生条件下的造岩作用和成矿作用过程中，同所形成的岩石或矿石同时期形成的矿物，其原有的化学组成和结晶构造均未改变。
次生矿物: 在岩石或矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物，其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。
同晶替代:矿物结晶时，有些原子（离子）可被性质相似大小相近的其他原子（离子）替换并保持原来的结构。
土壤有机质：是指土壤中的动植物残体微生物体及其分解合成的有机物质的总称。
土壤腐殖质: 不是一种纯化合物，而是代表一类有着特殊化学和生物本性的构造复杂的高分子化合物。
由此可知，腐殖质是土壤中有机物存在的一种特殊形式，是土壤有机质存在的主要形态。
土壤矿质化过程：是指复杂的有机化合物在微生物的作用下分解为简单化合物，同时释放矿质养分的过程。
土壤学(第六章) 土壤空气和热量状况
三、土壤热量平衡(soil heat balance)
地面辐射平衡是土壤热量平衡的基础，但后者 对土壤热量状况的影响更显著。 当土面获得的太阳辐射能转换为热能时，其大 部分热量消耗于土壤水分蒸发和土壤与大气之间的 湍流热交换，一小部分被生物活动所消耗，只有很
少部分通过热交换传导至土壤下层。
土壤学 资源环境学院土地资源与农业化学系
和状态，限制团聚体内部的通气性状。所以紧实的大团
块，即使周围大孔隙通气良好，在团块内部仍可能是缺 氧的。所以通气良好的旱地也会有厌气性的微环境。
土壤学 资源环境学院土地资源与农业化学系
六、土壤通气指标
1.土壤孔隙度
总孔隙度50～55%或60%，其中通气孔度要求
8～10%，最好15～20%。这样可以使土壤有一定 保水能力又可透水通气。 2.土壤呼吸强度(intensity of soil respiration) 单位时间通过单位断面(或单位土重)的CO2数量 土壤呼吸强度不仅可作为土壤通气指标，而且是 反映土壤肥力状况的一个综合指标。
土壤学 资源环境学院土地资源与农业化学系
土壤向大气释放温室气体，因此说土壤是大气痕
量温室气体的源。
土壤对大气中温室气体的吸收和消耗，称为汇。
五、土壤空气的运动
1.土壤空气的对流(convection) 土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体流动，
也称质流。对流由高压区流向低压区。
总压力梯度的产生：
土壤学 资源环境学院土地资源与农业化学系
气压变化、温度梯度、土壤表层风力、降水或灌溉 等。 土壤对流公式：qv=-(k/η )▽p qv—空气的容积对流量（单位时间通过单位横截 面积的空气容积）；
k—通气孔隙通气率；
土壤的热扩散率名词解释
土壤的热扩散率名词解释热扩散率是描述物质传热能力的一个物理属性。
在材料科学中，热扩散率通常用来描述材料对热的传导速度。
而在土壤学中，热扩散率则是用来评估土壤的热传导能力。
通过深入了解土壤的热扩散率，我们可以更好地理解土壤的热传导特性及其对大气温度、植物生长和水循环等问题的影响。
土壤是地球上最重要的自然资源之一，它不仅是植物生长的基质，也是水和气体的储存和传导介质。
土壤中的微生物活动、根系生长、水分运移等现象与土壤的热传导紧密相关。
而热扩散率则是衡量土壤体系对热流传输的基本参数。
热扩散率分为水平热扩散率和垂直热扩散率。
水平热扩散率（λh）是指土壤中热流在水平方向上的传导能力。
对于水平热扩散率的测量，通常采用热流计（Heat Flow Meter）或热蒸发法（Thermal Evaporation Method）等方法。
水平热扩散率的数值大小取决于土壤的物理性质，如土壤质地、水分含量、有机质含量等。
一般来说，水分含量越高，土壤中的热传导效果就越好，因此水分对土壤的热扩散率具有重要影响。
垂直热扩散率（λv）是指土壤中热流在垂直方向上的传导能力。
垂直热扩散率的测量比较复杂，需要考虑土壤的组分结构和孔隙度等因素。
垂直热扩散率是土壤对热传导的最主要影响因素之一，对于研究土壤的热传导特性和温度分布具有重要意义。
了解土壤的热扩散率不仅对于农业生产有着重要参考价值，也对于环境保护和气候变化研究等方面具有重要意义。
首先，对于农业生产来说，热扩散率可以帮助我们更好地理解土壤热传导的机制和规律，从而指导合理的农作物栽培、土壤水分管理和农业节水措施的制定。
了解土壤的热扩散率有助于更好地掌握土壤热传导速度和热量分布，从而提高农业生产的效益和可持续性。
其次，对于环境保护来说，热扩散率的研究可以帮助我们更好地了解土壤湿度、温度和气体运移等过程，从而改进土壤污染防治和生态系统保护的策略。
土壤热扩散率的变化会影响土壤中气体的扩散速率，进而影响大气与土壤之间的热交换和物质交换过程。
土壤学习题集
A. 小于 10：1 B. 小于 25-30：1 C. 大于 25-30：1
35. 新鲜多汁的有机物质比干枯秸秆的分解速率
。
A. 快
B. 慢 C. 相同
36. 土壤腐殖酸的主要组分是
。
A. 胡敏酸和胡敏素 B. 富啡酸和胡敏素 C. 富啡酸和胡敏酸
37. 腐殖质整体呈
色。
A. 黑 B. 白 C. 绿
二、问答题 1、影响土壤有机质分解的因素有哪些？ 2、土壤与土地有什么区别？ 3、怎样才能充分利用土壤的肥力？ 4、土壤具有哪些特征？ 5、什么是原生矿物和次生矿物？ 6、试述下列矿物含有的主要营养元素：正长石、斜长石、白云母、黑云母、角 闪石、辉石、橄榄石。 7、1：1 型矿物和 2：1 型矿物的硅酸盐层有什么区别？ 8、简述高岭石、蒙脱石和伊利石的性质。
24. 粘土矿物由
组成。
A. 层状硅酸盐矿物 B. 氧化物和水化氧化物 C. 层状硅酸盐矿物、氧化物和水化氧化物
25. 土壤粘土矿物以
电荷为主。
A. 正 B. 负 C. 零
26.
在高温、潮湿、风化程度很深的红色土壤中存在的主要氧化铁矿物是
。
A. 针铁矿 B. 赤铁矿 C. 褐铁矿
27. 大量的针铁矿存在，会使土壤呈
14. 地壳中元素含量居前四位的元素为
。
A. 氧、硅、铁、铝 B. 氧、碳、铁、铝 C. 氧、碳、氢、铁
15. 层状硅酸盐矿物晶格的基本结构单位是
。
A. 硅氧八面体和铝氧四面体 B. 硅氧六面体和铝氧四面体 C. 硅氧四面体和铝氧八面体
16. 层状硅酸盐矿物根据晶层结构不同分为
。
A. 1：1 型和 2：1 型 B. 1：1 型和 2：1：1 型 C. 1：1 型、2：1 型和 2：1：1 型
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草甸土各层热扩散系数曲线
T hermal diffusiv ity curv es o f meado w soil in each so il lay er
图4 Fig . 4
风沙土各层热扩散系数曲线
T hermal diffusiv ity cur ves of aeolian soil in each soil layer
土样名称 砂粒 ( 0. 05~ 2 mm) 粉粒 ( 0. 002~ 0. 05 mm) 粘粒 ( < 0. 002 mm) 土壤质地分类
图1 F ig . 1
非稳态一维导热区域离散化 Discretization of unstable o ne
1. 3 试验方法 土壤热特性试验系统采用非稳态方法, 该系统 用来监测在供热情况下 , 竖直土柱中各层土壤温度 随时间变化的瞬态过程 , 试验装置见图 2, 试验器材 主要有双杰牌电子天平 ( 感量 0. 1 g) , sy821 2 型转 换开关 , 250 W 红外灯, 电子温度计 ( 精度 0. 1 ∃ ) , 保温筒 , 有机玻璃筒。 在有机玻璃筒距表层 0 cm 、 2 cm 、 4 cm 、 6 cm 、 8 cm 、 10 cm 处开孔, 6 个孔将筒体分为 5 层, 层厚度 为 2 cm , 筒内装填待测土样后 , 将温度传感器水平 插入孔内, 试验过程中土柱与供热源间距固定, 开启 热源后每隔 5 m in 记录电子温度计读数 , 温度梯度 稳定后终止试验。
( 3) ) , 表示为导热
率与体积热容量之比 D q = K q / Cv , 因为土壤热传输 是一个包含热传导和多孔热对流的复杂过程, ( 3) 式 将土壤热扩散过程视为一个总体过程 [ 3] 。
收稿日期 : 2009 06 11; 改回日期 : 2009 10 20 基金项目 : 国家 十一五 科技支撑计划项目 ( 2006BA D 2610) ; 科技部国际合作项目 ( 2007D FA90570) 资助 作者简介 : 刘经星 ( 1985 ! ) , 男 ( 汉族 ) , 湖北十堰人, 硕士研究生。主要研究方向地表创面生态修复。 Emai l: liujin gxing@ yeah. net * 通讯作者 : 梁玉祥 ( Em ail: lyxg s623a@ 163. com )
dimensional heat tr ansfer r egion
对于 ( 3) 式 , 可采用其显式差分格式求得热扩散 率, 表示为 : T i, j + 1 - T i, j T = Dq t 得: ( z ) ( T i, j + 1 - T i, j ) ( 5) ( T i+ 1, j - 2T i, j + T i- 1, j ) t 若已测得不同位置上土体 温度随时间变 化过 Dq = 程, 则可根据上式计算热扩散率。 1. 2 供试土样的基本性质 供试土样分别为采自西藏自治区山南地区雅鲁 藏布江河谷地带的湿地草甸土、 风沙土和高山草原 土。雅鲁藏布江河谷沙漠化土地分布广泛 [ 7- 10] , 因 此选择该区风沙土进行土壤热扩散研究具有较好的 代表性。对原状土封存后在实验室内测定其全氮、 全磷、 全钾含量 , 全 N 用半微量凯氏法测定 ; 用氢氧
表2 Table 2
3 种土 样质地分类
Texture classification of three soil samples
草甸土 58. 314% 37. 517% 4. 169% 沙壤土 风沙土 95. 703% 3. 083% 1. 214% 重砂土 高山草原土 99. 799% 0. 199% 0. 002% 重砂土
深度即距筒顶 6 cm 处 , 同样的辐射条件下 , 高山草 原土热扩散系数最大 ( 图 8) 。由此可知, 在光照 15 ~ 85 min 内, 高山草原土热扩散主要发生在表层以 下 2 cm 的薄层内, 风沙土热扩散已向下推移 , 高山 草原土地热扩散已深入至表层以下 6 cm 处。可见 土壤养分含量越高 , 越能阻碍土壤的热扩散, 即阻碍 热量向蒸发面的传递, 降低蒸发速率 , 保持植被根系 层良好的水文条件。
第 30 卷 第 3 期 2010 年 5 月
中
国
沙
漠
JO U RN A L O F DESERT R ESEA RCH
V ol . 30 N o. 3 M ay 2010
文章编号 : 1000 694X ( 2010) 03 0577 05
质地对土壤热扩散率的影响
刘经星 , 李春桃 , 梁玉祥
验室 ; 北京师范大学 防沙治沙教育部工程研究中心 , 北京 100875)
[ 6]
表1 Table 1
土样名称 高山草原土表层 风沙土表层 草甸土表层
3 种土 样养分含量
Organic content of three soil samples
全氮 / ( g # kg - 1 ) 0. 057 0. 043 0. 067 全磷 / ( g # kg - 1 ) 0. 074 0. 153 0. 357 全钾 / ( g # k g - 1) 0. 052 1. 560 1. 778
580
中
国
沙
漠
第 30 卷
图5 F ig . 5
高山草原土各层热扩散系数曲线
T hermal diffusiv ity cur ves of steppe soil in each so il layer
气性好, 土壤颗粒间接触热阻大, 因此导热率小 , 热 量传导速度较慢。 2. 2 同一深度不同土样热扩散率变化趋势
- 3
( 2) #∃
-1
式中: 左边是单位体积内能量随时间的改变, 右边是能 量的净输入, Cv 为土壤体积热容量( J # cm C v = c, (J #g
- 1
),
为土 壤 密度 ( g # cm #∃
- 1
- 3
) , c 为土 壤 比热
) , t 为时间( s) 。
假设研究的土壤有这 样的特性 : 各向同 性、 均 一 ; 土壤水含量不随土壤深度 变化, 或 者其变化对 C v 和 K q 的影响可以忽略不计, 即垂直方向上土壤 的热性质是均一的。假设能量交换仅仅发生在垂直 方向上 , ( 2) 式则被简化为固体内的热传导方程[ 2] , 即: T = Dq 2T t z2 式中: D q 为土壤热扩散率 ( cm # s
1
1
1*
, 张春来
2
( 1. 四川大学 化工学院 土壤生态修复材料研究中心 , 四川 成都 610000; 2. 北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实
摘 103
要 : 土壤热性质的研究是分析地表 能量平衡 的重要 途径之 一 , 土壤热扩 散率是 表征土 壤热性 质的重 要参数。 cm2 # s - 1 , 并随着时间的推移逐渐减小 ; 土壤质地越轻土 墒条件越好热量传输速度越慢。 文献标识码 : A
-3 - 3 - 3
H ort on 等曾对各种土壤热扩散系数计算方法 进行了分类, 常用的方法有振幅法、 位相法、 反正切 法、 对数法、 数值法、 谐波法[ 4] 。不同的方法做了不 同的假设, 其结果也有一定差异。H orton 等分析了 这 6 种方法的可靠性, 发现数值法和谐波法所得结果 最可靠[ 5] 。本文采用数值法计算土壤热扩散系数。 土壤温度是随时间和空间连续变化的, 可利用 有限差分法将时间和空间离散化 。为分析方便 , 建立互相正交的空间 z 和时间 t 的坐标系 ( 图 1) 。 沿 z 方向将 L 分为等间距的 n 个单元 , 结点编号为 i, i = 0 , 1 , %, n , 步长为 z 。将时间坐标划分为时 间步长为 t 的时段 , 结点编号为 j , j = 0 , 1, %。
cm # s , 且随着时间的推移热扩散率逐渐
2 - 1
减小 , 这与时间 t 为无限长时温度梯度趋于稳定而 热扩散系数 D q & 0 是一致的。图 3 草甸表 层土样 中, 同一时刻 2 cm 深处热扩散率大于其他层; 图 4 风沙土表层土样中, 同一时刻 4 cm 深处热扩散率高
图3 F ig . 3
单位体积土壤所吸收或放出的 热量引起的温 度变 化。 由图 3~ 图 5 可知 , 风干土热扩散率都小于 1. 4 ∀ 10
- 3
于其他层; 图 5 退化的高山草原表层土样中, 同一时 刻 6 cm 深处热扩散率高于其他层。表层土壤的养 分分析表明 : 草甸土> 风沙土 > 高山草原土 ( 表 1) ; 质地由轻至重: 草甸土< 风沙土 < 高山草原土。可 见土壤养分含量越高质地越轻, 温度变化最大层越 靠近地表, 而随着土壤养分含量的降低及土粒变粗, 温度变 化 最 大层 向 地 表以 下 推移。这 是 由于 养 分 含量较高的土壤容重较小 , 而孔隙度一般较大通
578 1. 1. 2 热传导方程的差分解
中
国
沙
漠
第 30 卷
化钠碱熔法将土壤样品溶融后提取待测液 , 用铝蓝 比色法测定全 P; 火焰光度计测全 K。另取土样经 分散、 风干、 过筛后测定其基本物理性质。颗粒分析 时 , 对于粒径大于 0. 075 mm 的土粒采用筛分法 , 对 筛过 200 目的土粒应用激光粒度分析测试仪分析。 土样养分分析如表 1 所示, 草甸土其 N 、 P、 K 含量均 为最高 , 风沙土 N 含量略低于高山草原土, 其 P、 K含 量高于高山草原图。3 种土样质地分类如表 2, 参照 我国土壤质地分类, 高山草原土及风沙土属重砂土, 但草原土质地较风沙土更粗; 草甸土属沙壤土。同时 测得草甸土、 风沙土、 草原土风干后容重分别为: 0. 716 g # cm , 1. 162 g # cm , 1. 382 g # cm 。