土壤温度是地表温度和地中温度的总称

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    1简介

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    土壤温度(soil temperature)简称地温(groundtemperature)。地表温度和地中温度的总称。土壤温度的高低,与作物的生长发育、肥料的分解和有机物的积聚等有着密切的关系,是农业生产中重要的环境因子。土壤温度也是小气候形成中一个极为重要的因子,故土壤温度的测量和研究是小气候观测和农业气象观测中的一项重要内容。土壤温度的升降,主要决定于土壤热通量的大小和方向,但也与土壤的容积热容量、导热率、密度、比热和孔隙度等土壤热力特性和土壤含水量有夫。对于非水平地表来说,还与坡地方位和坡度大小有关。

    2成因

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    对一般土壤来说,太阳辐射能是其热量的主要来源,生物热量与地热只是在某些特定的条件下才能发挥作用。 (1)太阳的辐射能。土壤吸收的热量首先决定于到达地球的有效太阳辐射能的数量。在相对少云干旱区,有75%的太阳辐射能可以到达地面。与此相反,在多云湿润区,只有35%~40%的太阳辐射能到达地面。大概只有5%~15%的净辐射在土壤及植被中以热能储存起来。任何特殊地点的太阳辐射能主要决定于气候。但是进入土壤的能量还受到其他因素的影响,如颜色、坡度、植被。众所周知,暗色土壤要比浅色土壤吸收更多的热能,并且红色和黄色的土壤要比白色土壤的温度上升的快,但是这种情况并不含有暗色土壤总是温暖一些的意思。因为暗色土壤通常有机质含量高而且保持着大量水分,水分本身也要升温和蒸发,所以实际情况正好相反。 (2)生物热。微生物分解有机质的过程是放热过程,释放出的热量,一部分被生物用来作为进行同化作用的能源,而大部分用来提高土温。一般来说细菌对于热量的利用系数(指微生物同化的能量占有机物质转化总能量的百分数)很少超过50%,无机营养型的细菌则更低,可见,微生物分解有机物在提高土温上有一定的作用,但是,土壤的有机质含量一般不多,故其作用有限。 (3)地球的内热。地球内部也向地表传热。因为地壳导热能力很差,每平方厘米地面全年从地球内部获得的热量总共也不过54卡,比太阳常数小十余万倍。从地层的20m深处往下,深入20~40m(平均为33m),温度才能增加1℃,所以与太阳辐射能相比,地球热对土壤温度的影响很小。但是,在地热带,如温泉附近,这一因素则不可忽视。

    3危害

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    随着太阳辐射昼夜或季节变化,地表温度亦随之发生周期变化。在每一个温度变化周期里,各出现一次最高值和一次最低值。随着土壤深度的增加,其温度最高或最低出现的时间逐渐延迟。从许多地区图文观测资料得知,土层深度每增加1m,最高(或最低)图文出现的时间延迟20~30d。同时,随着土层深度的增加,土温的年变幅将迅速变小。土温日变化与年变化相类似,表层土温变幅远大于深层土壤,而且>20cm土层日变化曲线几乎呈平行线,也就是说,土壤温度日变化幅度低于年变幅。

    4防御措施

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    1、耕作。耕作措施可以调节土壤,垄作、中耕、深翻、镇压、培土等措施,由于改变了太阳的入射角、土壤空隙度、土壤水分状况等,均可起到调节土壤的作用。“锄头底下有火”,北方早春气温低,当土壤含水量较高时,土温不易上升,对春播和作物出苗不利,可采用深锄,松表土,散表熵,提高地温。作为苗期,早中耕,地发暖,通过深耕,可以提高土温,同时加强土壤的稳温性。起垄种植能增加土壤表面及近地层气温,并有利于排水,据测定,垄作5cm深处,日平均土温能增加2℃~3℃,温度日较差比平地高3℃~4℃,最低洼下湿地和某些作物的良好的耕作种植形势。

    参考资料

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