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土壤温度变化规律及其地温调整措施

花匠小妙招
2024-12-26 02:48

土壤温度是太阳辐射平衡、土壤热量平衡和土壤热学性质共同作用的结果，是决定土壤物理过程以及土壤与大气间的能量和物质交换速率和方向的重要因素。不同地区(生物气候带）、不同时间（季节变化等）和土壤不同组成、性质及利用状况，都不同程度地影响土壤热量的收支平衡。因此土壤温度具有明显的时、空特点。这里讨论土壤温度变化的一般规律。一、土壤温度变化规律随着太阳辐射的季节变化，土壤表面温度有着周期性变化。在一个温度变化的周期里，各出现一次最高温和最低温度。以北方地区土壤温度变化为例，土壤表面最高温度出现于7月，最低温度出现于1月。随着土壤深度增加，最高温度和最低温度出现的时间逐渐落后，到12m处，出现最高温度的时间已是第二年的7月。从一些地区土壤温度观察资料来看，深度每增加1m,最高温度和最低温度出现时间推迟20～30d。随着土壤深度的增加，土壤温度年变化将迅速变小。在土壤某一深度，土壤温度的年变化消失，即达到常（恒）温层。该层深度在低纬度地区为5～10m,在中纬度地区为15～20m,在高纬度地区为20m左右。土壤温度的日变化也具有与土壤温度年变化相类似的特点，随着深度增加，下层土壤温度变化滞后于表层土壤温度的现象更加明显，而且其温度振幅更加减小。一般，土壤表层最高温度出现于13:00左右，而20cm处的最高温度出现在19:00左右。通常每加深10cm,最高温度和最低温度出现时间滞后2.5～3.5h。一般土壤中，土壤温度影响深度很少超过1m。二、土壤温度变化的影响因素影响土壤温度变化的因素是十分复杂的，它们大体上可以分为4个方面：①气象因素，例如与地面太阳辐射有关的纬度、季节及昼夜交替、大气组成、大气密度及混浊度、云层高度、云层厚度、云量，与蒸发有关的风速、气压、相对湿度等；②土壤组成和性质，例如与土壤导热性、导温性、比热容等土壤特性有关的土壤质地、土壤水分、土壤结构、土壤有机质等；③土地位置，例如海拔高度、坡度、坡向等；④土面覆盖状况，例如地表植被或积雪被覆状况、土壤颜色、平坦度等。这里简单介绍海拔高度、坡向与坡度和土壤组成与性质对土壤温度的影响。1.海拔高度对土壤温度的影响。这主要是通过辐射平衡来体现，海拔增高，大气层的密度逐渐减小，透明度不断增加，散热快，土壤从太阳辐射吸收的热量增多，所以高山上的土壤温度比气温高。由于高山气温低，当地面课露时，地面辐射增强，所以在山区随着高度的增加，土壤温度还是比平地的土壤温度低。2.坡向与坡度对土壤温度的影响。这种影响极为显著，主要是由于：①坡地接受的太阳辐射因坡向和坡度而不同；②不同的坡向和坡度上，土壤蒸发强度不一样，土壤水和植物覆盖度有差异，土壤温度高低及变幅也就逗然不同。大体上，北半球的南坡为阳坡，太阳光的入射角大，接受的太阳辐射和热量较多，蒸发也较强，土壤较干燥，致使南坡的土壤的温度比平地要高。北坡是阴坡，情况与南坡刚好相反，所以土壤温度比平地低。在农业上选择适当的坡地进行农作物、果树和林木的种植与育苗极为重要。南坡的土壤温度和水分状况可以促进早发、早熟。3.土壤的组成和性质对土壤温度的影响这主要是由于土壤的结构、质地、松紧度、孔性、含水量等影响了土壤的比热容和热导率以及土壤水蒸发所消耗的热量。土壤颜色深的，吸收的辐射热量多，浅色土壤吸收的辐射热量小而反射率较高。在极端情况下，土壤颜色的差异可以使不同土壤在同一时间的土壤表面温度相差2～4℃，园艺栽培中或农作物的苗床中，有的在表面覆盖一层炉渣、草木灰、土杂肥等深色物质以提高土壤温度。(三）土壤温度的调节调节土壤温度的一般措施有以下几个。1.耕作采用垄作、中耕、深翻、镇压、培土等措施，可以改变太阳入射角或土壤孔隙度、土壤水分状况等，从而调节土壤温度。2.以水调温水分具有大的比热容、热导率和蒸发潜热，土壤含水量还影响土壤反射率。因此调节土壤水分含量对土壤热状况有较大影响。3.覆盖覆盖是调节土壤温度最常用的手段之一，例如覆盖农作物秸秆、塑料薄膜、化学制剂等。4.设置风障、营建防护林等例如在寒冷地区，风障能起到降低风速、减少地面乱流和蒸发耗热的作用，可以有效提高地温。采用塑料大棚、温房、玻璃暖房等设施可控制蔬菜、花卉等生产中的土壤温度状况。参考文献：[1]徐建明.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2019:105-107.转载于公众号：老燕说农