土壤地理学09级113水分和空气.ppt

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1、土壤地理学三、土壤水分和空气三、土壤水分和空气土壤流体组成（一）土壤水分（二）土壤空气掌握土壤水分类型、土壤水分常数掌握土壤空气组成及其运动(一)土壤水水分是土壤的重要组成部分之一，土壤水分含量对土壤形成发育过程及肥力水平高低都有重要的影响作用。土壤水分状况及其运动规律是土壤地理学、资源环境科学的重要研究内容之一。全球水循环中处于土壤水阶段时它的特殊性：土壤水分的保持、运动及有效性1.土壤水分的来源及其耗损土壤水分主要来自大气降水、灌溉水、地下水。此外，水汽的凝结也会增加土壤水分的含量.但这种水分含量

2、很少，不占重要地位。土壤水分的消耗主要有土壤蒸发、植物吸收和蒸腾，水分渗漏和径流损失等，其中地面蒸发和水分渗漏最为重要。2、土壤水的保持与分类水分进入土壤后，因受到分子引力、毛管力等作用，而存在于土壤孔隙中。土壤可保持大量的水分，按表土30cm算，可达50t/亩。植物每生产一公斤干物质，需消耗几百公斤土壤水。根据土壤水存在的不同形态和运动形式，通常把土壤水分划分为以下几种类型：土壤水分类型及有效性土壤水分类型**吸湿水膜状水毛管水重力水（1）土壤吸湿水吸湿水：由土壤颗粒的表面张力所吸附的水汽的分子，称

3、吸湿水。水汽分子与土壤颗粒之间的吸力为31-1万个大气压，不能移动，植物也不能吸收。最大吸湿量：当土壤空气相对湿度达到饱和时，土壤吸湿水含量达到最大值时，称最大吸湿量。（2）土壤膜状水膜状水：被吸附在吸湿水膜外层的水分。膜状水能从水膜厚处向薄处移动，即从湿土向干土移动，但移动速度非常缓慢。膜状水即使含量还高，植物便开始凋萎，植物呈永久萎蔫时的土壤含水量，称凋萎系数。膜状水的最大含量称最大分子持水量。（3）土壤毛管水毛管孔隙中毛管力吸附保存的水分称毛管水。包括：毛管悬着水毛管上升水毛管悬着水借助于毛管力

4、保持在上层土壤的毛管孔隙中的水分，它与来自地下水上升的毛管水并不相连，好像悬挂在上层土壤中一样，故称之为毛管悬着水。毛管悬着水达到最大时的土壤含水量，称田间持水量。毛管上升水是指地下水位较高条件下，地下水沿毛管上升而存在土壤毛管孔隙中的水分。毛管上升水达到最大量的土壤含水量叫毛管持水量。土粒毛管悬着水土粒毛管上升水地下水位重力水重力水：当土壤水分含量超过田间持水量时，多余的水分就会在重力作用下，沿着土壤中的非毛管孔隙（大孔隙）向下渗透，如果没有不透水层的阻隔，它可以一直渗透到地下水中去。土壤所有孔隙都

5、充满水时的含水量称土壤饱和含水量，也称为土壤全持水量。3、土壤水分常数及土壤水分有效性对于一定的土壤，其物质组成及孔隙系统是一定的，因此，能够保持各种形态类型的水分的最大值亦为一常数，称为土壤水分常数，用重量水分百分数表示。土壤水分常数当土壤空气相对湿度达到饱和时，土壤吸湿水含量达到最大值时，称最大吸湿量，又称吸湿系数。植物呈永久萎蔫时的土壤含水量，称凋萎系数。膜状水的最大含量叫最大分子持水量。毛管悬着水达到最大时的土壤含水量，称田间持水量。土壤孔隙全部充满水分时，即为重力水所饱和时的含水量，称为全蓄

6、水量或饱和持水量，饱和系数。水沿着毛管上升毛管作用力范围：0.1-1mm有明显的毛管作用0.05-0.1mm毛管作用较强0.05-0.005mm毛管作用最强〈0.001mm毛管作用消失3、土壤水分常数及土壤水分有效性土壤含水量的表示方法很多，如重量百分数：土壤含水量%土壤水分有效性能被植物吸收利用的土壤水称为有效水。土壤有效水的数量可由土壤水分常数计算：土壤有效水量＝毛管持水量—凋萎系数（田间持水量）土壤水分有效性综合示意图土壤水分有效性主要受土壤质地、结构、有机质含量等影响。不同质地土壤的有效水分含

7、量图土壤A10%土壤B15%水流向何方？砂土粘土4.土壤水的能量概念土壤水和自然界中其他物体一样，含有不同数量和形式的能，经典物理学分别出两种主要形式的能：动能和势能。动能：可忽略不计；势能在土壤水的运动和状态上极为重要。土水势(soilwaterpotential)土水势(soilwaterpotential)是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。土水势包括：基质势(matrixpotential)溶质势（solutepotential）或叫渗透势(osmo

8、ticpotential)压力势(pressurepotential)重力势(gravitationalpotential)以上分势的和为总水势(soilwaterpotential)。在土壤水不饱和情况下，土壤仍保持部分水分，根据热力学第一定律：能量守恒定律，被土壤吸持的水，其自由能减少。在土壤水饱和情况下，水分不但不再被吸持，还可以产生静水压，其能作有用功的自由能增多。（1）基质势（Pm）负值，当土壤饱和时最大＝0土壤含水量越高，基质势也越高。（2）