土壤水分特性曲線

土壤水分特性曲線

當把土壤的含水量對共抽吸力或者更通常是對其作圖時所得的曲線,就稱之為土壤水分特性曲線。

基本介紹

  • 中文名:土壤水分特性曲線
  • 外文名:soil-moisture characteristics curve
概述,砂質土壤,溫度,

概述

由於抽吸力系反比例於含有氣—水彎月面的孔隙的有效半徑,所以,水分特性曲線的斜率對抽吸力作圖即得到土壤中的孔隙大小分布圖;如果有某些孔隙的大小遠比其他孔隙普遍時,則水分特性斜率—抽吸力曲線就特別顯眼。

砂質土壤

砂質土壤的孔隙幾乎總是蜂窩狀的,這就是說,它的孔隙是由具有較大的有效半徑的膨大部分與具有較小的有效半徑的瓶頸部分相連線而組成的。 當濕土乾燥時,即是當水分含量曲線圖式。在抽吸力P時,土壤的含水量可能是之間的任何值分從土壤中被抽出時,孔隙的有效直徑即為那些與空氣接觸形成最大界面的瓶頸部分的直徑,因為在抽吸力還不足以破壞這瓶頸中的彎月面之前,這些孔隙不能是空無水分的。但是,當乾燥的土壤在被水濕潤時,在抽吸力還沒有降低到足以使最大表面的彎月面已經形成之前,這些孔隙就不能充滿水分,只有在最大表面的彎月面形成後,孔隙的其餘部分才立即充滿水分。因此,在任定的抽吸力條件下,土壤所保持的水分,是由濕變乾的土壤多於由乾變濕的土壤。
這種蜂窩狀孔隙之所以能產生滯後回線,還有另一原因,因為當乾燥的土壤濕潤時,有部分的大孔隙含有一些被密閉在孔隙中的空氣,這是由於孔隙的較窄的瓶頸部分充滿水時使空氣成為氣泡狀被封閉起來了。就相當迅速地獲得的滯後曲線而論,這些被封閉的氣泡往往是在相同的孔隙中形成,所以,氣泡的存在對滯後曲線的再現就未必有妨礙。但是,氣泡中的空氣是要緩慢地溶解於水中,並要向外擴散到大氣里去的。這些被禁錮的空氣對滯後曲線的全面影響還沒有詳盡地研究清楚,因為對於一些觀察結果,還無令人滿意的數量上的解釋關於土壤的水分特性曲線,還有另外三點是重要的。首先,結構良好的土壤,在其乾燥曲線上典型地具有一個與團塊間較大孔隙的抽空相對應的轉折點,這些團塊問孔隙在抽吸力低於50毫巴時通常都是完好的。第二,pF水分含量曲線在作物生產上具重要性的大部分水分含量範圍內都趨於成為一條近似直線,對腐殖質供應充足的土壤尤其如此。第三,結構不良的粘土一般都具有不多的大孔隙,所以,粘土必須先施加抽吸力,有時要施加超過1巴的抽吸力才開始失水,或者才開始出現充氣孔隙。這樣一種土壤將具有一條高凸狀的pF一水分含量曲線。因壓實而引起的結構的破壞,不管是由於像拖拉機和農機具在田地上運行之類的交通原因,或由於氣候原因而產生的結構破壞,都會使大孔隙減少,使小孔隙增加,從而提高在中等抽吸力時所能保持的水分數量。

溫度

溫度對水分特性曲線的影響是複雜的。溫度的上升,使氣—水彎月面的表面張力降低,從而降低水分的抽吸力。但是,溫度升高也促使任何禁錮態空氣的容積增大,這又使土壤發生膨脹,從而擴大了孔隙”。這也都使抽吸力降低。這樣一來,兩個效應朝著相同約方向作用,但是,它們的相對強度則要取決於禁錮態空氣的數量以及禁錮態空氣在壓力上的升高導致容積膨脹的容易程度。

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