熱通量是描述土壤熱量平衡的重要參數(shù),是地表能量平衡的重要組成部分之一。其變化特征對(duì)土壤水熱耦合過(guò)程、氣候變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要影響。土壤表面吸收太陽(yáng)輻射能后,熱量通過(guò)分子傳導(dǎo)的形式傳遞到深層,使下層溫度升高。相反,當(dāng)土壤表層冷卻下來(lái),溫度降到深層以下時(shí),熱量就從深層向外輸出。
土壤的熱狀態(tài)用溫度來(lái)表示,溫度本身并不是土壤的物理性質(zhì)。土壤溫度是影響森林氣候的重要因素之一,它與植物的生長(zhǎng)密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),植物的根系要求最適宜的土壤溫度為20—25°C。土壤溫度過(guò)高或過(guò)低,都會(huì)影響林木根系的生長(zhǎng)。不同的植被類型和地形條件決定了土壤溫度的變化。土壤溫度直接影響植物的蒸騰作用、根系呼吸和吸收、土壤入滲及土壤溶液中各種無(wú)機(jī)鹽的溶解速率等,從而影響林木成長(zhǎng)。
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土壤熱性質(zhì)是指影響土壤中熱流和溫度變化的土壤物理性質(zhì),主要包括導(dǎo)熱系數(shù)、熱容和熱擴(kuò)散系數(shù)。在一定的土壤溫度梯度下,土壤中的熱交換強(qiáng)度取決于土壤的導(dǎo)熱系數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)的大小取決于土壤中顆粒之間接觸的形態(tài)特性和土壤的含水量。
森林土壤熱通量主要受植被因子和土壤溫度的影響。由于森林土壤表面經(jīng)常被厚厚的落葉覆蓋,森林土壤的熱通量很小。同時(shí),植被對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和反射也影響著森林土壤表面的熱通量分布。
農(nóng)田土壤熱通量受作物類型、土壤水分狀況、土壤類型等多種因素的影響。不同作物農(nóng)田土壤熱通量的變化特征不同。例如,麥田和玉米地的土壤熱通量分布存在差異。農(nóng)田土壤熱通量隨土壤含水量的增加而增加,但當(dāng)土壤含水量超過(guò)一定范圍時(shí),熱通量反而會(huì)減少。

不同土壤類型的熱通量變化特征不同,熱通量的變化受多種因素的影響。如濕地土壤的熱通量高于旱地土壤,森林土壤的熱通量較小,農(nóng)田土壤的熱通量受水分和作物類型的影響,草地土壤的熱通量受植被類型和蓋度的影響等。
了解不同土壤類型的熱通量變化特征,可以更好地研究土壤水熱耦合過(guò)程、氣候變化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等問(wèn)題。土壤熱通量傳感器主要用于測(cè)量土壤的能量平衡和土壤層的熱導(dǎo)率,工采網(wǎng)代理了多款熱通量傳感器,如瑞士greenTEG 熱通量傳感器 - gSKIN-XP,使用29對(duì)超高靈敏度熱電偶測(cè)量通過(guò)傳感器自身表面的熱通量,其面積為72 mm2,厚度為0.4 mm。級(jí)-0封裝優(yōu)化聚合物和1級(jí)封裝的金屬結(jié)構(gòu)。
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