土壤颜色为什么影响蒸发
A. 土壤蒸散发影响因素有哪些
土壤蒸散发包括土壤蒸发和植物蒸发(散发),是半干旱半湿润的黑龙港地区水文循环主要的支出项。近几十年来由于人类对大自然改造能力的大幅度提高,土壤蒸散发量在水文循环中的比例大幅度提高,局部地区、部分年份的蒸散发量甚至大于降水量—深层地下水开采量、外流域引水量的一部分也消耗于蒸散发。区域蒸散发量的主要影响因素有土壤、气象两个方面。
1.土壤因素
影响土壤蒸散发的土壤因素可分为土壤含水量、地下水埋深、土壤质地及结构、土壤色泽与地表特征。
(1)土壤含水量
土壤含水量是影响土壤水分蒸发的主要因素。土壤含水量高时,土壤蒸发实质上接近自由水面蒸发,蒸发率比较稳定。随着土壤含水量减少,非饱和渗透系数降低,补给蒸发的水分响应减少。当土壤含水量减少至非饱和渗透系数接近零时,土壤蒸发全部以水汽扩散方式进行。
(2)地下水埋深
地下水埋深越浅,土壤蒸发量越大。如果地下水面接近地面,其蒸发量甚至大于光滑水面的蒸发量。因为蒸发表面面积增大了、反射率减少了。
(3)土壤质地及结构
土壤质地及结构关系孔隙的数量、体积及其连通性,也影响到非饱和渗透系数。根据水分在非饱和土壤移动情况,各种土壤的非饱和渗透系数的大小为:粘土>轻粘土>细砂壤土>沙土。设粘土土壤(直径小于0.07mm)的蒸发量为100%,则直径0.25~0.5mm的土壤蒸发量为81%,而直径1.0~2.0mm的土壤为22.2%.
(4)土壤色泽及地表特征
土壤色泽影响土壤吸收太阳辐射,因而影响于土壤温度和蒸发。土壤颜色愈深,蒸发量越大。黄色土壤的蒸发量比白色的大7%,棕色土壤的蒸发量比白色的大19%,黑色土壤的蒸发量比白色的大32%(对太阳光的反射率不同)。
由于风的紊动作用,高地的土壤蒸发量较谷地和盆地的大,粗糙地面的蒸发量较平滑地面的大。地表坡向不同,吸热也有差异。15°的南向斜坡的土壤蒸发量作为100%,则东向斜坡的蒸发量为86%,北向斜坡为71%.[1]
2.气象因素
主要包括辐射与气温、湿度、风和降水方式四个方面内容
(1)辐射与温度
连续蒸发必需有连续供给汽化潜热的能量,太阳辐射是汽化潜热能量的来源,黑龙港流域天文辐射量较小,但是晴天的机会多,获得太阳的能量多,所以土壤蒸发量大于天文辐射大,但是经常阴天的南方地区。气温和地温对于蒸发的影响很直接,气温决定空气中饱和水汽含量和水汽扩散的快慢,地温决定土壤中水分子的活跃程度,因此气温和地温越高,土壤蒸发越强烈。
(2)空气湿度
大气的相对湿度是影响蒸发的重要因素。当温度为17℃~18℃,平均相对湿度从91%降到75%,日蒸发量从2.5mm增至6.3mm.在大气中水汽接近饱和的季节,土壤蒸发速度较小。此外地面以上的湿度梯度越大,土壤蒸发越强烈。
(3)风速
风使接近土壤表面的空气连续不断地被扰动,将接近饱和的空气带走,以较干燥空气代替。风速越大,蒸发作用越强。当风速为5.4m/s时,从100m3方形土柱中蒸发的水量为7.8g/小时,而当风速为0时,蒸发量仅为0.3g/小时。
(4)降水方式
土壤中可供蒸发的水分与降水的数量、降水方式有关。降水量多,蒸发量大。同量的降水如果分成几次小雨降下来,蒸发也多。
B. 土壤为什么会有不同的颜色
土壤的颜色受诸多因素变化,甚至同一处土壤的表层10厘米与其下20厘米处的土壤颜色就不一样,但主要的影响因素则是有机质和金属矿物质。
前面提到土壤是一个疏松体,只有45%是矿物固体,25%是空气,25%是水,剩下的5%则是有机质。可不要小看只占了5%的地位的有机质,土壤能种植植物,养育生物,靠的就是这5%的有机质。
有机质包括碳水化合物、木素、含氮化合物、树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质,富含蛋白质、各种元素,真乃“居家必备”。土壤就像一个自产自销的百货市场,土壤内有大量微生物,其上还生长许多植物、动物,它们向土壤索取营养;而当这些生物死亡时,它们的营养又回归土壤。而土壤中有机质的含量越高,土壤颜色越深。
那为什么向东北这种寒冷地区,土壤中的有机质含量高呢?据推测,这是因为东北那地方太冷了,气候变化又不明显,人类未大量开垦之前,动物不活跃,所以只见生物以身养土,未见土壤有机质被利用,所以有机质就越来越多啦。不过近些年来,东北黑土的肥力有所下降。
相比之下,热带和亚热带地区(也就是我国南部)那里的气候高温多雨,地表风化和成土作用十分活跃,土壤遭雨水的分解和淋溶,使土壤中的二氧化硅等物质被淋失,而流动性很小的氧化铁和氧化硅在土层中富集起来。氧化铁呈现红色,因此,土壤也成为红色。而在一些纬度较高的地区,气候温和干燥,蒸发量大于降水量,风化作用较弱,土壤处于弱淋溶状态。一些易溶性物质如氯、硫、钠、钾等大多数被淋掉,而硅、铁、铝等不被淋掉。钙与植物分解产生的碳酸结合成碳酸钙,在土壤中形成碳酸钙聚积层。分别呈现栗色或棕色,故称为栗钙土和棕钙土。
土壤颜色不仅仅是土壤物质极其性质的反应,也是判读和研究成土环境、土壤类型及其肥力的重要依据。最近,科学家还发现可利用土壤颜色评价气候变化。
C. 为什么会有不同颜色的土壤土壤的颜色是什么决定的
土壤颜色他其实是土壤物质组成及其性质的反映,土壤物质组成及其性质是由不同的自然条件决定的,I.E.土壤形成因子,而且在不同的地区里面,单一颜色的岩石或相同颜色的矿物风化后形成白土和绿色土壤,在高温多雨地区,由于活性物质循环,强烈的风化和浸出作用使土壤中的二氧化硅等物质流失脱硅,然而,少量流动性的氧化铁和氧化铝富含土壤层,富含铁和镀铝,而氧化铁是红色的。
土壤颜色的决定因素主要是结晶氧化铁和其中所含的锰化合物,土壤的颜色也可以改变,例如,灰色,灰白色,深棕色,红褐色等土壤大多是原始的白色土壤,红色土壤和黄色土壤。在人们栽培和施用有机肥的作用下,土壤中的腐殖质有所增加,土壤逐渐向黑色过渡。
关于为什么会有不同颜色的土壤土壤的颜色是什么决定的的问题,今天就解释到这里。
D. 分析水面蒸发和土壤蒸发的影响因子
水面蒸发:主要取决于饱和差。其他的还有对流,乱流,气压,风速,蒸发面上的空气干湿程度。
土壤蒸发:主要取决于土壤含水量和土壤结构。其他的还有地形,坡向,颜色
,土质,植被覆盖等
E. 土壤蒸发
土壤蒸发(裸地蒸发)从所蒸发水的来源看,都是来自地表以下岩土孔隙中的水,实质上属于地下水的蒸发。按土壤含水状态可分为两种类型:非饱和垫面蒸发和饱和垫面蒸发。
1.非饱和垫面蒸发
是表层土壤处于非饱和状态的蒸发。多发生在包气带比较厚、土壤层与饱水带无水力联系的区域。蒸发量靠包气带孔隙中持有的孔角毛细水、悬挂毛细水和下部潜水转化为气态水的散失来维持。
表层土壤受外界环境变化影响较大,蒸发受气温、风速、相对湿度、地温分布状态、岩性、包气带结构等因素控制。含水量较高的表层土壤中的水分很容易蒸发,初期蒸发量较大,土壤失水快,含水量降低迅速,很快在土壤表面形成干燥的表层。在干燥表层以下的土壤层,受外界环境变化的影响随深度增加而减弱,并且孔隙中的气体与外界的交换迟滞,处于半封闭状态。在这种情况下,诸多影响蒸发的因素中,气温及地温场的分布对土壤孔隙中液态水和气态水的平衡影响作用显着,从而影响土壤孔隙水的蒸发。
在湿润沙表面覆盖上1cm厚的干砂后,湿润砂蒸发强度随气象因素变化而变化,但变化幅度很小,沙面的蒸发强度很低,与同期的水面蒸发强度比值为0.11∶1(李爱德等,1996)。野外现场试验表明:在表层有20cm厚的干砂层、下部为湿润砂的半固定沙丘上,地温的日变化随深度增加而逐渐减弱,孔隙中的相对湿度随深度增加而增大,下部接近100%;湿润砂层含水量日变化明显,白天地表温度高,地温低,出现水凝结,含水量增加;夜晚地表温度低,地温高,出现蒸发,含水量降低。在表层土壤干燥-下部土壤湿润的结构中,只有在地表温度低而地温高的条件下,才会出现土壤水的蒸发(详见第四章)。
2.饱和垫面蒸发
多出现在潜水埋深较浅、包气带较薄的区域,土壤层通过毛细带与潜水发生水力联系,潜水源源不断地通过毛细管向表层土壤供水,补充蒸发消耗,这种蒸发属于潜水的直接蒸发。影响潜水蒸发的因素主要是气候、潜水的埋藏深度、包气带岩性和结构等。
(1)气候对潜水蒸发的影响
气候干燥的西北地区和华北地区,相对湿度常小于50%,蒸发作用强烈,由水带来的盐分逐渐在土壤表层聚积,会形成土壤盐渍化。因此在地下水位埋深较浅的地区常出现大面积的盐渍化现象。例如,可从卫星图片上清晰地辨认出河西走廊西部疏勒河下游分布的大片的盐渍化土地。我国南方和西南地区气候温暖、潮湿,相对湿度高,蒸发量强度小,无表层盐渍现象。
(2)岩性和潜水埋深对蒸发的影响
由粘土、粉砂土等细颗粒组成的包气带表面,分布着许多细小孔隙,当其充满水时,便构成一个个小的蒸发面,具有很大的蒸发面周长。在一定程度上,地表蒸发受小孔扩散定律支配。粘土的孔隙直径最小,蒸发面的周长最大,故蒸发量最大。地表蒸发大部分靠毛细上升水来维持,粘土孔隙直径小,蒸发强烈时,毛细导管内会产生较大的负压,在负压作用下,空气会进入毛细导管中,形成气泡栓,堵塞毛细导管,降低输水能力,使地表蒸发量降低。这种情况多出现在毛细输水途径较长的条件下。虽然粉砂土、亚砂土孔隙直径较粘土大,但毛细导管输水的通畅性好,能维持表面蒸发的需要,故在输水途径较长时,其蒸发量要比粘土大。
冯功堂等(1995)对潜水蒸发埋深与土质关系的试验表明,潜水位十分接近地表时,蒸发量的大小排序为:粘土>轻壤土(粉沙土)>重壤土(亚粘土)>中壤土(亚砂土)>砂砾石;潜水面在0.5m以下,排序则是轻壤土(粉沙土)>重壤土(亚粘土)>中壤土(亚砂土)>粘土>砂砾石。潜水蒸发量随埋藏深度增加而减小,水位埋深大于2m后,蒸发量减小趋势明显。见图3-5。
图3-5 不同岩性和潜水埋深的蒸发量
另据石家庄、山东、内蒙古等地的试验资料,当潜水埋深大于2m时,潜水蒸发量明显减弱;当水位埋深大于4m后,蒸发十分微弱(张朝新,1995)。
F. 土壤为什么有不同颜色
世界各处各地,不但人的肤色不同,就连土泥的颜色也是各不相同的。
“面朝黄土背朝天"这句话形容的是农民耕作的辛苦,可是为什么要用“黄”这个颜色呢?还有歌中唱的“我家住在黄土高坡”,我国的所有土地都是黄色的吗?
在一些纬度比较高的地方,气候一般都比较温和、干燥,降水量往往小于蒸发量,风化作用不强,土壤的状态为弱淋溶。在这里,雨水只会冲走一些易溶物质,而冲不走铁、铝等物质。这里的土壤中含有由钙和植物生产的碳酸钙,这些碳酸钙在土壤中不断堆积后,就会形成棕色。
G. 土壤蒸发的影响因素
土壤的机械组成对土壤蒸发有较大的影响。土质越粘,土粒越小,毛细管亦越小,蒸发量越大。常采用翻耕,切断毛细管的措施,以保持土壤水份(即保墒)。地形和坡向对蒸发有一定的影响,山地或高地的蒸发量比低地或谷地要大,南坡的蒸发量一般大于北坡。
除影响水面蒸发的相同因素外,尚有土壤含水量、地下水埋深、土壤结构、土壤色泽、土壤表面特征及地形等。
(1) 当土壤含水量接近饱和时,由于不规则的土壤颗粒构成了较大的总的蒸发面,蒸发机会比水平面积相同的自由水面的蒸发机会多。土壤表层3~5厘米范围内含水量对蒸发起决定性作用,往下影响较小。
(2) 如果地下水埋深小,潜水位经常保持在毛细管作用范围内,则土壤含水量能持久地得到补充,蒸发均匀;反之,如果地下水埋深大,则蒸发率减小的变化幅度大。
(3) 团粒结构的土壤,蒸发量小;非团粒结构的土壤,蒸发量大。
(4) 土壤色泽改变土壤表面反射率,从而影响蒸发,土壤颜色愈深,蒸发量愈大。棕色土壤的蒸发量比白色的大19%,黑色土壤的蒸发量比白色的大32%。
(5) 土壤表面特征影响风的紊动作用,粗糙地面的蒸发量比平滑地面的大;地形高处风速大,高地蒸发量比盆地的大;地表坡向不同,影响吸收辐射,蒸发量也有所不同。
(6) 土壤温度梯度对水分的影响较为复杂。首先,温度梯度影响到土壤水分运行方向,温度高的地方水汽压大,表面张力小;反之,温度低,水汽压小,表面张力大。气态水总是从水汽压大的地方向水汽压小的地方运行,液态水总是从表面张力小的地方向表面张力大的地方运行。因此,土壤水分由温度高的地方向温度低的地方运行,且参与运行的水分数量则取决于土壤的初始含水率。土壤含水率过大或过小时,参与运行的水分都比较少,只有在毛管断裂含水率附近的中等含水率才会使参与运行的水分比较多。此外,由于温度梯度的存在,使得水汽在蒸发层下面发生浓集过程,当土中存在冻土层时,土壤水分是向冻土层运行,从而在冻土层底部区域的含水率较稿,而在冻土层以下的区域土壤含水率则较低。
H. 请问地理上影响蒸发量的因素有哪些
地理上影响蒸发量的因素有:
1、温度:针对全球变暖部分地区蒸发量不增反降的现象,Michael从全球温度日较差变小的事实出发,在理论上解释了蒸发皿蒸发量的下降主要是由于太阳辐射量的减少造成。
2、风速:针对键因子风速和日照时数下降的现象,申双和提出,造成蒸发皿蒸发量下降的主要原因为风速和日照时数的下降。小兴安岭之所以蒸发皿蒸发量增大,主要就是由于这个地区气温显着升高,同时日照、风速没有明显减弱。
3、湿度:一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大;反之(温度越低、湿度越大、风速越小、气压越高)蒸发量就越小。
4、蒸发过程联系着地面的河流、联系着地球的植被、景观和我们的农业、森林和草场。在进行大规模的引水灌溉、南水北调、植树造林和环境保护的时候,应当对每个步骤引起的蒸发量的变化进行了科学的分析。
5、在地球上,各地的地形不同,气候不同,蒸发量的大小也就不一样。中国蒸发量最大的地区是青海省的察尔汗盐湖,年平均蒸发量(蒸发能力)3518毫米。各个大洲的蒸发量从大到小依次为亚洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲。
I. 土壤蒸发的三个阶段的主要影响因素和保墒措施是什么
土壤蒸发的三个阶段主要影响因素及保墒措施:
第一阶段:当土壤潮湿时,蒸发在土表进行。下层水分沿毛细管上升到土表蒸发。速率与水面近似相等,强度决定于土温、饱和差、风等气象因子。保墒措施:可通过浅锄地来减少土壤蒸发。
第二阶段:土表变干(含水量<70%),形成干涸层。水分在土壤中蒸发后,沿孔隙、毛细管扩散到土表。速率比水面减小,主要决定于土壤中的含水量。保墒措施:可通过土壤镇压以减少土壤孔隙度和透气性的方法保墒。
第三阶段:土壤表层变得非常干燥时,土壤内毛细管的供水作用停止,蒸发仅在深层进行,水汽沿孔隙扩散到土表。速率比水面蒸发小得多。保墒措施:此时地表干土层很厚,必须采用灌溉的方法满足植物对水分的需要。农林气象学 第三章大气水分
J. 为什么土壤会有很多颜色
土壤颜色是土壤物质组成及其性质的反映,而土壤物质组成及其性质又由各地不同的自然条件(即成土因素)决定。白土和青土是由单一颜色或相同色彩矿物的岩石风化后形成的。在高温多雨地区,由于物质循环较活跃,强烈的风化和淋溶作用使土壤中二氧化硅等物质被淋失(脱硅),而流动性很小的氧化铁和氧化铝在土层发生富集(富铁铝化),氧化铁为红色,因此土壤呈现出红色;纬度较高的地区气候温和干燥,蒸发量大于降水量,风化作用较弱,土壤处于弱淋溶状态,钙与植物分解产生的碳酸结合成碳酸钙,在土壤中形成碳酸钙聚积层,分别呈现栗色或棕色,故称栗钙土和棕钙土;寒冷的气候条件下,草原植物长时间给土壤提供的大量的有机物质被腐蚀积累,于是形成了肥沃的黑土。土壤的颜色对于识别土壤、判断土壤肥力都有很大的帮助。