土壤三相組成之二——土壤水及土壤空氣

如果我們把土壤的礦物質(zhì)比作土壤的骨架，那么我們今天將要談的土壤液相組成就是土壤的血液，而土壤空氣就是我們呼吸的氣體。下面我將對(duì)土壤水和土壤空氣進(jìn)行概述。

土壤水

土壤水是土壤的重要組成部分之一，它在土壤形成過(guò)程中起著極其重要的作用，土壤剖面各種物質(zhì)的運(yùn)移主要是以液體的形式進(jìn)行，同時(shí)土壤水參與土壤內(nèi)進(jìn)行的許多物質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程，如礦物質(zhì)分解和有機(jī)質(zhì)合成與分解。

土壤水并非純水，而是稀薄的溶液，不僅有各種離子、小分子等溶質(zhì)，而且還有懸浮和分散在土壤溶液中的膠體顆粒等。尤其是在鹽堿土中，土壤水所含的鹽分的濃度相當(dāng)高。而一般科研中所提的水實(shí)際上是指在105℃的條件下，從土壤中驅(qū)逐出來(lái)的水。

土壤中水的運(yùn)動(dòng)有飽和水流、非飽和水流、水汽運(yùn)動(dòng)三種類型。飽和水流指土壤孔隙全部充滿水時(shí)的水流，主要是重力作用下的水的運(yùn)動(dòng)。非飽和水流主要指只有部分孔隙充滿水的時(shí)候，土壤水在毛管力和土壤弱吸附力作用下的運(yùn)動(dòng)。土壤水汽運(yùn)動(dòng)主要指土壤中氣態(tài)水的運(yùn)動(dòng)，其中土壤不斷的以氣體形式由表土向大氣擴(kuò)散而逸失的現(xiàn)象稱為土面蒸發(fā)，這是土壤水分散失的主要途徑。另外土壤水的運(yùn)動(dòng)形式還有土壤水的入滲(一般指地面供水期間，水進(jìn)入土壤的運(yùn)動(dòng)和分布過(guò)程，如降雨時(shí)的水分入滲)和再分布(是指地面水層消失后的，已經(jīng)進(jìn)入土體內(nèi)的水分進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)和分布過(guò)程，如灌溉以后一段時(shí)間土體內(nèi)水分的向下和向側(cè)面移動(dòng)的過(guò)程)。

土壤空氣

在土壤固、液、氣三相體系中，土壤空氣存在于土體內(nèi)未被水分占據(jù)的空隙中。一定容積的土體內(nèi)，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓實(shí)壓板或者松土等作用使土壤孔隙改變，土壤含水量多了，空氣含量必然減少，反之亦然。因此我們一般認(rèn)為土壤空氣含量隨土壤含水量而變化，對(duì)于通氣良好的土壤，其空氣組成接近于大氣，如通氣不良(如土壤淹水,或者覆蓋)則土壤空氣組成與大氣有明顯差異。主要區(qū)別有：(1)土壤空氣中二氧化碳含量高于大氣;(2)土壤空氣中氧氣含量低于大氣;(3)土壤空氣中水汽含量一般高于大氣;(4)土壤空氣中含有較多的還原性氣體，如甲烷、硫化氫等。

一般來(lái)說(shuō)，隨著土壤深度增加，土壤空氣中的二氧化碳增加，氧氣減少。

土壤空氣的運(yùn)動(dòng)主要有對(duì)流和擴(kuò)散倆種形式，主要受氣象因素、土壤性質(zhì)和農(nóng)業(yè)措施影響。土壤空氣的對(duì)流是指土壤與大氣間由總壓力梯度推動(dòng)的整體流動(dòng)。土壤空氣擴(kuò)散是指在某一種氣體的濃度梯度下，進(jìn)行的某一種或者幾種氣體的交換。其中最主要的是土壤呼吸：由于土壤中二氧化碳濃度高于大氣，氧氣濃度低于大氣，這樣就分別產(chǎn)生了土壤與大氣之間的二氧化碳和氧氣分壓差，在分壓梯度驅(qū)使下，土壤中二氧化碳不斷從土壤向大氣擴(kuò)散，同時(shí)氧氣不斷從大氣向土壤空氣擴(kuò)散，這種土壤從大氣吸收氧氣，同時(shí)排出二氧化碳的氣體擴(kuò)散作用，我們一般稱為土壤呼吸，這是土壤與大氣交換的主要機(jī)制。