楊 哲，趙保衛(wèi)，劉 輝，聶 瑾，馬鋒鋒

（蘭州交通大學，環(huán)境與市政工程學院，甘肅 蘭州 730000）

農(nóng)田土壤的性質決定了農(nóng)作物生長的狀況，近年來除了土壤化學性質以外，其熱物理性質也漸漸成為研究熱點。土壤熱物理性質主要包括土壤熱容量、導熱率和熱擴散率等，是土壤最重要的性質，不僅影響土壤中熱量的儲存和傳遞[1]，也影響土壤水熱運動及地表能量平衡，而這些均與地表吸收的輻射能有關。地表反照率是反映地表土壤吸收輻射能的主要參數(shù)，是太陽輻射反射通量與入射通量的比值，其大小反映了太陽輻射被下墊面吸收的程度[2]。影響地表反照率的因素有太陽高度角、土壤質地、土壤濕度等[3]。太陽高度角和地理位置有關，不是人為可控制的因素，而土壤質地、土壤濕度等可以通過一定的人工手段改變其性質，例如向土壤中施加生物炭，可以改變土壤的顏色、質地和濕度，進而影響地表反照率和熱物理性質。生物炭是生物質（枯枝落葉、作物秸稈等）在無氧或缺氧條件下，經(jīng)高溫熱解碳化后所得的穩(wěn)定且富含碳的固態(tài)顆粒[4-6]。同其他形式的有機碳相比，具有發(fā)達的孔隙結構和巨大的比表面積[7]，將秸稈制成的生物炭添加到土壤中，能夠有效改善土壤環(huán)境[8]、增加土壤肥力[9]、提高作物產(chǎn)量[10-11]。通過研究施加生物炭的農(nóng)田土壤，了解生物炭對地表反射率的影響，進一步探究土壤熱物理性質的變化情況，對合理利用土壤能量，提高作物產(chǎn)量具有較大的現(xiàn)實意義。

近年來，生物炭施加對土壤熱物理性質的研究非常多，馬效松等[12]以北方寒區(qū)農(nóng)田土壤為研究對象，發(fā)現(xiàn)不同碳水組合條件下土壤熱性質參數(shù)變化特征不同；Zhang等[13]通過大田定位監(jiān)測試驗發(fā)現(xiàn)，作物生育期內地表反照率對土壤熱性質有一定調節(jié)效果。還有學者對休耕期和作物生育期的生物炭對土壤熱物理性質的影響做了對比研究，Usowicz等[14]分別于草地和裸地中施用生物炭，發(fā)現(xiàn)草地土壤熱性質無明顯變化，而裸地土壤導熱率及熱擴散率均隨生物炭施加量的增大而降低。Dong等[15]對波蘭溫帶氣候下草地和裸地分別施用木質生物炭，發(fā)現(xiàn)生物炭對裸地土壤反照率的降低效應優(yōu)于草地土壤，并且在一定濃度范圍內，反照率隨生物炭施加量的增加而降低。張陽陽等[16]通過田間試驗研究發(fā)現(xiàn)，生物炭以4.5 kg·m2·年-1分別施入裸地及種植作物土壤后，裸地反照率下降26.7%，而種植作物土壤的反照率受作物生長發(fā)育影響。通過這些研究可見，地表反照率的降低會改變土壤表面的能量平衡，生物炭對地表反照率的影響與地表覆蓋類型有關，其中對裸地的影響更大。已有田間試驗表明[17]，當生物炭以6 kg·m2·年-1施入裸地后，其地表反照率較對照相比下降高達80%，所以對休耕期生物炭土壤熱物理性質的研究更有意義。

蘭州位于青藏高原西側，連年干旱少雨，土壤較貧瘠，能用于耕種的土地很少。將秸稈制成的生物炭添加到土壤中可能會改變土壤表面的能量平衡，提高地溫，保持水分，對土壤肥力的提升有重要意義。鑒于此，本文立足于蘭州西北城郊農(nóng)田土壤，采用田間小區(qū)試驗方法，將生物炭以不同比例添加到農(nóng)田土壤中，通過對農(nóng)田地表反照率、土壤溫度、土壤熱性質等指標的觀測，分析在休耕期裸地條件下玉米秸稈生物炭對地表反照率及熱物理性質的影響。研究結果有助于揭示生物炭對土壤熱性能的影響機制，為客觀評價生物炭對土壤熱性能調控提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于甘肅省蘭州市安寧區(qū)保利領秀山農(nóng)田種植基地，該基地位于36°03′ N、103°40′ E。市區(qū)海拔平均高度1518 m，年均氣溫10.3℃，年平均降水量327 mm，年蒸發(fā)量＞2400 mm，降水集中在7～9月。夏季最高月平均氣溫28℃，冬季最低月平均氣溫-21℃。年太陽輻射總量504～630 kJ·cm-2，年日照時數(shù)平均2424 h，無霜期180 d以上，最大凍結深度1.03 m。

1.2 供試材料

本研究所用生物炭為江蘇麥科特生物炭制備廠生產(chǎn)，該生物炭是以玉米秸稈為原料，在高溫500℃下裂解成的黑色固體粉末。生物炭理化性質詳見表1。

表1 生物炭理化性質

1.3 試驗設計

試驗設置3個處理，分別為（1）CK處理（不施用生物炭）、（2）BC10處理（生物炭施用量為1.0 kg·m-2·年-1）、（3）BC40處理（生物炭施用量為4.0 kg·m-2·年-1）。每個處理均設3個重復，隨機區(qū)組排列。每個處理小區(qū)面積2.4 m2（1.2 m×2.0 m）。各處理之間設寬0.25 m、深0.2 m間隔溝，各重復處理之間設寬0.5 m、深0.35 m間隔溝，試驗小區(qū)周圍設置寬1 m的保護帶，如圖1所示。生物炭施用時間為2019年10月11日，施用生物炭前，對試驗小區(qū)內的土壤進行翻耕處理，耕深20 cm，然后將生物炭以上述比例均勻撒至相應處理樣方中，使用鐵锨使其與土壤充分混合至0～20 cm土層，隨后平整土壤。試驗期間不添加任何肥料。試驗區(qū)土壤類型為灰鈣土，其理化性質詳見表2。

圖1 試驗區(qū)概況

表2 土壤理化性質

1.4 測試方法

地表反照率測定：使用美國ASDHandHeld2手持式地物光譜儀（光譜范圍為325～1075 nm且光譜分辨率＜3 nm）測定地表反照率。儀器正對被測土壤，探頭為25°視場角，根據(jù)文獻[18]計算得出，當試驗小區(qū)面積為2.4 m2時，地物光譜儀的手持高度為距地表1.3 m，可保證完全接收地表的反射輻射。反照率的測量時間為晴天中午前后進行，雨后2 d內不進行測量。為減少太陽高度角變動而產(chǎn)生的誤差，每個試驗區(qū)地表反照率的測定在2 min內完成，將2 min內獲得所有數(shù)據(jù)的平均值作為試驗小區(qū)地表反照率的實測值。2019年10月～2020年1月間共進行9次測定。

土壤溫度含水量測定：使用數(shù)字式TDT土壤水活度（接口SDI-12）傳感器，通過數(shù)字化分析土壤中傳播的波形獲得高精度、超穩(wěn)定性的土壤含水量，同時可獲得0～10 cm土層平均溫度，測定時間與地表反照率的測定時間相同。

土壤熱物理性質測定：使用KD2 Pro熱特性分析儀進行測定，其測定方法為熱脈沖法。使用傳感器為SH-1型的雙針，探針長30 mm，直徑1.28 mm，主體材料為環(huán)氧樹脂。選擇自動模式在90 s的測試周期（30 s平衡、30 s加熱和30 s冷卻）后可直接獲取導熱率、熱容量、熱擴散率的數(shù)值[19]。

土壤理化性質測定：土壤容重采用環(huán)刀法，pH值采用電位法，土壤全磷參考《GB 9837-1988》測定、全氮參考《GB 7173-1987》測定，有機質參考《GB 9834-1988》測定，孔隙率參考《GB/T 24203-2009》測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

利用Excel 2013記錄試驗數(shù)據(jù)，同時用地譜分析儀連接View Spec Pros TM后處理反照率數(shù)據(jù)，利用SPSS 23.0進行單因素方差分析，借助LSD最小顯著性差異法檢驗土壤熱容量、導熱率、熱擴散率的差異顯著性，統(tǒng)計分析的顯著性水平均設為P＜0.05，最后利用Origin 2018制圖。

2 結果與分析

2.1 生物炭輸入對地表反照率的影響

生物炭輸入對地表反照率的影響如圖2所示。從2019年10月12日至12月18日的觀測結果顯示：生物炭輸入會降低地表反照率，BC10和BC40處理的地表反照率均較CK處理顯著下降（P＜0.05）。CK、BC10、BC40處理的地表反照率波動范圍分別為0.17～0.32、0.15～0.31、0.13～0.28，BC10和BC40處理的地表反照率較CK處理相比降幅分別為3.1%～11.7%、12.5%～23.5%。其中，除12月4日降雪后反照率顯著增高外，3種處理的地表反照率都在0.13～0.25小范圍內波動，未隨觀測日期的變化出現(xiàn)較大改變。但秋季（10月12日～11月21日）平均地表反照率呈增加趨勢，冬季（12月4日～12月18日）呈減小的趨勢。

圖2 生物炭輸入對地表反照率的影響

土壤水分變化會對地表反照率產(chǎn)生影響，土壤水分與地表反照率的擬合方程見表3。擬合結果顯示，土壤含水量的變化會對反照率產(chǎn)生實質性影響，地表反照率隨土壤含水量的增加呈對數(shù)遞減的趨勢，二者呈顯著負相關關系。土壤含水量變化會改變土壤的熱性能，使地表水熱變換發(fā)生改變[20]，進而影響地表反照率。但地表反照率隨土壤含水量的增加而降低，可能原因為土壤含水量越大，地表吸收的短波輻射能越大，從而導致地表反照率減小。

表3 地表反照率與土壤水分的擬合方程

2.2 生物炭輸入對土壤溫度的影響

生物炭輸入對不同土層土壤溫度的影響如圖3所示。圖3a為生物炭輸入對0～2.5 cm土層溫度的影響，從圖3a中可以看出，不同生物炭施用量對土壤溫度影響不同，與CK相比，BC10處理的土壤溫度波動幅度小，沒有形成顯著差異，而BC40處理的土壤溫度顯著升高，增幅為4.7%～11.5%。圖3b為生物炭輸入對5～10 cm土層溫度的影響。由圖3b可見，試驗期內各處理土壤溫度的變化同日平均氣溫變化趨勢一致。在整個休耕期內，5～10 cm土層溫度的變化范圍為17～33℃，其中，10月溫度最高，12月溫度最低；除10月12日外，BC10與BC40處理的土壤溫度與CK相比無顯著差異。10月12日降雨，土壤含水量增大，生物炭處理的土壤溫度與對照相比降低，12月4日降雪后，土壤凍結，含水量降低，BC10與BC40處理的土壤溫度顯著升高，可見，土壤含水量的變化對土壤溫度有重要影響，二者相互作用共同維持土壤水熱動態(tài)平衡[21]。

圖3 不同生物炭處理的0～2.5及5～10 cm土層溫度隨采樣時間的變化

2.3 生物炭輸入對土壤容重的影響

由圖4可以看出，生物炭以不同比例施入到土壤中后，土壤容重均呈現(xiàn)不同程度的下降，且BC40處理的下降幅度更大，差異顯著（P＜0.05）。同CK處理相比，BC10、BC40處理的土壤容重分別降低了2.4%處理、14.7%。土壤容重最大值出現(xiàn)在雨后第1 d（10月16日），由于雨水的入滲，土壤含水量增加、孔隙度減小、容重增大，隨著時間的推移，水分逐漸蒸發(fā)，10月17、18日土壤容重隨含水量的降低逐漸降低。進入12月后，隨著溫度降低，土壤凍結，BC10、BC40處理下，土壤容重反而升高?？傮w來看，BC40處理的土壤容重在試驗期內的波動幅度最大（10.2%～14.7%），而BC10處理的土壤容重只在小范圍內（1.3%～2.4%）波動。土壤容重大小取決于土壤質地、結構、孔隙度、結持力等自然因素[22]，人為活動的干擾也會影響土壤容重。本研究結果發(fā)現(xiàn)，同CK處理相比，BC40處理對0～10 cm土層容重降低效果最為顯著，主要原因為隨著生物炭施加比例的提升，土壤孔隙度和有機質含量增加，土壤結構改變，進而容重下降。另外，由于降雨及其他氣象因素的影響，表層土壤的養(yǎng)分會隨水分向下遷移[23]，改變下層土壤結構，致使土壤容重降低。

圖4 不同生物炭處理的土壤容重隨采樣時間的變化

2.4 生物炭輸入對土壤含水量的影響

由圖5可知，施加生物炭會導致土壤含水量降低。在整個試驗期范圍內，同CK處理相比，BC10及BC40處理的土壤含水量均單向減少，呈下降趨勢，且BC40的下降幅度大于BC10。整個休耕期共出現(xiàn)兩次有效降水（2019年10月14日降雨，2019年12月4日降雪），此外未進行任何人工澆水行為。在沒有地面入滲補給的天然條件下（2019年10月16日～2019年12月4日），土壤含水量的最小值為施炭后1 d（10月12日），最大值出現(xiàn)在降雨后1 d（10月17日），降雨降雪后各處理含水量都有顯著提升，在一定程度上說明施碳增加了土壤保水能力，但基本趨勢保持不變。試驗期內CK、BC10、BC40處理的含水量變化范圍依次為13.4%～18.7%、11.8%～17.6%、11.4%～15.6%。CK處理的含水量最高，但BC10的波動幅度最大（32.95%），BC40的波動幅度最?。?6.92%）。

圖5 不同生物炭處理的土壤含水量隨采樣時間的變化

2.5 生物炭輸入對土壤熱物理性質的影響

圖6a為生物炭輸入對土壤熱容量的影響。從圖6a中可以看出，施加生物炭會降低土壤熱容量，BC10、BC40處理的土壤熱容量與CK處理相比具有顯著差異（P＜0.05）。試驗期內CK、BC10、BC40處理的土壤熱容量變化范圍依次為1.52～1.96、1.53～1.88和1.41～1.74 MJ·m-3·K-1。BC10、BC40相對于CK處理下降幅度分別為4.1%、11.2%。本研究中，10月16日降雨后土壤熱容量迅速上升并達到峰值，雨后1 d熱容量開始緩慢下降，原因是降雨期間水分會迅速入滲到土壤中，土壤中原有的空氣被取代，由于水的熱容量高于空氣熱容量，所以土壤熱容量在降雨后迅速升高。此后，隨著溫度的變化，土壤中的水分蒸發(fā)，含水量下降，土壤導水和水氣擴散能力受到限制，蒸發(fā)速率較為緩慢，熱容量逐漸降低，但變化幅度較小。12月4日，土壤凍結，溫度下降，低溫導致土壤中液態(tài)水轉化為固態(tài)冰，而冰的體積熱容量為2.14 J·m-3·K-1，小于水，所以在凍結過程中熱容量降低。此外，生物炭可以通過改變土壤固相物質組成直接影響土壤熱容量，研究表明，生物炭添加到土壤中會降低土壤干密度，而熱容量是干密度的遞增函數(shù)，從而導致熱容量降低[19]。

圖6b為生物炭輸入對土壤導熱率的影響。從圖6b中可以看出，BC10和BC40處理的土壤導熱率與CK處理相比都有不同程度的降低，BC40處理的降低趨勢更顯著。CK、BC10、BC40處理導熱率的變化范圍分別為0.52～0.89、0.46～0.85、0.35～0.72 Wm-1·k-1。同CK處理相比，BC10、BC40處理的導熱率分別降低了5.56%、18.17%，BC40處理相對于BC10處理降低了11.25%。土壤導熱率峰值仍出現(xiàn)在降雨后1 d，且隨不同生物炭處理下的土壤含水量變化趨勢相同，因為雨后土壤中水分占據(jù)了空氣的孔隙空間，土壤顆粒之間形成了水橋，增大了顆粒之間的接觸面積，從而導熱率迅速升高。土壤導熱率谷值出現(xiàn)于降雪后（12月4日），土壤凍結。但隨后導熱率又升高，是因為凍結后土壤溫度降低，土壤容重變化明顯，液態(tài)水轉化為固態(tài)冰，且冰的導熱率是水的4倍，所以土壤導熱率又出現(xiàn)增大趨勢。土壤導熱率是土壤導熱能力大小的表征，土壤質地、孔隙度及含水量是導致導熱率變化的主要因素。李毅等[22]研究表明土壤導熱率與含水量可建立冪函數(shù)關系，存在定量關系，導熱率隨含水量的增大而增大。本研究中生物炭降低了土壤導熱率，且隨生物炭施加量增大，降低趨勢更顯著，這主要是生物炭自身較小的導熱率及表面結構造成土壤容重降低，進而使導熱率降低。

圖6 不同生物炭處理的土壤熱容量、導熱率、熱擴散率隨采樣時間的變化

圖6c為生物炭輸入對土壤熱擴散率的影響。從圖6c中可以看出，土壤熱擴散率隨施碳量增加而降低。CK、BC10、BC40處理的土壤熱擴散率的變化范圍分別為（0.34～0.47）×10-7、（0.29～0.45）×10-7、（0.26～0.44）×10-7m2·s-1。BC10、BC40處理的土壤熱擴散率較對照相比分別降低4.3%、15.9%。10月18日BC10處理的熱擴散率高于CK處理，可能由于測量儀器誤差或氣象因素所致。土壤熱擴散率是土壤傳遞熱量快慢的表征，影響大氣和地表之間的水分與能量交換。本研究中，生物炭施入土壤影響土壤溫度及水分，土壤熱擴散率隨水分和溫度呈現(xiàn)季節(jié)波動性，表現(xiàn)出秋季保持平穩(wěn)，冬季上升的趨勢。造成這種現(xiàn)象的原因為土壤在融化和凍結階段表現(xiàn)不同的熱力學特征。冬季測量時淺層土壤處于始凍期，土壤僅發(fā)生持續(xù)3～4 d的日凍融循環(huán)，所以熱擴散率呈現(xiàn)先平穩(wěn)、雪后下降、雪融又上升的趨勢。在凍融的不同階段，土壤的能量傳輸形式會表現(xiàn)差異，不僅有熱傳導，也有熱對流，且在農(nóng)田監(jiān)測中，也可能存在非熱傳導過程對熱擴散率的影響。原黎明等[19]通過對青藏高原下墊面土壤熱擴散率的影響表明，低溫僅對5～20 cm土壤熱擴散率有影響并呈現(xiàn)季節(jié)性差異，融化及凍結等不同階段土壤水分的遷移方式不同，融化階段主要以熱傳導為主，凍融以非熱傳導為主。整體來看，土壤凍結后熱擴散能力相對于未凍結大幅度提升。

3 討論

在休耕期無作物覆蓋的情況下，生物炭輸入會顯著降低地表反照率。10月12日為施碳后1 d，天氣晴朗，土壤含水量低，而10月17日為雨后晴天，雨水入滲使土壤含水量增高，導致地表反照率顯著增加，究其原因：（1）土壤濕度增加，影響了下墊面和地物反射特征的變化[24]，導致地表反照率降低。（2）晴天云層對太陽光的遮擋很小，到達地表的下行輻射較多，而陰雨天大部分太陽輻射被云層遮擋，地表吸收的輻射能減少，使地表反照率降低。12月4日降雪后，積雪覆蓋導致地表反照率迅速升高并出現(xiàn)峰值，各處理差異性顯著減小，主要原因為積雪覆蓋掩蓋了生物炭加深土壤顏色這一效應，積雪面積、深度均影響地表對輻射能的吸收，在這種天氣條件下，地表反照率值的大小主要受積雪參數(shù)影響[25]，所以觀測時段內地表反照率顯著升高。但積雪期較短，隨著積雪消融，土壤濕度逐漸增加，地表反照率逐漸降低后趨于平穩(wěn)。所以在沒有特殊天氣情況的影響下，生物炭能顯著降低地表反照率，而出現(xiàn)降雨降雪等天氣狀況時，生物炭不再是影響地表反照率的主要因素。

土壤溫度的變化影響土壤水熱交換、溶質運移，改變土壤中微生物活性，直接或間接影響土壤微環(huán)境及生產(chǎn)力[26]；生物炭對土壤溫度的影響主要受土壤地表反照率及土壤導熱率共同作用[27]。趙建坤[1]通過長期定位研究發(fā)現(xiàn)，生物炭對土壤溫度日變化及季節(jié)變化的影響不同，生物炭可以調節(jié)5 cm土壤的溫度波動。另有田間試驗表明，生物炭添加到麥田后土壤溫度顯著提高，對小麥生長發(fā)育有良好的促進作用[13]。本研究中，生物炭能夠影響0～2.5 cm表層土壤溫度，對5～10 cm深層土壤溫度無顯著影響。造成這種現(xiàn)象的原因為生物炭降低了土壤導熱率，限制了熱量從土壤表層向深層的傳遞，從而使表層溫度升高。田間條件下，影響土壤溫度變化的因素較為復雜，各土壤因素間相互作用，且田間管理措施、季節(jié)變化、降雨、降雪等自然或人為因素均會引起土壤溫度的改變。

生物炭對土壤含水量的影響受土壤質地、土壤水勢、生物炭用量和生物炭類型的影響。有研究表明，生物炭能夠顯著提升稻田土壤含水量，有效提高土壤的保水性能，當生物炭施用量為4.5 kg·m2·年-1時，含水量提升2.5%[28]。本研究中，生物炭顯著降低了土壤含水量，與上述結果相反，究其原因：（1）本試驗中樣方區(qū)是在原農(nóng)田或荒山基礎上大面積開山取土平整后形成的，土質粘重，結構差，土壤肥力也較差，通氣狀況不好，對水分的吸持效果較差，生物炭自身具有疏松多孔的特性，添加到土壤中后由于其稀釋作用改善了土壤粘重結構，促進土壤團聚體形成，但增大的土壤比表面積不足以抵償土壤結構破壞引起的比表面積下降，從而導致含水量下降。（2）灰鈣土中富含碳酸根鈣鹽及代換性鈉離子[29]，呈堿性且鹽分含量較高，造成土壤生理干旱，適水性差，這種條件下生物炭施加到土壤中提高了土壤顆粒含量，使土壤更易板結，加快了土壤中水分的蒸發(fā)速率，導致含水量減少。可見，生物炭對土壤含水量的影響不僅要考慮施加量，還應考慮土壤本身質地及機械組成，只有生物炭施加量同土壤含水量達到適宜水平時才能提高田間持水能力[28]。另外，不同數(shù)量及大小的生物炭顆粒與不同質地土壤顆粒之間的級配關系對土壤含水量的影響不同[30]，生物炭粒徑越大，越容易堵塞水分遷移的通道，降低土壤入滲性能，使土壤含水量降低，保水性能變差。

土壤熱性質的大小反映了土壤儲存熱量、傳遞熱流的能力。田間條件下，受土壤質地、含水量和溫度等因素影響。本研究中，生物炭一方面通過改變土壤固相物質組成直接影響土壤熱性質，另一方面通過影響地表反照率間接影響土壤熱性質。生物炭具有比表面積大且疏松多孔的特性[28]，添加到土壤中后，使土壤有機質含量增加，容重顯著降低。勉有明等[31]研究表明，秸稈生物炭還田可促進秸稈中的養(yǎng)分釋放，增加土壤中陽離子交換量及土壤酶活性，從而有效改善土壤結構，降低土壤容重。并且生物炭可為土壤中微生物提供充足的碳源[32]，碳源增加，土壤中微生物的碳氮比改變，從而促進生物炭釋放相關活性因子，改善土壤結構，降低了土壤容重。而土壤容重、含水量的變化則會影響土壤熱性質，通過相關性分析（表4）得出，各熱性質參數(shù)與土壤容重及含水量顯著相關，其中含水量的影響最為顯著，相關系數(shù)分別為0.723、0.813和0.848?？梢?，微小的含水量變化便會引起土壤熱性質的變化。但除降雨、降雪等天氣影響外，土壤熱性質未隨觀測日期出現(xiàn)較大波動，基本趨于平穩(wěn)，因此在沒有水分入滲的條件下，生物炭主要通過自身結構性質降低土壤容重，影響土壤熱性質。

表4 土壤熱物理性質與生物炭（BC）、容重（ρb）、含水量（θv）間的相關性分析

4 結論

在休耕期無作物覆蓋的情況下，BC10、BC40處理的土壤地表反照率較CK處理相比顯著下降，最大降幅分別為11.7%、23.5%。土壤含水量與地表反照率呈顯著負相關關系，隨含水量增加地表反照率顯著降低。此外，地表反照率在秋冬季節(jié)表現(xiàn)出差異性，秋季隨觀測日期的變化逐漸增大，冬季則有降低的趨勢。

施加生物炭僅影響0～2.5 cm表層土壤溫度，并未對5～10 cm土層溫度產(chǎn)生影響。土壤溫度與大氣溫度相呼應，與土壤含水量密切相關。

施用生物炭顯著降低土壤容重，進而降低土壤的熱物理性質。隨施炭量增加，土壤熱容量、導熱率、熱擴散率均呈下降趨勢，且添加量越大，下降幅度越大。各熱性質參數(shù)與施炭量、容重、含水量顯著相關，其中，對含水量的影響最為顯著。