土壤的热学性质包括土壤的吸热性、散热性、热容量及导热性等。同一地区到达地表的太阳辐射能相同，但不同的土壤却具有不同的热状况。这是由于各种土壤热学性质的差异引起的。

土壤吸热与散热性能的强弱与影响土面反射率的下垫面有关，一般是土色暗、湿度大、土表粗糙者吸热性强；土壤水分蒸发强会使土壤散热，天气晴朗、地面无覆盖情况下，土壤散失热量多。

1．土壤热容量 土壤热容量分为重量热容量和容积热容量两种。

重量热容量是使1克土壤增温1℃所需的热量（焦耳／克·度），又称比热。容积热容量是使1立方厘米土壤增温1℃所需的热量（焦耳／厘米3·度），或称热容量。

如重量热容量以C表示，容积热容量以Cv表示，土壤容重以W表示，三者关系如下式：

Cv=C·W

一般矿质土粒的 C为 0.71焦耳／克·度，有机质的 C为 1.9焦耳／克·度，土壤水的 C是4.2焦耳／克·度，土壤空气的热容量极小，可以忽略不计（表1-23）。

在一定地区的土壤中，其矿物质与有机质含量的变幅一般不会很大，含水量的差异则相当大，且时常变化，同时与土壤空气含量互为消长。因此土壤热容量主要决定于土壤含水量。土壤热容量愈大，土壤温度愈稳定。

2．土壤导热率 土壤的导热性是指土壤传导热量的性能。通常用导热率（λ）表示，即1厘米厚的土层，温度差1℃时，每秒钟经断面1平方厘米通过的热量的焦耳数，其单位是：焦耳／厘米·秒·度。

土壤三相物质的导热率相差很大，固体的导热率最大，约为8.4×10-3—2.5×10-2，而不同固体物质导热率还有差异；土壤空气导热率最小，约为2.301×10-4—2.343×10-4；土壤水的导热率大于空气，约为5.439×10-3—5.858×10-3。

土壤中热的传导过程是很复杂的，主要包括两个交错进行的过程：一是通过孔隙中空气或水分进行传导；一是通过固相之间接触点直接传导。因此，土壤导热率与土壤紧实度和土壤湿度有着密切的关系。土壤愈紧实，通过固相之间接触点直接传导的热量愈多，导热率愈大。在紧实度相同的条件下，湿土的导热率比干土大。

土壤导热率表明土壤内部热传导的难易：土壤导热率大，土壤热量易于传导，表层与底层的土温差较小，表层土温日变幅小；土壤导热率小，表层与底层的土温差较大，表层土温日变幅较大。

3．土壤导温性 土壤传递温度变化及消除土壤不同部分之间温差的快慢和难易的性质，称为土壤的导温性。通常用导温率表示，以公式表示如下：

式中D为土壤导温率；K为导热率；Cv为容积热容量。

由上式可知，土壤导温率与导热率成正比，与容积热容量成反比。当容积热容量不变时，导温率与导热率的增高是呈正相关的。倘若土壤热容量发生变化，土壤导热率与导温率的表现就不会一致。例如，当干土的湿度开始增加时，土壤导温率因导热率增大而增大，但当土壤湿度过大时，由于热容量大为增加，导温率反而降低。所以保持适当水分含量，有利于土温提高；如果土壤水分经常处于过多状态，则土壤增温就很缓慢。

4．土壤温度的变化 土壤温度有时间和空间的变化，它是土壤热量平衡和土壤热性质共同作用的结果，是土壤热状况的具体反映。

1）土壤温度的日变化：土壤表层（数厘米）的土温，日出后逐渐升高，到下午 1—2时达到最高，以后又逐渐下降，日出前土温最低。土温的日变幅随着土层深度的增加而显著缩小，最高与最低温度出现的时间亦逐渐推迟。一般情况下，80—100厘米以下土层的温度日变化就不明显了。

2）土壤温度的年变化：土温的年变化是一年中各个月份土温的变化。地表温度一般从3月开始升高，7月达到最高点，以后又逐渐下降，1月或2月份最低。随着土层深度的增加，土温的年变幅逐渐缩小，最高、最低温度出现的时期亦逐渐推迟。当达到相当深度以后，土温便终年不变。这种土温终年不变的土层，在高纬度地区开始出现于25米深处，在中纬度地区为15—20米，热带地区为5—10米。