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土壤接受太陽的輻射能以后，使土壤表層和深層產生溫度差，而在溫度梯度的作用下，熱能由高溫處傳給低溫處。同時也可能產生方向*相反的熱流。這種土壤內部產生的由上而下、由下而上的熱量的輸送，就叫熱流，熱量的流動決定著輻射的晝夜與全年的熱量循環。
熱流的大小用熱通量來表示，熱通量即單位面積、單位時間內垂直通過的熱量。土壤中的熱量，一方面用來增加土壤溫度，一方面向下傳遞。熱通量的大小受溫度梯度和土壤導熱率的影響。上下層的溫度差越大，則進入土壤或者從土壤中放出來的熱量也就越多。也就是說，熱通量的大小，首先是和上下溫度梯度及傳導時間成正比關系。在單位時間內，通過單位面積，在上下溫差為攝氏1度時，所通過的熱量稱為導熱系數。導熱系數的大小決定于土壤的一些特性，這些特性不但影響所謂分子導熱率，而且也影響許多其他現象的物理特性。在熱量從土壤表面傳到深處或相反運行的過灌中，液態的或氣態的水的運動起著決定性作用。進入土壤深處或相反地沿著毛管上升的水本身帶著熱量，在某一層水分蒸發時，所需要的熱量可以從另一層水汽凝結時釋放出的熱量中吸收。
土壤的固體顆粒導熱率要比土壤空氣分子的導熱率大一百倍。土壤的物理特性，如它的密度，特別是水和空氣相對含量之間的變化，自然而然地影響到導熱率的變化。土壤的孔隙度、結耕、顆粒的相互組合，其中所含水分的狀態，對于導熱率都有很大的影響。土壤的導熱率隨著土壤孔隙度的增加而降低。實踐告訴我們，未耕過的地，傳導熱量的速度快，而耕翻過的土地導熱率就小。
土壤變濕，其導熱率也比原來要高。熱量在土壤中，一般是白天增熱，熱交換為正，熱量由上而下輸送是一個積熱過程，溫度是增高的；夜間則相反，土壤熱量從下而上輸送。春天、夏天的土壤熱狀況與白天情況一致，秋天、冬天則與夜間情況一樣。耕翻過的土地，熱通量的作用范圍（熱交換的深度）很少超過一米土層，一般溫度的日變化范圍更淺，不超過五十厘米，有時甚至只有二十厘米。
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