土壤与环境间溶质交换

土壤系统是以土壤为中心，与土壤环境条件组成的系统，它是相互联系、相互制约的多种因素有机结合体，具有各种复杂多变的组成、特定的结构、功能和演变规律。在土壤环境系统中物质和能量不断地由外界环境向土壤输入，通过土体内的迁移转化，必然会引起土壤成分、结构、性质和功能的改变，从而推动土壤的演变；物质和能量从土壤向环境的输出，也必然会导致环境成分、结构和性质的改变，从而推动环境的不断变化。因此，土壤环境系统是一个为能量与物质所贯穿的开放体系。土壤溶质作为土壤环境系统中的重要组成部分，它的运移过程必然影响着土壤与环境间的物质与能量的交换过程。天然条件下，以土壤为研究对象，溶质主要通过降雨、施肥、灌溉、地下水补给、植物残留物、植物固氮以及河流与湖泊侧渗等过程输入到土壤中，而土壤又通过生物吸收、大气挥发、地表径流与水土流失、农田排水以及与地下水的交换等过程向外部环境输出溶质。因此土壤内的溶质通过各种途径与环境间不断的进行交换，处于一种动态变化过程，并与其环境保持一种动态平衡。根据质量平衡原理，土壤溶质的变化量可表示为：

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式中：ΔM为土壤溶质变化量；MP为降雨输入的溶质；MA为农田施肥输入的溶质；MI为农田灌溉输入的溶质；MG为地下水补给土壤的溶质；MS为植物残留物补给土壤的溶质；MN为植物固氮；MR为河流湖泊侧渗输入的溶质；MO为生物吸收的溶质；Mg为输入地下水的溶质；Ma为大气挥发的溶质；Ms为随地表径流和水土流失损失溶质；Md为农田排水所排出的溶质。