土壤系统基本特性

二、土壤系统基本特性

土壤是一个极其复杂的体系,它不仅包括固、液和气相,而且各个相又具有有机和无机组合,以及惰性和活性化合物,这种不均匀特点强烈地影响着土壤物理和化学性质,并对土壤溶质的迁移转化特性有直接的影响。当溶质进入土壤后,它与土壤固、液和气相物质之间发生一系列物理、化学、生物化学反应过程,以及在土壤中进行迁移转化。溶质在土壤中迁移转化速度和强度决定于土壤溶质与土壤物质组成以及特性。

1.土壤是一个多孔介质体

土壤是由固液气三相构成的多孔介质体,土壤中的溶质可以以气态形式扩散和挥发,也可被稀释、浓缩。同时溶质可以气态或液态形式在土体内迁移或迁移到土体外部。这些迁移转化过程与土壤质地、结构、含水量和温度以及溶质本身特性有关。

2.土壤是一个胶体体系

土壤胶体是土壤固体物质中最为活跃的部分,它与土壤溶质离子的吸附与交换作用是土壤中极其重要的物理化学过程。它也是提高土壤养分有效性及土壤化学改良的重要因素。土壤胶体对带有相反电荷离子吸附,其吸附交换量与土壤胶体种类和数量、溶质相对含量以及溶质离子自身特性、土壤溶液pH值、土壤含水量等有关。同时由于土壤胶体对离子吸附引起带有正负电荷离子的迁移速度的差异,影响着溶质在土壤内部以及随水土流失的过程与强度。

3.土壤是一个化学体系

土壤中的化合物或离子如同在水溶液中一样,同样遵循化学平衡原理,只因两种体系的差异表现出化学反应速度和强度有所不同。这些化学平衡法则同样决定着溶质迁移转化过程和速度。土壤中的氧化还原反应是普遍存在,由于土壤中存在着多种多样的氧化还原体系,所以土壤中的氧化还原过程远比纯溶液复杂的多。这些过程的发生不仅与土壤的发展与形成密切相关,而且影响着有机质分解的速度以及存在形式,同样对土壤肥力有着重要影响,因此土壤中的氧化还原反应同样影响着溶质在土壤中的迁移转化过程。土壤中有许多有机和无机配位体,它们主要是土壤腐殖质、微生物分解有机残体过程中产生的有机物质或分泌物。随着化学工业的发展,人工合成的许多化学物质(农药等)也是一种有机配位体,因此土壤中的络合和螯合作用是十分普遍的,也是土壤中溶质迁移转化的重要途径。(https://www.daowen.com)

4.土壤是一个生物体系

土壤中的微生物是土壤生物的主体,在土壤中有机物质的迁移转化中起着重要作用,同时土壤中各种植物根系对土壤中溶质的吸收利用是土壤溶质迁移转化的另一重要途径。

5.土壤是一个自净体系

当各种物质进入土壤后,在土壤中发生一系列物理、化学和生物反应,促使土壤中的各种污染物质分解或减缓污染作用,保持土壤的生产力。土壤的自净能力主要决定于土壤物质组成及其特性,污染物的种类和数量及其性质,同时土壤中具有大量碳酸、硅酸、磷酸、腐殖质及其其他有机酸和盐类,它们具有缓和土壤酸碱性变化的能力,可以保持土壤反应的相对稳定,为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境。这一是土壤溶质迁移转化的另一途径。

6.土壤是一个动力体系

土壤中的溶质的迁移同样服从于能量原理,总是从能量高处向能量低处迁移,因此土壤中的溶质迁移可以通过能量原理进行描述。