【摘要】 土壤拒水(SWR)对自然生态系统有严重的影响,如优先流、植被生长模式不规则、地表径流增加和土壤侵蚀,尤其是在未开垦的沙质土壤中,尽管也报道了不同的观测结果,例如从橄榄果园或从草原土壤。
土壤拒水(SWR)对自然生态系统有严重的影响,如优先流、植被生长模式不规则、地表径流增加和土壤侵蚀,尤其是在未开垦的沙质土壤中,尽管也报道了不同的观测结果,例如从橄榄果园或从草原土壤。拒水现象是由于土壤颗粒和水分子之间的吸引力下降导致的,这意味着大规模的环境效应可能取决于微观尺度的变化过程。描述入渗初始阶段的水力参数为吸水性S,许多研究表明,该参数受拒水性的影响很大。在相对干燥的土壤中,不同的液态水和水蒸气再分配机制的综合效应聚集在一起。吸附性主要取决于浸润体的孔径分布、固液接触角以及液体表面张力和粘度。接触角是水与固体表面相互作用和固体表面堆积的结果。它们控制着水吸附的能量Ea(水-固体力)和毛细管凝结的能量Ec,这些能量Ec进一步修改了从水蒸气吸附等温线估计的表面积A和分形维数DS等参数。表面积与湿土表面的总体程度有关,而分形维数则表征了土壤颗粒或团聚体的几何堆积复杂性。DS的值从2变化到3。
土壤吸收率被认为是描述水(雨)渗入相对干燥土壤早期阶段的关键参数,它与毛细管系统积聚的复杂性和土壤润湿性(土壤孔壁的接触角)有关。在过去的十年中,在斯洛伐克西南部的Mlaky II地区,人们经常观察到松林和草地植被下的沙质土壤的防水性不断增加。旱季导致土壤不均匀湿润,与参考沙质材料相比,这些植被覆盖的土壤中的土壤吸附性降低了百倍,而这些土壤超出了周围植被的覆盖范围,因此容易湿润。至于水绑定到低土壤水分是由吸附过程,我们假设土壤斥水性被水滴渗透测试和防水性指数也应该影响水蒸气吸附参数(Wm单层含水量,比表面积,A,最大吸附水,根据吸附等温线BET模型得到了最大吸湿水MH、分形维数DS和吸附能Ea)。然而,我们发现这些参数与拒水水平之间的联系很难解释;可湿性材料中吸附能较高的中心明显占多数。拒水森林和草地土壤的吸附能小于可湿性标准物质的80%。为了获得不受现场材料微小但仍然存在的变异性影响的更确凿的结果,对市售均质硅质砂进行了人工疏水处理,并采用与现场材料相同的方法进行了研究。与不疏水的硅质砂相比,这种极拒水材料的表面积低了两倍,分形维数极低(接近2),吸附能也大大降低。
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