水資源短缺是黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)主要的限制因子。土壤水分入滲過(guò)程不僅決定著土壤對(duì)雨水和灌溉水等有限水源的利用程度,而且也深刻影響著地表徑流和土壤侵蝕強(qiáng)度。土壤表面電場(chǎng)對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性具有重要影響,團(tuán)聚體破碎后土壤孔隙將發(fā)生重要變化,并影響水分入滲過(guò)程。然而,目前關(guān)于土壤電場(chǎng)作用對(duì)黃土母質(zhì)發(fā)育土壤水分入滲過(guò)程的影響尚不清楚,同時(shí)考慮表面電場(chǎng)作用后經(jīng)典土壤水分入滲模型的適用性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。因此,本研究采用室內(nèi)一維定水頭土柱模擬試驗(yàn),通過(guò)定量調(diào)控土壤表面電場(chǎng),研究了不同土壤電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)水分入滲速率、濕潤(rùn)鋒運(yùn)移、累積入滲量的影響,并采用Kostiakov模型和Philip模型對(duì)土壤水分入滲過(guò)程進(jìn)行擬合。結(jié)果表明:（1）濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度、入滲速率和累積入滲量均隨入滲電解質(zhì)濃度的減小、表面電位（絕對(duì)值）和電場(chǎng)的增大而降低,這表明土壤表面電場(chǎng)對(duì)土壤水分入滲具有重要的、不可忽略的影響。（2）當(dāng)電解質(zhì)濃度<0.01 mol·L趙世偉,塿土和褐土的電位絕對(duì)值大于233 mV和223 mV時(shí),土壤水分入滲特性參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線較為接近,表明233 mV和223 mV分別是影響兩種土壤水分... 

【文章來(lái)源】：土壤學(xué)報(bào). 2019,56(06)北大核心

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不同電解質(zhì)濃度下土粒周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度分布

濕潤(rùn)鋒是指水分下滲過(guò)程中濕潤(rùn)層下緣明顯的干濕交界鋒面，其運(yùn)移速度的大小可反應(yīng)土壤的輸水能力[28]。濕潤(rùn)鋒位置的變化可直觀地反映土壤水的垂向運(yùn)動(dòng)特征。圖2給出了不同電解質(zhì)濃度條件下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移位置的變化情況。從圖中可以看出，電解質(zhì)濃度對(duì)濕潤(rùn)鋒的運(yùn)移速度具有重要影響。隨著電解質(zhì)濃度增大，濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度加快。例如，當(dāng)測(cè)定時(shí)間為300 min，電解質(zhì)濃度為0.000 1 mol·L-1時(shí)，塿土和褐土的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移位置分別為2.05 cm和2.15 cm；但當(dāng)對(duì)應(yīng)的濃度為0.1 mol·L-1時(shí)，運(yùn)移位置分別為8.51 cm和6.08 cm。此外，當(dāng)電解質(zhì)濃度低于0.01 mol·L-1后，不同濃度條件下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度較為緩慢且接近。例如，以塿土為例，當(dāng)測(cè)定時(shí)間為300 min時(shí)，土壤本體溶液電解質(zhì)濃度為0.01 mol·L-1時(shí)，塿土中濕潤(rùn)鋒的運(yùn)移位置為2.84 cm；而當(dāng)對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)濃度分別為0.001 mol·L-1、0.000 1 mol·L-1時(shí)，濕潤(rùn)鋒的運(yùn)移位置分別為2.08 cm、2.05 cm。同時(shí)，當(dāng)溶液濃度小于0.01 mol·L-1后，濕潤(rùn)鋒運(yùn)移位置幾乎不再隨入滲歷時(shí)的變化而發(fā)生改變。這表明0.01 mol·L-1是土壤水分入滲過(guò)程的臨界濃度。該條件下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度非常緩慢，說(shuō)明此時(shí)的土壤水分運(yùn)動(dòng)受到土壤電場(chǎng)的極大限制。2.2.2 累積入滲量的變化

入滲速率是指單位時(shí)間通過(guò)地表單位面積入滲至土壤中的水量[29]。圖4為塿土和褐土在不同電解質(zhì)濃度下入滲速率隨時(shí)間的變化情況。由圖4可知，不同電解質(zhì)濃度條件下的入滲速率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)相同：在入滲初始階段（30 min內(nèi)），各濃度下入滲速率皆急劇減�。辉谌霛B穩(wěn)定前階段（30～250 min），隨電解質(zhì)濃度的降低，電場(chǎng)的增強(qiáng)，入滲速率皆緩慢減�。辉谌霛B穩(wěn)定階段（250～400 min），入滲速率逐漸趨于穩(wěn)定，該穩(wěn)定值即土壤的穩(wěn)定入滲速率。在塿土中，30 min時(shí)，1 mol·L-1和0.000 1mol·L-1下的入滲速率分別為0.060 cm·min-1和0.014 cm·min-1，穩(wěn)定入滲速率分別為0.010 cm·min-1和0.002 cm·min-1。而在褐土中，30 min的入滲速率分別為0.057 cm·min-1和0.009 cm·min-1，最后穩(wěn)定在0.017 cm·min-1和0.003 cm·min-1。這表明水分入滲速率強(qiáng)烈地受到土壤表面電場(chǎng)的影響。圖4 不同電解質(zhì)濃度下入滲速率的動(dòng)態(tài)變化

【參考文獻(xiàn)】：
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