摘要:胶体是农田土壤中最活跃的组分之一，其巨大的比表面积和表面带电特性使其极易吸附污染物。在饱和-非饱和带水循环中，胶体可携带污染物在多孔介质中通过尺寸排阻效应进行加速扩散，严重影响地下水质。本文梳理了胶体在多孔介质中运移的尺寸排阻机制，系统分析了影响胶体运移尺寸排阻效应的主要因素，总结了描述胶体运移尺寸排阻行为的数学模型构建方法，最后展望了高精度表征胶体运移行为的示踪方法，探讨了刻画胶体运移尺寸排阻效应的数学模型构建思路。本文对深入认识饱和-非饱和带水循环中胶体运移伴生环境效应以及指导农田地下水污染防治具有重要意义。

摘要:土壤环境中普遍存在的胶体物质深刻地影响着污染物在土壤和地下水中迁移转化，而微塑料作为一种新兴的污染物，其对胶体及胶体协同污染物运移的影响尚不明确。为此，以聚苯乙烯（Polystyrene，PS）微塑料为研究对象，采用室内砂柱实验，结合沉降实验及傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）等手段，探讨微塑料对土壤胶体、铜（Cu2+）及其共运移的影响机制。结果表明，PS通过与土壤胶体异质聚集、竞争多孔介质表面沉积位点及空间位阻作用，促进了土壤胶体的迁移，且在Cu2+存在时，促进作用更显著。与土壤胶体相比，低浓度低吸附性的PS对Cu2+迁移的影响不明显，83.47%的Cu2+以溶解态的形式迁移，而土壤胶体作用下35.25%的Cu2+以胶体态的形式迁移。PS虽然增强了土壤胶体的移动性，但是降低了其对Cu2+的吸附，促进了溶解态Cu2+的迁移，对总Cu的出流浓度没有显著影响。此外，PS的移动性也受到土壤胶体和Cu2+的影响。总体而言，土壤环境中的微塑料不仅直接与Cu2+相互作用，而且还可以改变土壤胶体的性质，胶体性质的改变可能是微塑料影响Cu环境行为的主要原因。

摘要:为揭示微咸水结冰融水时咸淡分离状况及对盐渍土盐分的淋洗效应，通过室内融冰试验研究不同解冻温度（10℃、15℃）和矿化度处理（纯净水、0.5 g·L-1、2 g·L-1、4 g·L-1）冰体的融化速度及融出水质，并借助HYDRUS-1D模型，模拟分析了不同处理融出水与微咸水直接入渗对剖面土壤盐分的淋洗效果差异。结果表明：微咸水冰体咸淡分离效果明显，各处理下的微咸水冰体融出淡水体积占比均超75%，矿化度越小融出淡水体积越大；微咸水冰体先咸后淡融出水入渗对盐渍土中的盐分有较好的淋洗效果，优于相同矿化度的微咸水直接入渗处理；10 ℃处理微咸水冰融出水对盐渍土的淋洗效果要好于15℃处理。研究结果对于探索内陆干旱区地下微咸水资源利用及新的非生育期节水控盐模式具有一定的指导意义。

摘要:黄土疏松多孔且黄土区干旱少雨,汽态水可能在剖面水分运移中扮演重要角色。因此,了解非饱和带土壤水汽通量的循环运移规律,对实现干旱区水资源的可持续发展具有重要意义。基于黄土高原旱地苹果园剖面(0~200 cm)高频定位监测试验,采用水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,探讨黄土剖面液态水和汽态水通量运移规律。结果表明:STEMMUS模型准确地再现了旱地苹果园剖面土壤水分(d介于0.81~0.98,NRMSE介于5.5%~15%)和土壤温度(d介于0.98~0.99,NRMSE介于1.4%~4.6%)的动态变化,对苹果树蒸发蒸腾量的模拟表现出良好的一致性(d介于0.92~0.96)。降雨对基质势梯度、温度梯度、液态水与汽态水通量均有显著影响,液态水与汽态水运移分别主要由基质势梯度与温度梯度驱动,且二者对土壤水分的最大补给深度在研究期内分别为100 cm和160 cm,表明土壤水通过向下的汽态水能够运移至更深层土壤。研究结果可增进对黄土剖面水分运移规律的认识。

摘要:20世纪末以来，膜下滴灌技术在我国西北干旱区得到了大规模的推广和应用，极大推动了绿洲农业的发展。然而，滴灌带入盐分无法排出导致的农田土壤积盐问题，使得干旱区绿洲农业的可持续发展面临巨大挑战。如何在水资源短缺的情况下防治农田次生盐渍化和利用西北干旱区广泛分布的盐碱地资源，是我国干旱区农业可持续发展中迫切需要解决的问题。本文结合西北干旱区膜下滴灌农田水盐运移的特点，主要从盐生植物耐盐机制及其生长发育对盐分的响应、盐生植物排盐与盐碱土改良的互馈效应以及种植盐生植物对土壤水盐动态的影响等方面对生物排盐的研究进展进行了比较系统的梳理，同时指出了目前西北干旱区在农田生物排盐研究方面存在的不足，并对今后需要开展的研究工作进行了展望，以期为旱区农业制定合理高效的综合排盐制度提供决策依据，对于实现农田盐分平衡、缓解土壤次生盐渍化危机和土壤可持续利用具有重要意义。

摘要:为确定不同土质和植被类型下溶质运移特征及影响因素，采用垂直土柱易混置换法，研究了陕北六道沟和圪丑沟流域不同土质（砂土S、壤土L）和植被类型（乔AR、灌SH、草GR）下Cl-运移特征。结果表明：Cl-初始穿透时间（TS：12～80 min）、完全穿透时间（TE：75～480 min）、平均孔隙水流速（V：0.52～1.98 cm·h-1）和水动力弥散系数（D：0.75～2.55 cm2·h-1）均随土壤质地、植被类型和土层深度而发生变化。0～20 cm土层Cl-的TS和TE最小，随深度增加而增大，V和D则相反。同一质地不同植被类型条件下0～1 m剖面中Cl-的V和D均值表现为：S-AR > S-GR > S-SH和L-AR> L-SH > L-GR，TS和TE则相反，这是由于砂土和壤土中不同类型植物根系生物量剖面分布具有显著差异，进而影响大孔隙数量、孔隙连通性密度和优先流路径。同一植被类型不同质地土壤0～1 m剖面中Cl-的V和D均值表现为：S-AR > L-AR；S-SH > L-SH；S-GR > L-GR，TS和TE则相反，这是由于土壤机械组成影响孔隙分布状况，砂土中大孔隙数量多且孔隙连通性密度高，有助于形成优先流，而壤土中细小孔隙所构成的复杂孔径及带电团聚体对离子的吸附作用会阻碍Cl-运移。容重、大孔隙数、孔隙连通性密度、有机碳含量和颗粒组成均与V，TS和TE显著相关，表明土壤性质显著影响不同土质和植被类型下Cl-运移特征。上述结果可为黄土高原不同质地土壤人工植被合理布局与配置，降低养分流失风险，提升生态系统服务功能提供参考。

摘要:探讨胶体颗粒在多孔介质中迁移所发生的物理、化学及生物作用过程，在许多学科中具有重要的科学意义。采用室内石英砂柱实验，开展了定水头条件下不同浓度和粒径的胶体颗粒在饱和多孔介质中的运移行为研究。共使用了3种胶体粒径、3种浓度的胶体溶液和3种粒径范围的石英砂。实验表明：多孔介质的相对渗透系数K/K0（K为各时刻计算所得的渗透系数，K0为初始渗透系数）减小程度与颗粒浓度成正比；胶体颗粒越大，越易在表层沉积，而小颗粒易向下部迁移，但总体来看粒径效应没有浓度效应明显；当胶体颗粒在不同粒径的饱和多孔介质中迁移时，粒径大的多孔介质各段K/K0均有明显降低，而粒径小的只在表层变化明显。不同条件下总体相对渗透系数与时间之间呈二次方相关关系，但当多孔介质粒径较小时，相关性不显著。介质渗流流速及砂柱不同位置胶体颗粒浓度变化与介质渗透性变化相对应。用扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）进行定性表征，进一步说明胶体颗粒会堵塞多孔介质孔隙影响其渗透性。实验中发现当输入浓度C0小于0.5 g•L-1且 dp /Dp >0.018（ dp为胶体颗粒粒径，Dp 为石英砂算数平均粒径）时，会出现多孔介质局部K/K0增大的现象。

摘要:为研究滨海盐碱地土壤水盐空间分布及运移变化对棉花光合生产和产量的影响，并探讨棉田地形和土壤容重对滨海盐碱地水盐空间分布的影响方式，在位置相近区域选取海拔和容重差异较大的4块棉田，于4—10月份测定土壤0~200 cm深度水分、盐分和pH等空间分布特征，分析其对棉花光合生产和产量的影响。研究表明，轻度盐碱棉田海拔较高，在141~160 cm处形成“高容重隔层”，土壤盐分和pH较低，雨季（7—8月份）土壤水分较低，生育后期（9—10月份）土壤水分明显高于中度盐碱棉田，棉花遭受盐碱胁迫较小，光合生产与水热资源吻合度高，长期处于物质积累活跃期；中度盐碱棉田较高的海拔和容重阻滞了土壤盐分和pH上升，在雨季盐碱胁迫得到解除，但棉花生育早期（4—6月份）和后期仍有明显盐碱胁迫，光合生产与光热资源丰富期吻合度较差；重度盐碱棉田海拔较低，容重差异未对水盐运移规律产生明显影响，长期处于高度盐碱胁迫之下，光合生产能力和产量水平低下。滨海盐碱地改良采用适当抬高地表高度并形成一定厚度的高容重“隔层”，增强土壤蓄排水能力，是一种效果持续并有利于作物光合生产的改良措施。

摘要:溶质运移模型参数的识别结果常存在较高的不确定性，制约了模型的实际应用。以土壤中Cu2+运移过程为例，采用广义似然不确定性估计（Generalized likelihood uncertainty estimation, GLUE）并引入最大似然值（Maximum Nash-Sutcliffe，MNS）等三种定量指标，探讨了数值反演估计弥散系数等参数的不确定性。结果表明，非线性最小二乘法（Nonlinear least squares，NLLS）得到的唯一“最优”参数组合对Cu2+出流曲线拟合效果很好（R2 >0.937），但因“异参同效”，无法刻画预测结果的不确定性。GLUE则可明确溶质运移参数及其响应界面的不确定性，MNS对应的参数组合对Cu2+出流曲线拟合R2 >0.937，效果与NLLS的拟合结果高度一致。GLUE计算的95%置信区间覆盖了80%以上的观测点（NLLS为46.3%），其反演参数的取值范围也远大于NLLS的结果。在模型参数及响应界面不确定性分析两方面GLUE方法均优于NLLS方法。

摘要:研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律，分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明，在相同运移距离条件下，随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势，与粒径相比，糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下，随着运移距离的增加，剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势；各运移距离下，7~5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加；5~3 mm和3~1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下，以运移距离等于36 m为例，团聚体与原始团聚体质量比（Wr/W i）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考，对于完善土壤侵蚀过程模型，具有重要的理论意义。