3.土壤矿物的溶质平衡

　　在所研究的土壤剖面中，任意给定一个位置点，无机土壤材料的溶液，均表现为固态的土壤矿物和在下渗水中各类离子之间所进行的种种化学反应的结果。物理化学方法与热力学方法允许我们对任何给定的化学反应，求取其达到均衡状态时的条件，但是有关抵达这种均衡的速率，一般都知之甚少。当把水与含硅矿物成分相接触、并不断进行溶质浓度测定试验时，瓦拉斯特(Wollast)、布里凯尔(Bricker)均指出：有效的均衡要在大约100个小时的时段内才可被抵达，这种时间间隔的长度，通常被认为要比大多数的水分在坡面土壤中的滞留时间要短一些，因此在土壤剖面中有关溶质均衡的问题就不必过多地加以考虑。这个结论在河流洪水发生时，亦能保持其部分的正确性。由上可以看出，均衡将很自然地被假定存在于下渗的水分与土壤矿物之间一种关系状态的表达之中。这个说法曾引起了某些批评，但是由于它简单明白并且亦有一定的实验根据，因此仍然成为建造模型时的第一抉择，而不再考虑更为特殊和更为复杂的情形。

　　土壤同化反应的矿物学是极端复杂的，这也是它们具有大量的组分和各种“相”的必然结果。所以，在这里应进一步建议：土壤矿物应当被考虑成各类元素氧化物的混合物，它们独立地被土壤水分所溶解，并且形成各自的离子，例如，可由固态SiO2的溶液所形成的离子作为示范，写出其均衡方程式，并据此进行分析：

　　至于溶解度的平衡常数，通常应用吉布斯自由能理论得到，这里使用符

　　知数量的修正项。这个修正项本身通常是很小的，但仍有必要加以考虑，因

　　式中[H4SiO40,aq]等，标注了括号之内反应物的活性。依次类

　　推可有：

　　式子中的pH=-lg[H ,aq]

　　由上式中所增加的两个“活性项”，便可比较容易地获得矿物元素硅的溶解度曲线。此曲线表征着对于pH和未知的算法因子10-λ/1.364的实际过程。如果令λ＝0，图9－8即能代表硅溶解度的曲线，其单位为ppm或毫克/升。类似的曲线也可以从具有相同基础的其他主要离子中产生出来。

　　在进行更加全面的分析时，必然还会遇到如下困难：反应一般并不与岩石矿物真正处于所规定的均衡状态，而仅仅只是同它们的风化产物(由这些母岩而来的)处于均衡状态。我们通过以下硅矿物自由能同硅的氧化物自由能之间的比较，即可指出λ的数值以不同的形式表现在±1之间，这就给资料的应用带来很大的不便。

　　通过以上分析，在建造一个更为合理的土壤发育过程模型时，需要考虑的问题还是很多的。其中，有些问题可通过一定的合理简化去解决，而另一些问题至今仍无法确切地加以肯定，这就是为什么模型的批评者总能找到理由去进行反对的原因。我们的看法是一贯的：一个合理的土壤发育模型的建造，并不是一朝一夕之功可以奏效，只有通过更深入、更长期的研究，才可望达到基本满意的程度，大可不必在模型建造的初期，就过高或过早地要求一个成熟的或无懈可击的模型来。本着这样的认识，我们在理论地理学领域中，始终坚持这样的观点：明知目前的模型或它的内部机理还处于幼稚阶段，但决不因此而放弃在这一方向上的追求和努力。
　　本文标题：土壤发育模型(3)
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