土壤氣體運動的方式有兩種：即對流和擴散，影響土壤氣體運動的因素有氣象、土壤性質及農業措施，氣象因素主要有氣溫、氣壓、風力和降雨等。在土壤氣體的組成中，二氧化碳的濃度高於大氣，而氧氣的濃度低於大氣，在濃度梯度的作用下，驅使二氧化碳氣體分子不斷從土壤中向大氣擴散，同時使氧氣分子不斷從大氣向土壤氣體擴散。
基本介紹
- 中文名：土壤氣體擴散
- 外文名：Soil gas diffusion
- 氣體運動方式：對流和擴散
- 影響因素：氣象、土壤性質及農業措施
- 氣體擴散：CO2和O2
- 擴散特性：O2的擴散係數比CO2約大1.25倍
簡介,土壤氣體擴散,擴散特性,
簡介
土壤氣體運動的方式有兩種：即對流和擴散，影響土壤氣體運動的因素有氣象、土壤性質及農業措施，氣象因素主要有氣溫、氣壓、風力和降雨等。
土壤氣體擴散
在土壤氣體的組成中，CO2的濃度高於大氣，而O2的濃度低於大氣，在濃度梯度的作用下，驅使CO2氣體分子不斷從土壤中向大氣擴散，同時使O2分子不斷從大氣向土壤氣體擴散。
O2和CO2在土壤中的擴散過程，部分發生在氣相，部分發生在液相。通過充氣孔防擴散保持著大氣和土壤間的氣體交流作用，為氣相擴散；而通過不同厚度水膜的擴散、則為液相擴散，這兩種擴散過程都可以用費克(Fick)定律表示。根據費克定律，氣體的擴散速率(dQ/dt)和該氣體的濃度梯度(dc/dr)以下式表示:
式中，qd表示擴散通量(單位時間通過單位面積擴散的質量); D表示在該介質中的擴散係數(其量綱為面積/時間)；c表示某種氣體(O2或CO2)的濃度(單位容積擴散物質的質量)；x表示擴散的距離；dc/dx表示濃度梯度，對於氣體來說，其濃度梯度常用分壓梯度表示，則：
式中，B表示偏壓與濃度的比。
擴散特性
擴散係數D代表氣體在單位分壓梯度下(或單位濃度梯度下)，單位時間通過單位面積土體剖面的氣體量。D值的大小取決於土壤性質、同一土壤在同樣的條件下，不同氣體的擴散系總是不同的，如O2的擴散係數比CO2約大1.25倍，不同壓力和溫度下的氣體擴散係數變化也較大。
由於土壤孔隙的曲折複雜，一般來講，氣體在土壤中的擴散係數D，明顯地小於其化空氣中的擴散係數(D)，它們的具體數值因土壤的含水量、質地、結構、鬆緊程度、上層排列等狀況而異，一般情況下，擴散作用是土壤與大氣交換的主要機制。
