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第一章 土壤水分热力学基础1

1.1 土壤水分热力学方程及化学势1

1.1.1 自由能1

1.1.2 土壤水分自由能及热力学方程2

1.1.3 土-水-气体系中土壤水分自由能及热力学方程4

1.1.4 化学势4

1.2 土壤水分化学势与土壤水分重力化学势5

1.3 土壤水势的热力学概念6

1.4.1 吸附气态水热力学函数测定7

1.4 水分热力学函数测定7

1.4.2 土壤水分热力学函数测定11

1.4.3 黏土悬液水分热力学函数测定14

1.4.4 土壤-植物-大气连续体系水分热力学函数测定16

1.5 土壤水分热力学函数表达式的转换处理17

参考文献19

第二章 土壤吸附气态水及其热力学特征21

2.1 土壤吸附气态水的特征21

2.1.1 气态水的吸附等温线21

2.1.2 不同相对水气压下吸附气态水的吸附机制和特征30

2.1.3 土壤吸湿水的增温脱水特性30

2.2.1 较干燥土壤水气扩散运移方程31

2.2 土壤气态水的扩散运移31

2.2.2 黄墡土的水气扩散运移特征34

2.3 吸附气态水的热力学函数特征38

2.3.1 几种土壤吸附气态水的热力学函数特征39

2.3.2 吸附气态水解吸热的特征41

2.3.3 吸附气态水热力学函数的影响因素43

参考文献45

第三章 土壤水势温度效应及土壤水分热力学函数特征46

3.1 土壤水势温度效应46

3.1.1 温度对土壤水势的影响46

3.1.2 温度对土壤水势影响的机制及表征土壤水势温度效应的模式47

3.1.3 土壤水势温度滞后效应51

3.1.4 土壤水势温度效应的影响因素53

3.1.5 温度对水分有效性影响的定量表征59

3.1.6 SPAC中水势温度效应的特征60

3.2 土壤水分热力学函数64

3.2.1 土壤水分热力学函数特征64

3.2.2 土壤水分热力学函数的影响因子68

3.2.3 热力学吉布斯-亥姆霍茨方程在土壤水分自由能与温度关系上的应用73

参考文献75

第四章 温度对土壤水分运移影响和水分运移的活化能及热力学特征77

4.1 温度对土壤水分运移的影响77

4.1.1 温度对土壤水分运移影响的机制77

4.1.2 土壤导水参数的温度效应模式79

4.1.3 含温度梯度影响因子的土壤水分运移方程81

4.1.4 表征温度对土壤水分运移影响的经验方程83

4.2 土壤水分运移的活化能特征85

4.2.1 活化能85

4.2.2 稳态流表观活化能86

4.2.3 土壤水分入渗表观活化能87

4.2.4 土壤水分蒸发表观活化能88

4.2.5 几种土壤水分运移的活化能特征88

4.3 土壤水分运移的热力学特征90

4.3.1 不可逆过程的热力学力和热力学流90

4.3.2 土壤液流的线性唯象方程91

4.3.3 热力学的发展阶段及土壤水分运移研究的热力学领域归属92

4.3.4 土壤水分运移方程的热力学推导94

4.3.5 含热力学函数的土壤水分运移方程的建立96

4.3.6 土壤水分运移参数与水分热力学函数的经验方程98

参考文献101

第五章 SPAC水分热力学及水热条件下生物活性的热力学特征103

5.1 SPAC水分热力学函数特征104

5.1.1 SPAC中水分相对偏摩尔自由能的特征104

5.1.2 SPAC中水分相对偏摩尔熵及焓的特征105

5.2 水分条件及作物生育期等对SPAC水分热力学函数的影响106

5.2.1 土壤水分含量对SPAC水分热力学函数的影响106

5.2.2 作物生育期对SPAC水分热力学函数的影响107

5.2.3 土壤肥力对SPAC水分热力学函数的影响109

5.2.4 施肥对SPAC水分热力学函数的影响110

5.3 水热条件下作物生长的热力学特征112

5.3.1 温度与植物生长速率的关系和Arrhenius方程生物过程修正式113

5.3.2 含水热因子的Arrhenius方程生物过程修正式116

5.3.3 基于过渡态理论的生物过程速率方程及活化热力学参数118

5.4 水热条件与土壤生化活性的关系123

5.4.1 水热条件与土壤氨化和硝化强度的关系123

5.4.2 水热条件与土壤纤维素分解强度的关系125

5.4.3 水热条件与土壤脲酶及脱氢酶活性的关系126

参考文献127

第六章 水活度与土壤水分性状及微生物活性的关系129

6.1 化学势与活度129

6.2 水活度的表达式及水活度与水势的关系式131

6.3 溶液水活度与溶质浓度和性质的关系133

6.4 土壤水活度及其影响因素136

6.5 基于水活度的水分吸附等温线139

6.6 水活度与溶液冰点下降的定量关系142

6.7 渗透压与水活度的关系144

6.8 水活度与微生物活性的关系146

6.9 耐旱微生物对低水活度的适应机制148

参考文献153