不饱和土壤中的反应：关于异质性控制混合的动态作用

摘要 土壤是复杂的系统，其中不同的物理、化学和生物过程同时发生并以非线性方式相互作用。此外，土壤的高异质性在研究土壤反应性时带来了重大挑战，因为其对混合的影响很大。在这项研究中，我们评估了土壤异质性、水力结构、反应速率和反应物初始分布对小区尺度有效反应速率的影响。我们通过明确模拟假设的生物分子土壤反应（A + B → C），考虑不同的异质性程度、不同的水力结构、不同的反应速率，以及最终不同的反应物初始分布来解决这一问题。结果以小区尺度的有效反应速率进行评估。模拟结果表明，混合条件控制了不饱和土壤中的反应。由于混合限制条件导致的非理想反应性并不是异质性简单存在或其强度的结果。相反，它至少来源于：异质性的特征、佩克莱数、达姆考赫尔数和反应物的空间分布。因此，在特定流动和异质性条件下估计的反应速率不能简单地转移到任何其他环境中。