中文摘要：

本项目将提出土壤胶体凝聚的新机制，即远离热力学平衡条件下的非线性凝聚――分形凝聚，并提出土壤中具有大尺度自相似特征的团粒结构可能是土壤胶体分形凝聚的产物的新观点。研究内容土壤胶体分形凝聚的产生条件与机制；分形凝聚的临界值；分形凝聚形成的分形结构与土壤团粒结构的分形维度与孔隙特征；判定分形凝聚与团粒结构形成之间的联系。由于土壤团粒结构显著地具备大尺度分形结构的基本特征，所以通过土壤胶体的分形凝聚研究来了解团粒结构的形成机制应该是一个正确的方向。同时，该项目对未来开展土壤胶体及其聚合体的界面化学形为的非平衡、非线性问题的机理研究，将具有开创性的意义。

结论摘要：

土壤团粒结构是一种分形结构。虽用分形理论来描述土壤结构孔隙状况已有很多研究，但土粒分形凝聚的产生条件与机理还不清楚。本项目围绕这一问题开展了研究，取得了一批原创性成果。通过分形凝聚临界条件的研究，提出了双电层中离子交换的本性是离子在活度梯度推动下的扩散的新概念，进而建立起了离子平衡分布的机理模型和动态分布模型；首次发现分形凝聚有两个本性不同的临界点。通过凝聚动力学研究，提出了描述扩散或布朗运动的统一性理论；发现了局域平衡假设、强摩擦力限制和总位能守恒三者的一致性；成功地使非理想体系和温度场体系物质传输的某些理论难题被解决；并首次对动态的P-B系统进行了定量描述。研究还发现，胶颗的运动是长程范德华力导向作用下的布朗运动；而聚合体的生长分线性生长和非线性生长两种过程。在凝聚热力学及聚合体结构性质研究方面，首先解决了研究方法上的多个困难。研究结果发现分形凝聚对各热力学条件十分敏感，其微小改变可产生不同性质的结构体；重力场是土壤胶体分形凝聚的重要动力；凝聚形成的分形结构体随时间将出现重组效应；腐殖质和二价离子不仅显著加速分形凝聚，而且将形成更疏松、分形特征更显著、结构更稳定的聚合体。