喀斯特地区土壤微塑料（MPs）迁移特征与预测模型研究

本文聚焦喀斯特地区高裂隙土壤中微塑料（MPs）的垂直迁移机制，通过自主研发土壤柱装置模拟不同降雨强度（10、30、50 mm/h）与裂隙度（1%、3%、5%）下MPs的运移规律。研究发现降雨强度与裂隙度协同主导MPs迁移（R2=0.964），土壤团聚体尺寸是关键调控因子（大团聚体抑制迁移，<5 mm促进迁移），而有机质无显著影响。研究结合线性回归模型（R2=0.999）与神经网络算法，为喀斯特地区土壤MPs污染防控提供科学依据。

　　

Highlight

喀斯特地区土壤微塑料迁移的驱动因素

微塑料在喀斯特地区土壤中的迁移是一个复杂的多因素过程，涉及降雨强度、土壤裂隙度、团聚体尺寸以及微塑料自身的物理化学特性。这些因素相互作用，共同决定了微塑料在土壤中的迁移路径和速度。本研究中，不同的降雨强度使土壤性质发生一定程度的变化，导致土壤有机质含量在不同裂隙度下呈现差异。

Conclusions

本研究使用自制土壤柱装置模拟了不同自然降水条件下喀斯特地区土壤中微塑料的垂直迁移，旨在揭示喀斯特农业土壤中微塑料垂直迁移的影响因素规律。研究了降雨强度、土壤裂隙度、有机质和团聚体对土壤中微塑料垂直迁移的影响。研究发现降雨强度（与裂隙度协同作用）是主导迁移的关键外部驱动力，而土壤团聚体尺寸则是重要的内部调控因子。具体而言，大团聚体对迁移表现出抑制作用（P < 0.05, R² = -0.37），而小于5毫米的团聚体则促进迁移（P < 0.05，相关系数分别为0.36和0.35）。土壤有机质的影响则不显著。在模型验证中，线性回归模型表现出优异的拟合度（R² = 0.999），而神经网络模型则清晰地展示了各个特征对预测结果的影响大小和方向。这些发现为理解喀斯特高裂隙土壤中微塑料迁移的独特性及其主导因素提供了见解，并为污染预防和生态保护提供了科学依据。