渗透理论

渗透理论是溶质渗透模型的简称。传质理论模型之一，由希格比（Higbie）于1935年提出。这一模型考虑了为双膜理论所忽略的、形成浓度梯度的过度时间。它的理论是：在设备中进行传质过程而当气液还未接触时，整个气相或液相内的溶质是均匀的。当气液一开始接触，溶质才渐渐溶于液相中，随着气液接触时间的增长，积累在液膜内的溶质量也逐渐增多，溶质从相界面向液膜深度方向逐步渗透，直至建立起稳定的浓度梯度。这一段时间称为过度时间。按渗透理论预计的传质速率比双膜理论的为大。本理论建立在双膜理论的基础之上，只是强调了形成浓度梯度的过度阶段；因讨论的是从气液界面至液相主体的传质，渗透理论的主要对象为液膜控制的吸收。

景观连接度对生态学过程(如种群动态、水土流失过程、干扰蔓延等)的影响，具有临界阈限特征(critical threshold characteristics)。渗透理论(percolation theory)已被广泛地应用于景观生态学研究之中，以进一步探究和预测这些特征。渗透理论最初是用以描述胶体和玻璃类物质的物理特性的，并逐渐成为研究流体在聚合材料媒介中运动的理论基础。渗透理论最突出的要点，就是当媒介的密度达到一临界值(critical density)时，渗透物突然能够从媒介的一端到达另一端。因此，物理学家可能应用渗透理论来理解和预测这样的问题，在某种不导电的媒介中加入多少金属材料(如黄金等贵重金属)才能使其导电。这一结果自然会使我们联想到能量、物质和生物在景观镶嵌体中的运动。对于这些生态学过程而言，是否也存在某种景观连接度临界值，从而产生类似于渗透过程的突变或阈限现象?比如说，植被覆盖度达到多少时流动沙丘则可得以固定?生境面积占有整个景观面积的多少时某一物种才能幸免于生境破碎化作用而长期生存?

生态学中确实存在不少临界阈限现象。例如，流行病的爆发与感染率、潜在

被传染者和传播媒介之间的关系，大火蔓延与森林中燃烧物质积累量及空间连续性之间的关系，生物多样性的衰减与生境破碎化(habitat fragmentation)之间的变化，都在不同程度上表现出临界阈限特征。此外，害虫种群爆发和外来种侵入过程也表现出类似特征，因此，渗透理论对于研究景观结构(特别是连接度)和功能之间的关系，颇具启发性和指导意义。^[1]