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薄膜擴(kuò)散梯度裝置DGT及平面光極分析儀PO對土壤和沉積物等作用
對于復(fù)雜且非均質(zhì)的土壤和沉積物，根系生長過程、底棲群落的生物擾動(dòng)以及反應(yīng)性有機(jī)物質(zhì)的局部分解可以大大增加其生物地球化學(xué)異質(zhì)性。
在實(shí)踐中，常見的監(jiān)測方法只能用于從垂直或水平一維剖面中確定厘米到毫米尺度的異質(zhì)性。然而，在毫米到亞毫米尺度上，土壤和沉積物依然存在顯著的空間異質(zhì)性。因此，原位和高分辨率采樣和成像方法對于捕獲土壤和沉積物的空間和時(shí)間異質(zhì)性至關(guān)重要。本文綜述了土壤和沉積物中微尺度采樣方法，包括薄膜擴(kuò)散平衡技術(shù)（DET），薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)（DGT），平面光極技術(shù)（PO），基于納米顆粒和微顆粒的發(fā)光成像以及土壤酶譜學(xué)。此外，本研究詳細(xì)介紹了他們的成像原理和方法，并討論了成像過程中存在的一些問題和解決方案。雖然微尺度采樣和成像方法使我們對土壤和沉積物的生物地球化學(xué)過程有了諸多了解，但這些方法的潛力尚未發(fā)揮出來。最后，本研究對微尺度采樣方法在非均質(zhì)復(fù)雜生物地球化學(xué)過程研究中的潛在發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
圖1. DET采樣和成像方法的原理圖。(a)結(jié)合DET采樣和CID成像的沉積物中可溶性Fe(II)成像示意圖。(b)結(jié)合DET采樣和高光譜成像的沉積物中可溶性P和可溶性Fe(II)成像示意圖。虛線表示沉積物-水界面。
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