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薄膜擴(kuò)散梯度裝置DGT及平面光極分析儀PO對(duì)土壤和沉積物等作用
對(duì)于復(fù)雜且非均質(zhì)的土壤和沉積物，根系生長(zhǎng)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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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