稻田土壤土水界面上的元素行为对环境变化非常敏感，具有丰富的时空变化。但对界面元素行为的高精度时空动态监测一直是个技术难点。传统的孔隙水取样器，比如平衡式孔隙水采样器（又名Peeper）和薄膜梯度/扩散平衡技术（又名DGT/DET探针），仅能一次性使用，不能满足对动态过程高精度监测的需求。针对这一难题，作者团队设计开发了原位反复孔隙水采样器（In-situ Porewater Iterative Sampler，简称IPI 采样器）(Yuan et al., 2019)。IPI采样器通过纳米中空纤维膜（内径×外径=1mm×2mm）被动采集孔隙水，可以实现对毫米尺度孔隙水的准确采样，且可原位反复使用。
通过对分析方法的优化，现可实现仅使用微升级别样品，可分析硫铁砷等氧化还原活性元素的形态，以及铁、锰、磷、砷、硫、镉、铬、钴和锌等元素的总量测定(Yuan et al., 2021a)。同时。在对实际土壤的测试中，IPI采样器和ICP-MS联用成功绘制了多种元素在土水界面和根际界面的高时空分辨率（时间分辨率约24小时，空间分辨率2mm）图谱(Yuan et al., 2021b, 2022)。
此外，土壤微生物是影响微界面元素转化的主要因素。土水界面作为生物地球化学过程的热区，其环境异质性通常在微米至毫米尺度展开。为探索土水界面上活性微生物的空间分布规律，作者在2mm尺度下，提取了活性微生物的RNA并进行高通量测序，结果发现土壤活性微生物群落在毫米尺度上已表现出差异，氧化还原梯度和硝氮是影响其微生物群落组成和结构的主要影响因子（Cai et al., 2022）。
目前该土壤固相采集方法可用于毫米尺度的土壤固相化学分析和微生物群落分析（DNA和RNA水平），空间分辨率为2mm，与IPI采样器结合可捕捉土水界面固、液相元素变化和微生物群落变化，揭示土水界面复杂的元素生物地球化学过程及其环境意义。
 

微界面,被动采样技术,湿地,沉积物,土壤