2.3.2 土壤电导率
在电导率为σ的介质中，传导电流密度与电场强度的关系为
计算电导率的麦克斯韦方程[式（2-1）]为
与式（2-12）比较，可定义等效复介电常数为
与土壤中的液相成分相比，大多数土壤固相成分的电导率都非常小，见表2-3和表2-4。土壤的液相由土壤水和水中的溶质组成，可以看作是一种水的电解质溶液。水中的离子和离子团不是电中性的，它们在外电场的作用下加速运动直至达到某一个最终速度，该速度取决于土壤中可流动成分的粘性。如果水中的电介质充分电离，则电解液的摩尔电导率等于所有离子的摩尔电导率之和。因此土壤液相的电导率可表示为
其中，ci为第i种离子的浓度，单位是mol/m3。Λi是第i中离子的摩尔电导率，单位是S·m2/mol。对于含有单一离子的电解液的电导率可表示为：
σe1=cΛ （2-28）
上述关系式适用于电解液中的离子之间的相互作用很小以致可以忽略不计的情况，如含盐量较低的淡水中的情况。在含水土壤中，带电离子在土壤的孔隙之间运动，其导电情况受土壤孔隙度和孔隙构造的影响。土壤液相的连通性对土壤电导率的影响极大，当土壤含水量低于某一个特定的饱和度（称为渗透饱和度）时，土壤电导率会急剧降低。(https://www.daowen.com)
表2-3 部分材料的电导率一览表
表2-4 20℃时不同浓度NaCl溶液的电导率
除了土壤中电解液能导电之外，土壤固态颗粒表面上所带的电荷也能在外电场的作用下移动产生电流，它们形成的电导率称为表面电导率。某些类型的土壤（如粘土）中有大量带负电的特殊表面，即使向这样的土壤中加入去离子水也会使其获得一定的电导率。因为不同土壤颗粒的形状和尺寸差异很大，使得表面电荷的运动路径非常复杂，因此土壤的表面电导率很难用精确的物理模型来描述。
对于离子浓度较低且表面电荷较少的土壤，其中所含电解质溶液的电导率可用如下经验公式近似：
σe1=0.15c （2-29）
式中，c为土壤盐分的质量浓度，单位是g/L。如果不考虑表面电导率，则土壤电导率σ与土壤溶液电导率σe1的关系可用一个通用的公式（2-30）来描述（Archie定律）：
式中，ϕ为土壤孔隙率；a、b、m为三个待定系数，b和m的大小一般分别在1～2.4和4～5之间；S为土壤饱和度，是土壤体积含水量θ与饱和体积含水量θs的比值：
Archie定律也可用于其他多孔介质电导率的计算。
