土壤普查中土壤采樣點的布設原則和方法

為獲取有代表性的土壤樣品，土壤采樣布點必須遵循隨機和等量的原則。樣品是由總體中隨機采集的一些個體所組成，個體之間存在變異。因此樣品與總體之間，既存在同質的“親緣"關系，樣品可作為總體的代表，但同時也存在著一定程度的異質性，差異愈小，樣品的代表性愈好；反之亦然。為了使采集的監(jiān)測樣品具有好的代表性，必須避免一切主觀因素，使組球總體的個體有同樣的機會被選入樣品，即組成樣品的個體應當是隨機地取自總體。另一方面，一組需要相互之間進行比較的樣品應當有同樣的個體組成，否則樣本大的個體所組成的樣品，其代表性會大于樣本少的個體組成的樣品。所以“隨機"和“等量"是決定樣品具有同等代表性的重要條件。

一、布點原則
土壤監(jiān)測點位布設方法和布設數(shù)量是根據(jù)其目的和要求，并結合現(xiàn)場勘查結果確定該區(qū)域內土壤監(jiān)測點位。同時必須遵循如下5個原則。

（一）全面性原

布設的點位要全面覆蓋不同類型調查監(jiān)測單元區(qū)域。

（二）代表性原則

針對不同調查監(jiān)測單元區(qū)域土壤的污染狀況和污染空間分布特征采用不同布點方法，布設的點位要能夠代表調查監(jiān)測區(qū)域內土壤環(huán)境質量狀況。

（三）客觀性原則

具體采樣點選取應遵循“隨機"和“等量"原則，避免一切主觀因索，使組成總體的個體有同樣的機會被選入樣品，同級別樣品應當有相似的等量個體組成，保證相同的代表性。

（四）可行性原則

布點應兼顧采樣現(xiàn)場的實際情況，考慮交通、安全等方面情況：保證樣品代表性zui大化、zui大限度節(jié)約人力和實驗室資源。

（五）連續(xù)性原則

布點在滿足本次調查監(jiān)測要求的基礎上，應兼顧以往土壤調查監(jiān)測布設的點位情況，并考慮長期連續(xù)調查監(jiān)測的要求。

二、布點方法

（一）簡單隨機

將監(jiān)測單元分成網格，每個網格編上號碼，決定采樣點樣品數(shù)后，隨機抽取規(guī)定的樣品數(shù)的樣品，其樣本號碼對應的網格號，即為采樣點。隨機號碼的獲得可以利用抽簽的方法。簡單隨機布點是一種*不帶主觀限制條件的布點方法。

（二）分塊隨機

根據(jù)收集的資料，如果調查監(jiān)測區(qū)域內的土壤有明顯的凡種類型，則可將區(qū)域分成幾塊，每塊內污染物較均勻，映間的差異較明顯。將每塊作為一個監(jiān)測單元，在每個監(jiān)測單元內再隨機布點。在正確分塊的前提下，分塊布點的代表性比簡單隨機布點好，如果分塊不正確，分塊布點的效果可能會適得其反。

（三）系統(tǒng)隨機

將監(jiān)測區(qū)域分成面積相等的幾部分（網格劃分），每網格內布設一采樣點，這種布點稱為系統(tǒng)隨機布點。如果區(qū)域內土壤污染物含量變化較大，系統(tǒng)隨機布點比簡單隨機布點所采樣品的代表性要好。布點方式示意見圖3.1 。

三、點位數(shù)量

土壤監(jiān)測的布點數(shù)量要滿足樣本容量的基本要求，即由均方差和絕對偏差、變異系數(shù)和相對偏差計算樣品數(shù)是樣品數(shù)的下限數(shù)值。

1．由均方差和絕對偏差計算樣品數(shù)

用下列公式可計算所需的樣品數(shù)：

N=t2s2 /D2

式中：N為樣品數(shù)；t為選定置信水平（土壤環(huán)境監(jiān)測一般選定為95%）一定自由度下的t值；s2為均方差，可從先前的其他研究或者從極差R(s2=(R/4)2)估計；D為可接受的絕對偏差。

示例：某地土壤多氯聯(lián)苯（PCB）的濃度范圍0-13 mg/kg，若95％置信度時平均值與真值的絕對偏差為1.5 mg/kg,s為3.25 mg/kg，初選自由度為10，查t=2.23則

N＝(2.23)2 (3.25)2 /(1.5)2＝23

因為23比初選的10 ，大得多，重新選擇自由度查t值計算得：

N＝(2.069)2 (3.25)2/(1.5)2＝20

20個土壤樣品數(shù)較大，原因是其土壤PCB含量分布不均勻（(0-13 mg/kg )，要降低采樣的樣品數(shù)，就得犧牲監(jiān)測結果的置信度（如從95％降低到90%）或放寬監(jiān)測結果的置信度（如從1.5 mg/kg增加到 2.0 mg/kg) 。

2．由變異系數(shù)和相對偏差計算樣品數(shù)

N= t2s2/D2可變?yōu)椋?/p>

N=t2Cv2/m2

式中：N為樣品數(shù)；t為選定置信水平（土壤環(huán)境監(jiān)測一般選定為95%）一定自由度下的t值；Cv為變異系數(shù)，％，可從先前的其他研究資料中估計；m為可接受的相對偏差，％，土壤環(huán)境監(jiān)測一般限定為20%-30%。

沒有歷史資料的地區(qū)、土壤變異程度不太大的地區(qū)，一般Cv可取10%-30％粗略估計。實際工作中土壤布點數(shù)量還要根據(jù)調查目的、調查精度和調查區(qū)域環(huán)境狀況等因素確定。一般要求每個監(jiān)測單元最少設3個點。

3．區(qū)域土壤環(huán)境調查

按調查的精度不同可從2.5 km、5 km、10 km、20 km、40 km中選擇網距網格布點，區(qū)域內的網格節(jié)點數(shù)即為土壤采樣點數(shù)量。

四、注意事項

(1) 布點驗證：點位布設不能最終確定前，可進行現(xiàn)場調查及預采樣相結合，根據(jù)背景資料與現(xiàn)場考察結果，采集一定數(shù)量的樣品分析測定，用于初步驗證污染物空間分異性和判斷土壤污染程度，為布點方式作適當?shù)尿炞C。

(2) 補充布點：正式采樣、監(jiān)測結束后，若發(fā)現(xiàn)布設的樣點未能滿足調查目的，則要增設采樣點補充采樣。

(3）點位布設經現(xiàn)場勘查，遇到下列幾種情形的，應予以調整。

① 當采樣區(qū)落在大面積為水面（河湖、庫）區(qū)域時，應取消該區(qū)域點位；網格內部分區(qū)域為河（湖、庫）區(qū)內時，應將點位平移至網格區(qū)內的最近距離的非河（湖、庫）區(qū)選擇備采點。②當采樣區(qū)以農田土壤為主，采樣點落在公路帶時，在公路兩側300 m以外分別選取一個點作為備采點采樣。③當采樣區(qū)落在高原區(qū)，區(qū)域受人類生產活動影響較小，可適當縮減區(qū)域內監(jiān)測點位，在適合采樣地布設點位，使監(jiān)測結果基本可代表高原區(qū)域內所有土壤環(huán)境質量。④避免在山林（草、沙）區(qū)中心地帶選點。⑤坡腳、洼地等具有從屬景觀特征的地點不設采樣點。⑥城鎮(zhèn)、住宅、道路、溝渠、糞坑、墳墓附近等處人為干擾大，失去土壤的代表性，不宜設采樣點。⑦盡量避開多種土類、多種母質母巖交錯分布的地區(qū)布設采樣點。