在异质性研究样地中进行土壤采样

该方法有助于提高土壤采样过程中的实验严谨性，例如确定土壤采样所需的样本量及其相关的准确性。该技术的主要优势在于：其一，提供了一种定量采样的方法；其二，能够平衡研究需求与资源可及性。

该技术的意义可推广至各种形状、面积和位置的研究样地，因为其统计功效分析方法保持不变。演示该实验步骤的是我实验室的研究生Siyang Jian。在研究样地内确定采样区域。

然后，确定边长相等的方形网格数量。根据研究样地的大小和形状，预期的方形网格数量应在6到10之间，以确保每个样地内的土壤样品总数控制在30个以下。

标记每个方格的中心点（即质心），并创建一个直径等于方格边长的圆形采样区域。闭眼站立在圆形区域的质心处，将一小块石头随机投向任意方向和距离。若石头落在圆形区域之外，则需重复投掷，直至确定第一个采样位置。

在采样位置放置标志，并对标志进行编号。重复此步骤，直至在圆形区域内获得 3 个随机采样位置。然后，在所有其他圆形采样区域内重复这些步骤，直至所有位置均被确定并按顺序编号。

选择一个角落点，并将其确定为样地中的采样原点。测量每个标记点相对于该原点的水平和垂直距离。然后，在野外记录本中以 x 和 y 坐标的形式记录这些距离。

使用土壤钻从每个标记位置采集土壤样本，并根据标记编号对样品袋进行标记。重复此步骤，直至在所有标记位置完成土壤采样。为尽量减少取样过程的影响，应确保装有土壤样品的袋子在采集结束前始终放置在对应的标记位置，待样地内所有样品袋一次性集中收集完毕。

将土壤样品置于冷藏箱中运送到实验室，并在同一天内处理每个土壤芯样。到达实验室后，从每个芯样中去除根系，并通过2 mm土壤筛进行过筛。在进行任何分析之前，需对每个芯样进行充分的均质化处理。

为了测定每个样品的土壤含水量，首先将子样品在105摄氏度下烘干24小时。然后，将风干的土壤子样品研磨成细粉，用于总碳分析。为了测定土壤有机碳（SOC），使用微量天平将每个土壤子样品称重于敞口容器中。

然后，将敞口容器放入元素分析仪中。为了定量土壤微生物生物量碳（MBC），首先称取新鲜的熏蒸和未熏蒸土壤的子样品。然后，仅向熏蒸土壤样品中加入1 ml氯仿。

同时，向未熏蒸的土壤子样品中加入25 ml硫酸钾溶液。24小时后，向熏蒸样品中加入25 ml硫酸钾溶液。每支试管振荡半小时后，将溶液通过Whatman 4号滤纸过滤，收集土壤提取液。

现在，向两支高型培养管中分别加入 5 ml 土壤提取液和 5 ml 过硫酸盐试剂。盖紧管盖，置于 85–90 °C 的干燥烘箱中加热至少 18 小时，但不超过 24 小时。小心从烘箱中取出试管，在分析前冷却至室温。

根据样地中的编号标记，将SOC和MBC数据集与x和y坐标进行整合。最后，根据该方程计算变异系数并绘制图表。此处展示了SOS和MBC的代表性结果。

对于土壤有机碳（SOC），共确定了9个中心点和27个采样点。为了达到相同的采样精度，硬木林和松林土壤的SOC样本量要求通常高于耕地土壤。图中显示了在每种土壤类型中实现低于10%采样误差所需的样本量。对于微生物生物量碳（MBC），共确定了8个中心点和24个采样点。

为了达到相同的采样精度，与未施肥土壤相比，施肥土壤中测定微生物生物量碳（MBC）所需的样本量通常更大。在实施该方法时，重要的是要记住设置这些样地以满足未来的采样需求，这有助于确定满足研究目标和所需采样精度的土壤样品数量。该方法建立后，将为土壤生态学领域的研究人员探索其他土壤养分的空间特征以及新的化学性质提供基础。