森林土壤长期监测的采样方法

样地应是本地区生态 类型的典型代表或特 殊意义的生态类型
样方的建立
样方能反映样地最有 代表性的群落类型。 样地内应有重复样方
样点数与实际采样位置
每个采样土体的形状大小
常规性表层监测样 品，应多点采样
每个小土体必须标准 化，以一定大小的采
样筒最合适
样地的建立
森林土壤监测样地的建立，应多学科专家共同确 定，以植被因素为主要考虑，体现生态站的特 色。
森林土壤特征— — 高度不均质性
地表面：微地形变化，局部的凹凸导致有机质积累 变化。植物个休分布的不均一，大树周围会有更 多的凋落物。老森林的倒木及形成的林窗，造成 局部的变化，有机质可能加快分解。
剖面方向：植物根系影响，有机质积累梯度，土壤 特殊发生层。同一林下的不同的部面，土壤可能 不同。
森林土壤不均质性的植被因素— — 种群分布的不确定性
在南方自然林，样方面积可设为10m*10m，各类人工林或种 类单一的北方森林，可设为6m*6m，但应与植被专家共同讨 论决定。
样方设置：一个样地内的重复样方
样地内的分离样方，适于林分均一的人工要林及种群较单一的北方森 林。也适于几公顷大样地的热带森林。每一个样方含有相似的植物种 类，以及个体数。
植物种群分布：随机分布，集群分布，均匀分布。 不同植物种类，其凋落物及根际分泌物成份有很大差
别，长期作用的结果在其周围形成特化土壤。 同一群落中，不同植物种群分布的变化，是导致森林土
壤高度不均质性的重要原因。
森林地表凋落物的不均匀分布
地表凋落物的不均匀分布，是导致一系列土壤性 状变化的直接原因
关于ห้องสมุดไป่ตู้方的重复性问题
同一样地内，设置几个重复样方，有时被认为是假重 复。但由于森林生态研究上的特殊性，这种重复目前在 国际上可以接受。
我国有些森林土壤重复样的采集，没有实现上述（最 低）重复样的要求，在同一样方内反复多次获得多个混 合样品，这种监测结果，其代表性受到怀疑。所以，强 调样方在空间上的分离很重要。
样地应是生态站所在区域典型生态类型的代表， 或具有特殊意义的生态类型。
样地一般不能超出群落类型，样地面积一般不能 小于1ha，距林缘有适当距离。南北不同森林的 最小取样面积不同。
土壤监测样方的设置
在样地内设置采样多个样方，每个样方内必须尽可能均一， 包括树种构成，立地条件；重复样方间种群构成不能差别太 大；理论上，每个样方均能反映样地的群落特征。
采样的重要性
采样缺乏代表性是监测精度不高的主要原 因，它的重要性甚至超过实验室的分析精 度。
采样的合理性与否，决定样品不同层次的 可比性：同一生态类型时间维度的比较， 同一生态站不同生态类型间的比较，不同 生态站间的比较。
采样的重要性
国外专家对采样重要性的评述：
采样的目的是获得目标土壤的可靠信息，实验室分析数据的 价值极大地取决于前期的采样，采样是评估土壤化学性状最重 要的过程之一，样品处理与分析过程再细心也无法弥补采样过 程的粗心或不当操作(Bates 1993)。过去，采样经常是资源调查 与田间试验最弱的一环，而不合理的采样所获得的分析数据是 没有什么价值的（Webster and Oliver 1990）。
森林土壤长期监测的采样方法
中国科学院华南植物园 （鹤山站）
李志安 研究员
几点说明
本方案不是CERN的标准方案，只是强调采样过 程中的重要问题，以及提高采样精度要特别注意 的环节。样方设置方面，只作探讨性建议，我国 CERN生态站的样方设置没有统一。
目前没有全球共同接受的森林土壤采样方案，但 建立采样制度的连续性与稳定性非常重要，才能 实现监测数据的时空可比性。
ICP森林层级I 每一个层次必须采一个混合样，由至少5个点混合 而成（用>=8cm土钻），根据样方的变异程度相应增加样点数。
ICP森林层级II 每一层次必须采至少24个点，混合成至少3个混合 样（即每个混合样由8个点构成），必须报告3个混合样的测定结 果。
样方设置：一个样地内的重复样方
对于种类多、结构复杂的热带亚热带森林，采样样方应扩大，使样方内的植物构成 更为一致。每个样方不能只含一、二棵大树。样方间可以有所重迭（分离性与代表 性的折衷）。如果样地足够大，最好采用分离样方。
样方设置的适度灵活性
在野外条件下，样方可能并不能完全实现严格的科 学设计方案。可以根据实际情况，对样方位置作适 当调整，如遇大倒木，导致某个样方很特别，或地 形条件不允许，调整时必须记住“代表性，均一性， 重复样方间的相似性，空间分离”等原则。
在人工林内，如果能有样地水平的重复，监测结果将更 有说服力。即在空间上分离的几块样地，分别获得的样 品，被认为是真重复。
混合样采样— — 样点数
• CERN规定的重复样为6个，具有足够的代表性。 • 每个重复样应多点混合，一般要有8个点以上，建议10个点。 • 太少点数是导致样品代表性不足的重要原因，使误差方差变大。
林地表面有机物层的厚度与重量有很大的变异性，风向可引起枝 叶在土墩与倒木周边的不均匀分布，土壤生物更引起无序的变异 性，植物生长与动物活动因林地的不同而不同，从而又导致有机 物输入与分解的不同。
地面有机物与矿质土可因多种因素而被机械性混合，如伐木、冲 刷、沉积、风倒引起树根的翻动等，小土丘可导致土层的倒转和 土壤性状的复杂化。
当对一个地区进行重复性土壤测定以研究土壤性状的时间动 态时，为了避免空间变异当作时间变化，正确的采样方法成了 决定性因素。采样误差主要源于土壤的空间变异性，在有经费 约束条件下，采样必须尽可能使空间变异性影响最小化，而使 所测参数的平均值精度最大化(Baert 2004)。
采样的重要性
采样是森林土壤监测的关键环节，必须给 予高度重视，否则，监测过程可能是白费 的。后期分析测试的认真细致，无法弥补采 样的不足。“土壤分析的价值不可能好于所测 试样品的质量”。
森林土壤监测目标
监测环境变化及森林植被自身动态对森林土壤产生的影响
土壤肥力因素 有机质，N、P、K、Ca、Mg及各种微量元素，以及土壤酸
化指标； 土壤污染 各种重金属为主，如Pb, Zn, Cu, Cd等，CERN监测没有包括
有机污染物； 土壤碳源/汇动态
获得代表性样品的关键环节
样地的确定