探究土壤重金屬調查采樣數目的確定方法

田嘉璐

（廣西壯族自治區地質調查院，廣西 南寧 530023）

0 引言

鉛、汞、鐵、銅、鉻、砷、錳以及鋅等為土壤中重金屬污染物關鍵的成分，而砷并不在金屬類范疇之中，不過因為其所產生的因素和危害作用與重金屬是相似的，因此也被列進重金屬的類別，并且統一進行相關分析。重金屬毒性影響是非常大的，而且對植物來說，土壤當中含有的鉛、鎘與汞會影響植物較好的發育以及生長，假如被群眾不小心食用，將會導致人體的免疫力降低，各方面的身體機能將會遲緩，從而對于人體健康造成一定影響，而且，植物的生長中所需必要元素，像是鋅、銅等將會對與環境產生多種污染。存在相應數據表明，到現在為止，相關的重金屬已多達幾十種，而且同類型金屬，因為本身所產生原因和相關特點是不一樣的，其對于土壤造成的危害也是不一樣的，因此，應當對于土壤中重金屬相應數據信息實施采樣以及調查，對于改進以及優化土壤方面的研究實施更為深入討論。

1 優化采樣措施的意義

采樣措施，關鍵指的是于采集樣本進程當中，通過對于采樣點相應數據實施管理和優化之后，實施一定的選擇以及布局，從而實現調查的目標，在開展采樣進程當中，相應工作人員需要綜合地、全面地考慮研究成本以及精確度，并且于提前合理預測狀況之下，對于不一樣的形式制定相關完善措施，并選取最佳措施。

1.1 土壤特點采樣研究基本工藝

開展土壤采樣的研究，能夠完整與精準地開展數據信息分析與樣本的采集設計。而且采樣設計大部分情況為統計不全面的調查狀態下開展，就是指相關工作者與研究中現實情況相結合，依照相應調查措施采取一定研究方法從而將采樣調查分析完成的進程。因為采樣工作人員所應用的操作工藝是不一樣，再加遭受外界環境原因的影響，因此調查出來結果將會是不一樣的，將會對于土壤信息研究抽樣檢測造成一定的作用。對于實驗室統計分析的誤差情況而言，不合理采樣設計對于土壤研究工作具有較大影響，由此能夠得知，土壤的采樣設計為土壤特點研究根本，較好采樣工作能夠幫助相關研究工作人員獲得合理數據。開展有效科學的采樣措施為保持土壤特點研究且對于土壤特性進行分析的基礎條件。開展抽樣策略的調查能夠保證統計投入的成本與信息的平衡性以及精準性，抽樣工作人員能夠投進最小人力以及物力成本得到更為有利樣本采集信息，確保土壤研究完整性。除此之外，開展土壤的采樣設計工作，較好研究措施能夠有助于研究工作人員提升組織效率。

1.2 土壤特點研究數據信息保證

互聯網科技逐漸發展進步的大時代環境之下，群眾應用著各類電子信息科技與科學研究措施，與空間信息相結合對于土壤實施深入分析，例如在區域經濟、氣象檢測以及土壤數據信息發展等方面。此外，因為研究領域的范圍逐漸擴增，研究工作人員所需的土壤特點還有相對維度將會逐漸增加，應用原始數據信息處理方式以及應用工藝已不能得到更加全面數據信息，可能對于土壤研究構成一定阻礙。相關工作人員逐漸探討下，獲得新型數據信息挖掘技術措施，這類技術方法為一個涉及多類學科行業的一類專業工藝，具體涵蓋了統計操作、機器學習以及人工智能等多個方面，這其中的離群樣點數據信息檢測方式為數據挖掘基本的環節之一，這類措施關鍵是通過數據信息分析找到隱藏潛在的數據，從而消除離群樣本對于整體樣本的研究中所形成不利因素，使數據信息挖掘與相關檢測措施有機協調獲得實現。

2 土壤重金屬調查采樣數目的確定措施

2.1 經驗型措施

土壤重金屬的調查采樣進程當中，經驗型措施為相關專家學者很早之前所提出并應用的措施。這類操作措施有著一定工作難度，且操作工藝相對來說是比較復雜的，應當邀請一些具有豐富土壤研究經驗并且具有較強現實工作經驗的專家實施操作，而且這類專家于研究進程當中，需要確保土壤檢測條件的精度于71%~81%間，而且經過一定技術工藝對于這次研究中土壤采集的樣本數目、相應研究費用以及成本進行核算。相應學者專家曾提出，假如土壤的研究數據中沒有一定精度制約，則應當于狹小檢測空間中布設幾十采樣點；而且學者經過眾多實踐證明，對于土壤成分中砷實施空間分析的時候，發現在砷開展基因變異的時候，1601m×2705m空間區域之內，相應研究工作人員需要依照土壤特點與地質狀況開展科學有效的規劃，通常需要布設400個樣本的采集點。而且這類調查措施于一定程度之上確保信息數據是真實可靠的，工藝相對來說比較煩瑣復雜，時常有調查工作人員存在敷衍偷懶的不作為情況，對于操作工藝進行簡化，沒有依據規定采集數目實施分析，造成相應土壤數據信息出現統計重復問題。除此之外，還存在一類相對比較久遠統計措施就是目的性的采樣措施，其是相應土壤學者于確定了具有一定代表性樣點統計后，應用過往經驗推出的相應研究措施，早期的土壤調查案例當中，相應專家將會開展實地土壤采樣的收集工作，從而將土壤樣本的空間位置確定出來，就像是，部分典型目的采樣案例顯示，在大致76.5%精度制圖的操作之下，以61km2空間范圍之內作為例子，布設36個樣點是最為合理的。

這類措施過分依賴土壤學者主觀的判斷與以往實踐經驗指導，還沒有構成統一的知識理論構造以及相應經驗框架，運用進程當中，通常會構成操作工藝混亂問題。伴隨科技逐漸發展進步以及相關工作人員自主創新，該統計學措施由此出現。

2.2 統計學措施：地統計學

地統計學指的是應用數學當中發展比較快速的一個統計分支，利用區域變量當作基礎，借用一定變異函數，保證研究項目結構性還有隨機性。土壤重金屬的調查工作當中，克里格措施經過對于采樣地區變化數據信息變量實施線性取值，從而做出最優信息評估以及檢測。普通克里格法于地統計學的分析當中運用是最為普遍的，其是多元線性回歸過程，依照抽樣調查的數據信息隨機性，于現實測量基礎之上，開展最優調查計算，如圖1為一種地統計學使用流程。

圖1 地統計學數學函數使用流程

3 存在問題以及展望

3.1 存在的關鍵問題

（1）想要于土壤重金屬的調查當中獲取精準、真實的數據信息，需要采取多類先進調查統計措施，在運用克里格措施當中，應當要求相關的采樣設計措施是多樣的，進而對于后續采樣分析以及以后檢測供給一定保證，這類措施并不適用沒有熟悉掌握統計知識調查工作人員，而且對于技能需要與專業性具有較高要求。

（2）建立起多類模型數據方案雖說能夠應對各類調查中突發問題，不過于抽樣調查進程當中將呈現出過多隨機性以及主觀目的性，而且還存在部分調查工作人員將會忽略掉采樣點空間性而產生數據信息的受損和丟失，對于調查工作中眾多有利資源浪費。

（3）在3S科技水平逐漸發展以及運用下，對于地理空間來說，原始統計調查措施不能夠使土壤重金屬的研究工作需求獲得滿足。

（4）科學合理的采樣設計措施通常均集中歸檔在縣級以上單位，研究的范圍還有數據尺度方面存有一定弊端。除此之，采樣設計措施確定出來之后，并沒有建立起健全完善合理的數據信息評估機制以及相應評價體系準則，使土壤調查的研究可行性以及統一性是比較差的。

3.2 展望

①在對于土壤重金屬的采樣數目進行確定前，應當密切全面地對于土壤重金屬變異問題進行分析，而且確定出土壤調查采樣單元；②需要強化經驗型以及統計學采樣措施深研究，相應專家學者需要探索得到多類新型統計措施，免于在工作進程當中出現主觀臆斷情況，造成數據信息存有人為因素。從而采取最優調查措施進行相應研究工作；③由于現階段國內缺少明確分布狀態將土壤重金屬含量提出的檢測措施，造成土壤重金屬的含量于研究當中易出現變異，在統計學的角度進行考慮，需要經過正態分布構造對土壤的采樣數據進行確定，逐漸自主創新，對于土壤發展以及研究做出貢獻。

4 結語

綜上所述，對土壤重金屬調查采樣措施不是一直不變的，相應研究工作人員應當與時俱進以及統籌規劃，對于土壤特點以及重金屬的含量進行全面分析基礎之上，選取對于研究工作最為有效的措施，于一定程度之上促使社會獲得可持續發展。