對于復雜且非均質的土壤和沉積物，根系生長過程、底棲群落的生物擾動以及反應性有機物質的局部分解可以大大增加其生物地球化學異質性。

  在實踐中，常見的監測方法只能用于從垂直或水平一維剖面中確定厘米到毫米尺度的異質性。然而，在毫米到亞毫米尺度上，土壤和沉積物依然存在顯著的空間異質性。因此，原位和高分辨率采樣和成像方法對于捕獲土壤和沉積物的空間和時間異質性至關重要。本文綜述了土壤和沉積物中微尺度采樣方法，包括薄膜擴散平衡技術（DET），薄膜擴散梯度技術（DGT），平面光極技術（PO），基于納米顆粒和微顆粒的發光成像以及土壤酶譜學。此外，本研究詳細介紹了他們的成像原理和方法，并討論了成像過程中存在的一些問題和解決方案。雖然微尺度采樣和成像方法使我們對土壤和沉積物的生物地球化學過程有了諸多了解，但這些方法的潛力尚未發揮出來。最后，本研究對微尺度采樣方法在非均質復雜生物地球化學過程研究中的潛在發展方向進行了展望。