وقد تم مؤخرا أظهرت عينات التربة المتكررة ليكون وسيلة فعالة لمراقبة تغير التربة الغابات على مدى سنوات وعقود. لدعم استخدامها، يتم تقديم البروتوكول الذي يجمع أحدث المعلومات عن طرق اختزال التربة للمساعدة في تصميم وتنفيذ برامج الرصد التربة ناجحة.
مقالة منهجية
طرق اختزال التربة لرصد التغيرات في تركيزات الكيميائية للتربة الغابات
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
أظهرت الأبحاث الحديثة للتربة أن خصائص التربة الكيميائية المهمة يمكن أن تتغير في أقل من عقد من الزمان ، وغالبا ما تكون نتيجة لتغيرات بيئية واسعة النطاق. يعد أخذ العينات المتكرر لمراقبة هذه التغيرات في تربة الغابات ممارسة جديدة نسبيا غير موثقة جيدا في الأدبيات ولم يتم تبنيها على نطاق واسع إلا مؤخرا من قبل المجتمع العلمي. لذلك فإن الهدف من هذا البروتوكول هو تجميع أحدث المعلومات حول طرق إعادة تشكيل التربة بتنسيق يمكن استخدامه لتصميم وتنفيذ برنامج مراقبة التربة. ويتطلب الرصد الناجح للتربة الحرجية تحديد وحدة دراسة داخل منطقة من الأراضي الحرجية يمكن وصفها بمواقع تكرار أخذ العينات. يوصى بفاصل زمني لإعادة العينات مدته 5 سنوات ، ولكن إذا تم إجراء المراقبة لتقييم محرك بيئي معين ، فيجب أن يؤخذ في الاعتبار معدل التغيير المتوقع في هذا المحرك. هنا ، نوضح أن أخذ عينات من الملف الشخصي يمكن أن يتم عن طريق الأفق حيث يمكن تحديد الحدود بوضوح وتكون الآفاق سميكة بما يكفي لإزالة التربة دون تلوث من الآفاق أعلى أو أسفل. خلاف ذلك ، يمكن إجراء أخذ العينات عن طريق فاصل العمق. تعد أرشفة العينة لإعادة التحليل في المستقبل خطوة أساسية في تجنب التحيز التحليلي وتوفير الفرصة لإجراء تحليلات إضافية عند ظهور أسئلة جديدة.
المقدمة
وقد جرت العادة على النظر تطوير التربة من حيث العمليات التي تتم خلال الذكرى المئوية لجداول زمنية الألفي 1. لا يعتبر رصد التربة التي لم منزعج الاستخدامات المكثفة مثل الزراعة عادة مهمة لاهتمامات السياسة أو الإدارة على النطاق الزمني لسنوات وعقود. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث الحديثة أن التربة الخصائص المهمة التربة الكيميائية يمكن أن تتغير في أقل من عقد من الزمان، في كثير من الأحيان نتيجة للتغيرات البيئية واسعة يقودها عواقب الأنشطة البشرية مثل تلوث الهواء وتغير المناخ 2. في شرق أمريكا الشمالية، وأخذ عينات التربة المتكررة هو توفير معلومات قيمة عن آثار ترسب الحمضية من خلال سجلات تغيير التربة في إعدادات الغابات. في محاولة لدعم وتنسيق هذا العمل، تم تشكيل التربة الشمالية الشرقية الرصد التعاوني (NESMC) في عام 2007 3. هذه الوثيقة هي جزء من الجهود المتواصلة من NESMC إلى proمعلومات بنصيحة أن التقدم في استخدام عينات التربة المتكررة للتربة الغابات باعتبارها أداة قيمة لرصد بيئتنا المتغيرة.
وقد استخدمت أخذ العينات المتكررة لتقييم التغيرات من التلاعب التجريبية، ولكن رصد طويل الأجل للتربة الغابات في استجابة للسائقين البيئية هو ممارسة جديدة نسبيا التي لم يتم توثيقها جيدا في الأدب وتم مؤخرا فقط تبنى على نطاق واسع من قبل المجتمع العلمي. وكان من المقرر في جزء كبير منه إلى رأي مفاده أن معدل التغير التربة كان بطيئا للغاية للكشف في وجود التباين المكاني العالي (الأفقي والعمودي) نموذجي من تربة الغابات الشكوك الماضي. لأن جمع التربة مدمر، ويمكن أن يتم اختزال فقط بالقرب من المكان الأصلي لأخذ العينات. لذلك، التغيرات المكانية داخل مساحة 3 الأبعاد التي يتم جمع عينات يجب تقدير صحيح للكشف عن تغييرات حقيقية وتجنب النتائج التي هي قطعة أثرية من طريقة جمع. وعلاوة على ذلك، فإن عملية عينات التربة والتحليل الكيميائي يخلق المصادر المحتملة لعدم الاستقرار القياس التي يمكن أن تحجب تغييرات أو تحيز النتائج 4. عدم الاستقرار في القياس لا يمكن إزالتها تماما، ولكن يمكن التحكم بما فيه الكفاية مع البروتوكولات المناسبة لتحقيق نتائج مع الحد الأدنى من عدم اليقين.
تصميم دراسة رصد التربة
مراقبة التربة يتطلب أن عينات من التربة جمعت مرارا وتكرارا على مدى فترة زمنية محددة من قبل المحقق. فترات زمنية أقصر تقلل من المدة الزمنية اللازمة للكشف عن إحصائية تغيير، ولكن توفر فترات أطول المزيد من الفرص لإجراء تغييرات التربة ليحدث (4). ينصح فترة اختزال 5 سنوات لتحقيق التوازن بين هذين العاملين، ولكن إذا كان يتم إجراء الرصد لتقييم برنامج تشغيل معين، يجب تعيين الفاصل الزمني على أساس معدل التغير المتوقع في ذلك سائق 2. الرصد الناجح من تربة الغابات تتطلب أيضاق أن تعرف وحدة دراسية ضمن مساحة الأراضي الحرجية التي تم اختيارها لرصد التربة. يستخدم أخذ العينات المتكررة في مواقع متعددة داخل وحدة دراسة لتحديد ما إذا كان قد تغير التربة من أن وحدة دراسية معينة مع مرور الوقت. يمكن اختيار وحدات دراسية إضافية، ولكن كل وتحليلها إحصائيا على حدة لتقييم ما إذا حدثت تغيرات التربة. النتائج الإحصائية من وحدات دراسية متعددة ويمكن بعد ذلك تجميعها لغرض التحليل الإقليمي، كما هو موضح في لورنس وآخرون. 5. ونوع وحجم وحدة الدراسة تعتمد على الأسئلة الرصد يطلب واعتبارات تصميم الدراسة التالية. عينات التربة داخل وحدة الدراسة يمكن القيام به في مواقع عشوائية أو على الشبكة للحصول على عينات تكرار طالما يتم أخذ العينات في مواقع كافية لتوصيف تقلب المساحي وحدة الدراسة دون تحيز 4. وحدة دراسة تقع ضمن نوع المشهد واحد فيما يتعلق يتميز يمثسوف ساعة كما المنحدر، موقف hillslope، الجانب، والغطاء النباتي، المادة الأم والصرف تميل إلى أن تكون أقل تغيرا المساحي من وحدة الدراسة التي تمتد أكثر من نوع واحد من المناظر الطبيعية. هناك حاجة إلى تجنب التحيز أخذ العينات في كل مجموعة لتمكين القيم من حفر عينات في أي مجموعة واحدة يمكن مقارنتها إحصائيا إلى القيم التي تم الحصول عليها في المجموعات السابقة والمستقبلية. ويبلغ حجم الزيادات حدة دراسية، وتقلب المساحي داخل وحدة الدراسة قد يزيد أيضا من العوامل مثل النباتات أو المنحدر التغييرات. إذا شملت الأسباب المحتملة لتقلب مثل هذه تصبح ضمن وحدة الدراسة، ستكون هناك حاجة إلى مواقع أخذ العينات إضافية لوصف التغير المحتمل في التربة التي قد تحدث. ولذلك، فإن حجم وحدة الدراسة يجب أن يتم تحديدها من قبل المحقق بناء على التغير في المنطقة التي يجري النظر فيها وموارد المشروع المتاحة لجهود أخذ العينات واختزال.
والمعيار الرئيسي الذي يتعين النظرإد في تحديد مكان وجود وحدة الدراسة هي احتمالات الاضطرابات موقع غير مرغوب فيها في المستقبل. ينبغي أن يكون هناك مستوى معين من التأكيد على أن ظروف الموقع سيظل مناسبة لأغراض الرصد المحددة لعدة عقود أو أكثر. على سبيل المثال، وحدة دراسية بهدف واحد من آثار تغير المناخ الرصد يجب أن يكون موجودا في المنطقة التي لن يحدث قطع الأشجار في المستقبل المنظور.
المنهجية الواردة في هذه الوثيقة تغطي عينة من وحدة الدراسة الفردية. يمكن تكرار وحدات دراسية ضمن نوع المشهد أو يمكن إضافة وحدات دراسة لتوصيف أنواع المشهد إضافية تبعا لأهداف ونطاق الدراسة، بما في ذلك ما إذا كانت الدراسة تنطوي على التلاعب التجريبية. ويتضح مثال على تصميم مراقبة التربة في الشكل 1. وفي مجال الاهتمام (منطقة آديرونداك الغربية)، وقد تم تحديد ست وحدات دراسية. في هذه الحالة، يتم الشبكية كل وحدة الدراسة في 25 يساوي الحجمالمؤامرات. كل قطعة يجب أن تكون كبيرة بما يكفي لتوفير مساحة مناسبة لحفر حفرة. في التضاريس المرتفعات الحرجية في شمال شرق الولايات المتحدة وشرق كندا، ومساحة مناسبة لإجراء الحفريات حفرة على عمق 1.2 متر ويمكن عموما وجدت داخل منطقة 10 م من 10 م. لذلك، في مثالنا، وتبلغ المساحة الإجمالية للوحدة الدراسة يساوي 1.0 هكتار. في كل مرة يتم أخذ عينات من حدة دراسية، ويتم اختيار عدد مختار من المؤامرات بشكل عشوائي لأخذ العينات. إذا تم تحديد خمس قطع تكرار بشكل عشوائي لأخذ العينات على فترة خمس سنوات، يمكن رصد وحدة الدراسة لمدة 25 عاما. يجب أن تؤخذ في المساحة المطلوبة لحفر وأخذ عينات حفرة واحدة سوف تختلف بين المناظر الطبيعية وفي الاعتبار في تصميم العينات.
درجة تكرارها داخل وحدة الدراسة وتردد أخذ العينات المتكررة سوف تختلف اعتمادا على خصائص وحدة الدراسة، والأسئلة التي طرحت وطبيعة الاضطرابات التي من المتوقع. استنادا إلى دراسات اختزال التربة التي لديهاالكشف عن التغييرات مع القياسات التي تستخدم عادة في تربة الغابات، ينصح فاصل اختزال 5 سنوات والحد الأدنى من مواقع أخذ العينات 5 تكرار داخل كل وحدة الدراسة. خفض وتيرة اختزال وزيادة أخذ العينات التكرار وتعزيز القدرة على كشف التغيرات.
الشكل 1: تصميم الدراسة مثال أ المعمم تصميم الدراسة اختزال. لاحظ أن وحدة دراسة يقع لتجنب المناطق المشاطئة للقناتين تيار. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
التربة جمع العينات - معلومات أساسية
وينبغي أن يتم جمع عينات من التربة خلال الموسم عندما تميل التربة إلى أن تكون جافة، والذي يحدث في معظم الأحيان فيالجزء الأخير من موسم النمو. بواسطة اختزال في هذا الوقت، ويتحقق الاتساق أيضا فيما يتعلق زراعة الفينولوجيا، تأثير محتمل على الظروف الكيميائية للتربة. وينبغي تجنب أخذ العينات أثناء أو مباشرة بعد هطول أمطار غزيرة أو عندما تكون التربة رطبة جدا. وينبغي وصف موقع واحد على الأقل ضمن وحدة دراسة وتوثيق التالية في خدمة وزارة الزراعة الأميركية الموارد الطبيعية الحفظ (جمعية الصليب الأحمر النيبالي) كتاب الميدان لوصف التربة 6 أو البروتوكولات المناسبة الأخرى، إذا التالية نظام تصنيف التربة المستخدمة خارج الولايات المتحدة البروتوكول الحقل المخصص لذلك هنا يتبع يتطلب نظام تصنيف الولايات المتحدة ونسخة من كتاب الميدان النيجيري لوصف التربة في هذا المجال. يجب أن يكون أخذ العينات التدريب والخبرة يصف وأخذ العينات ونوع التربة التي يجري رصدها قبل تنفيذ بروتوكولات الرصد التربة.
جمع التربة ويمكن أن يتم في مجموعة متنوعة من الطرق، ولكن استخدام تقنية تكرار أمر بالغ الأهميةلرصد التغير التربة. يجب أن تسجل منهجية حقل في إجراءات التشغيل القياسية (SOP). تغييرات في إجراءات جمع بين عينات ينبغي تجنبها، ولكن عندما لا يكون ذلك ممكنا، يجب توثيق جميع التفاصيل.
وينبغي أيضا أن يتم اختبارات لتقييم احتمال التحيز الناجمة عن التغييرات الإجرائية. ويمكن أن يتم أخذ العينات من الأفق حيث (1) الحدود يمكن تحديدها بشكل واضح في هذا المجال و(2) آفاق سميكة بما فيه الكفاية لإزالة التربة دون تلوث من آفاق أعلى أو أقل. حيث لا يتم الوفاء بهذه المعايير، وأخذ العينات من عمق الفاصل يمكن القيام به. في أي أخذ العينات، ويجب اتخاذ عناية خاصة لتجنب خلط التربة من سطح الأفق العضوية الغنية (عادة O أو A) مع الأفق المعدنية العلوي (عادة B أو E). في بعض أنواع التربة، والتغيرات في الملمس واللون مرئية بسهولة عبر واجهة العضوية والمعادن، بينما في التربة أخرى يتغير لون يمكن أن يكون الحد الأدنى من التغييرات التكوينية بحيث تعكس دييجب أن تعتمد fferences في تركيز العضوي الكربون (C) على تحديد الموقع واجهة. ويمكن تحديد هذه الواجهة من التغييرات التكوينية يكون من الصعب، حتى بالنسبة لعلماء التربة من ذوي الخبرة. التحقق من واجهة العضوية والمعادن يمكن القيام به مع التحليل المختبري للتركيز الكربون (ويعرف الأفق العضوي تركيز الكربون العضوي> 20٪ 7). في بعض أنواع التربة، ويمكن للأفق يا يكون أقل من 1 سم وقد تكون رقيقة جدا لأخذ عينات. أخذ العينات من قبل كل من الأفق وعمق في التربة نفسها يمكن أن تكون فعالة في معالجة الاختلافات في الطابع المميز للسمك من آفاق في هذا الملف. وسيتم أيضا تعتمد على أهداف برنامج الرصد الآفاق أو أعماق لأخذ عينات. التغييرات طبقات التربة وأقرب إلى السطح وقد تم تحديد أكثر شيوعا مما كان عليه في الطبقات العميقة، ولكن بما في ذلك آفاق أعمق أو فترات عمق يمكن أن تقدم معلومات مفيدة في الحد من عدم التيقن من النتائج. على سبيل المثال، في أخذ العينات الأولية، والتربة الجليدية، تتسرب بشكل كبير عن طريق الترسب الحمضي، أظهرت تشبع قاعدة أن يكون الحد الأدنى في الأفق B العلوي ثم تزيد مع العمق. في أخذ العينات المتكررة، كما يجب أن يتم هذا النمط حتى لو تركيزات من طبقات الفردية تتغير. إذا لوحظ وجود نمط مختلف في أخذ العينات تكرار، وهناك احتمال قوي أن عينات اثنين لم يتم في التربة القابلة للمقارنة. من الناحية المثالية، ينبغي جمع عينة على سمك الأفق الكامل. ومع ذلك، في آفاق سميكة بشكل مفرط دمج عموديا جمع العينات قد يكون من الصعب على سمك كامل. في هذه الحالة، عينات من حجم مساو يمكن جمعها على فترات زمنية متساوية من أسفل إلى أعلى في الأفق. إذا لم يتم أخذ العينات على سمك أفقي كامل، تسجيل الفاصلة أخذ العينات عمق ضمن هذا الأفق.
التربة تجهيز العينات وتحليلها - معلومات أساسية
عrocess إزالة عينة من التربة من التشكيل الجانبي يغير تلك العينة عن طريق قطع الجذور، وتسبب تغيرات في العوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والأكسجين وتركيزات غازات أخرى. لذلك، لا بد من القيام ببعض القياسات بسرعة من دون القدرة على الحفاظ على العينة، مما يجعل من الصعب استخدامها في برامج الرصد على المدى الطويل. ومع ذلك، من أجل القياسات الأكثر شيوعا الفيزيائية والكيميائية مثل الملمس، والكثافة، ومجموع C والنيتروجين (N)، وتركيزات من الكل والمعادن صرف، ويوفر العينة بعد جمع تجفيف الهواء طريقة متسقة نسبيا لتحقيق الاستقرار في الكيمياء قبل التحليل . في جميع الحالات تقريبا، يتم تعريف القياسات التربة من الناحية العملية، مما يعكس ظروف التربة في الموقع، والآثار المترتبة على جمع العينات، وإعداد وتحليل المستخدمة. يتم الحد من الأعمال الفنية عن طريق الانتقاء من أفضل الطرق لتحقيق أهداف البرنامج، والاتساق في منهجية مع مرور الوقت. جفت مرة واحدة، المزيد من ج يتم الحد hanges في عينة التربة، ومع معظم الرطوبة إزالتها، العينة يمكن منخول لتفريق يمهد وإزالة الحجارة والجذر شظايا. وتمكن هذه الخطوات العينة إلى أن المتجانس قبل الاختزال للتحليل الكيميائي. كما يجب الحفاظ على اتساق جمع ومعالجة أساليب عينة مع مرور الوقت، ويجب أيضا أن تسيطر التحيز المحتمل من التحليل الكيميائي. توثيق إجراءات التشغيل القياسية (SOP) لتحليل مادة كيميائية تستخدم في كل مرة يتم جمع عينات وضروري، ويفضل أن يكون استخدام نفس SOP لجميع مجموعات عينة تحليلها. نجاح التحليل الكيميائي يحتاج ليتم التحقق منها مع برنامج لضمان الجودة التي تنطوي على استخدام عينات الداخلية المرجعية وعينات الصرف بين المختبرات، فضلا عن إجراءات مراقبة الجودة الداخلية القياسية. للحصول على معلومات حول المقارنة بين طرق التحليل الكيميائي تستخدم عادة نرى روس وآخرون. 8.
ntent "> عندما يتم اختزال أكثر من خمسة إلى فترات لمدة عشر سنوات، من المحتمل أن تحدث في جانب واحد أو أكثر من التحليل الكيميائي مثل SOP، والأجهزة المختبرية، والعاملين في المختبرات، أو المختبر القيام تحليل بعض التغييرات. وهذه العوامل إنشاء إمكانية التحيز التحليلي بين المجموعات. للسيطرة على التحيز التحليلي، فينبغي حفظ الأجزاء غير المستخدمة من عينات من كل مجموعة لاستخدامها في المستقبل. عينات من المجموعة السابقة يمكن تحليلها مع العينات التي تم جمعها حديثا، وذلك بمقارنة البيانات، ويمكن معالجة احتمال وجود تحيز التحليلي. ويستند هذا النهج على افتراض أن التغيرات الكيميائية لا تحدث في العينة المحفوظة خلال فترة التخزين. خسارة على الاشتعال وتركيزات قواعد صرف، صرف القاعدة، إجمالي C، ومجموع N وقد ثبت أن تكون مستقرة في مختلف الدراسات التي قمنا بمد مدة تصل إلى 30 سنوات 9-11. ومع ذلك، فقد أظهرت تخزين التربة المجفف في الهواء لخفض حموضة التربة 12 وأكاسيد المنغنيز 13. وينبغي أن تكون كتلة التربة التي تم جمعها من كل أفق أو الفاصلة عمق كاف لاستكمال واحد مجموعة كاملة من المواد الكيميائية المخطط يحلل بالإضافة إلى كتلة إضافية لا تقل عن أربع مجموعات من التحليلات في المستقبل. وقد استخدمت مجموعة متنوعة من الأساليب لأرشفة عينات من التربة. الطريقة الموصوفة هنا يتبع إجراءات التخزين المستخدمة من قبل متحف ولاية نيويورك.البروتوكول
1. دراسة وحدة اختيار والوصف
- تحديد منطقة حرجية مع الخصائص المطلوبة للرصد. إقامة حدود وحدة الدراسة في هذا المجال، وضمان أن (1) وحدة الدراسة ممثل المنطقة المراد مراقبتها، و (2) أن منطقة كبيرة بما فيه الكفاية لاستيعاب أخذ العينات وresamplings المخطط لها، ولكن ليست كبيرة جدا أن هناك حاجة إلى كمية زائدة من حفر تكرار لتمثيل التباين داخل الوحدة.
- تسجيل موقع وحدة دراسة مع وحدة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تسجيل مركز وزوايا إذا كانت وحدة الدراسة هي مستطيلة، أو مركز وينتهي من أقطار عمودي إذا كانت وحدة الدراسة التعميم. موقع كتابي سجل ينسق على شكل الميدانية، بالإضافة إلى تخزينها إلكترونيا في وحدة نظام تحديد المواقع. إذا يجوز، بمناسبة المواقع الرئيسية مع الآثار الدائمة مثل قضيب حديدي.
- تسجيل المنحدر شنقا رفع الأعلام أو بعض علامة أخرى على LEVE العينلتر في مركز وحدة دراسة وبأقل حافة ارتفاع موقع الدراسة. قياس المنحدر مع مقياس الميل من (1) أعلى ارتفاع حافة وحدة دراسة لمركز وحدة الدراسة (المنحدر متابعة)، و (2) من مركز وحدة الدراسة إلى أدنى حافة (المنحدر). تسجيل قراءة البوصلة على طول السائد منحدر الاتجاه (منحدر الجانب) من أعلى ارتفاع حافة حدة دراسية.
- تسجيل موقف المنحدر كما القمة، الكتف، backslope، footslope أو toeslope إذا كانت منطقة الدراسة على hillslope، أو سهل منبسط إذا كانت وحدة الدراسة في مجال الإغاثة منخفضة. انظر الصفحات 1-7 و1-10 في Shoeneberger وآخرون. 6 للتحقق من تحديد موقف المنحدر.
- التعرف على أنواع النباتات السائدة من قبل الطبقات العمودية. على سبيل المثال، تسجيل الأنواع عشب المهيمنة في understory أقل من 1 متر، والأنواع نصبة المهيمنة أطول من 1 متر ولكن لا تصل إلى المظلة، وأنواع الأشجار السائدة في المظلة (تلك التي من الوصول إلى أعلى سو المظلة). كيفية تحديد الطبقات سوف تعتمد على نوع من الغابات التي يجري العمل على. التقاط صورة رقمية للunderstory من أدنى حافة ارتفاع وحدة دراسة تبحث upslope ومن أعلى ارتفاع حافة تبحث منحدر.
- حدد المواقع لحفر، وتجنب سطح الأرض التي هي ذات أهمية ثانوية داخل وحدة دراسة محددة، وبالتالي لا تمثل وحدة الدراسة. أيضا تجنب سطح الأرض حيث أساليب أخذ العينات ليست ممكنة بسبب الرطوبة الدائم والصخور المفرطة في أو بالقرب من السطح أو المفرطة كثافة الأشجار، أو شرط أن يتعارض مع أهداف مشروع رصد التربة.
2. الحفر والملف الوصف
- وضع قماش القنب (حوالي 10 قدم 12 قدم أو 3.1 متر إلى 3.7 متر) المجاورة للموقع حيث حفرة هو أن تكون حفرها. اختيار جانب واحد من الحفرة المخططة (upslope جانبية إذا أمكن) للحماية من الدوس والتلوث أثناء diggi حفرةنانوغرام من خلال تغطية مع كيس قمامة بلاستيكية أو شيئا من هذا القبيل (الشكل 2). وبعد ذلك يتم استخدام هذا الجانب لوصف الشخصية وأخذ العينات.
الشكل 2: تم الانتهاء حفرة حفر حفرة التربة الحفر تظهر التربة المعدنية إزالتها وأرض الغابات سليمة على قماش القنب للحد من اضطراب الموقع، جنبا إلى جنب مع دبابيس وسم آفاق على وجه حفرة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- تبدأ حفر الحفرة عن طريق إزالة الغابات الكلمة (يا الأفق) مع مجرفة. إذا كان ذلك ممكنا، والحفاظ على أرض الغابة سليمة ووضع حيث لن تكون مختلطة مع أن إزالة التربة المعدنية من الحفرة. حفر حفرة بأصغر أثر ممكن (عادة حوالي 0.5 طن س 1 م 2) حتى الوصول إلى العمق المطلوب الذي تحدده تصميم الرصد.
- إعداد وجها حفرة الرأسي لوصف وأخذ عينات عن طريق كشط طفيفة نحو الانخفاض مع مجرفة يدوية لإزالة أي التربة الرخوة الناتجة عن الحفر. تقليم الجذور مع snippers اليد عند الضرورة.
ملاحظة: إذا الصخور المفرطة أو جذور يمنع المقاصة من وجه حفرة لوصف وأخذ العينات، أو الوصول إلى العمق المطلوب، قد تحتاج إلى توسيعها إلى حد ما في حفرة. - سجل (في دفتر الحقل أو جهاز تسجيل الكتروني) أي ملاحظات من تسرب المياه الى حفرة من وجه حفرة أو الجزء السفلي من الحفرة.
- بصريا تقييم وجه حفرة من أعلى إلى أسفل الاختلافات في اللون والملمس وهيكل. إزالة كميات صغيرة من اختلاف الجانب التربة ومكان إلى جنب على قطعة من الورق الأبيض (مثل الجانب الخلفي من شكل الميدان) للمساعدة في تحديد حدود الأفق، كما هو مبين في الشكل (3).
الرقم 3: تقنية إزالة عينة تقنية تستخدم لإزالة التربة من على وجه حفرة. كما أظهرت عينات من اختلاف الألوان إزالتها من على وجه حفرة، الانحياز في النظام، للمساعدة في تحديد حدود الأفق. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: مثال على التعبير الأفق والتربة مع حدود الأفق التي لديها فصول المميز من مفاجئا أو واضحة والتضاريس التي هي على نحو سلس أو متموج الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا فيقوإعادة.
الشكل 5: مثال على التعبير الأفق والتربة مع حدود الأفق التي لديها فصول المميز من الواضح أو تدريجي والتضاريس وهذا هو متموج أو غير منتظمة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- تسجيل التسميات الأفق الصفحات التالية 2-2 إلى 2-5 من كتاب NRCS الميدان 6.
- حدود علامة الأفق مع دبابيس على شكل حرف T أو كائنات مماثلة (الأرقام 2، 4، 5). التقاط صورة رقمية من جانبي مع علامات الأفق وشريط في نطاق مكان العرض.
- قياس وتسجيل عمق الجزء العلوي والسفلي من كل أفق مع شريط متري نسبة إلى واجهة بين السطح الهواء والتربة.
- تسجيل الطبقة المميز ورمز تضاريس لحدود كل أفق الصفحات التالية 2-6 إلى 2-7 من كتاب NRCS الميدان 6.
- تسجيل اللون من كل أفق باستخدام مونسل التربة اللون كتاب الصفحات التالية 2-8 إلى 2-11 من كتاب NRCS الميدان 6.
- لكل الأفق، تسجيل الطبقة الملمس (صفحات 2-36 إلى 2-37)، نوع هيكل (صفحات 2-52 إلى 2-54)، وفحص وجه حفرة لإجراء تقدير تقريبي لكمية من الصخور (كما حجم في المئة) اتباع الإرشادات الموجودة في الكتاب NRCS الميدان 6. أيضا لكل الأفق، ما إذا الجذور الدقيقة (<مم 2) هي وفيرة، مشتركة، قليل أو لا شيء.
مجموعة 3. عينة
- تحديد آفاق و / أو أعماق لأخذ عينات بناء على تصميم الدراسة والمتطلبات.
ملاحظة: جمع كتبها الأفق إذا: (1) حدود يمكن التعرف بشكل واضح في هذا المجال، و (2) آفاق سميكة لإزالة ذلك بما فيه الكفايةايل دون تلوث من آفاق أعلى أو أقل. جمع من عمق الفاصل إذا: (1) حدود الأفق هي رقيقة جدا لأخذ العينات، أو (2) حدود الأفق وعدم انتظام وأو مكسورة. - جمع التربة من الآفاق المحددة أو فترات العمق، بدءا من أعمق عينة والعمل التصاعدي. لإزالة عينة من على وجه حفرة، إدراج مجرفة البستنة بالقرب من أسفل الطبقة التي يتم أخذ عينات. ثم إدراج مجرفة مسطحة فوق مجرفة البستنة لتخفيف التربة بحيث يمكن إزالتها مع مجرفة أسفل (الشكل 3).
ملاحظة: كتلة من التربة التي تم جمعها يجب أن يساوي مجموع كتلة المطلوبة من قبل الكيميائية المخطط تحليلات بالإضافة إلى كتلة اللازمة لأرشفة (لا يقل عن أربعة كاملة إضافية يحلل). - مكان العينات في أكياس من البلاستيك قابل للغلق وعينات مزدوجة كيس إذا التربة الصخرية. لكل من أخذ العينات الأفق وعمق، وجمع التربة عبر اتساع الوجه حفرة حيث يمكن أخذ عينات من الأفق (أي،حيث الأفق سميكا بما يكفي لأخذ عينات والصخور والجذور لا تحدث).
- تسمية حقيبة عينة مع وحدة دراسة والتاريخ والهوية حفرة، الأفق أو عمق الفاصل، واسم العينات.
- بمجرد الانتهاء من أخذ العينات، وردم الحفرة مع التربة المعدنية وشظايا الخشنة. وضع أرضية الغابة فوق التربة المعدنية، والحفاظ على المواد العضوية كما سليمة قدر الإمكان. تسجيل موقع الحفرة فيما يتعلق نصب وحدة الدراسة (المسافة والارتفاع).
- حفر حفر إضافية داخل وحدة دراسة لتوفير النسخ المطلوبة في تصميم العينات. في كل حفرة، اتبع الخطوات 2.1 خلال 2.8، وإذا كانت هناك حاجة الأوصاف الشخصية في كل حفرة، أيضا اتباع الخطوات 2-9 خلال 2-11. ثم جمع العينات التالية الخطوات 3.1 خلال 3.5.
تجهيز 4. عينة
- في غضون 24 ساعة من جمع، صب عينات من أكياس البلاستيك في المقالي التي من شأنها تسهيل تجفيف الهواء من العينات. الهواء دراي في ما يقرب من درجة حرارة الغرفة في مكان آمن محمي من الملوثات التي تنتقل عن طريق الهواء مثل الغبار. مزج العينات في المقالي كل بضعة أيام، وهذا يتوقف على البلل. فحص كل عينة عن أدلة واضحة وملموسة من جفاف لتحديد ما إذا تجفيف الهواء هو على وشك الانتهاء.
- تحقق من الانتهاء من تجفيف الهواء، عن طريق وزن العينات الفرعية (5 جرام تقريبا) من عدة عينات (لا تقل عن 3). ثم فرن تجفيف هذه العينات الفرعية لمدة 24 ساعة (التربة العضوية في 60 درجة مئوية؛ التربة المعدنية عند 105 درجة مئوية)، وreweigh. حساب كتلة الرطوبة المفقودة من خلال تجفيف كنسبة مئوية من مجموع كتلة (التربة بالإضافة إلى الرطوبة) قبل التجفيف.
- بعد 2 أيام، كرر الخطوة 4.2 و مقارنة الرطوبة المفقودة من أول فرن التجفيف، لأنه خسر في فرن التجفيف الثاني. إذا كانت الرطوبة المفقودة في كل فرن التجفيف هو ضمن 2 في المئة، ويمكن اعتبار التربة المجفف في الهواء. مرة واحدة تجفيف الهواء كاملة، وعينات من مكان في أكياس البلاستيكية التي يمكن أن تكون مختومة بعد طرد الكثير من الهواء كماممكن.
- لإزالة شظايا الخشنة والجذور، غربال كل التربة التي تم جمعها. تمرير العينات العضوية من خلال غربال مع افتتاح ما يقرب من 4-6 ملم. تمرير عينات من التربة المعدنية من خلال غربال مع افتتاح 2 مم. قد تكون هناك حاجة النخل إضافي من خلال فتحات صغيرة للتحاليل الكيميائية المحددة. للاختزال، تأكد من أن إجراء غربلة مطابقا لأخذ العينات السابقة.
تنبيه: الناس القيام النخل يجب أن تكون محمية من استنشاق الغبار إما عن طريق الغربلة في العادم هود أو يرتدي المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) وافق N95 الجسيمات تصفية قناع الوجه التنفس.
5. التحليلات الكيميائية
- اختيار أساليب التحليل الكيميائي التي تنسجم مع تلك المستخدمة في تربة الغابات مماثلة، مثل تلك الموجودة في روس وآخرون. 8. وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة طرق التربة دليل 14 كما يوفر خلاصة وافية من الأساليبالتي لا تزال تستخدم عادة لتحليل تربة الغابات. إذا ضرورية الانحرافات، يجب التحقق من قابلية البيانات للمقارنة. تأكد من أن SOP وتوثيقا كاملا لكل تحليل.
- تتضمن أخذ عينات من التربة المرجعية مع خصائص مشابهة لعينات التربة التي تم جمعها في برنامج الرصد في جميع دفعات تحليل للحفاظ على مراقبة الجودة. وتشمل أيضا عينات من التبادل بين المختبرات 8 لتحديد قابلية البيانات للمقارنة مع غيرها من المختبرات.
6. عينات التربة الأرشفة
- أرشفة التربة التي تبقى بعد التحاليل الكيميائية لاستخدامها في المستقبل. حدد كتلة من التربة ليتم حفظها على أساس (1) كم التربة كانت تستخدم لمجموعة كاملة من القياسات، (2) المتوقعة في عدد مرات سيتم أعادوا تحليل العينات في المستقبل، و (3) منذ فترة طويلة متاح مساحة التخزين على المدى.
- مع علامة دائمة، وكتابة المعلومات التالية على التعادل القصدير بشكل مناسب الحجم (سلك قابل للف تعلق على درجة البكالوريوسز الختم) بولي اصطف كيس من الورق: (1) تحديد المعلومات عينة بما في ذلك الأفق أو زيادة عمق، (2) حجم غربال، (3) تاريخ جمعها، و (4) أي المعلومات المختبرية اللازمة مثل الرقم التسلسلي عينة.
- وزن وتسجيل كتلة التربة التي يتم أرشفة لكل عينة، ووضع في كيس القصدير التعادل. ضع كيس القصدير التعادل في كيس من البلاستيك بشكل مناسب الحجم (الشكل 6).
الشكل (6):.. عينات التربة مهيأة للأرشفة التعبئة والتغليف الداخلي للعينات التربة أرشفة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- تخزين أكياس في حاويات تخزين الورق المقوى تكوينها لالمتاحة رفوف (مثل طريقة هو مبين في Figure 7. تسمية مربع بمعلومات عن العينات الواردة ضمن لتمكين عينات ليكون موجودا بكفاءة. الحفاظ على غرفة الأرشيف في درجة حرارة مستقرة.
الرقم 7:. Exampling أو رفوف الأرشيف رفوف الفضاء كفاءة من عينات التربة المحفوظة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
- تخزين المعلومات على كل عينة المؤرشفة في قاعدة بيانات رقمية التي تدعمها بشكل روتيني. تشمل (1) تحديد العينة، (2) كل التاريخ الذي تم تحليل عينة، (3) المختبر الذي تم تحليل عينة، (4) تحاليل أجريت على كل التاريخ، (5) كتلة العينة المتبقية (تحديث هذا كل مرة يتم فيها إزالة جزء من العينة للتحليل)، و (6)اسم المؤسسة المسؤولة المتحفظة للحصول على العينات المحفوظة.
7. التحقق من تناسق التحليلات الكيميائية على مر الزمن
- Reanalyze ما لا يقل عن اثني عشر عينات المحفوظة من كل أفق أو عمق زيادة جنبا إلى جنب مع تحليل العينات التي تم جمعها حديثا.
- تشغيل اثنين من الذيل اختبار t (أو رتبة مان ويتني اختبار المبلغ إذا تم إثبات عدم صحتها الطبيعية البيانات) لتحديد ما إذا اختلفت نتائج التحاليل الكيميائية معنويا (P <0.10) بين التحليل السابق، وإعادة تحليل الحالي.
ملاحظة: إذا لوحظ اختلاف كبير (أو تحيز واضح ليست ذات دلالة إحصائية)، ثم العلاقة بين البيانات الأصلية وبيانات إعادة التحليل يجب أن يتم تقييم. إذا كان معظم التباين (R 2> 0.9) ويمكن تفسير هذه العلاقة، ومن ثم يمكن استخدامها لضبط البيانات لإزالة التحيز. ومع ذلك، إذا كان R 2 <0.9، ما تبقى من أرشفة عينات الصورةيتم إعادة تشغيل hould معها لضمان عدم التحيز التحليلي عند مقارنة البيانات من نتائج العينات السابقة والنتائج التي تم الحصول عليها من العينات التي تم جمعها حديثا.
النتائج
البيانات التي تم جمعها في هذه الدراسة لورنس وآخرون. 9 يمكن استخدامها للتدليل على تأثير تكرار أخذ العينات على القوة الإحصائية للكشف عن تغيير في عينات الأفق الزراعة العضوية من 12 حفرة في شجرة التنوب أحمر (تنوب أحمر) الغابات في شرق ME. مزيد من المعلومات عن هذا الموقع الدراسة (المشار إليها باسم كوسوث) متاحة في لورنس وآخرون. 9. كانت التربة (تصنف على أنها Spodosol) أفق الزراعة العضوية رقيقة نسبيا (متوسط سمك يساوي 2.5 سم و 3.7 سم في 1992-1993 و 2004، على التوالي) الذي غطى أفق E مع الحدود المفاجئ. مع حجم عينة من 12، تغييرات كبيرة (P <0.05) بين العينات التي تم جمعها في 1992-1993 و 2004 تم الكشف في قياسات درجة الحموضة، C العضوي، والكالسيوم صرف (كاليفورنيا) والصوديوم (نا) والألومنيوم (آل)، في حين لم يلاحظ أي تغيير لالمغنيسيوم صرف (ملغ) (الجدول 1). عندما 8 من 12 عينة تم اختيارهم بشكل عشوائي للتحليل الإحصائي، significالخلافات النمل (P <0.001) لوحظت لصرف نا و آل، وفي P <0.10 مستوى لجيم العضوي مع 4 من 12 عينة تم اختيارها عشوائيا، فروق ذات دلالة إحصائية لوحظ فقط لصرف القاعدة ونا في P ≤ مستوى 0.05 .
الجدول 1: آثار حجم العينة نتائج إحصائية لاستخدام أحجام عينة من 12 و 8 و 4 للكشف عن اختلافات كبيرة في القياسات الكيميائية لعينات التربة التي تم جمعها 10-11 سنة على حدة. وتظهر القيم ف تعتبر ذات دلالة إحصائية في المائل الحمراء.
البيانات من آفاق الزراعة العضوية و10 سم العلوية من آفاق B التي تم جمعها في مستجمعات المياه الشمال والجنوب روافد باك كريك (منطقة آديرونداك غرب نيويورك) أمثلة من قيمة التربة المؤرشفة في الحد من عدم اليقين عندما comparin البيانات ز من فترات زمنية مختلفة. من العينات التي تم جمعها 55، وتحليلها، وحفظها في 1997-2000، 15 تم اختيارهم بشكل عشوائي لإعادة التحليل في 2013-14. وقد أجريت تحليلات في كل فترات زمنية في مختبر المركز الأمريكي المسح الجيولوجي نيويورك المياه العلوم، تروي، نيويورك، باتباع نفس SOP. أظهرت قيم الكالسيوم للصرف في النص الأصلي وإعادة تحليل 15 عينة الزراعة العضوية أفق لا فرق (P> 0.10) لتركيزات الكالسيوم للتبديل (الشكل 8A). بالتآمر ضد 1: السطر 1 أظهرت أيضا القليل أو أي تحيز وأشار قيمة R 2 القليل من الاختلاف غير المبررة. عدم وجود اختلاف بين البيانات والبيانات الأصلية من إعادة تحليل بعد تخزين يشير إلى أن لا التحليلية تحيز ولا تخزين الآثار خلال 14-16 عاما تسببت الخلافات خاطئة في البيانات الكالسيوم. على هذا الأساس، كان إعادة تحليل 40 عينة إضافية الزراعة العضوية التي تم جمعها في 1997-1998 لتركيزات الكالسيوم تبديل مصممة على أن تكون غير ضرورية.
الإقليم الشمالي "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 ">
الرقم 8: نتائج إعادة تحليل لكاليفورنيا. العلاقة بين القياسات الكالسيوم للتبديل في الأفق الزراعة العضوية (أ) و 10 سم العلوية من الأفق B (ب)، وتقدم في 1997-2000 (تحليل الأصلي)، وقياسات للعينات المحفوظة أعادوا تحليل في 2013-2014 (إعادة التحليل). يظهر خط 1 على المؤامرة: 1. تمثل معادلة خط أفضل مناسبا يحدده الانحدار الخطي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
تم الحصول على نتيجة مختلفة عندما أعادوا تحليل التربة أرشفة ل Ca صرف في آفاق B (الشكل 8B)، وأيضا باستخدام نفس SOP. تم الحصول على فروق معنوية (P <0.10) بين ستحليل riginal (يعني = 0.40 cmol ج / كجم) وإعادة تحليل (يعني = 0.33 cmol ج / كلغ)، على الرغم من الانحدار الخطي وأظهرت وجود علاقة خطية هامة للغاية بين مجموعتي البيانات (P <0.001، R 2 = 0.99). مع هذه العلاقة القوية، تم استخدام نموذج الانحدار لضبط القيم الأصلية من 40 عينة لا أعادوا تحليل لإزالة التحيز فيما يتعلق العينات التي تم جمعها حديثا وتحليلها.
أسفر التغيير في SOP لتحديد تركيزات تبديل القاعدة في النتائج بين التحليل الأصلي الذي تم قياس آل بواسطة المعايرة (15) وإعادة تحليل الذي تم قياس آل كتبها إضافة بالحث البلازما (ICP) التالية بلوم وآخرون. 14 مختلفة. مقارنة القياسات آل تبديل من 15 عينة الزراعة العضوية أفق (الشكل 9A) بين القيم الأصلية (يعني = 11.5 cmol ج / كجم) وإعادة تحليل (يعني = 7.8 cmol ج / كلغ) كشفت عن وجود علاقة قوية الخطية (P <0.001، R 2 = 0.96) والتحيز معنوي (P <0.05). كما حدث لب الأفق تركيزات الكالسيوم، تم استخدام نموذج الانحدار لضبط القيم الأصلية من 40 عينة لا أعادوا تحليل لإزالة التحيز التحليلي.
الرقم 9: نتائج إعادة تحليل لآل العلاقة بين القياسات آل تبديل في الأفق الزراعة العضوية (أ) و 10 سم العلوية من الأفق B (ب)، وتقدم في 1997-2000 (تحليل الأصلي)، وقياسات للعينات المحفوظة. أعادوا تحليل في 2013-2014 (إعادة التحليل). يظهر خط 1 على المؤامرة: 1. تمثل معادلة خط أفضل مناسبا يحدده الانحدار الخطي. الرجاء انقر هنا لعرض أكبر فرسأيون من هذا الرقم.
وكانت البيانات الأصلية وأعادوا تحليل لصرف القاعدة في الأفق B أيضا اختلافا كبيرا (P <0.001)، وأشار إلى الانحدار الخطي علاقة ذات دلالة إحصائية بين مجموعتي البيانات (P <0.10). وعلى النقيض من بيانات الزراعة العضوية أفق القاعدة، كانت العلاقة ضعيفة (الشكل 9B) ونموذج الانحدار يمكن أن يعزى فقط لجزء صغير من التباين (R 2 = 0.23). لأن النموذج لا يمكن استخدامها لإزالة التحيز، وجميع العينات التي تم جمعها وتحليلها في 1997-2000 يحتاج إلى أعادوا تحليل مع العينات التي تم جمعها مؤخرا.
تغيير في طريقة التحليل قد يؤدي إلى تحيز في البيانات بحيث يجب أن يتم اختبار للتحقق من أن البيانات غير متحيزة. على سبيل المثال، نتائج التربة المعدنية المحفوظة التي تم جمعها في تركيا بحيرة مستجمعات المياه، أونتاريو، كندا، في عام 1986، وأعادوا تحليل في عام 2005 10 </ سوب> ترد في الشكل (10). وأظهر التحليل أن طريقتين أنتجت بيانات مشاركات مع القليل من التقلبات غير المبررة (الشكل 10). وقد أجري التحليل الأصلي باستخدام اكلي الأسود طريقة الهضم الرطب وتم تحليل العينات المحفوظة من قبل محلل الاحتراق. في هذه الحالة، أظهرت المقارنة بين نتائج التحليل الأصلي وتحليل عينات المحفوظة أن البيانات التي تنتجها طريقتين كانت قابلة للمقارنة مباشرة.
الأمثلة هو مبين في الأرقام 8-10 تثبت أن استخدام أساليب التحليل متسقة لا يلغي إمكانية بيانات مشاركات ولكن تبين أيضا أن تغيير طريقة لا نتيجة اللازمة في التحيز. وتؤكد هذه النتائج أهمية العينات المحفوظة للحد من عدم التيقن من نتائج عن طريق التحكم عن التحيز التحليلي.
الشكل 10: نتائج إعادة تحليل لجيم العلاقة بين القياسات العضوية C التربة المعدنية المصنوعة في عام 1986 (تحليل الأصلي)، وقياسات للعينات المحفوظة تحليلها في عام 2005. وخط منقط هي 1: خط 1؛ خط الصلبة هو الانحدار الخطي واصفا العلاقة بين التحليل الأولي والمؤرشفة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الدراسات التي أظهرت قيمة مراقبة التربة للكشف عن تغيرات التربة في المواقع الفردية أو مستجمعات المياه تتزايد، ومؤخرا، تم تطبيق مراقبة التربة لتقييم آثار ترسب الحمضية النقصان في دراسة إقليمية كبيرة (14). في كل من هذه المواقع، قد ترسب الحمضية انخفضت على مدى العقود الثلاثة الماضية،على الرغم من أن مستويات الترسب الحمضي ومعدل انخفاض تراوحت بين المواقع. وقد تم تحديد عدد كبير من التغييرات في تلك الدراسة، التي تتفق عموما في جميع أنحاء المنطقة دراسة كبيرة، على مدى فترات زمنية مختلفة، وذلك باستخدام متفاوتة التصاميم اختزال (الجدول 2). من خلال ربط الدراسات اختزال متعددة، تم تحديد ردود تربة الغابات إلى تغييرات في برنامج تشغيل البيئي كبير على منطقة واسعة (الشكل 11). أظهرت دراسة لورنس وآخرون. 5 أن نتائج الدراسات اختزال التربة مع تصاميم مختلفة يمكن تجميعها لمعالجة مشاكل إقليمية واسعة.
الجدول 2: أمثلة من النتائج اختزال القيم المتوسطة (الأولي - نهائي) ونتائج اختبارات (T-الاختبارات أو التجارب مان ويتني) الفروق بين القياسات الأولية والنهائية وأو O، وآفاق B العليا للتحريات التربة في شمال شرق الولايات المتحدة وشرق كندا (المواقع هو مبين في الشكل 11). قيم P> يشار إلى 0.10 كما نانو ثانية (لا كبيرة). وأظهرت التحليلات مع P <0.1 باللون الأصفر يشير إلى فروق ذات دلالة إحصائية لوحظ في هذه القياسات لمواقع تقع في شمال شرق الولايات المتحدة وشرق كندا. مربعات مع الخطوط المتقطعة تشير أية بيانات. BB لتقف على الدب بروك، ME، TMT تقف على المواقع BB التي حصلت الإضافات التجريبية من (NH 4) 2 SO 4 سنويا. يشير المرجع إلى مواقع غير المعالجة في BB. كانت بعض المواقع وحدات دراسية مختلفة استنادا إلى نوع الغابات. CF لتقف على المدرجات الصنوبرية الشمالية. الأب الصلبة الشمالي يقف. MF لتقف على المدرجات، الصنوبرية الأخشاب الصلبة المختلطة. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الجدول.
الشكل 11: خريطة مواقع اختزال المواقع التحقيقات اختزال التربة في شرق كندا وشمال شرق الولايات المتحدة عرضت في الجدول 2. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المناقشة
ويسترشد اختيار منها الآفاق أو زيادات عمق لأخذ عينات من أهداف الرصد، ولكن يعتمد في نهاية المطاف على خصائص التربة. وبالتالي فإن قرار أين وكيف لأخذ عينات من الوضع هو خطوة حاسمة في رصد التربة. على سبيل المثال، Spodosol هو مبين في الشكل (12) لديه أرض الغابة مع الحدود بين أوي (مادة عضوية متحللة بشكل معتدل) والزراعة العضوية (السوداء المواد العضوية humified) التي هي المفاجئ وآفاق هما سميكة بما فيه الكفاية لتمكينهم من أخذ عينات بشكل منفصل . يحتوي هذا الملف أيضا أفق E واضحة المعالم مع الحدود المفاجئ فصل في الأفق الزراعة العضوية العضوية من الأفق المعدنية E. هذه الآفاق ملونة مع حدود مفاجئة تمكن مجموعة من نفس المادة الأفق أن يتكرر باستمرار، مما يجعل هذه الآفاق المرشحين ممتازة لرصد التربة. إذا كان الحد الفاصل بين المعدنية والعضوية طبقات لا ينظر بشكل واضح أو بشكل تدريجي تعصب إيف لسمك الأفق، وأخذ العينات المتكررة من طبقات مباشرة فوق وتحت هذه الواجهة المرجح أن تشمل كميات مختلفة من التربة من الطبقات المجاورة. وتضيف هذه الخاصية الاختلاف غير المنضبط، وبالتالي سوف تجعل هذه الآفاق اقل من المرغوب فيه لأخذ العينات المتكررة.
في بعض الحالات، يمكن أخذ العينات من عمق الفاصل توفير نهج أخذ العينات ثابت في التربة حيث يتم خلط بعض الآفاق أو تتداخل، إذا كان هذا الاختلاط هو سمة ثابتة من التربة التي يجري رصدها. في الشكل 12، 10 سم العليا من الأفق B لديها حدود المفاجئ مع الأفق E، ولكن يشير التغير في اللون وجود البوسنة والهرسك وبي اتش اس آفاق التي اختلط. في هذه الحالة، سيكون أخذ عينات من 10 سم العليا من الأفق B تكون طريقة جمع أكثر للتكرار. وقد أثبت هذا النهج الناجح في Spodosols هذه كما هو موضح في الشكل (12) (7).
الصفحة = "1"> 
الرقم 12:.. Spodosol الشخصية وSpodosol الأفق من المنطقة آديرونداك نيويورك تظهر في الأفق E المميز الذي يفصل بين أرض الغابة (الزراعة العضوية وأوي الأفق) من الأفق B الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الوصف الشخصية كاملة مفيدة للغاية في تقليل فرصة من التحيز أخذ العينات وتفسير البيانات، ولكن جمع هذه المعلومات هي مضيعة للوقت، ويمكن أن تحد من الوقت المتاح للنسخ المتماثل أخذ العينات المتاحة، اعتمادا على موارد المشروع والوقت المجال متاح. سيكون بديلا للالأوصاف الشخصية الكاملة لكل حفرة تتمثل في أن تكون وصفا كاملا للحفرة الابتدائية (مع الصورة)، ثم لحد من أوصاف حفر تكرار لقياسات سمك الأفق على طول ثإيث ملف الصور. ومن شأن هذه المعلومات أن تكون كافية للتحقق من أن اختزال تم في نفس التربة بطريقة تتفق مع أخذ العينات السابقة. صور ذات جودة عالية وقيمة للغاية للحفاظ على أخذ العينات الاتساق عند اختزال الشخصية لتحديد التغيرات الكيميائية مع مرور الوقت.
تقييم التحيز المحتمل من التناقضات أخذ العينات يمكن تقييمها من خلال مقارنات القياسات بين الآفاق. على سبيل المثال، لوحظ تركيز أقل من الكربون العضوي في الأفق الزراعة العضوية في أخذ العينات الثانية مما كانت عليه في أخذ العينات الأولية التي أجريت في وقت سابق من 10-12 سنة 9. كادت تؤدي هذا من أخذ العينات قد تم جمع التحيز أكثر من وراء الأفق المعدنية E في أخذ العينات الثانية مما كانت عليه في أخذ العينات الأولى. وهذا من شأنه خفض تركيز الكربون العضوي، ويرجح خفض تركيز الكالسيوم للصرف لتركيزات E الأفق الكالسيوم في التربة التي تجري دراستها على أمر ما لا يقل عن MAGNITأودي أقل في من في الأفق الزراعة العضوية. عدم وجود انخفاض في E-الأفق تركيزات الكالسيوم لوحظ في هذه الدراسة دليلا لدعم التفسير أن انخفاض تركيزات الكربون العضوي في أخذ العينات الثانية لم تكن نتيجة لتحيز العينات. يوفر هذا النوع من المقارنة بين آفاق معلومات قيمة لتقييم عينات الاتساق. أخذ العينات وبالتالي آفاق إضافية لا حاجة على وجه التحديد لأهداف المشروع ما يبرر للمساعدة في تقليل عدم اليقين في النتائج.
إعادة تحليل عينات التربة المحفوظة هو ممارسة الرئيسية في الحد من عدم اليقين. ومع ذلك، وحفظها للتربة يتطلب موارد لإدارة الفضاء الأرشيف والتخزين التي يمكن أن يكون من الصعب الحصول على أساس دائم. ولذلك، فإن كتلة من التربة المحفوظة يجب أن تستخدم بحكمة. إعادة تحليل جميع عينات التربة أرشفة لدراسة اختزال معينة عموما النهج الأكثر فعالية للحد الكيميائية تحليل عدم اليقين، ولكن انتقائية إعادة تحليل سأرشفة و العينات، حيثما كان ذلك ممكنا، وسوف تساعد على الحفاظ على التربة لا يمكن الاستغناء عنه للاستخدامات المستقبلية. لا ينبغي أن يتم إعادة تحليل جميع العينات المحفوظة إلا إذا لزم الأمر. مجموعة متنوعة من الطرق لحفظ التربة هي قيد الاستخدام حاليا، وقد ثبت أن تكون فعالة. وتستند هذه الطريقة والمواد الموصى بها في هذا المقال على تجربة القيمين على متحف ولاية نيويورك، الذين وجدوا أن هذا تصميم التعبئة والتغليف عالية الكفاءة الفضاء يحمي العينة في، مقاومة للماء والمواد المسمى بسهولة غير قابلة للكسر، التي هي مستقرة ل عقود عديدة.
حماية عينات من التربة أرشفة هو خطوة رئيسية في مراقبة التراب لأنه لا يمكن إلا الاتساق التحليلي بين عينات، فإنه يوفر أيضا فرصة لتحليل المستقبل مع الأساليب التي لم يتم تطويرها. وعلاوة على ذلك، يمكن للعينات المحفوظة توفير المعلومات لمعالجة المسائل الجديدة التي ستنشأ بلا شك في المستقبل. قد أرشفة عينات التربة التي سبقت لكانت إدارة البحث الجنائي المطر المتاحة، قد تم التعرف على آثار هذا الاضطراب في التربة في سنوات بدلا من عقود بعد اكتشافه. بدلا من ذلك، لا يزال قبل الحمضية كيمياء التربة المطر غير مؤكد ونحن الآن رصد الانتعاش من التربة من انخفاض مستويات الأمطار الحمضية.
مراقبة التربة محدودة إلى حد ما من قبل الإطار الزمني الذي التغيير يمكن أن يتم الكشف عن (عادة 5 سنوات أو أكثر)، ومع الاعتماد على أخذ العينات المدمرة، ومنطقة أخذ العينات اللازمة لزيادة المراقبة على مر الزمن. ومع ذلك، من دون مراقبة التربة، يجب أن يستدل التغييرات التربة من النهج غير المباشرة، مثل chronosequences (الفضاء لاستبدال الوقت)، وتوازن الكتلة مستجمعات المياه، الكيميائي، التلاعب على المدى القصير والنمذجة. توفر هذه النهج تقديرات الخشنة للتغيير التربة، وكلها تتطلب الافتراضات التي تزيد من حالة عدم اليقين التي يمكن أن يكون أفضل خفضت من خلال قياسات مباشرة من التربة عبر الزمن. ويمكن أيضا أن applie إجراءات عينات التربة المتكررةد على المدى الطويل التي تسيطر عليها التجارب التلاعب، مثل تحول التجربة الكالسيوم وعلاوة على ذلك في هوبارد بروك التجريبية الغابات، NH، استمرت أكثر من 12 عاما 16 وكالهون، SC، تجربة التربة على المدى الطويل الأمد أكثر من 50 عاما 2.
الإفصاحات
يقر المؤلفون بدعم هيئة أبحاث وتطوير الطاقة بولاية نيويورك ، وتعاونية أبحاث الولايات الشمالية الشرقية ، ومشروع مراقبة التربة طويل الأجل في فيرمونت. نشكر أيضا إم بي آدامز ، خدمة الغابات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية على مراجعتها المفيدة للمخطوطة.
شكر وتقدير
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
المواد
قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسم
الشركة
رقم فهرسي
التعليقات
الغابات لاجهزة الكمبيوترخارجي الغابات لاجهزة الكمبيوترلاجهزة الكمبيوترلاجهزة الكمبيوتر على نطاق واسع الغابات على نطاق واسع < td colspan = "4" > المواد اللازمة لمعالجة العينات وأرشفة في المختبر < / القوي > الصناعي أكياس
| <قوية> المعدات المطلوبة في الميدان< / | |||
|---|---|---|---|
| نظام تحديد المواقع العالمي | القوي > الموردين في الهواء الطلق مثل موردي | ستكون مجموعة متنوعة من الماركات والنماذج لأنظمة GPS مناسبة. | |
| موردو الغابات الورقية المقاومة للماء | 49450 | متوفر من خلال أي قضيب | |
| حديد مورد خارجي (بطول 3 أقدام تقريبا) | متوفر في أي متجر | ||
| علم الفينيل | متاح من خلال أي مورد | ||
| لموردي الثبات | في الهواء الطلق مثل موردي | مجموعة متنوعة من الماركات ونماذج مقاييس المساواة ستكون مناسب. | |
| قماش القنب البلاستيكي | متوفر في أي متجر | ||
| مجرفة مدببة مستديرة أو مجرفة قناص للحفر | متوفر في أي متجر | ||
| مقلم يدوي لقطع الجذور الصغيرة | متوفر في أي متجر | ||
| أداة حفر Lesche | موردي الغابات | 33488 | |
| مجرفة | البستنةستكون مجموعة متنوعة من المسجات اليدوية المتوفرة في متاجر الأجهزة والبستنة مناسبة. | ||
| موردو الغابات | T-pins | 53851 | |
| نسخة من "الكتاب الميداني لوصف التربة" | متوفر حاليا فقط عبر الإنترنت على: http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_052523.pdf< / a> ؛ من المتوقع إعادة الطباعة من قبل الخدمة الوطنية للحفاظ على الموارد في أكتوبر 2026. | ||
| Munsell Soil Color Book | Forestry Suppliers | 77321 | |
| كاميرا رقمية | متوفرة | مع فلاش والحد الأدنى من الدقة 8 ميجابكسل | |
| شريط متري بطول 3 إلى 5 أمتار | متوفر من خلال أي مورد خارجي مثل موردي | ||
| أكياس بلاستيكية قابلة للغلق مع لوحة غير واضحة لوضع العلامات | متوفرة في أي محل بقالة | ||
| علامات شعر لا تمحى لوضع العلامات على الأكياس وأقلام الرصاص لنماذج التسجيل الميداني | متوفرة | ||
| الاختبار المناخل | Duel Manufacturing Co.، Inc. | 2 مم: 200 مم -2 مم 4 مم: 200 مم -4 مم < br / >6 مم: 200 مم -6.3 مم | |
| وافق المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) N95 تصفية الجسيمات جهاز التنفس | MSA Safety Works ، رقم الطراز 10102483 | متاح من خلال العديد من الموردين | |
| الكرافت القصدير مع بطانة بولي | Papermart | 7410100 | |
| 2 مل كيس بولي مجمعة | حقيبة مرتبطة | 64-4-53 | |
| 200 رطل كرافت الأدب بريد | Uline | S-2517 ; | |
| * لاحظ أن العديد من المؤلفين هم علماء حكوميون وبالتالي لا يسمح لهم بتأييد منتجات الشركات الخاصة. |
المراجع
- Walker, T. W., Syers, J. K. The fate of phosphorus during pedogenesis. Geoderma. 15, 1-19 (1976).
- Lawrence, G. B., et al. Measuring environmental change in forest ecosystems by repeated soil sampling: a North American perspective. J. Environ. Qual. 42, 623-639 (2013).
- Lawrence, G. B., Bailey, S. W. Workshop establishes the Northeastern Soil Monitoring Cooperative. EOS. 23, 247(2007).
- Desaules, A. Measurement instability and temporal bias in chemical soil monitoring: sources and control measures. Environ. Monit. Assess. 184, 487-502 (2012).
- Lawrence, G. B., et al. Declining acidic deposition begins reversal of forest-soil acidification in the Northeastern U.S. and Eastern Canada. Environ. Sci. Technol. 49, 13103-13111 (2015).
- Schoeneberger, P. J., Wysocki, D. A., Benham, E. C., Staff, S. S. Field book for describing and sampling soils, Version 3.0. , Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center. Lincoln, NE. (2012).
- Soil Science Staff. Keys to Soil Taxonomy. , 12th, USDA Natural Resources Conservation Service. Washington, D.C. (2014).
- Ross, D. S., et al. Inter-laboratory variation in the chemical analysis of acidic forest soil reference samples from eastern North America. Ecosphere. 6, 73(2015).
- Lawrence, G. B., et al. Early indications of soil recovery from acidic deposition in U.S. red spruce forests. Soil Sci. Soc. Am. J. 76, 1407-1417 (2012).
- Hazlett, P. W., Curry, J. M., Weldon, T. P. Assessing decadal change in mineral soil cation chemistry at the Turkey Lakes Watershed. Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 287-305 (2011).
- Bailey, S. W., Horsley, S. B., Long, R. P. Thirty years of change in forest soils of the Allegheny Plateau, Pennsylvania. Soil Sci. Soc. Am. J. 69, 681-690 (2005).
- Johnson, A. H., Moyer, A. J., Bedison, J. E., Richter, S. L., Willig, S. A. Seven decades of calcium depletion in organic horizons of Adirondack forest soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 72, 1824-1830 (2008).
- Ross, D. S., Hales, H. C., Shea-McCarthy, G. C., Lanzirotti, A. Sensitivity of manganese oxides: dryng and storage cause reduction. Soil Sci. Soc. Am. J. 65, 736-743 (2001).
- Blume, L. J., et al. EPA/600/4-90/023. , Environmental Protection Agency. Washington, D.C. (1990).
- Thomas, G. W. Agronomy No. 9. Page, A. L. , ASA. 159-166 (1982).
- Johnson, C. E., Driscoll, C. T., Blum, J. D., Fahey, T. J., Battles, J. J. Soil chemical dynamics after calcium silicate addition to a northern hardwood forest. Soil Sci. Soc. Am. J. 78, 1458-1468 (2014).
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
