农业经营条件下土壤侵蚀和沉积与土壤碳酸盐浓度关系的测量与制图

本研究的总体目标首先是提供一种在田间尺度上量化和描述土壤侵蚀和沉积空间模式的有效方法，其次，测试将这些模式与近地表土壤碳酸盐相关联的概念模型。这些方法使我们能够更好地了解表层土壤碳酸盐与地表侵蚀和沉积过程之间的相互关系。这些技术的主要优点是准确检测土壤表面高程随时间的变化，以及快速分析许多土壤样品中的土壤碳酸盐。

在更新数字高程图后，我们首先有了这项研究的想法。海拔差异图显示了明显的侵蚀和沉积模式，我们想看看这与碳酸盐浓度有什么关系。对于此协议，使用现场软件在整个勘测区域内每五分钟记录一次 RTK GPS 位置数据。

首先根据本地基准执行站点校准，以确保最高级别的准确性。对要测量的区域进行本地站点校准，为 GPS 方法提供必要的水平和垂直控制。这确保了检测微小高程变化所需的厘米级精度。

为了有效地收集数据，请将流动站 GPS 天线安装在车辆上离地面的固定高度。然后将点的样带导入 GPS 数据收集器，并在驾驶时在它们之间导航，并以恒定速度收集数据以绘制五米间隔的地图。此外，拥有一台车载液压土壤取芯机，并使用所需土芯直径的采样管。

提取使用 RTK GPS 位置数据标识的位置的内核。土壤取样是通过用土壤取芯机拉动土壤芯来进行的。将土壤芯从采样管中推出，并切成所需的深度增量。

将土壤样品转移到预先贴好的可密封塑料袋中。然后将样品储存在冷却器中，以将其运送到实验室。在发生重大土壤侵蚀和沉积事件后重复这些分析时，请使用 GPS 返回相同的采样位置并收集新的土壤芯。

在实验室中，准备用于分析的土壤样品。首先，将它们在 60 摄氏度的烤箱中干燥过夜。第二天，使用电动研磨机或通过研钵和研杵手动研磨，通过 2 毫米筛研磨干燥土壤样品。

下一步，需要设置一个改进的压力计算仪设备。首先，将压力传感器连接到带有 14 号线的电源。包括一个附加的数字电压表，用于监控传感器的输出。

包括一个 0.6 微米的颗粒过滤器，以收集均匀的磁通量，从而保护压力传感器。接下来，将管道连接到颗粒过滤器的底座上，并将管道连接到 18 号鲁尔锁皮下注射针头。接下来，确定反应容器应为 20 mL 还是 100 mL 血清瓶。

用水润湿金属汤匙，然后舀出大约一茶匙碳酸盐浓度可能很高的土壤。吸取 1 毫升 0.5 无水硫酸到土壤上并观察起泡。如果泡腾度高，则假设碳酸钙大于 15% 并使用 100 毫升的容器。

否则，请使用 20 毫升血清瓶。为了确定碳酸盐浓度，称取 1 克准备好的土壤样品放入标记的反应容器中。接下来，将 2 毫升酸试剂移液到小瓶中。

轻轻地将样品瓶放入反应容器中，以免溢出，然后使用灰色丁基橡胶塞小心密封容器，并用铝制密封圈夹住。现在摇动容器，将酸洒到土壤样品上，让反应进行至少两个小时。等待时，使用具有相同参数的平行设置中的标准品制作标准 gars。

根据重量而不是体积，将 100% 碳酸钙与玻璃珠或沙子混合，制成标准品。在测定标准 gar 时，准确了解零碳酸钙的电压非常重要，因为这定义了方法的检测限。我通常测量空白物 3 次以及已知的标准浓度，以得出 gar 鳝。

土壤样品反应完成后，刺穿反应容器的橡胶隔膜并记录压力传感器的电压输出。稍后，使用标准曲线求解样品中的碳酸钙百分比。绘制 2001 年和 2009 年 DEM 差异的地图，揭示了这八年期间的侵蚀和沉积。

大多数地区的海拔高度呈分米级变化。查找类似于地形汇合区域中发生的水流路径的规模侵蚀和沉积模式。在 2001 年和 2012 年采集了碳酸钙样品，以与研究区域发生的侵蚀和沉积进行比较并测试概念模型。

在比较管理带东西块的土壤样品时，发现表层土壤碳酸钙的变化与地表高程的变化呈负相关关系。对变体的分析表明，海拔变化受到所有侧变量的显著影响。而碳酸钙的变化受侵蚀等级或 EDU 或测绘土壤单位的影响最显着。

五个土壤单位之前是通过对现场的土壤调查确定的。点样本结果的插值结果表明，2001 年高低碳酸钙相对较小的集中区域在 2012 年并不明显。空间模式变得不那么复杂了。

重复 RTK GPS 地面测量提供的高程变化检测灵敏度在量化和描述野外尺度的侵蚀和沉积过程方面似乎是最佳的。改进的压邻近法是测量碳酸盐的一种很好的技术，我们可以在短时间内处理许多样品。土壤表面高程比土壤碳酸盐的变化更容易被检测到，这可能是由于 2001 年岩芯采样量增加了 30 厘米。

未来 15 厘米的采样增量应该会改善我们对土壤碳酸盐的检测。此处描述的概念模型和方法可以应用于土壤表面附近存在钙质层的其他侧面。