השימוש של הרכיבים העיקריים עבור קנה מידה את סימון שבילים מודלים למיפוי פחמן אורגני הפצה אדמה וקרקע

שיטה זו יכולה לסייע לענות על שאלות מפתח בתחום החקלאי, כגון כיצד טופוגרפיה של נוף יכולה להשפיע על שחיקת הקרקע ועל דינמיקת החומר האורגני בקרקע. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא חלה על אתרים עם תצפיות מוגבלות, והיא מספקת הערכה חסכונית של מלאי פחמן אורגני באדמה ותהליכי חלוקה מחדש של הקרקע. ראשית, לאסוף נתונים מאתר האינטרנט של גיאוטרי אור זיהוי ומיפוי החל.

בחר סוג גבול ואזור להגדלה לאזור מסוים. לאחר מכן, צייר מצולע כדי להוריד אריחים לזיהוי אור ולנע עבור אזור המחקר שנבחר. המר את נתוני זיהוי האור הגולמי וההנעה לקובץ LAS באמצעות כלי מיפוי מערכת המידע הגיאוגרפית.

לאחר מכן, צור מודלים של גובה דיגיטלי, או DEMS, עם רזולוציה ספאלית של שלושה מטרים באמצעות אינטרפולציה משוקלל מרחק הפוך. סנן את ה- DEMS של שלושה מטרים פעמיים באמצעות מסנן עם שלושה ליבות במעבר נמוך כדי להפחית רעשים המשויכים לווריאציה מקומית. ליצירת מדדים טופוגרפיים, לחצו תחילה על 'ייבוא רסטר' במקטע 'ייבוא/ייצוא' כדי לייבא את ה-DEMS המסונן של שלושה מטרים לתוך SAGA.

לאחר מכן, לחץ על מודול השיפוע, היבט, העקמומיות של SAGA עם הגדרות ברירת המחדל כדי ליצור את השיפוע, המדד הקשור עקמומיות, ואת המדד עקמומיות כללית באמצעות DEMs מסונן. לחץ על מודול הצטברות זרימה מלמעלה למטה של SAGA, ובחר אינפיניטי דטרמיניסטי כשיטה ליצירת מדד הצטברות הזרימה באמצעות DEMs מסוננים. לאחר מכן, לחץ על מודול הפתיחות הטופוגרפית SAGA עם הגדרות ברירת המחדל כדי ליצור את מדד הפתיחות החיובי באמצעות תמונה מוגברת של ציר z מסונן.

הגדלת המרחקים האנכיים בדגמי הגובה הדיגיטליים משפרת את ההבחנה בין פתיחות חיובית באתרים בעלי משטח שטוח יחסית. לחץ על מודול מבוסס שדה LS-Factor של SAGA עם הגדרות ברירת המחדל כדי ליצור את המדרון upslope ומדדי גורם אורך השיפוע באמצעות DEMs מסוננים. לאחר מכן, לחץ על מודול אורך נתיב זרימה של SAGA עם הגדרות ברירת המחדל כדי ליצור את מדד אורך נתיב הזרימה באמצעות ה- DEMs המסוננים.

לחץ על מודול מעבר הדרגתי של מרחק משופע של SAGA עם הגדרות ברירת המחדל כדי ליצור את מדד האינדקס במורד הדרגה באמצעות ה- DEMs המסוננים. כעת, לחץ על מודול מדד הרטיבות של SAGA ובחר אזור תפיסה מוחלט כסוג האזור ליצירת אזור התפיסה ומדדי מדד הרטיבות הטופוגרפית באמצעות ה- DEMs המסוננים. לחץ על מודול אינדקס הספקת-כוח זרם של SAGA, ובחר אזור תפיסה ספציפי מדומה כהמרת האזור כדי ליצור את מדד כוח הזרם באמצעות DEMs מסונן.

לאחר מכן, צור מפות גובה מרביות עם רדיוסים מרובים. סנן את מפות הגובה המרביות פעמיים באמצעות מסנן של שלושה ליבות במעבר נמוך. הפחת את ה- DEM המסונן באורך שלושה מטרים ממפות הגובה המרבי המסוננת כדי לקבל סדרה של מפות תבליט.

חלץ סידרה של משתני הקלה למספר מיקומים. בצע ניתוח רכיבים עיקרי על משתני ההקלה כדי להמיר את התבליטים לרכיבי הקלה טופוגרפיים. בחר רכיבים עיקריים המסבירים יותר מ- 90%שונות של ערכת הנתונים של התבליט כמדדי התבליט הטופוגרפיים.

תקנן את שבע מפות התבליט באמצעות ממוצע וסטיית תקן. צור רכיבים ראשיים של הקלה לפי סכום ההקלה הטופוגרפית הסטנדרטית המשוקללת על-ידי הטעינה המתאימה. בעת יצירת מדד ההקלה, חשוב ליצור תמונות הקלה בקנה מידה מרחבי שונים כדי להגביל את אי הוודאות הקשורה לבחירה השרירותית של רדיוס מכיוון שבקרות על הקלה על מאפייני הקרקע יכולות להיות מושפעות מקנה מידה מרחבי של הקלה.

בחר מספר מיקומי שדות cropland שיכולים לייצג כראוי את מאפייני הנוף של אזור המחקר ומספר שדות יבול מייצגים בקנה מידה קטן שניתן לדגום באופן אינטנסיבי. העלה את כל קואורדינטות המיקום לדוגמה למערכת מיקום גיאוגרפית מבוססת קוד ואתר אותן פיזית בשטח. לאחר מכן, לאסוף שלוש דגימות עבור כל מיקום דגימה משכבת הקרקע העליונה 30 ס"מ באמצעות בדיקה לדחוף.

רשום מידע קואורדינטות גיאוגרפיות של מיקומי הדגימה באמצעות מערכת המיקום הגיאוגרפית. לאחר מכן, לסנן את דגימת הקרקע עם מסך שני מילימטר. לשקול את דגימות הקרקע לאחר ייבוש.

חשב את צפיפות הקרקע באמצעות נפחי הדגימה הכוללים במקומות דגימה ומשקלים. מערבבים את שלוש הדגימות מאותו מיקום כדי לקבל דגימת אדמה מורכבת. טוחנים תת-דגימה של 10 גרם של האדמה השאובה לאבקה דקה מאוד עם טחנת רולר.

עכשיו, למדוד את תוכן הפחמן הכולל הקרקע במדגם רולר טחון באמצעות בעירה על מנתח יסודות CN בטמפרטורה של 1350 מעלות צלזיוס. לאחר אפיית החומר האורגני באדמה בתנור, להעריך את התוכן פחמן פחמתי סידן על ידי ניתוח הפחמן הנותר. עכשיו, מניחים את דגימות הקרקע השאובות בתפזורת של שני מילימטרים בדגימות מרינלי, ואטום אותן.

מניחים את הקוסם בגלאי, ומודדים את ריכוז הססיום של כל דגימה באמצעות ניתוח קרני גמא באמצעות מערכת ספקטרוסקופיה המקבלת תשומות משלושה גבישי גרמניום קואקסיאליים בעלי טוהר גבוה לתוך מנתחי 8, 192 ערוצים. רשום את תפוקת ריכוז צסיום. לבסוף, חשב את שיעור החלוקה מחדש של הקרקע באמצעות מלאי צסיום על-ידי החלת מודל איזון מסה II בתוכנית תוספת לגיליון אלקטרוני.

460 מיקומי שדות יבול נבחרו באקראי כדי להפיק מידע טופוגרפי על קו פרשת המים של נחל אגוז באיווה. תוצאות ניתוחי קורלציה בין מדדים טופוגרפיים וצפיפות פחמן אורגנית באדמה, חלוקה מחדש של הקרקע מוצגים כאן. מדד הרטיבות הטופוגרפית והתבליט הטופוגרפי בקנה מידה גדול הראו את המתאמים הגבוהים ביותר עם שיעורי צפיפות וחלוקה מחדש של קרקעות, בהתאמה.

דפוסים מרחביים של שני המדדים הראו ערכים גבוהים באזור דיכאוני וערכים נמוכים באזורים משופעים וריכסים. עם זאת, ההבדלים בין שני המדדים התרחשו באזורי תעלה, שבהם מדד הרטיבות הטופוגרפי הפגין ערכים גבוהים ביותר, אך הערכים של הקלה טופוגרפית בקנה מידה גדול לא היו שונים מאזורים סמוכים. חמישה רכיבים עיקריים טופוגרפיים שנבחרו לבניית מודלים מבוססי טופוגרפיה מפורטים כאן.

מעל 70 ו -65% מהשונות בצפיפות הפחמן האורגני באדמה ובתעריפי חלוקת הקרקע הוסברו על ידי מודל הרגרסיה הרגיל הפחות מרובע עם משתנים שלמים, בהתאמה. עבור המודלים עם covariate קוליניארי הוסר, יעילות הסימולציה היו מעט נמוכים יותר מאשר מודל רגרסיה רגיל הכי פחות מרובע צעד עם מודל משתנים שלמים. עבור מודלים SPCR, יעילות סימולציה דומה כמו מודל רגרסיה רגיל הכי פחות מרובע צעד עם קוליניאריאט הוסרו.

חלוקה מחדש של הקרקע ומפות צפיפות פחמן אורגניות קרקע שנוצרו ממודלים SPCR חשפו דפוסים עקביים בין סימולציות מודל ומדידות שדה. טכניקה זו סוללת את הדרך לחוקרים בתחום החקלאות לחקור חלוקה מחדש של קרקעות ודפוסי חומר אורגניים על קו פרשת המים ועל קשקשים אזוריים. ניתן לשפר את הטכניקה עם עידון נוסף של נתוני איתור אור והרחבת מדדים טופוגרפיים נוספים.