I metodi di ricampionamento suolo per monitorare i cambiamenti delle concentrazioni chimiche di foresta Suoli

Sommario

campionamento del suolo ripetuto è stato recentemente dimostrato di essere un modo efficace per monitorare il cambiamento del suolo della foresta nel corso degli anni e decenni. Per supportare il suo uso, un protocollo viene presentato che sintetizza le informazioni più recenti sui metodi di ricampionamento terreno per aiutare nella progettazione e realizzazione di programmi di monitoraggio del suolo di successo.

Abstract

Recenti ricerche sui suoli hanno dimostrato che importanti caratteristiche chimiche del suolo possono cambiare in meno di un decennio, spesso a causa di ampi cambiamenti ambientali. Il campionamento ripetuto per monitorare questi cambiamenti nei suoli forestali è una pratica relativamente nuova che non è ben documentata in letteratura ed è stata ampiamente adottata solo di recente dalla comunità scientifica. L'obiettivo di questo protocollo è quindi quello di sintetizzare le informazioni più recenti sui metodi di ricampionamento del suolo in un formato che possa essere utilizzato per progettare e implementare un programma di monitoraggio del suolo. Il successo del monitoraggio dei suoli forestali richiede la definizione di un'unità di studio all'interno di un'area di terreno forestale che possa essere caratterizzata con siti di campionamento replicati. Si raccomanda un intervallo di ricampionamento di 5 anni, ma se viene effettuato il monitoraggio per valutare un fattore ambientale specifico, si dovrebbe prendere in considerazione il tasso di variazione previsto in tale fattore di cambiamento. Qui, mostriamo che il campionamento del profilo può essere effettuato per orizzonte, dove i confini possono essere chiaramente identificati e gli orizzonti sono sufficientemente spessi da rimuovere il suolo senza contaminazione dagli orizzonti superiori o inferiori. In caso contrario, il campionamento può essere effettuato in base all'intervallo di profondità. L'archiviazione del campione per future rianalisi è un passo fondamentale per evitare distorsioni analitiche e fornire l'opportunità di ulteriori analisi man mano che sorgono nuove domande.

Introduzione

Sviluppo del suolo è stata tradizionalmente vista in termini di processi che avvengono su scale temporali centenario di millenarie ^1. Il monitoraggio dei suoli che non era stata perturbata da usi intensivi come l'agricoltura non è stato in genere considerato importante per problemi politici o di gestione sulla scala temporale di anni per decenni. Tuttavia, una recente ricerca ha dimostrato che i terreni importanti caratteristiche chimiche del terreno possono cambiare in meno di un decennio, spesso il risultato di ampie variazioni ambientali guidati da conseguenze delle attività umane come l'inquinamento atmosferico e il cambiamento climatico ^2. Nella parte orientale del Nord America, il campionamento del suolo ripetuto fornisce preziose informazioni sugli effetti del deposito di acido tra i record di cambiamento del suolo in ambienti forestali. Nel tentativo di sostenere e coordinare questo lavoro, il terreno Northeastern Monitoraggio Cooperativa (NESMC) è stata costituita nel 2007 ^3. Il presente documento è parte del continuo sforzo della NESMC di proInformazioni vide che avanza l'uso di campionamento del suolo ripetuto di suoli forestali come uno strumento prezioso per monitorare il nostro ambiente che cambia.

Prelevando i campioni è stato utilizzato per valutare i cambiamenti da manipolazioni sperimentali, ma il monitoraggio a lungo termine dei suoli forestali in risposta ai driver ambientali è una pratica relativamente nuova che non è ben documentata in letteratura ed è solo recentemente stato ampiamente abbracciato dalla comunità scientifica. scetticismo passato è stato dovuto in gran parte a ritenere che il tasso di cambiamento del terreno era troppo lento per rilevare la presenza di elevata variabilità spaziale (orizzontale e verticale) tipica dei suoli forestali. Poiché la raccolta del suolo è distruttivo, ricampionamento può essere fatto solo vicino alla posizione di campionamento originale. Pertanto, variabilità spaziale nello spazio dimensionale 3 da cui vengono prelevati campioni deve essere adeguatamente quantificata per rilevare cambiamenti reali ed evitare risultati che sono un artefatto del metodo di raccolta. Inoltre, il processo di campionamento del suolo e l'analisi chimica crea potenziali fonti di instabilità di misura che possono mascherare i cambiamenti o pregiudizi risultati ^4. instabilità di misura non può essere completamente rimosso, ma può essere sufficientemente controllata con i protocolli adeguati per produrre risultati con il minimo di incertezza.

Progettare lo studio del suolo di monitoraggio

monitoraggio del suolo richiede che i campioni di terreno sono raccolti più volte nel corso di un intervallo di tempo definito dallo sperimentatore. Intervalli di tempo più brevi diminuire il tempo necessario per rilevare statisticamente un cambiamento, ma intervalli più lunghi forniscono più opportunità per modifiche suolo avvengano ^4. Un intervallo di ricampionamento di 5 anni si raccomanda di bilanciare questi due fattori, ma se il monitoraggio è stato fatto per valutare un driver specifico, l'intervallo deve essere impostato in base al tasso di variazione prevista tale driver ^2. monitoraggio di successo dei suoli forestali richiedono anches che un'unità studio essere definito in uno spazio di superficie forestale che è stato selezionato per il monitoraggio del suolo. Prelevando i campioni in più posizioni all'interno dell'unità studio viene utilizzato per determinare se il terreno di quella specifica unità studio è cambiato nel tempo. Ulteriori unità di studio possono essere selezionati, ma ognuno è statisticamente analizzati separatamente per valutare se si sono verificati cambiamenti del suolo. I risultati statistici di più unità di studio possono essere raggruppati a fini di analisi regionale, come dimostrato a Lawrence et al. ^5. Il tipo e la dimensione dell'unità studio dipenderanno dalle domande di monitoraggio essere poste e le seguenti considerazioni di progettazione di studio. Campionamento del suolo all'interno dell'unità studio può essere fatto in posizioni casuali o su una griglia per ottenere campioni replicati finché il campionamento avviene in luoghi abbastanza per caratterizzare la variabilità areale dell'unità studio senza pregiudizi ^4. Un'unità studio situato all'interno di un unico tipo di paesaggio per quanto riguarda caratteristiche such come pendio, esposizione di versante, aspetto, la vegetazione, materiale di drenaggio e tenderà ad avere una minore variabilità areale di una unità di studio che si estende su più di un tipo di paesaggio. è necessario evitare errori di campionamento in ogni collezione per consentire i valori da pozzi campionati in qualsiasi raccolta per essere statisticamente rispetto ai valori ottenuti in collezioni precedenti e futuri. Come la dimensione degli aumenti unità di studio, la variabilità areale all'interno dell'unità studio può anche aumentare da fattori quali la vegetazione o variazioni di inclinazione. Se potenziali cause di variabilità come questi diventeranno racchiusi all'interno dell'unità studio, saranno necessari ulteriori punti di campionamento per caratterizzare la variabilità possibile in terreni che possono verificarsi. Pertanto, la dimensione dell'unità di studio deve essere determinato dallo sperimentatore base alla variabilità della zona che è considerata e le risorse disponibili per progetto sforzi campionamento e ricampionamento.

Un criterio chiave da prendere in considerazioneEd a localizzare l'unità studio è la possibilità di future disturbi del sito indesiderate. Ci dovrebbe essere un certo livello di garanzia che le condizioni del sito rimarranno adatto per gli obiettivi di monitoraggio definiti per diversi decenni o più. Ad esempio, una unità di studio con l'unico obiettivo di effetti monitorano i cambiamenti climatici deve essere situato in una zona dove la registrazione non si verifichi nel futuro prevedibile.

La metodologia qui descritta riguarda il campionamento di un'unità studio individuale. unità di studio possono essere replicati all'interno di un tipo paesaggio o di studio unità possono essere aggiunte per caratterizzare tipi di paesaggio supplementari a seconda degli obiettivi e la portata dello studio, tra cui, se lo studio comporta una manipolazione sperimentale. Un esempio di un progetto di monitoraggio del suolo è illustrato in Figura 1. All'interno dell'area di interesse (regione Adirondack occidentale), sei unità di studio sono stati localizzati. In questo caso, ciascuna unità studio è su griglia in 25 uguale dimensionetrame. Ogni trama deve essere abbastanza grande da fornire uno spazio adeguato scavo. In boschiva terreni di montagna del nord-est degli Stati Uniti e Canada orientale, uno spazio adeguato per scavare un pozzo ad una profondità di 1,2 m possono generalmente essere trovati all'interno di un'area di 10 m da 10 m. Pertanto, nel nostro esempio, l'area totale dell'unità studio uguale 1,0 ha. Ogni volta che l'unità di studio viene campionata, un numero scelto di piazzole vengono selezionati casualmente per il campionamento. Se cinque appezzamenti repliche sono scelti a caso per il campionamento su un intervallo di cinque anni, l'unità di studio potrebbe essere monitorato per 25 anni. L'area necessaria per scavare e assaggiare una fossa varierà tra paesaggi e deve essere presa in considerazione nel disegno di campionamento.

Il grado di replicazione all'interno di un'unità di studio e la frequenza di campionamento ripetuto varierà a seconda delle caratteristiche delle unità di studio, le domande poste e la natura dei disturbi che sono previsti. Sulla base di studi di ricampionamento terreno che hannorilevato cambiamenti con misure comunemente utilizzati in suoli forestali, si raccomanda un intervallo di ricampionamento di 5 anni e un minimo di punti di campionamento 5 replicati all'interno di ogni unità di studio. Diminuendo la frequenza di ricampionamento e aumentando il campionamento replica rafforzerà la capacità di rilevare i cambiamenti.

Figura 1: Esempio di studio di design Il design studio ricampionamento generalizzata.. Si noti che l'unità di studio si trova al fine di evitare le zone rivierasche di due canali di streaming. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Soil Sample Collection - Informazioni di base

La raccolta di campioni di terreno dovrebbe essere fatto durante la stagione in cui i terreni tendono ad essere secco, che più spesso si verifica inl'ultima parte della stagione di crescita. Con ricampionamento in questo momento, la coerenza è realizzata anche per quanto riguarda piantare fenologia, una possibile influenza sulle condizioni chimiche del suolo. Il campionamento dovrebbe essere evitato durante o immediatamente dopo forti piogge o quando i terreni sono estremamente bagnato. Almeno un luogo all'interno dell'unità studio dovrebbe essere descritto e documentato in seguito alla risorse naturali Servizio Conservazione USDA (NRCS) Campo libro per terreni Descrivere ^6, o altri protocolli appropriati se a seguito di un sistema di classificazione del terreno utilizzato al di fuori degli Stati Uniti Il protocollo campo fornite nel presente documento segue il sistema di classificazione Uniti e richiede una copia del NRCS campo libro per Descrivendo suoli nel campo. Il campionatore dovrebbe avere una formazione ed esperienza che descrive e campionamento del tipo di terreno monitorato prima di implementare i protocolli di monitoraggio del suolo.

raccolta suolo può essere fatto in molti modi, ma l'uso di una tecnica ripetibile è crucialeper il monitoraggio del cambiamento del suolo. La metodologia campo deve essere registrata in una procedura operativa standard (SOP). Cambiamenti nelle procedure di raccolta tra campionamenti dovrebbero essere evitati, ma quando questo non è possibile, tutti i dettagli devono essere documentati.

I test dovrebbero anche essere fatto per valutare il potenziale di distorsione causata da cambiamenti procedurali. Il campionamento può essere fatto da dell'orizzonte in cui (1) i confini possono essere chiaramente identificati nel campo e (2) gli orizzonti sono sufficientemente spessa per rimuovere lo sporco senza contaminazione da orizzonti sopra o sotto. Se tali criteri non sono soddisfatti, il campionamento da intervallo di profondità può essere fatto. In ogni campionamento, particolare attenzione deve essere presa per evitare di mescolare il suolo dal ricco organico orizzonte di superficie (di solito O o A) con l'orizzonte minerale più alto (di solito B o E). In alcuni terreni, cambiamenti nella struttura e il colore sono facilmente visibili attraverso l'interfaccia organico-minerale, mentre in altri terreni cambiamenti di colore possono essere minime modifiche in modo strutturali che riflettono differences in carbonio (C) concentrazione organica devono essere fatte valere per identificare la posizione dell'interfaccia. Determinazione questa interfaccia da cambiamenti strutturali può essere difficile, anche per i più esperti scienziati del suolo. Verifica dell'interfaccia organico-minerale può essere fatto con analisi di laboratorio della concentrazione di carbonio (orizzonte organico è definito da concentrazione di carbonio organico> 20% ^7). In alcuni terreni, l'orizzonte O può essere di spessore inferiore a 1 cm e può essere troppo sottile a campione. Campionamento sia orizzonte e profondità all'interno dello stesso profilo suolo può essere efficace per risolvere variazioni nella distinzione di spessori di orizzonti all'interno di tale profilo. Gli orizzonti o profondità da campionare sarà anche dipendente obiettivi del programma di monitoraggio. i cambiamenti del suolo in strati più vicino alla superficie sono stati più comunemente identificate che in strati più profondi, ma compresi gli orizzonti più profondi o intervalli di profondità in grado di fornire informazioni che è utile nel ridurre l'incertezza dei risultati. Ad esempio, in un campione iniziale, un terreno glaciale, fortemente lisciviati per deposizione acida, mostrato saturazione base per essere minimo in B orizzonte superiore quindi aumentare con la profondità. In un secondo prelievo, questo modello dovrebbe verificare anche se le concentrazioni di singoli strati cambiano. Se un modello diverso si osserva nel campionamento repeat, c'è una forte possibilità che i due campionamenti non sono stati fatti nel terreno paragonabile. Idealmente, il campione deve essere raccolte su tutto il suo spessore all'orizzonte. Tuttavia, in orizzonti eccessivamente spesso integrando verticalmente la raccolta del campione può essere difficile tutto lo spessore. In questa situazione, i campioni di ugual volume possono essere raccolti ed equidistante dal basso verso l'alto dell'orizzonte. Se il campionamento non è fatto sopra lo spessore pieno orizzonte, registrare l'intervallo di profondità di campionamento all'interno di tale orizzonte.

Sample Processing Suolo e Analisi - Informazioni di base

il process di rimozione di un campione di terreno dal profilo altera quel campione tranciando radici, e causando cambiamenti di fattori quali temperatura, umidità, ossigeno e altri concentrazioni di gas. Pertanto, alcune misurazioni devono essere effettuate rapidamente senza la capacità di conservare il campione, rendendole difficili da utilizzare in programmi di monitoraggio a lungo termine. Tuttavia, per misure più comuni fisici e chimici quali la consistenza, la densità apparente, totale C e azoto (N), e concentrazioni di totale e metalli intercambiabili, aria di essiccazione del campione dopo la raccolta fornisce un metodo relativamente costante per stabilizzare la chimica prima dell'analisi . In quasi tutti i casi, le misurazioni del terreno sono operativamente definiti, che riflette sia le condizioni del terreno in situ, e le conseguenze del campionario, la preparazione e l'analisi impiegato. Gli artefatti sono ridotti al minimo dalla selezione dei migliori metodi per gli obiettivi del programma, e la coerenza nella metodologia nel corso del tempo. Una volta essiccato, ulteriormente c HANGES nel campione di terreno sono ridotti al minimo, e con la maggior parte dell'umidità rimosso, il campione può essere setacciati per rompere le zolle e rimuovere frammenti di pietra e root. Questi passaggi consentono il campione da omogeneizzare prima sottocampionamento per l'analisi chimica. Proprio la coerenza dei metodi di raccolta ed elaborazione dei campioni deve essere mantenuta nel tempo, potenziale di polarizzazione dall'analisi chimica deve essere controllata. La documentazione della procedura operativa standard (SOP) per l'analisi chimica utilizzata ogni volta che i campioni sono raccolti e analizzati è essenziale, e idealmente, lo stesso SOP viene utilizzato per tutte le collezioni di campioni. Il successo della analisi chimica deve essere verificata con un programma di garanzia di qualità che prevede l'utilizzo di campioni interni di riferimento e campioni di scambio inter-laboratorio, nonché le procedure di controllo di qualità interno standard. Per informazioni sulla comparabilità dei metodi di analisi chimica comunemente utilizzati vedere Ross et al. ^8.

S copi "> Quando ricampionamento è fatto più di cinque a intervalli di dieci anni, alcuni cambiamenti possono verificarsi in uno o più aspetti della analisi chimica, come la SOP, strumentazione di laboratorio, personale di laboratorio, o il laboratorio di fare l'analisi. Questi fattori creare la possibilità di bias analitico tra le collezioni. per controllare per partito preso analitico, porzioni inutilizzate di campioni di ogni raccolta devono essere archiviati per un utilizzo futuro. i campioni della collezione precedente possono essere analizzati con i campioni appena raccolti, e confrontando i dati, le possibilità di polarizzazione analitico può essere affrontata. Questo approccio si basa sul presupposto che cambiamenti chimici non si verificano nel campione archiviato durante il periodo di conservazione. perdita da calcinazione e concentrazioni di basi scambiabili, scambiabile al, totale C, e totale N hanno dimostrato di essere stabile in diversi studi che hanno esteso fino a 30 anni ^9-11. Tuttavia, stoccaggio di suoli con aria secca ha dimostrato di abbassare il pH del terreno 12 e ossidi di manganese ^13. La massa di terreno raccolto da ciascun orizzonte o intervallo di profondità deve essere sufficiente per completare una serie completa di chimica prevista analisi più massa aggiuntiva per almeno quattro serie di analisi in futuro. Una varietà di metodi sono stati utilizzati per archiviare campioni di terreno. Il metodo descritto nel presente documento segue le procedure di archiviazione utilizzati dal New York State Museum.

Protocollo

1. Studio Unità Selezione e Descrizione

1. Individuare una zona boschiva con le caratteristiche desiderate per il monitoraggio. Stabilire i confini dell'unità di studio all'interno di questa zona, in modo che (1) l'unità studio è rappresentativo della zona da monitorare, e (2) che la zona è sufficientemente grande per il campionamento e resamplings previsto, ma non così grande che una quantità eccessiva di pozzi replicati sono necessari per rappresentare la variabilità all'interno dell'unità.
2. Registrare la posizione dell'unità studio con un'unità di sistema di posizionamento globale (GPS). Registrare il centro e gli angoli se l'unità studio è rettangolare, o il centro e le estremità di diametri perpendicolari se l'unità studio è circolare. Record sito scritto coordinate di una maschera di campo, oltre a memorizzare elettronicamente nell'unità GPS. Se ammissibile, contrassegnare le posizioni chiave con monumenti permanenti come una sbarra di ferro.
3. Registrare la pista per impiccagione segnalazione o qualche altro marcatore a leve occhiol al centro dell'unità studio e al bordo altezza più bassa del luogo di studio. Misurare la pendenza con un clinometro da (1) il bordo massima elevazione dell'unità studio al centro unità di studio (slope up), e (2) dal centro dell'unità studio per il bordo inferiore (pendenza verso il basso). Registrare la lettura della bussola lungo la direzione (aspetto pendenza) downslope predominante dal bordo più alta elevazione del gruppo di studio.
4. Registrare la posizione di pista come vertice, spalla, backslope, footslope o toeslope se l'area di studio si trova su un versante, o pianura se l'unità studio è in una zona di basso rilievo. Vedi pagine 1-7 e 1-10 in Shoeneberger et al. ⁶ per verificare l'identificazione della posizione pendio.
5. Identificare le specie vegetali dominanti da strati verticali. Ad esempio, registrare le specie di erbe dominanti nel sottobosco di sotto di 1 m, la specie dominante alberello più alto di 1 m, ma non raggiungono il baldacchino, e le specie arboree dominanti nel baldacchino (quelli che raggiungono la cima oF il baldacchino). Come definire strati dipenderà dal tipo di bosco in lavorazione. Scattare una foto digitale del sottobosco dal bordo altezza più bassa del gruppo di studio alla ricerca upslope e dal bordo più alta elevazione cercando downslope.
6. Selezione delle posizioni per pozzi, evitando superfici di terreno che sono di importanza minore all'interno dell'unità studio selezionato, e quindi non rappresentativo della unità di studio. Anche evitare superfici terrestri in cui i metodi di campionamento non sono possibili a causa di umidità perenne, rocce eccessivi in ​​corrispondenza o in prossimità della superficie o eccessiva densità di alberi, o di una condizione che è in contrasto con gli obiettivi del progetto di monitoraggio del suolo.

2. Lavori di scavo e di profilo Descrizione

1. Stendere un telo (circa 10 piedi da 12 piedi o 3,1 m per 3,7 m), adiacente alla posizione in cui un pozzo è da scavare. Scegli un lato del pozzo previsto (lato curva ascendente se possibile) per proteggere dal calpestio e contaminazione durante pit Digging coprendo con il sacchetto di immondizia di plastica o qualcosa di simile (Figura 2). Questo lato verrà quindi utilizzata per la descrizione del profilo e campionamento.

Figura 2:.. Completato scavo fossa di scavo del terreno che mostra il suolo minerale rimosso e pavimento della foresta intatta su un telo per ridurre al minimo disturbo sito, insieme con i perni di marcatura orizzonti sul viso pit Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

2. Iniziare lo scavo della fossa rimuovendo il suolo della foresta (O orizzonte) con la pala. Se possibile, mantenere il suolo della foresta intatta e il luogo dove non possa essere miscelato con il suolo minerale viene rimosso dal pozzo. Scavare la buca con il minimo ingombro possibile (di solito circa 0,5 t o 1 m ²⁾ fino a raggiungere la profondità desiderata determinata dal disegno monitoraggio.
3. Preparare una faccia pozzo verticale per la descrizione e il campionamento con una leggera raschiando verso il basso con una spatola a mano per rimuovere qualsiasi terreno sciolto derivante dallo scavo. Potare radici con snippers mano se necessario.
   NOTA: Se le rocce o radici eccessivi precludono la compensazione di un volto fossa per la descrizione e il campionamento, o raggiungere la profondità desiderata, il pozzo può avere bisogno di essere ampliato un po '.
4. Record (in un notebook campo o dispositivo di registrazione elettronico) eventuali osservazioni del infiltrazioni d'acqua nel pozzo da una faccia fossa o il fondo della fossa.
5. Visivamente valutare la faccia fossa da cima a fondo le differenze di colore, consistenza e struttura. Rimuovere piccole quantità di lato differenti suolo e posto a fianco su un foglio bianco di carta (come il lato posteriore del modulo campo) per aiutare a identificare i margini orizzonte, come mostrato in figura 3.

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Figura 3:. Tecnica di rimozione del campione tecnica usata per rimuovere lo sporco dalla faccia fossa. Sono indicate anche campioni di colori differenti rimossi dalla faccia fossa, allineati in ordine, per aiutare a identificare i confini dell'orizzonte. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4:.. Esempio di espressione orizzonte Un profilo del suolo con i confini orizzonte che hanno classi distintività di improvviso o chiara e la topografia che è liscio o ondulato Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figuri.

Figura 5: Esempio di espressione orizzonte Un profilo del suolo con i confini orizzonte che hanno classi distintività di topografia trasparente o graduale e che è ondulata o irregolare.. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

6. Registrare le designazioni orizzonte seguenti pagine 2-2 al 2-5 del NRCS campo Book ^6.
7. Confini Mark orizzonte con perni a forma di T o oggetti simili (figure 2, 4, 5). Scattare una foto digitale del profilo con marcatori orizzonte e un nastro in scala luogo mostra.
8. Misurare e registrare la profondità della parte superiore e inferiore di ogni orizzonte con un nastro metrica relativa all'interfaccia tra la superficie e nel suolo.
9. Registrare la classe di distinzione e il codice topografico per i confini di ogni orizzonte seguenti pagine 2-6 al 2-7 del NRCS campo Book ^6.
10. Registrare il colore di ogni orizzonte utilizzando il Munsell Soil Color Book seguenti pagine 2-8 al 2-11 del NRCS campo Book ^6.
11. Per ogni orizzonte, registrare la classe di consistenza (pagine 2-36 a 2-37), tipo di struttura (pagine 2-52 a 2-54), e ispezionare visivamente il volto pozzo per fare una stima approssimativa della quantità di rocce (come volume percentuale) seguendo le istruzioni riportate nel NRCS campo Book ^6. Inoltre per ogni orizzonte, indicano se sottili radici (<2 mm di diametro) sono abbondanti, comuni, pochi o nessuno.

Raccolta 3. Campione

1. Selezionare gli orizzonti e / o profondità da sottoporre a campionamento basato sul design e le esigenze di studio.
   NOTA: Raccogliere da Horizon se: (1) i confini possono essere chiaramente identificati nel campo, e (2) gli orizzonti sono sufficientemente spessa per rimuovere in modoIl senza contaminazione da orizzonti sopra o sotto. Raccogliere con intervallo di profondità se: (1) i confini orizzonte sono troppo sottili per assaggiare, o (2) i confini orizzonte sono irregolari e o rotti.
2. Raccogliere il terreno dagli orizzonti selezionati o intervalli di profondità, a partire con il campione più profonda e di lavoro verso l'alto. Per rimuovere il campione dalla faccia pozzo, inserire la spatola giardinaggio vicino al fondo dello strato che viene campionato. Poi inserire una spatola sopra la spatola giardinaggio per allentare il terreno in modo che possa essere rimosso con la spatola inferiore (figura 3).
   NOTA: La massa di terra raccolta deve essere uguale alla massa totale richiesta dal chimica prevista analizza e alla massa necessaria per l'archiviazione (analisi almeno quattro completa aggiuntivo).
3. I campioni in sacchetti di plastica sigillabili e campioni doppio-bag se i terreni sono di pietra. Sia per il campionamento e la profondità dell'orizzonte, raccogliere il suolo in tutta l'ampiezza della faccia pozzo dove l'orizzonte può essere campionato (vale a dire,dove l'orizzonte è spessa abbastanza per il campionamento e le rocce e radici non verificarsi).
4. Etichettare il sacchetto di campionamento con l'unità di studio, la data, l'identificazione fossa, orizzonte o profondità di intervallo, e il nome del campionatore.
5. Una volta che il campionamento è completato, recupero informazioni la buca con il suolo minerale e frammenti grossolani. Posizionare pavimento della foresta sopra il suolo minerale, mantenendo il materiale organico più possibile intatto. Registrare la posizione del pozzo rispetto al monumento unità di studio (distanza e aspetto).
6. Scavare pozzi aggiuntivi all'interno dell'unità studio per fornire la replica chiesto nel disegno di campionamento. Ad ogni buca, seguire i passaggi da 2.1 a 2.8, e se descrizioni del profilo vengono richiesti tutti i pozzi, seguire anche passaggi 2-9 attraverso 2-11. Poi raccogliere i campioni seguenti passi 3.1 attraverso 3.5.

Processing 4. Campione

1. Entro 24 ore di raccolta, versare i campioni fuori i sacchetti di plastica in pentole che faciliteranno l'essiccazione all'aria dei campioni. Air-dry a circa temperatura ambiente in un luogo sicuro che è protetto da agenti inquinanti presenti nell'aria come polvere. Mescolare i campioni nelle vaschette ogni pochi giorni, a seconda della umidità. Controllare ogni campione per la prova visiva e tattile di secchezza per determinare se l'aria di essiccazione è vicino a completamento.
2. Verificare il completamento di aria di essiccazione, pesando sottocampioni (circa 5 g) da diversi campioni (almeno 3). Poi forno a secco questi sottocampioni per 24 ore (organica del suolo a 60 ° C; suolo minerale a 105 ° C), e pesare di nuovo. Calcolare la massa di umidità persa attraverso essiccamento come percentuale della massa totale (suolo più umidità) prima dell'essiccamento.
3. Dopo 2 giorni, ripetere il passo 4.2 e confrontare l'umidità persa dal primo forno di essiccazione, di quella che il secondo forno di essiccazione. Se l'umidità persa in ciascun forno di essiccazione è a 2 per cento, il terreno può essere considerato essiccato all'aria. Una volta asciugatura ad aria è completo, posto i campioni in sacchetti di plastica che può essere sigillato dopo l'espulsione più ariapossibile.
4. Per rimuovere i frammenti grossolani e radici, setacciare tutto il suolo raccolti. Passare i campioni organici attraverso un setaccio con apertura di circa 4-6 mm; passare campioni di terreno minerali attraverso un setaccio con apertura di 2 mm. Ulteriori setacciatura attraverso le aperture più piccole può essere richiesto per analisi chimiche specifiche. Per ricampionamento, assicurarsi che la procedura di setacciatura corrisponde a quello del campionamento precedente.
   ATTENZIONE: La gente che fa la vagliatura devono essere protetti da inalazione di polveri o mediante setacciatura in una cappa aspirante o indossando un Istituto Nazionale per la sicurezza e la salute (NIOSH) approvato N95 particolato Filtering Facciale respiratore.

5. Analisi chimiche

1. Scegliere metodi di analisi chimiche che sono coerenti con quelli utilizzati in suoli forestali simili, come quelli di Ross et al. ^8. Gli Stati Uniti Environmental Protection Agency Metodi suolo Manuale ¹⁴ prevede anche un compendio di metodiche continuano ad essere comunemente utilizzato per l'analisi dei suoli forestali. Se sono necessarie deviazioni, la comparabilità dei dati deve essere verificata. Assicurarsi che il SOP è completamente documentato per ogni analisi.
2. Includere campioni di suolo di riferimento con proprietà simili a campioni di terreno raccolti nel programma di monitoraggio in tutti i lotti di analisi per mantenere il controllo di qualità. Includono anche campioni provenienti da scambi interlaboratorio ⁸ per determinare la comparabilità dei dati con altri laboratori.

6. Archiviazione campioni di terreno

1. Archiviare il terreno che rimane dopo analisi chimiche per uso futuro. Selezionare la massa di terreno da salvare sulla base di (1) la quantità di terreno utilizzato per l'intera gamma di misure, (2) il numero previsto di volte campioni saranno rianalizzati in futuro, e (3) lungo disponibili lo spazio di archiviazione termine.
2. Con un pennarello indelebile, scrivere le seguenti informazioni su un legame di latta di dimensioni adeguate (filo Twistable attaccato al bag per sigillare) poli sacco di carta rivestito: (1) le informazioni di identificazione campione compreso orizzonte o di incremento di profondità, (2) dimensione del vaglio, (3) la data raccolti, e (4) tutte le informazioni necessarie di laboratorio come il numero di serie del campione.
3. Pesare e registrare la massa di terreno che viene archiviato per ciascun campione, e posizionare nel sacchetto latta cravatta. Posizionare il sacchetto tin cravatta in un sacchetto di plastica di dimensioni adeguate (Figura 6).

Figura 6:.. I campioni di suolo confezionati per l'archiviazione imballaggio interno campioni di terreno archiviati Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

4. Conservare i sacchetti in contenitori di cartone configurati per la scaffalatura (disponibile come il metodo illustrato in FIGURA 7. Etichettare il dialogo con informazioni sui campioni contenuti all'interno per consentire campioni per essere collocata in modo efficiente. Mantenere la stanza dell'archivio ad una temperatura stabile.

Figura 7:.. Exampling o scaffalature archiviati spazio-efficiente scaffalatura di campioni di terreno archiviati Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

5. Memorizzare le informazioni su ogni campione archiviati in un database digitale che viene quotidianamente eseguito il backup. Include (1) identificazione del campione, (2) ogni data che il campione è stato analizzato, (3) il laboratorio in cui è stato analizzato il campione, (4) le analisi effettuate su ogni data, (5) la massa del campione (aggiornamento questo ogni volta che una porzione del campione viene rimosso per l'analisi) e (6)il nome dell'istituzione con la responsabilità di custodia per i campioni archiviati.

7. Verifica coerenza di analisi chimiche nel tempo

1. Rianalizzare un minimo di dodici campioni archiviati da ciascun orizzonte o profondità di incremento insieme con le analisi dei campioni appena raccolti.
2. Eseguire un due code t-test (o di Mann-Whitney rank test somma se la normalità dei dati è confutata) per determinare se i risultati delle analisi chimiche differivano in modo significativo (p <0,10) tra la precedente analisi e la rianalisi corrente.
   NOTA: Se si osserva una differenza significativa (o una polarizzazione chiaro che non è statisticamente significativo), allora la relazione tra i dati originali ei dati di rianalisi deve essere valutata. Se la maggior parte della variabilità (R ^2> 0.9) può essere spiegato da questa relazione, allora può essere usato per regolare i dati da rimuovere bias. Tuttavia, se il R ² <0.9, il resto dei campioni archiviati should 'ripetuta per garantire che non vi è alcun pregiudizio analitico quando si confrontano i dati dai precedenti risultati del campionamento ei risultati ottenuti dai campioni appena raccolti.

Risultati

I dati raccolti nello studio di Lawrence et al. ⁹ possono essere utilizzate per dimostrare l'effetto della replica di campionamento sulla potenza statistica per rilevare il cambiamento in campioni orizzonte Oa da 12 buche in un abete rosso (Picea rubens) foresta nella parte orientale ME. Maggiori informazioni su questo sito studio (denominato Kossuth) è disponibile in Lawrence et al. ^9. Il terreno (classificato come un Spodosol) ha avuto un relativamente sottile orizzonte Oa (spessore medio pari a 2,5 cm e 3,7 cm nel 1992-93 e nel 2004, rispettivamente) che sovrappone una E orizzonte con un contorno brusco. Con un campione di 12, cambiamenti significativi (p <0.05) tra i campioni raccolti nel 1992-93 e nel 2004 sono stati rilevati nelle misurazioni di pH, organico C e calcio scambiabile (Ca), sodio (Na) e alluminio (Al), mentre nessuna modifica è stata osservata per il magnesio scambiabile (Mg) (Tabella 1). Quando 8 dei 12 campioni sono stati selezionati in modo casuale per l'analisi statistica, quantità significativadifferenze formica (P <0.001) sono stati osservati per scambiabile Na e Al, e al P <0,10 livello per organico C. Con 4 su 12 campioni selezionati casualmente, state osservate differenze significative solo per scambiabile Al e Na al P ≤ 0,05 livello .

Tabella 1: effetti dimensione del campione risultati statistici di utilizzare dimensioni del campione di 12, 8 e 4 per rilevare differenze significative nelle misurazioni chimiche dei campioni di terreno prelevati da 10 a 11 anni di distanza.. valori di P considerati statisticamente significativi sono indicati in corsivo rosso.

Dati provenienti da orizzonti OA e 10 cm del orizzonti B raccolti nei bacini Nord e Sud Tributarie di Buck Creek (regione Adirondack occidentale di New York) forniscono esempi del valore del suolo archiviato nel ridurre incerto quando Comparin dati g di diversi periodi di tempo. Dei 55 campioni raccolti, analizzati e archiviati nel 1997-2000, 15 sono stati selezionati in modo casuale per rianalisi nel 2013-14. Le analisi in entrambi i periodi di tempo sono stati fatti nel laboratorio del US Geological Survey di New York Water Science Center, Troy, NY, seguendo la stessa SOP. I valori per Ca scambiabile in originale e la rianalisi di 15 campioni Oa orizzonte non ha mostrato alcuna differenza (P> 0.10) per le concentrazioni di Ca intercambiabili (Figura 8a). Tramando contro l'1: linea 1 ha anche mostrato poca o nessuna distorsione e il valore R ² indicati piccola variazione non spiegata. La mancanza di una differenza tra i dati ei dati originali da rianalisi dopo memorizzazione indica che né analisi né di polarizzazione di stoccaggio effetti durante 14-16 anni hanno causato differenze errati nei dati Ca. Su questa base, rianalisi degli ulteriori 40 campioni Oa raccolti nel 1997-98 per le concentrazioni di Ca intercambiabili era determinato a essere inutile.

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Figura 8: risultati rianalisi per Ca. Il rapporto tra le misure Ca intercambiabili all'orizzonte Oa (a), e 10 cm del dell'orizzonte B (b), realizzati nel 1997-2000 (analisi iniziale) e misure dei campioni archiviati rianalizzati nel 2013-2014 (ri-analisi). Il 1: la linea 1 è indicata sulla trama. L'equazione rappresenta la linea di aggiustamento determinata dalla regressione lineare. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Un risultato diverso è stato ottenuto quando i terreni sono stati archiviati rianalizzati per Ca scambiabile a orizzonti B (figura 8b), anche utilizzando lo stesso SOP. Una differenza significativa (P <0,10) è ottenuto tra il oAnalisi riginal (media = 0,40 cmol _c / kg) e rianalisi (media = 0,33 cmol _c / kg), anche se la regressione lineare ha mostrato una relazione lineare altamente significativa tra i due insiemi di dati (P <0,001; ^R2 = 0.99). Con questa forte relazione, il modello di regressione è stata utilizzata per regolare i valori originali dei 40 campioni non rianalizzati rimuovere polarizzazione rispetto ai campioni appena raccolti e analizzati.

Un cambiamento nella SOP per determinare le concentrazioni Al intercambiabili portato a risultati differenti tra l'analisi originale in cui Al è stata misurata per titolazione ¹⁵ e rianalisi in cui Al è stata misurata mediante plasma accoppiato induttivamente (ICP) seguente Blume et al. ^14. Confronto di misure intercambiabili Al di 15 campioni Oa Horizon (Figura 9a) tra i valori originali (media = 11,5 cmol _c / kg) e rianalisi (media = 7.8 cmol _c / kg) ha rivelato una forte relazione lineare (P <0,001; R ² = 0,96) e la deviazione significativa (P <0.05). Come è stato fatto per B orizzonte concentrazioni di Ca, il modello di regressione è stato utilizzato per regolare i valori originali dei 40 campioni non rianalizzati per rimuovere pregiudizi analitica.

Figura 9: risultati rianalisi per Al Il rapporto tra le misurazioni Al intercambiabili all'orizzonte Oa (a), e 10 cm del dell'orizzonte B (b), realizzato nel 1997-2000 (analisi originale) e misurazioni dei campioni archiviati. rianalizzati nel 2013-2014 (ri-analisi). Il 1: la linea 1 è indicata sulla trama. L'equazione rappresenta la linea di aggiustamento determinata dalla regressione lineare. Clicca qui per visualizzare un vers più grandiione di questa figura.

I dati originali e rianalizzati per scambiabile Al nell'orizzonte B erano significativamente differenti (P ​​<0,001) e la regressione lineare hanno indicato una significativa relazione tra i due insiemi di dati (P ​​<0,10). In contrasto con i dati Oa orizzonte Al, il rapporto era debole (Figura 9b) e il modello di regressione poteva rappresentano solo una piccola frazione della variabilità (R ² = 0,23). Poiché il modello non può essere usato per rimuovere la polarizzazione, tutti i campioni raccolti e analizzati nel 1997-2000 doveva essere rianalizzati con i campioni raccolti recente.

Un cambiamento nel metodo di analisi può provocare una distorsione dei dati in modo test deve essere fatto per verificare che i dati è non distorto. Ad esempio, i risultati di suoli minerali archiviati raccolti presso la Turchia Lago dei bacini idrici, Ontario, Canada, nel 1986 e nel 2005 rianalizzati ^{10 <}/ sup> sono presentati nella Figura 10. L'analisi ha mostrato che i due metodi producono dati imparziale con poca variabilità non spiegata (Figura 10). L'analisi originale è stato fatto utilizzando il metodo di digestione bagnato Walkley-nero ed i campioni archiviati sono stati analizzati da analizzatore di combustione. In questo caso, il confronto tra i risultati delle analisi e l'analisi di campioni archiviati originale dimostrato che i dati prodotti dai due metodi erano direttamente comparabili.

Gli esempi illustrati nelle figure 8-10 mostrano che l'uso di metodi di analisi coerenti non elimina la possibilità di dati imparziali, ma mostra anche che un cambiamento metodo non risulta necessaria in polarizzazione. Queste conclusioni sottolineano l'importanza di campioni archiviati per ridurre l'incertezza dei risultati attraverso il controllo di bias analitico.

Figura 10: risultati rianalisi per C. Il rapporto tra le misure organiche C su terreni minerali realizzati nel 1986 (analisi originale) e le misure di campioni analizzati archiviati nel 2005. La linea tratteggiata è la 1: linea 1; la linea continua è la regressione lineare che descrive la relazione tra analisi iniziale e archiviato. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Gli studi che hanno dimostrato il valore di monitoraggio del suolo per rilevare i cambiamenti del suolo presso i singoli siti o bacini idrici sono in crescita, e di recente, il monitoraggio del suolo è stato applicato per valutare gli effetti della deposizione di acido diminuisce in un ampio studio regionale ^14. A tutti questi siti, la deposizione acida era diminuita nel corso degli ultimi tre decenni,anche se i livelli di deposito acidi e tasso di diminuzione varia tra i siti. Un gran numero di cambiamenti sono stati identificati in questo studio, che erano generalmente coerenti in tutta la grande regione di studio, per periodi di tempo diversi, utilizzando diversi disegni di ricampionamento (Tabella 2). Collegando diversi studi di ricampionamento, le risposte dei suoli forestali ai cambiamenti in una delle principali cause ambientali sono stati identificati più di una vasta regione (Figura 11). Lo studio di Lawrence et al. ⁵ hanno dimostrato che i risultati degli studi di ricampionamento terreno con disegni diversi possono essere aggregati ad affrontare ampi problemi regionali.

. Tabella 2: Esempi di risultati di ricampionamento valori medi (iniziali - finali) ei risultati dei test (T-test o test di Mann-Whitney) per le differenze tra le misurazioni iniziali e finali fo O, e gli orizzonti B superiori per le indagini del suolo nel nord-est degli Stati Uniti e del Canada orientale (i luoghi rappresentati nella figura 11). valori di P> 0,10 sono indicati come ns (non significativo). Le analisi con P <0,1 sono mostrati in giallo per indicare differenze significative osservate in queste misurazioni per i siti ubicati in tutto il nord-est degli Stati Uniti e del Canada orientale. Scatole con linee tratteggiate indicano alcun dato. BB sta per Orso Brook, ME; TMT significa siti BB che hanno ricevuto aggiunte sperimentali di (NH _{4) 2} SO ₄ all'anno. REF si riferisce a siti non trattati a BB. Alcuni siti hanno avuto diverse unità di studio in base al tipo forestale. CF sta per stand di conifere del Nord; HW legno nord si trova; MF sta per stand di conifere-latifoglie miste. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa tabella.

Figura 11:. Mappa di siti di ricampionamento Sedi di suolo indagini di ricampionamento in Canada orientale e il nordest degli Stati Uniti presentati nella tabella 2. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Discussione

Selezione delle quali orizzonti o incrementi di profondità a campione è guidato dagli obiettivi del monitoraggio, ma in definitiva dipende dalle caratteristiche del suolo. La decisione di dove e come assaggiare il profilo è quindi un passo fondamentale nel monitoraggio del suolo. Ad esempio, il Spodosol mostrato in figura 12 ha una foresta piano con un confine tra la Oe (materia organica moderatamente decomposto) e Oa (nero umificata materia organica) che è brusco e due orizzonti sono sufficientemente spessa per poter campionare separatamente . Questo profilo ha anche un orizzonte E ben definita con contorno brusca separa l'orizzonte Oa biologico da minerale E all'orizzonte. Questi orizzonti colorate con contorni bruschi permettono la raccolta dello stesso materiale orizzonte per essere costantemente ripetuta, rendendo questi orizzonti ottimi candidati per il monitoraggio del suolo. Se il confine tra gli strati minerali ed organici non è chiaramente visibile o è graduale relative allo spessore all'orizzonte, un campionamento ripetuto dei livelli direttamente sopra e sotto questa interfaccia sarà probabilmente includerà diverse quantità di terreno da strati adiacenti. Questa caratteristica aggiunge variazione incontrollata e sarebbe quindi rendere questi orizzonti meno desiderabile per il campionamento ripetuto.

In alcuni casi, il campionamento da intervallo di profondità in grado di fornire un metodo di campionamento coerente nei terreni in cui certi orizzonti si mescolano o mescolati, se questa mescolanza è una caratteristica costante dei terreni da monitorare. Nella Figura 12, i 10 cm del dell'orizzonte B ha un confine brusco con la E all'orizzonte, ma la variazione di colore suggerisce la presenza di Bh e Bhs orizzonti che vengono mescolati. In questa situazione, il campionamento dei 10 cm del dell'orizzonte B sarebbe il metodo di raccolta più ripetibile. Questo approccio è dimostrata efficace in Spodosols come mostrato in Figura 12 ^7.

Figura 12:.. Profilo Spodosol Un Spodosol orizzonte dalla regione di Adirondack di New York mostra la E orizzonte distintivo che separa il suolo della foresta (Oa e Oe orizzonte) dall'orizzonte B Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Profilo descrizioni complete sono estremamente utili nel ridurre il rischio di errori di campionamento e interpretazione dei dati, ma la raccolta di queste informazioni è in termini di tempo e potrebbe limitare il tempo disponibile per la replica di campionamento disponibile, a seconda delle risorse del progetto e il tempo campo disponibile. Un'alternativa alle descrizioni profilo completo di ogni buca sarebbe quello di fare una descrizione completa di un pozzo primario (con foto), quindi limitare le descrizioni per pozzi repliche di misurazioni dello spessore dell'orizzonte lungo wesimo profilo fotografie. Questa informazione sarebbe sufficiente verificare che ricampionamento stato fatto nello stesso terreno in modo coerente con il campionamento precedente. immagini di alta qualità sono estremamente utili per mantenere la coerenza di campionamento quando il ricampionamento profili per determinare cambiamenti chimici nel corso del tempo.

La valutazione di potenziali bias da incongruenze di campionamento può essere valutato attraverso il confronto delle misurazioni tra orizzonti. Ad esempio, minori concentrazioni di carbonio organico sono stati osservati all'orizzonte Oa in un secondo prelievo rispetto al campionamento iniziale condotto 10-12 anni prima ^9. Questo potrebbe essere il risultato di un campione bias più del sottostante minerale E orizzonte può essere raccolto nella seconda campionamento rispetto al primo campionamento. Ciò abbassare la concentrazione di carbonio organico, e probabilmente abbassare la concentrazione scambiabile Ca poichè le concentrazioni E orizzonte Ca nel terreno oggetto di studio erano almeno un ordine di Magnitude inferiore rispetto all'orizzonte Oa. La mancanza di una diminuzione delle concentrazioni di E-HORIZON Ca osservati in questo studio fornisce la prova per sostenere l'interpretazione che più basse concentrazioni organiche C nel secondo campionamento non erano il risultato di errori di campionamento. Questo tipo di confronto tra orizzonti fornisce preziose informazioni per valutare la consistenza di campionamento. di conseguenza il campionamento orizzonti aggiuntivi non specificamente necessari per gli obiettivi del progetto è garantito per aiutare a ridurre incerto nei risultati.

Ri-analisi dei campioni di terreno archiviati è una pratica fondamentale per ridurre l'incertezza. Tuttavia, l'archiviazione dei suoli richiede risorse per gestire lo spazio di archiviazione e memorizzazione che può essere difficile acquisire in modo permanente. Pertanto, la massa del terreno archiviato deve essere usata con giudizio. Una nuova analisi tutti i campioni di terreno archiviati per un particolare studio ricampionamento è in genere l'approccio più efficace per ridurre l'incertezza analisi chimica, ma selettivo rianalisi of archiviata campioni, ove possibile, aiutano a proteggere il terreno insostituibile per usi futuri. Rianalisi di tutti i campioni archiviati non dovrebbe essere fatto solo se necessario. Una varietà di metodi per l'archiviazione del suolo sono attualmente in uso e hanno dimostrato di essere efficace. Il metodo e materiali consigliato in questo articolo si basano sull'esperienza di curatori del New York State Museum, che hanno trovato che questo packaging design altamente efficiente dello spazio protegge il campione in infrangibili, resistenti all'acqua, materiali facilmente etichettati, che sono stabili per molti decenni.

Protezione campioni di terreno archiviati è un passo fondamentale nel monitoraggio del suolo, perché non solo permette di coerenza analitica tra campionamenti, ma fornisce anche l'opportunità per le analisi future con metodi che non sono ancora stati sviluppati. Inoltre, i campioni archiviati in grado di fornire informazioni per affrontare nuove domande in quanto saranno sicuramente sorgere in futuro. Aveva archiviato campioni di terreno precedente unapioggia cid stato disponibile, gli effetti di questo disturbo su terreni sarebbero stati individuati all'interno di anni piuttosto che decenni dopo la sua scoperta. Invece, pre-acido chimica del suolo pioggia rimane incerto come ora monitorare il recupero di suoli da declino livelli di piogge acide.

monitoraggio del suolo è un po 'limitato dal lasso di tempo durante il quale il cambiamento può essere rilevato (in genere 5 anni o più), e con una dipendenza da un campionamento distruttivo, l'area campione necessaria per gli aumenti di monitoraggio nel tempo. Tuttavia, senza il monitoraggio del suolo, i cambiamenti del suolo devono essere dedotte da approcci indiretti, come ad esempio chronosequences (spazio per la sostituzione di tempo), bilanci di massa spartiacque, forestale, manipolazioni a breve termine e la modellazione. Questi approcci forniscono stime grossolane di cambiamento del suolo, e tutti richiedono ipotesi che aumentano l'incertezza che possono essere meglio ridotti attraverso misure dirette di terreno nel tempo. Le procedure di campionamento del suolo ripetuti possono anche essere applied per esperimenti a lungo termine controllato di manipolazione, come lo spartiacque esperimento Ca-Oltre alla Experimental Forest Hubbard Brook, NH, della durata di più di 12 anni ^{il 16} e il Calhoun, SC, esperimento del suolo a lungo termine di durata superiore a 50 anni ^2.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Attrezzatura richiesta sul campo
global sistema di posizionamento	fornitori outdoor come fornitori forestali		Un'ampia varietà di marche e modelli di sistemi GPS sarebbe adatta.
impermeabile	Silvicoltura Fornitori	49450	Disponibile tramite qualsiasi asta di ferro del fornitore esterna
(circa 3 piedi di lunghezza)	Disponibile in qualsiasi negozio
vinile flagging	Disponibile tramite qualsiasi fornitore
clinometro	fornitori esterni come i fornitori		Un'ampia varietà di marche e modelli di clinometri sarebbe adatto.
telo di plastica	Disponibile in qualsiasi negozio
pala a punta tonda o pala da cecchino per scavare	Disponibile in qualsiasi negozio
potatore a mano per tagliare piccole radici	Disponibile in qualsiasi negozio
Strumento di scavo Lesche	Silvicoltura Fornitori	33488
cazzuola			da giardinaggioSarebbe adatta una varietà di cazzuole a mano disponibili nei negozi di ferramenta e giardinaggio.
T-pins	Fornitori forestali	53851
una copia del "Field Book for Describe Soils"	Attualmente disponibile solo online all'indirizzo: http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_052523.pdf; La ristampa da parte del Servizio Nazionale per la Conservazione delle Risorse è prevista per ottobre 2026.
Munsell Soil Color Book	Silvicoltura Fornitori	77321
fotocamera digitale	Ampiamente disponibile		Con flash e risoluzione minima 8 megapixel nastro metrico
con lunghezza da 3 a 5 metri	Disponibile tramite qualsiasi fornitore esterno come fornitori forestali Sacchetti
di plastica sigillabili con un pannello non trasparente per l'etichettatura	Disponibile in qualsiasi negozio di alimentari
Pennarelli in feltro indelebili per l'etichettatura dei sacchetti e matite per i moduli di registrazione sul campo	Ampiamente disponibile
Materiali necessari per elaborare e archiviare i campioni in laboratorio
setacci di prova	Duel Manufacturing Co., Inc.	2 mm: 200 MM-2 MM 4 mm: 200 MM-4MM 6 mm: 200 MM-6,3 MM
Respiratore facciale filtrante N95 approvato dall'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH	) MSA Safety Works, numero di modello 10102483	disponibile tramite più fornitori
sacchetti di latta kraft con fodera in polietilene	Papermart	7410100
Sacchetto di polietilene a soffietto da 2 ml	Sacchetto associato	64-4-53
200 libbre kraft letteratura mailers	Uline	s-2517
*Nota, molti degli autori sono scienziati governativi e quindi non sono autorizzati ad approvare i prodotti di aziende private.

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