Name: 測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: 学ぶ土壌侵食と堆積の空間パターン測定法と表層土壌炭酸塩との関連性。RTK-GPSを用いた標高変化の正確な検出と迅速な炭酸塩分析により、土地管理と保全戦略に有用な知見を提供します。

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研究現場はデヴィッド ・ ドレークによる管理農場で、この長期的な調査の間に彼の協力に感謝いたします。我々 も彼女の助けのこのプロジェクトとロビン Montenieri フィールド作業の彼の多くの年のため本稿で使用するグラフィックをマイク マーフィーに感謝します。

1 です土地面標高データ コレクション <ol><li>サイト <ol>の GPS 校正 <li>検索または安定したベンチマーク用の基地局 GPS RTKGPS データ コレクションの調査のサイトで安全な場所にセット。</li>。
		<li>基地局基地局の場所 (すなわち、WAAS 修正 GPS の位置) の座標の最良の近似を使用してこのローカル ベンチマークで RTKGPS データ コレクションを設定します</li>。
		<li>粗紡機、GPS RTKGPS (半径約 10 km) とレコード位置の無線通信範囲内で少なくとも 3 つの水平方向と垂直方向のコントロール ポイント ベンチマークを訪問 。
		注: 国立測地測量によって記述されているベンチマーク検索オンライン 33 をすることができます、ここで使用されたします</li>。
		<li>、サイト校正 34, 基地局として使用されるローカルのベンチマークの座標のための解決を実行する RTKGPS フィールド ソフトウェアを使用して制御点の座標測定と公開を与え。コントロール ポイントの座標の残差 (水平および垂直) が許容限度 (± この校正用 0.02 m) 以内であることを確認してください</li>。
	</ol></li> <li>GPS ポイント データ コレクション <ol><li>基地局 GPS のローカル ベンチマークの設定し、RTKGPS 現地校正およびフィールド ソフトウェアを使用する記録と位置データ調査を通して約水平間隔 5 m で GPS データ コレクターにエリア。
		<ol><li>車両の表面の地面の上の高さの測定値固定で粗紡機 GPS アンテナを取付して効率的にデータを収集し、領域 ( 図 6) を介してトランセクト運転</li>。
		</ol></li> <li>車両メソッドの定義を作成するエンドポイントのトランセクト並列トランセクト間隔 5 m 離れて。インポートのナビゲーションのための GPS データ コレクターにエンドポイントのトランセクト運転中石狩海岸します。すべての 5 m. についてのポイント データを取得する 5 m s -1 約トランセクト運転中毎秒 1 回データ コレクターでポイントを自動的に収集</li>
		<li>リピート ポイント データ収集としてサイトで上記のあと (この研究で後で年 8 に 9) 土地サーフェス標高の変化を分析することができます; 元の GPS サイト校正すべて調査に使用され、繰り返しではありません</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 6"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig6.jpg"/> 図 6。RTKGPS 標高サーフェス データ コレクション。によって敷地内の基地局 (b) リアルタイム GPS 修正が提供されて、フィールド (a) 実用的な車を運転している間 RTKGPS 標高サーフェス データを収集します。
 2 DEM の作成および処理 <ol><li><ol><li>インポート Dem を作成する GIS ソフトウェアにデータを配置と 5 m グリッド民主 GIS を用いたソフトウェア補間、補間された標高測定のポイントの標高をクロス検証。値し、これらのクロス検証エラーを最小にする補間方法を選択します 。
		注: ガウス セミバリオ グラム モデルと通常型クリギングは、このサイトで標高データの最適内挿法だった。クロス検証はまた調査法 35 標高精度の測定を提供します</li>。
		<li>2.1.1 第 2 民主を作成する位置データの 2 番目のセットを繰り返す</li>
	</ol></li> <li>DEM のマッピング変更 <ol><li>DEM 変更 ( 図 5)、標高のマイナス値が変更のラスター マップを作成する元の DEM から作成された最新の DEM を引く gis ラスター電卓ツールを使用して表す侵食と正の値を表す沈着します</li>。
	</ol></li> <li>土地分類 <ol><li>計算 DEM の最初のグリッドからの土地の表面の地形属性 (斜面、側面、領域の貢献) DEM 処理ソフトウェアを使用しています</li>。
		<li>分類としてサミットや法面、斜面と DEM グリッドの各セルの貢献の領域に基づいて河畔のエリアの土地します 。
		注: サミット低い斜面によって表現され、低地域の貢献。法面高斜面によって表現され、中間地域の貢献。斜面は、低い斜面と高い貢献領域で表されます。斜面と貢献するこれらの分類を定義する領域の値は、サイトで土地の表面形状に依存し、特定のサイトの分類の各領域の目的表現を与える質的選ばれた</li>。
		<li>このサイトで南向きと北向きの 2 つの支配的な側面によって部谷壁斜面領域を分割します</li>。
	</ol></li></ol> 3。土壌サンプリング 土壌サンプルの場所を計画する GIS マップ <ol><li>サンプル計画 <ol><li>参照。十分にすべての景色の位置を表すための場所の数を選択します</li>。
		<li>アップロード サンプル位置調整して GPS データ コレクターにようにフィールドにサンプル サイトを配置できます</li>。
		<li>CaCO 3 変動を捕捉するためにサンプル深さ増分の決定を導くためのサイトにおける土壌に関する予備知識が使用。事前サンプル位置と深さの増加を示すため密閉式プラスチック袋にラベルします</li>。
	</ol></li> <li>フィールド サンプリング <ol><li>油圧土壌掘削機、ナビゲーションの RTKGPS ローバー アンテナ付けユーティリティ車ドライブのサンプル サイトにします</li>。
		<li>による土壌掘削機と希望の土壌コア径 (本研究では 5.1 cm) のチューブをサンプリング ( 図 7)、各サンプリング位置から土壌コアを抽出します 。
		注: 土壌コアの深さと同様、それぞれの場所に抽出されたコアと本研究では様々 な単位の数。2001 年に 90 cm の深さにシングルコアは撮影され 30 cm ずつに分かれています。2012 2 つの土壌コアが 30 cm の深さに (対応する 2001年サンプルの 1 m) 以内に撮影し、分析のために集計される 2 つのコア、15 cm ずつに分かれています。2012 の方法をお勧めします</li>。
		<li>レコード RTKGPS 各サンプル位置データ (x、y、z) を配置します</li>。
		<li>所望の深さに土壌コアをカットし事前ラベル付き密閉式ビニール袋に転送し、実験室に戻って輸送用クーラー</li>。
		<li>重要な侵食や堆積後フィールド サンプリングが (本研究ではサンプル間 11 年) に発生したを繰り返します</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 7"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig7.jpg"/> 図 7。土壌サンプリング。土壌サンプルの場所は油圧土壌、土壌コア抽出 (b) し、所望の深さ単位に分かれてコアリング マシン (a) を搭載した GPS 誘導ユーティリティ車両を使用してナビゲートされた。
<ol start="3"> <li>位置データ処理 <ol>各土壌サンプルの場所 2 つのサンプルの日付データ (2001 年と 2012 年に本研究でサンプリング 198 場所) との間で高度で <li>メジャー差異が記録されます 。
		注: 土壌サンプリング時のポイントの標高が記録されていないので、2001 年の標高は 2001 DEM から撮影されました。標高の肯定的な変更 &#62; 0.05 m である d標高マイナス変化中の epositional サイト &#60;-0.050 m は侵食のサイトと見なされます</li>。
		<li>首脳会談、北向き法面、南向きの法面や DEM 処理に基づく板状として、各サンプリング位置を分類する (プロトコル 2.3.2 を参照) 単一の場所で分類傾斜と貢献の地域条件によって定義されている可能性があります。周囲のポイントの支配的な分類に合わせて分類し直されます</li>。
		<li>サンプルの場所を割り当てる分析 (管理ストリップと土壌マップ単位) に使用他の空間データ レイヤー GIS ソフトウェア ツール使用空間に参加します</li>。
	</ol></li></ol> 4。土壌分析 <ol><li>土壌試料 <ol><li>研究所オーブンで 60 ° C でフィールドから土壌サンプルを一晩乾かします</li>。
		<li>電動グラインダーまたは乳鉢と乳棒を使用して 2 mm ふるいを通過するオーブン乾燥土壌を挽く</li>。
	</ol></li> <li>Calcimeter 圧力装置のセットアップの変更 <ol><li>圧力トランスデューサーを接続することによって変更された圧力 calcimeter 装置 ( 図 8) を設定 (0 - 105 kPa 範囲、0.03 - 5 V DC 出力) 電源に14 ゲージのワイヤと探触子からの出力を監視する線で有線デジタル電圧計。
		<ol><li>圧力トランスデューサーのベースに 9.5 mm ID チューブを接続し、圧力トランスデューサーに達することからの逆流を収集するために中間の粒子フィルター (0.6 μ m) と 18 g ルアー ロックの注射針にチューブを接続します</li>。
		</ol></li> <li>圧力トランスデューサー ( 図 9) に接続されている反応容器として使用血清ボトル水で金属スプーンを濡れして約 5 mL を追加使用する血清ボトルのサイズを決定する。高炭酸カルシウム濃度 3. ピペット 1 mL 0.5 N H 2 の これを使用する土壌 4 この土にし、泡立ちを確認します</li>。
		<li>泡立ちが高い場合 CaCO 3 濃度が 15% より大きいと仮定しますと 100 ml 血清を反応容器として使用、それ以外の場合 20 ml 血清を使用します</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 8"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig8.jpg"/> 図 8。圧力 calcimeter 装置を変更します。変更された圧力 calcimeter 装置 (シェロッド et al.) から信号を出力する反応容器と電圧計に有線圧力トランスデューサーとして血清ボトルを使用します。 30. <img alt="Figure 9"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig9.jpg"/> 図 9。変更された圧力 calcimeter メソッド用反応容器。変更された圧力 calcimeter メソッド用反応容器、0.5 dram バイアル 2 mL 酸試薬と 1 g の土のサンプルを含む血清ボトル。
<ol start="3"> <li>測定の炭酸塩 <ol><li>配置の準備 1 g サブサンプル標識反応容器に土壌の (プロトコル 4.1 を参照)。50% CaCO 3 より大きいを含む土壌、土壌のわずか 0.5 g を使用します</li>。
		<li>酸のピペット 2 mL 試薬 (6 N 塩酸 3% した FeCL 2 O 4 H 2 O を含む) 0.5 g バイアルに。ソリューション内容をこぼさないでアウト側の位置にほぼ反応容器を傾けることによって、優しく反応容器にバイアルを配置します</li>。
		<li>土壌サンプルと傾いている酸のバイアルを含む反作用の容器のまま、灰色のブチルゴム ストッパー シールし、アルミニウムのシーリング リング圧着します</li>。
		酸土の完全な混合を保証するために旋回運動で <li>振る反応容器。研究室のベンチで反応容器を配置し、少なくとも 2 時間の進む反応</li>
		<li>反応容器を完了するを待っている間土壌サンプル ( 図 10) として同じ反応容器セットアップを使って知られているカコ 3 濃度の電圧を測定することにより標準曲線を決定しますミックス 100%。CaCO 3 ガラス ビーズや砂を作成する重量パーセントに基づいて CaCO 3 知られている濃度が含まれて CaCO 3 なし空白サンプルには</li>。
		<li>ピアス、18 の反応容器のゴムキャップ ゲージ圧力トランスデューサーによって注射針とレコードの電圧出力の土壌サンプルの反応が完了した後です</li>。
		与えられた測定電圧 CaCO 3 割合と標準曲線 ( 図 10 a) から決定方程式の <li>解決します 。
		注: CO 2 のリリースによって生じる圧力増加は CaCO 3 土で現在の濃度に関連線形その: % CaCO 3 = (回帰係数 * ボルト内の圧力の変更) + インターセプト</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 10"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig10.jpg"/> 図 10。CaCO 3 測定。(a) の CaCO 3 (b) パウダー ガラス ビーズや砂と混合知られている割合に基づいて圧力トランスデューサーから電圧の測定値を使用してカコ 3 の標準曲線を作成します。
 5。 統計解析 地面の変化として <ol><li>の 2 つの定義従属変数高さと土壌表層 CaCO 3 濃度 1-2 サンプルの日付データ (本研究では 2012 年に 2001) から。(奇数または偶数番号ストリップ) の管理、個々 のストリップ、ストリップ、土壌マップ単位、風景の分類、および侵食・堆積分類の西または東のブロックとして独立したまたは説明変数を定義します</li>。
	<li>実行相関分析と変数間の関係を統計的に数値化する分散分析。任意の最寄りの統計パッケージで解析を実行します</li>。
</ol>

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著者が明らかに何もありません。

標高 (図 5) にマップされた変更は、複数のスケールで重要な侵食と堆積農業分野で空間パターン複数要因の指標を示しています。風、水の流れによって生成された微細樹状パターンに関連付けられているフィールド スケール パターンから本研究に関連するプロセスが認識できます。最適な繰り返し RTKGPS 地盤調査によって提供される標高変化検出のレベルが表示されます。細かい検出レベル、TLS によって見つけることが複雑に結果として尾根と粗い検出レベルながら、しわをトリミングなどの微地形機能を導入することにより浮遊調査微細をキャプチャすることができない可能性がありますを提供パターン。このサイズの領域の上調査を地盤 RTKGPS を実施 (~ 100 ha) サイトの領域をカバーする 2 番目と移動時間につき一点のみを収集の制限のためただし、数日をかかります。調査精度がここで使用される地盤調査の精度に合わせて改善することができる場合空中調査の進歩は、将来より良い代替手段を提供可能性があります。
概念モデルによって予測された表層土壌 CaCO...

土壌浸食は、農地の持続可能性を脅かします。作物の耕作の従来の冬小麦休閑輪作などの管理、休耕期間中に裸の土壌は風と水の力1,2,になりやすい、侵食と堆積のプロセスを加速することが3,4,5 (図 1)。これらのプロセスは明白であることが、彼らを定量化することは困難することができます。
本研究の目的は最初を定量化し、侵食の空間パターンを記述する効率的な方法を提供するために、フィールドで付着スケール地球測位システム (GPS) 技術および地理情報システム (GIS) マッピング ツールを使用しています。表層土壌炭酸塩 (炭酸カルシウム3) へのこれらのパターンに関する簡単な概念モデルも提示、所定のフィールドと実験方法によってテストします。これらのリレーションシップは、侵食と堆積、GPS メソッドの結果を検証中の間接的な手段を提供します。本稿では、シェロッドらで使用される方法を強調しています。彼らが、繰り返すことの一部または全体、他の場所6と同様の研究。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig1.jpg"> 
図 1。侵食 (a) と (b) 次の豪雨イベント研究サイトで堆積の写真。写真 (b) の右下隅のトラクターのタイヤの跡は、小麦/休耕ストリップのボーダーで蒸着の深さを示します。
様々 な直接土壌浸食を測定する方法は Stroosnijder7で検討しました。方法についての提案は測定目的と、利用可能なリソースによって異なりますが、「サーフェスの標高の変化」メソッド斜面スケールでお勧め侵食と堆積を測定利点を提供します。このメソッドを適用する 1 つの方法は、土にピンをインストールし、ピン7の上端を基準土の高さの変化を監視することです。土地の調査の技術の進化により、ただし、この手間のかかるアプローチ取替えることができる (TLS)8,9,10,11地上レーザーなどの他の技術,12,13,14,15,16、航空レーザ測量 (ALS)17,18,19,20,21, GPS6,22, 高度な測量23 ,24、またはこれらの技術の25,26,の27の組み合わせ。レーザーながらスキャン、通称 (光検出と測距)、LiDAR により高密度サーフェスの標高データセットの最も急速な獲得、植生などの永続的オブジェクトを削除する修正を行う必要があります。最小の標高変化をしかし TLS ミリ波レベル垂直精度で検出できる Perroyら。沢下部の侵食の TLS 経由推奨 ALS スキャン領域が大きく、良い楽器の方向 (少ない地形シャド ウイング) に深く切り込んだ谷28スキャンのための見積もり。実時間キネマティック GPS (RTKGPS)、データ後処理なしセンチ レベルの精度を提供することは、本研究に使用されます。空間分解能と RTKGPS 収集データの精度は、農業分野や実質的なグランド カバーとその他の環境の支配的な侵食と堆積の機能を検出する最適です。
土壌 CaCO3を定量化するため圧力 calcimeter 方法は CO の解放に終って、クローズド システムで酸性土壌の反応に頼る2.一定の温度で反応容器内の圧力の増加直線的土壌 CaCO329の量に相関しています。シェロッドらによって記述された伝統的な圧力 calcimeter メソッドへの変更、反応容器を血清ボトルに変更し、圧力の変化の検出のためのデジタル電圧計を有線圧力トランスデューサーを使用してが含まれます。30. 検出下限のこれらの変更により、毎日の土壌サンプルより高い容量を実行します。重量または単純な滴定法法土壌 CaCO3測定は大きいエラーを生成、これより検出限界変更圧力 calcimeter メソッド30。
概念モデル
侵食と堆積の直接測定が可能でない場合、これらのプロセスの間接的な指標を使用することがあります。シェロッドら。半乾燥気候で土壌表層 CaCO3濃度は (侵食、堆積と負の相関と正の相関) 地表面の変化に反比例することを仮定される6。仮説は広く、適用する必要がありますが、特定の関係 (土壌、植生、管理、および気候) サイトの条件によって異なります。土壌テスト サイト (表 1) で通常明確な石灰質の層が含まれて, 地表下 15-20 cm。概念的には、侵食は、土壌表面に高い CaCO3を近くのこの石灰質の層を残して比較的低い CaCO3濃度の表層が削除されます。低 CaCO3土後 (図 2) 地表面下深く埋められる石灰質の層を引き起こす堆積のエリアに転送します。時間をかけて適切な深さ間隔でこれらの土壌のサンプリング、このモデルによると、CaCO3濃度によって侵食や堆積 (またはどちらも) を推論可能性があります。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>土シリーズ</td>
			<td>斜面</td>
			<td>分類学的分類</td>
			<td>深さ</td>
			<td>pH</td>
			<td>EC</td>
			<td>合計 N</td>
			<td>SOC</td>
			<td>CaCO3</td></tr></tbody></table>
		
		<tr>
			<td></td>
			<td>%</td>
			<td></td>
			<td>cm</td>
			<td>1:2</td>
			<td>dS m-1</td>
			<td>g kg-1</td>
			<td>g kg-1</td>
			<td>g kg-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>コルビー ローム</td>
			<td>5-9</td>
			<td>細かいシルト、混合、superactive、石灰質、中間子の Aridic Ustorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.7</td>
			<td>6.1</td>
			<td>69.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.0</td>
			<td>84.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>金の砂質ローム</td>
			<td>2-5</td>
			<td>罰金ローム、混合、アクティブ、石灰質、中間子の Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>7.8</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.8</td>
			<td>7.0</td>
			<td>29.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.0</td>
			<td>0.27</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.0</td>
			<td>51.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5-9</td>
			<td>罰金ローム、混合、アクティブ、石灰質、中間子の Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.22</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.4</td>
			<td>26.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.19</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.1</td>
			<td>25.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wagonwheel ローム</td>
			<td>0-2</td>
			<td>粗いシルト、混合、superactive、中間子の Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.9</td>
			<td>66.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.6</td>
			<td>3.7</td>
			<td>98.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2-5</td>
			<td>粗いシルト、混合、superactive、中間子の Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.8</td>
			<td>6.6</td>
			<td>52.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.4</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.4</td>
			<td>118.3</td>
		</tr>
	

テーブル 1。土壌テスト サイトにします。土壌マップ単位と分類学的分類、土壌 pH、電気伝導度 (EC), 全 N, 土壌有機 C (SOC) および CaCO3濃度、0 15- と 15-30 cm 深さ増分でスコット フィールド 2012 年 (シェロッドから etアル.)6。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig2.jpg"> 
図 2。概念的な土壌プロファイル。(A) CaCO3静的土のマトリックスの概念地盤表面層からの溶出し、深い層、 (b)表面層の緩やかな侵食、 (c)適度な蒸着材料の沈殿以前の表面層の上。深さ間隔 (左) では (シェロッドet al.) からサイト データに基づく近似6.<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
サイトの説明と歴史
109-ha スコット フィールド (40.61oN、104.84oW、図 3) 北東コロラド州のドレイク ファームの一部である、この研究のため 2012 年まで 2001 年から監視されました。平均降水量と蒸発散量、短時間・高強度の対流性降雨が夏の間に共通だった、この半乾燥気候で、約 350 1200 mm をそれぞれ、だった。1559 年からの独特の風景の位置とこの起伏のある地形で 1588 m まで標高: サミット、部谷北向き (側 NF)、部谷壁斜面南向き (側平方フィート)、および板状 (図 4 b)。交互ストリップ (〜 120 メートル幅) は、その他のすべてのストリップはすべて 24 ヶ月ローテーション サイクルから約 14 ヶ月間休耕通常この天水冬小麦休閑中回転で管理されました。浅耕 (〜 7 cm)、通常 v ブレード スイープ、雑草防除のための休耕期間を 6 回に 4 が発生しました。現場の土壌を持っている土壌損失の許容範囲、または 11 Mg のT値-1年-1、このT値を下回る侵食速度が継続的な農業生産4の許容と見なされます分類されました。.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig3.jpg"> 
図 3。サイトの場所は、米国コロラド州の地形レリーフ画像 (4401 に 1011 m) に表示されます。サイトの平均標高は 1577 m です。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig4.jpg"> 
図 4。地図とスコット フィールドの地形表面の土します。土壌マップ ポイントの土壌サンプルの場所と作物管理を示すスコット フィールドのストリップを(、) 。土の単位の略号は、: 1 = Wagonwheel ローム 0-2% 勾配、2 Wagonwheel ローム 2 5% 勾配、3 を = = コルビー ローム 5-9% 勾配、4 金微細砂壌土 2 5% 勾配、5 を = = 金微細砂壌土 5-9% 勾配;(b)土地表面高度に基づいて 2001年 5 m メ ッ シュ デジタル標高モデル (DEM)、土壌サンプルの場所 (シェロッドet al.) から土地分類で示されているフィールドの6。
最初の地盤サーフェスの標高調査 RTKGPS サイトのデジタル標高モデル (DEM) を生成する 2001 年に集めた。マカッチョンらと一緒に、土壌サンプル (図 4 a) は、2001 年にも行った、どの面から3が変更された圧力 calcimeter メソッド30,31 によって分析された炭酸カルシウムの土壌。.視覚的に明白である侵食と堆積の 10 年間の発生風、主に北西部と降雨流出からイベントで求められた 2 番目の RTKGPS 標高調査 (2010 年に完了フィールドの部分) で、2009 年。DEM の違い地図32を介して元の 2001 DEM に新しい DEM の比較確認重要な侵食と堆積、これらのプロセス (図 5) の複数の要因が示唆されたパターンを表示します。サイトと歴史的土壌 CaCO3データで実質的な表層土壌再配布を考えると、2001年土壌サンプルは、前のセクションで説明するよう hydropedological プロセス6、概念モデルをテストするのには 2012 年に繰り返されました。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig5.jpg"> 
図 5。変更の地図 (2001-2009 *) 5 m グリッド北東コロラド州のスコット フィールド内に土地の表面の標高 (Δz)。交互休閑地冬小麦作付体系、上作物ストリップ番号が付き、セクション A A' が表示されます (図 11で指定された詳細)。* ストリップ 2、4、6、8 (シェロッドet al.) から 2009 DEM を完了、2010 年に調査されました。6.<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

<table><tbody><tr><td>リアルタイムキネマティックGPSシステム</td><td>Trimble</td><td>モデル5800</td><td></td></tr><tr><td>GPSフィールドデータコレクター</td><td>Trimble</td><td>モデルTSC2</td><td></td></tr><tr><td>GPSフィールドソフトウェア</td><td>Trimble</td><td></td><td>Trimble Access(Trimble Survey Controllerは2001年にサイトキャリブレーションに使用されましたが、このソフトウェアはサポートされなくなりました)</td></tr><tr><td>油圧土壌コアリングマシン</td><td>Giddings Machine Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ユーティリティビークル</td><td>John Deere</td><td>Gator 6x4</td><td></td></tr><tr><td>GISソフトウェア</td><td>ESRI</td><td></td><td>ArcGIS for Desktop with Spatial Analyst and Geostatistical Analyst Extensions 統計</td></tr><tr><td>ソフトウェア</td><td>SAS</td><td></td><td>SAS Institute Inc.</td></tr><tr><td>圧力トランスデューサ 0-105 kPa</td><td>Serta</td><td>Model 280E</td><td>Setra Systems, In., Boxborough, MA</td></tr><tr><td>電圧計</td><td>WaveTek</td><td>5XL</td><td>デジタルメーター 電圧を読み取るように設定</td></tr><tr><td>血清ボトル</td><td>ウィートン</td><td>223747</td><td>100 mL</td></tr><tr><td>血清ボトル</td><td>ウィートン</td><td>223762</td><td>20 mL</td></tr><tr><td>シーリングキャップ 20 mm アルミニウム</td><td>ウィートン</td><td>224183-01</td><td>1,000 ケース</td></tr><tr><td>20 mmグレーブチルストッパー(2極)</td><td>Wheaton</td><td>224100-192</td><td>Septum;1,000</td></tr>ハンド<tr><td>クリンパー</td><td>のケース ウィートン</td><td>W225303</td><td>20mmサイズ</td></tr><tr><td>ハンドデキャッパー</td><td>ウィートン</td><td>W225353</td><td>20mmサイズ</td></tr><tr><td>酸バイアル</td><td>ウィートン</td><td>224881</td><td>0.50ドラムサイズ(2mL)</td></tr><tr><td>電源</td><td>SRコンポーネント</td><td>DDU240060</td><td>クラス2トランスACアダプター;入力 120VAC 、出力 24VDC</td></tr><tr><td>炭酸カルシウム</td><td>フィッシャー</td><td>471-34-1</td><td>500 g の 100% w/w CaCO3</td></tr></tbody></table>

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

土壌侵食と堆積の空間パターンは、適切な時間刻みでマップされている地面の高低差から推測できます。標高でこのような変更は、炭酸塩 (炭酸カルシウム3) 表面近傍地盤の変化に関連しています。目的は、単純な概念モデルおよび繰り返し可能フィールドと実験室測定これらの量のための詳しいプロトコルについて説明することです。ここでは、正確な標高を用いて、地上ベース差分グローバル ポジショニング システム (GPS);その他のデータの収集方法は、同じ基本メソッドに適用でした。土壌試料は、深さ間隔を規定して無機炭素濃度の定量分析のための効率的で正確な変更された圧力 calcimeter メソッドを使用してラボで分析から収集されます。標準的な統計手法をポイント データに適用し、代表結果昇格で土壌表層 CaCO3の変更と変更の間の相関を示す、概念モデルと一致してCaCO3は一般的に堆積地域で減少し、侵食の分野で増加しました。マップは、標高や土壌分析を支援するために CaCO3の点の測定から得られます。小麦休閑ストリップを交互にトリミング天水冬麦畑研究サイトで侵食・堆積パターンのマップは、管理と地形の影響を受ける水や風の浸食の相互作用効果を示します。代替の採取方法と奥行間隔は論議され、CaCO3を土壌に土壌侵食・堆積に関する今後の作業をお勧めします。

2001 年と 2009 から DEM 違いのマッピングは、侵食 (赤) とその 8 年間のほとんどの地域 (図 5) で標高デシメートル レベル変化と堆積 (緑) を明らかにします。フィールドの縮尺で腐食は西部と南西部の支配的なフィールドの東の側面の南東斜め帯に北西に沿って沈着を見る間。侵食と堆積の交互になるバンドはしばしば管理ストリップ界の急激な変化と経営規模で見られ。顕著ではない (図 4 a) 土壌の種類に関連するパターンが、土壌の種類、相互に強く地形に合わせて表示されます。地形の収束のエリアの水の流路に似た微細の侵食と堆積のパターンが見られます。侵食、管理、並列の 3 つの線形機能は、ストリップ 6 で見られています。西東沢 (-' 図5) 耕起操作によって引き起こされる可能性が最も高いがこれらのユニークな機能を (<strong class="xfi...

土壌侵食と堆積の空間パターンは、適切な時間刻みでマップされている地面の高低差から推測できます。標高でこのような変更は、表面近くの土の炭酸塩の変化に関連しています。これらの量及びデータ解析手法のフィールドと実験室の測定再現性のある方法は以下のとおりです。

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

本研究の全体的な目的は、第一に、圃場スケールにおける土壌の侵食および堆積の空間パターンの定量化と記述を行うための効率的な手法を提供することであり、第二に、これらのパターンと地表付近の土壌炭酸塩との関係に関する概念モデルを検証することである。これらの手法を用いることで、地表の土壌炭酸塩と、侵食および堆積という地表プロセスとの相互関係について、より深い理解が得られる。これらの技術の主な利点は、土壌表面標高の時間的な変化を正確に検出できること、および多数の土壌試料に対して土壌炭酸塩の迅速な分析が可能であることである。この研究のアイデアは、まずデジタル標高図を更新したことで得られました。標高差のマップから侵食と堆積の明確なパターンが示されたため、それが炭酸塩濃度とどのように関連しているかを調査したいと考えました。本プロトコルでは、フィールドソフトウェアを使用して、調査エリア全体で5分ごとにRTK GPSの位置データを記録してください。まず、最高レベルの精度を確保するために、現地の基準点を用いたサイトキャリブレーションを行います。調査対象エリアのローカルサイトキャリブレーションを行うことで、GPS法に必要な水平および垂直方向の制御が可能になります。これにより、微小な標高変化を検出するために必要なセンチメートルレベルの精度が保証されます。効率的なデータ収集のため、車両の地上から一定の高さにローバーGPSアンテナを取り付けます。次に、定点形式のトランセクトをGPSデータコレクターにインポートし、一定の速度で走行しながらそれらの地点間を移動し、5m間隔でマッピングしながらデータを収集します。さらに、車両搭載型の油圧式土壌コア採取機を用意し、目的の土壌コア径のサンプリングチューブを使用してください。RTK GPS位置データで特定した地点でコアを採取します。土壌サンプリングは、土壌コアリングマシンを用いて土壌コアを引き抜くことで行います。サンプリングチューブから土壌コアを押し出し、目的の深さごとに分割して採取します。土壌サンプルをあらかじめラベルを貼った密封可能なプラスチック袋に移します。その後、サンプルをクーラーボックスに入れ、研究室まで運搬します。顕著な土壌侵食や堆積イベントが発生した後にこれらの分析を繰り返す場合は、GPSを使用して同じサンプリング地点に戻り、新しい土壌コアを採取してください。研究室にて、分析用の土壌試料を調製します。まず、60 °Cのオーブンで一晩乾燥させます。翌日、電動グラインダーを使用するか、乳鉢と乳棒を用いて手動で研磨し、2 mmのふるいに通して土壌試料を粉砕します。次のステップでは、改良した圧力カルシメーター装置をセットアップする必要があります。まず、14ゲージの電線を使用して、圧力トランスデューサーを電源に接続します。トランスデューサーからの出

measuring-mapping-patterns-soil-erosion-deposition-related-to-soil

Research

JoVE Journal

Environment

環境

ライシメータ二酸化炭素グラデーション施設は、250〜500μlのL -1粘土、シルト質粘土、および砂質土壌モノリスの温度制御室ハウジング草原植物群落における線形二酸化炭素勾配を作成します。施設は、過去と未来の二酸化炭素濃度は、草原の炭素循環にどのように影響するかを決定するために使用されます。...

CO<sub&gt; 2</subテスト用のCO&gt;濃度勾配施設<sub&gt; 2</sub&gt;濃縮および草地生態系の機能に及ぼす土壌の影響

有機汚染物質(石油原料由来)から鉱化したCO2の生分解をトラップし、定量化し、14C含有量を分析するプロトコルが説明されています。CO2 キャプチャ...

複合COを用いたカーボンベースの汚染鉱化作用を測定します<sub&gt; 2</sub&gt;フラックスと放射性炭素分析

繰り返し土壌のサンプリングは、最近数年と数十年にわたる森林土壌の変化を監視するための効果的な方法であることが示されています。その使用をサポートするために、プロトコルが成功した土壌のモニタリングプログラムの設計と実装を支援するための土壌のリサンプリング方法の最新情報を合成し、その提示されています。...

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

通常巨視的を調べることによって正確にルートへの露出の開始時間を見つけることに集中している dendrogeomorphology から侵食を特徴付ける、または露出によって引き起こされる細胞レベルの変更。ここでは、我々...

実験室およびフィールド プロトコル Dendrogeomorphology からシート侵食速度の推定

風景プロセスは土の形成の重要なコンポーネントと土壌の特性と風景の空間構造を決定する上で重要な役割を果たします。段階的主成分回帰を使用してさまざまな空間スケールで土壌の再分配と土壌有機炭素を予測する手法を提案する.

主成分の土壌の再分配と土壌の有機炭素をマップに地形モデルをスケール アップ用

ここで説明する検証方法は、ウリストナイト、玄武岩、オリビンなどのアルカリ土類金属ケイ酸塩含有岩で改定された各種農業土壌における、個体性無機炭素隔離をモニタリングするために適応可能である。この種の検証は、炭素を隔離する農家に利益をもたらす炭素クレジットプログラムに不可欠です。...

農業土壌における改正珪酸塩鉱物の風化による、ペド原性無機炭素蓄積のモニタリング

この記事では、土壌サンプルの水理特性機器を使用した簡単な蒸発実験について説明します。効率的な手段により、数日間にわたって測定を行い、高品質のデータを生成することができます。...

水理特性分析装置を用いた簡易蒸発実験に基づく土壌水分ポテンシャルと導電率の測定

この方法は、連続13℃で均一または差動植物組織標識用15 N同位体標識室を構築し、操作する方法について説明します。代謝およびAndropogonのgerardiiの構造的な標識からの代表的な結果が説明されています。...

連続の設計および動作<sup&gt; 13</sup&gt; Cと<sup&gt; 15</sup均一または差動、代謝および構造·&gt; N標識化会議所、工場同位体ラベル化

降雨シミュレータは、尿素、非点源の環境汚染物質の運命と輸送の研究にパックされた土壌のボックスへの一様な降雨の一貫した率を適用するために使用された。均一な土壌や降雨条件下では、前件土壌水分量は、表面流出中の尿素の損失に強い制御を発揮した。...

土壌流出を研究する降雨シミュレーションを行うためのプロトコル

この記事では、土壌システムからの温室効果ガスフラックスを測定するための静的チャンバーベースの方法を紹介します。比較的控えめなインフラ投資により、複数の処理/場所から、数時間から数年の時間枠で測定値を取得できます。...

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

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測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

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