산림 토양의 화학 농도 변화를 모니터링하기 위한 토양 재샘플링 방법

이 방법론의 전반적인 목표는 산성 퇴적 또는 기후 변화와 같은 대규모 환경 동인에 의해 주요 토양 특성이 변경되고 있는지 확인하기 위해 산림 토양 모니터링 프로그램을 설계하고 구현하는 것입니다. 이 방법은 대기 오염의 감소가 산림 건강과 관련된 토양-영양 관계에 어떤 영향을 미쳤는지, 그리고 기후 변화가 토양의 탄소량에 어떤 영향을 미치는지 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 토양 화학의 변화를 직접 정량화할 수 있어 모델링 및 유역 질량 균형과 같은 추론 방법의 불확실성을 크게 줄일 수 있다는 것입니다.

텍스트 프로토콜에 설명된 대로 모니터링에 필요한 특성을 가진 산림 지역을 찾습니다. 스터디 단위를 대표하지 않는 지표면을 피하고 구덩이 위치를 선택합니다. 또한 다년생 습윤, 표면 또는 표면 근처의 과도한 암석 또는 과도한 나무 밀도로 인해 샘플링 방법이 불가능한 육지 표면을 피하십시오.

계획된 구덩이의 한쪽 면을 플라스틱 쓰레기 봉투 또는 이와 유사한 것으로 덮어 구덩이를 파는 동안 짓밟히거나 오염되지 않도록 보호하십시오. 그런 다음 이 면이 프로필 설명 및 샘플링에 사용됩니다. 구덩이를 굴착할 위치에 인접한 방수포를 깔아놓습니다.

삽으로 숲 바닥을 제거하여 구덩이를 굴착하기 시작합니다. 가능하면 숲 바닥을 그대로 유지하고 구덩이에서 제거되는 미네랄 토양과 섞이지 않는 곳에 두십시오. 모니터링 설계에 의해 결정된 원하는 깊이에 도달할 때까지 가능한 가장 작은 설치 공간으로 구덩이를 굴착합니다.

굴착으로 인한 느슨한 토양을 제거하기 위해 손 흙손으로 가볍게 아래쪽으로 긁어 설명 및 샘플링을 위한 수직 구덩이 면을 준비합니다. 필요한 경우 손 가위로 뿌리를 가지 치기하십시오. 구덩이 표면 또는 구덩이 바닥에서 구덩이로 물이 스며드는 관찰 내용을 기록합니다.

채식 면을 위에서 아래로 시각적으로 평가하여 색상, 질감 및 구조의 차이를 확인합니다. 소량의 다른 토양을 제거하고 수평선 경계를 식별하는 데 도움이 되도록 흰색 종이 위에 나란히 놓습니다. 수평선 경계를 T자형 핀 또는 유사한 객체로 표시합니다.

수평선 마커와 테이프를 사용하여 스케일을 보여주는 프로필의 디지털 사진을 찍습니다. 공기와 토양 표면 사이의 경계면을 기준으로 미터법 테이프로 각 수평선의 상단과 하단의 깊이를 측정하고 기록합니다. 스터디 설계 및 요구 사항에 따라 샘플링할 지평선 및/또는 깊이를 선택합니다.

선택한 지평선 또는 깊이 간격에서 토양을 수집하며, 가장 깊은 샘플부터 시작하여 위쪽으로 작업합니다. 구덩이 표면에서 샘플을 제거하려면 샘플링하는 층의 바닥 근처에 원예용 흙손을 삽입합니다. 그런 다음 원예용 흙손 위에 평평한 흙손을 삽입하여 흙을 풀어 바닥 흙손으로 제거할 수 있습니다.

수평선 및 깊이 샘플링의 경우, 수평선을 샘플링할 수 있는 구덩이 면의 너비를 가로질러 토양을 수집합니다. 시료 백에 연구 단위, 날짜, 구덩이 식별, 지평선 또는 깊이 간격, 시료 주입기 이름을 표시합니다. 토양이 돌인 경우 샘플을 밀봉 가능한 비닐 봉지와 이중 백 샘플에 넣습니다.

샘플링이 완료되면 광물 토양과 굵은 조각으로 구덩이를 다시 채웁니다. 미네랄 토양 위에 숲 바닥을 놓고 유기 물질을 가능한 한 그대로 유지하십시오. 연구 단위 기념물과 관련하여 구덩이의 위치를 기록하십시오.

채취 후 24시간 이내에 비닐 봉지에서 샘플을 팬에 부어 샘플을 공기 건조를 용이하게 합니다. 먼지와 같은 공기 중 오염 물질로부터 보호되는 안전한 장소에서 대략 실온에서 자연 건조하십시오. 습도에 따라 며칠에 한 번씩 팬에 샘플을 섞습니다.

각 샘플을 검사하여 건조의 시각적 및 촉각적 증거를 찾아 공기 건조가 거의 완료되었는지 확인합니다. 여러 샘플의 하위 샘플을 칭량하여 공기 건조 완료를 확인합니다. 그런 다음 이 하위 샘플을 24시간 동안 오븐에서 건조시킵니다.

하위 샘플을 다시 칭량한 후 건조 전에 건조로 인해 손실된 수분의 질량을 총 질량의 백분율로 계산합니다. 이틀 후 계량/건조 과정을 반복하고 첫 번째 오븐 건조에서 손실된 수분과 두 번째 오븐 건조에서 손실된 수분을 비교합니다. 각 오븐 건조에서 손실되는 수분이 2% 이내이면 토양을 자연 건조된 것으로 간주할 수 있습니다.

공기 건조가 완료되면 가능한 한 많은 공기를 배출한 후 밀봉할 수 있는 비닐 봉지에 샘플을 넣습니다. 거친 조각과 뿌리를 제거하려면 수집된 모든 토양을 체로 치십시오. 유기 시료를 약 4-6mm의 구멍이 있는 체에 통과시킵니다.

광물 토양 샘플을 2mm의 구멍이 있는 체에 통과시킵니다. 특정 화학 분석을 위해 더 작은 개구부를 통한 추가 체질이 필요할 수 있습니다. 리샘플링의 경우, 체질 절차가 이전 샘플링의 절차와 일치하는지 확인하십시오.

나중에 사용할 수 있도록 화학 분석 후 남아 있는 토양을 보관하십시오. 이렇게 하려면 전체 측정 제품군에 사용된 토양의 양, 향후 샘플을 재분석할 예상 횟수 및 사용 가능한 장기 저장 공간을 기반으로 저장할 토양의 질량을 선택합니다. 영구 마커를 사용하여 적절한 크기의 저장 용기에 씁니다.

수평선 또는 깊이 증가, 체 크기, 수집 날짜 및 샘플 식별 코드와 같은 필요한 실험실 정보를 포함한 샘플 식별 정보를 기록해 두십시오. 각 샘플에 대해 보관되는 토양의 질량을 측정하고 기록합니다. 사용 가능한 선반으로 구성된 플라스틱 보관 용기에 컵을 보관하십시오.

샘플에 대한 정보로 용기에 레이블을 지정하여 효율적으로 찾을 수 있도록 합니다. 보관실을 안정적인 온도로 유지하십시오. 보관된 각 샘플에 대한 정보를 정기적으로 백업되는 디지털 데이터베이스에 저장합니다.

변경 사항을 감지하는 기능은 샘플링 크기에 따라 다릅니다. 감지된 변화의 수는 표본 크기가 4인 경우 2개에서 표본 크기가 12인 경우 5개로 증가했습니다. p값으로 표시되는 불확실성의 측정값도 표본 크기가 증가함에 따라 감소했습니다.

교환 가능한 칼슘 농도에 대한 보관된 토양 샘플의 하위 집합을 재분석한 결과 원래 분석 결과와 비교할 때 통계적 차이, 편향 및 설명할 수 없는 변동이 거의 없었으므로 보관된 모든 샘플의 재분석이 불필요했습니다. Oa 지평선에서 교환 가능한 알루미늄 농도의 경우, 샘플 하위 집합에 대한 원래 분석과 재분석 간에 통계적 차이가 감지되었습니다. 그러나 두 데이터 세트 간의 강력한 선형 관계로 인해 모든 샘플을 재분석하지 않고도 원래 측정값을 수학적으로 조정할 수 있었습니다.

아카이브 샘플의 하위 집합에 대한 원본 및 재분석된 데이터도 B 호라이즌의 교체 가능한 알루미늄에 대해서도 통계적으로 달랐습니다. 그러나 수학적 보정이 가능할 만큼 데이터 세트 간에 관계가 없었기 때문에 모든 아카이브 샘플을 다시 분석해야 했습니다. 미국 북동부와 캐나다 동부 전역을 대상으로 한 연구 결과는 토양이 산성 퇴적으로부터 어떻게 회복되고 있는지와 같은 광범위한 지역 문제를 해결하기 위해 서로 다른 설계의 토양 표본 추출 연구를 집계할 수 있음을 보여줍니다.

반복적인 토양 샘플링을 통해 토양 모니터링 프로그램을 개발하여 대기 질소 퇴적, 기후 변화 및 침입종과 같은 대규모 요인의 영향을 더 잘 이해할 수 있습니다. 토양 모니터링 프로그램을 설계하고 구현하기 위한 적절한 절차를 따르면 편향이나 과도하게 노이즈가 많은 데이터로 이어질 수 있는 잠재적인 위험을 피할 수 있습니다.