Methodenartikel

Meten en in kaart brengen van patronen van bodemerosie en afzetting aan de bodem carbonaat concentraties onder beheer van de landbouw gerelateerde

11.2K weergaven

DOI:

10.3791/56064

12 september 2017

In dit artikel

Samenvatting

Ruimtelijke patronen van bodemerosie en depositie kunnen van verschillen in hoogte van de grond toegewezen op tijdig stappen worden afgeleid. Dergelijke wijzigingen in de hoogte hebben betrekking op wijzigingen in in de buurt van-oppervlakte bodem carbonaten. Herhaalbare methoden voor veld en laboratorium metingen van deze hoeveelheden en data analysemethoden worden hier beschreven.

Samenvatting

Ruimtelijke patronen van bodemerosie en depositie kunnen van verschillen in hoogte van de grond toegewezen op tijdig stappen worden afgeleid. Dergelijke wijzigingen in de hoogte hebben betrekking op wijzigingen in in de buurt van-oppervlakte bodem carbonaat (CaCO3) profielen. Het doel is om een eenvoudige conceptueel model en gedetailleerd protocol voor herhaalbare veld en laboratorium metingen van deze hoeveelheden te beschrijven. Hier, wordt nauwkeurige hoogte gemeten met behulp van een grond differentiële GPS global positioning system (); andere data acquisitie methoden kunnen worden toegepast op de dezelfde fundamentele methode. Bodemmonsters worden bijeengezocht uit voorgeschreven diepte intervallen en geanalyseerd in het laboratorium met behulp van een efficiënte en nauwkeurige gewijzigde druk-calcimeter methode voor de kwantitatieve analyse van de concentratie van de anorganische koolstof. Standaard statistische methoden worden toegepast om de gegevens, en representatieve resultaten tonen significante correlaties tussen wijzigingen in oppervlakte bodemlaag CaCO3 en wijzigingen in hoogte overeen met het conceptuele model; CaCO3 in het algemeen daalden op energetisch gebied en toegenomen in erosieachtige gebieden. Kaarten zijn afgeleid van punt metingen van hoogte en bodem CaCO3 op de steun van de analyses. Een kaart van geërodeerd en energetisch patronen op de site van de studie, een regen-gevoed wintertarwe veld bijgesneden in afwisselende stroken van tarwe-braak toont de interactie effecten van water- en winderosie beïnvloed door beheer en topografie. Alternatieve bemonsteringsmethoden en diepte intervallen zijn besproken en aanbevolen voor toekomstige werkzaamheden op het gebied van bodemerosie en afzetting bodememissies CaCO3.

Inleiding

Bodemerosie bedreigt de duurzaamheid van landbouwgronden. Gewas beheer, zoals een conventioneel bewerkte wintertarwe-braak vruchtwisseling, erosie en afzetting processen kunt versnellen, zoals naakte bodems braak perioden zijn gevoeliger voor wind en water krachten1,2, 3 , 4 , 5 (Figuur 1). Hoewel deze processen blijken kunnen, kunnen ze worden moeilijk te kwantificeren.

Het doel van deze studie eerst is bedoeld als een efficiënte methode voor het kw....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. verzamelen van de gegevens van de verhevenheid van grond oppervlak

  1. GPS kalibratie voor site
    1. Locate of reeks een stabiele benchmark op een veilige locatie op de site van de enquête voor gebruik als het basisstation GPS voor het verzamelen van de gegevens van RTKGPS.
    2. Instellen van basisstation voor RTKGPS verzamelen van de gegevens op deze lokale benchmark met behulp van beste onderlinge aanpassing van de coördinaten voor de locatie van het basisstation (dat wil zeggen, WAAS-gecorrigeerde GPS-positie).
    3. Met de rover GPS, een bezoek aan ten minste drie horizontale en verticale controle punt benchmarks binnen de grenzen ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Toewijzen van DEM verschillen ten opzichte van 2001 en 2009 onthult erosie (rood) en de afzetting (groen) over die periode van 8 jaar, met decimeter-niveau veranderingen in hoogte over de meeste gebieden (Figuur 5). Op de veld-schaal is erosie dominant in het westen en zuidwesten, terwijl afzetting wordt gezien langs een noordwesten naar het zuidoosten diagonale band aan de oostelijke kant van de veld. Afwisselend bands van erosie en afzetting worden gezien o.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Toegewezen wijzigingen in de hoogte (Figuur 5) illustreren significante erosie en afzetting op een gebied van de landbouw en ruimtelijke patronen van meerdere controlerende factoren indicatieve over meerdere schalen. Vanuit veld schaal patronen die zijn gekoppeld aan de wind, tot fijne schaal dendritische patronen geproduceerd door waterstroming, zijn processen die relevant zijn voor deze studie waarneembaar. Het niveau van hoogte veranderingsdetectie geboden door herhaalde RTKGPS grond enqu.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Het veld studie site is op een boerderij beheerd door David Drake en wij danken hem voor zijn medewerking tijdens dit onderzoek op lange termijn. Wij danken ook Mike Murphy voor zijn jarenlange veldwerk op dit project en Robin Montenieri voor haar hulp met afbeeldingen die in dit document worden gebruikt.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Real-time kinematic GPS systemTrimbleModel 5800
GPS field data collectorTrimbleModel TSC2
GPS field softwareTrimbleTrimble Access (Trimble Survey Controller gebruikt in 2001 voor site kalibratie maar deze software wordt niet langer ondersteund)
Hydraulic soil coring machineGiddings Machine Company
Utility vehicleJohn DeereGator 6x4
GIS softwareESRIArcGIS for Desktop met Spatial Analyst en Geostatistical Analyst Extensions
Statistical softwareSASSAS Institute Inc.
Pressure transducer 0-105 kPaSertaModel 280ESetra Systems, In., Boxborough, MA
Volt meterWaveTek5XLDigitaal meter ingesteld om volt te lezen
Serum BottlesWheaton223747100 mL
Serum BottlesWheaton22376220 mL
Sealing Cap 20 mm AluminumWheaton224183-01Doos met 1.000 stuks
20 mm gray butyl stopper (2-prong)Wheaton224100-192Septum; Doos met 1.000 stuks
Hand crimperWheatonW22530320 mm maat
Hand DecapperWheatonW22535320 mm maat
Acid vialsWheaton2248810,50 dram maat (2-mL)
Power supplySR ComponentsDDU240060Klasse 2 Transformator AC adapter; Invoer 120VAC, Uitvoer 24VDC
Calcium carbonateFisher471-34-1500 g van 100% w/w CaCO3

Referenties

  1. Freebairn, D. M. Erosion control - some observations on the role of soil conservation structures and conservation. Nat. Res. Mgt. 7 (1), 8-13 (2004).
  2. Garcia-Orenes, F., Roldan, A., Mataix-Solera, J., Cerda, A., Campoy, M., Arcenegui, V., Caravaca, F. Soil structural stability and erosion rates influenced by agricultural management practices in a semi-arid Mediterranean agro-ecosystem. Soil Use and Mgt. 28, 571-579 (2012).
  3. Hass, H. J., Willis, W. O., Bond, J. J.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Bodemerosie en depositiebodemcarbonaatanalyseRTK GPS landmetinggemodificeerde drukcalcimeterbodemmonsteringsprotocoldetectie van hoogteverschillencalciumcarbonaatmetingeffecten van landbouwmaterieelbeheerveldlaboratoriummethodenruimtelijke patroonmapping

Gerelateerde artikelen