Desenvolvimento do solo tem sido tradicionalmente visto em termos de processos que ocorrem ao longo do centenário para escalas de tempo milenares 1. Acompanhamento dos solos que não tinha sido perturbado por usos intensivos, tais como a agricultura não era tipicamente consideradas importantes para a política ou de gestão preocupações sobre a escala de tempo de anos a décadas. No entanto, os solos recentes pesquisas têm mostrado que importantes características químicas do solo pode mudar em menos de uma década, muitas vezes o resultado de amplas mudanças ambientais dirigidos por consequências das actividades humanas como a poluição atmosférica e as alterações climáticas 2. No leste da América do Norte, amostragem de solo repetida está fornecendo informações valiosas sobre os efeitos da deposição ácida através de registros da mudança do solo em ambientes florestais. Em um esforço para apoiar e coordenar este trabalho, o solo do nordeste Monitoramento Cooperative (NESMC) foi formada em 2007 3. Este trabalho é parte do esforço contínuo da NESMC para proinformações vide que avança o uso de amostragem de solo repetido dos solos florestais como uma ferramenta valiosa para monitorar o nosso ambiente em mudança.
amostragem repetida tem sido utilizado para avaliar as mudanças de manipulações experimentais, mas o monitoramento de longo prazo dos solos florestais em resposta a factores ambientais é uma prática relativamente nova que não está bem documentado na literatura e só recentemente foi amplamente adotado pela comunidade científica. cepticismo passado foi devido em grande parte à visão de que a taxa de variação do solo era muito lenta para detectar na presença de variabilidade espacial alta (horizontal e vertical) típica dos solos florestais. Uma vez que a recolha de solo é destrutivo, de reamostragem pode ser feito apenas perto do local de amostragem original. Portanto, a variabilidade espacial no espaço 3-dimensional a partir do qual as amostras são coletadas devem ser devidamente quantificadas para detectar mudanças reais e evitar resultados que são um artefato do método de coleta. Além disso, o processo de amostragem do solo e análise química cria potenciais fontes de instabilidade de medição que podem mascarar alterações ou preconceito Resultados 4. Medição instabilidade não pode ser completamente removido, mas pode ser controlada de forma adequada com os protocolos adequados para produzir resultados com o mínimo de incerteza.
Projetando o estudo de monitorização do solo
monitorização do solo requer que amostras de solo são recolhidos várias vezes ao longo de um intervalo de tempo definido pelo investigador. Intervalos de tempo mais curtos diminuir o período de tempo necessário para detectar uma alteração estatisticamente, mas intervalos mais longos proporcionam mais possibilidades de mudanças de solo para ocorrer 4. Um intervalo de reamostragem de 5 anos é recomendado para equilibrar esses dois fatores, mas se o monitoramento está sendo feito para avaliar um driver específico, o intervalo deve ser definido com base na taxa de variação esperada do que o condutor 2. monitoramento sucesso dos solos florestais também requeremé que uma unidade de estudo ser definida dentro de uma área de terra florestada que foi selecionado para a monitorização do solo. amostragem repetida em vários locais no interior da unidade de estudo é utilizado para determinar se o solo da unidade de estudo que específico mudou ao longo do tempo. unidades de estudo adicionais podem ser seleccionados, mas cada um é estatisticamente analisados separadamente para avaliar se ocorreram alterações do solo. Os resultados estatísticos de múltiplas unidades de estudo pode, então, ser agrupados com o objectivo de análise regional, tal como demonstrado em Lawrence et al. 5. O tipo eo tamanho da unidade de estudo vai depender das questões de monitoramento a ser feitas e as seguintes considerações de projeto de estudo. A amostragem do solo dentro da unidade de estudo pode ser feito em localizações aleatórias ou numa grelha para obter amostras idênticas, enquanto a amostragem é feito em localizações suficientes para caracterizar a variabilidade de área da unidade de estudo sem enviesamento 4. A unidade de estudo localizada dentro de um único tipo de paisagem em relação à apresenta such como inclinação, posição hillslope, aspecto, vegetação, material de origem e drenagem tendem a ter menor variabilidade areal do que uma unidade de estudo que se estende por mais de um tipo de paisagem. Evitando viés de amostragem em cada coleção é necessária para permitir que os valores de poços amostrados em qualquer uma coleção para ser estatisticamente em comparação com os valores obtidos em coleções anteriores e futuras. À medida que o tamanho da unidade de análise aumenta, a variabilidade de área no interior da unidade de estudo também pode aumentar de factores tais como a vegetação ou declive alterações. Se as causas potenciais de variabilidade, tais como estas se tornem englobados dentro da unidade de estudo, os locais de amostragem adicionais serão necessários para caracterizar a possível variação em solos que podem ocorrer. Por conseguinte, o tamanho da unidade de estudo tem de ser determinado pelo investigador com base na variabilidade da área a ser considerada e os recursos disponíveis de projecto para os esforços de amostragem e de reamostragem.
Um critério fundamental para ser considereEd na localização da unidade de estudo é o potencial para futuros distúrbios indesejáveis do sítio. Deve haver algum nível de garantia de que as condições do local continuará a ser adequado para os objectivos de monitorização definidos para várias décadas ou mais. Por exemplo, uma unidade de estudo com o objetivo único de efeitos monitorização das alterações climáticas deve estar localizado em uma área onde o log não irá ocorrer em um futuro previsível.
A metodologia aqui descrito abrange a amostragem de uma unidade de estudo individual. unidades de estudo pode ser replicado dentro de um tipo de paisagem ou unidades de estudo podem ser adicionados para caracterizar tipos de paisagem adicionais dependendo dos objetivos e escopo do estudo, incluindo se o estudo envolve uma manipulação experimental. Um exemplo de um desenho de monitorização do solo é ilustrada na Figura 1. Dentro da área de interesse (região de Adirondack ocidental), seis unidades de estudo ter sido localizado. Neste caso, cada unidade de estudo é em grade em 25 de mesmo tamanhoparcelas. Cada parcela precisa ser grande o suficiente para fornecer um espaço adequado para pit escavação. Em terreno de sequeiro florestal do nordeste dos Estados Unidos e Canadá oriental, um espaço adequado para escavar um poço a uma profundidade de 1,2 m geralmente podem ser encontrados dentro de uma área de 10 m por 10 m. Assim, no nosso exemplo, a área total da unidade de estudo igual a 1,0 ha. Cada vez que a unidade de estudo é amostrado, um número escolhido de parcelas são selecionados aleatoriamente para amostragem. Se cinco parcelas idênticas, são selecionados aleatoriamente para amostragem em um intervalo de cinco anos, a unidade de estudo poderia ser monitorado por 25 anos. A área necessária para escavar e experimentar um pit variará entre as paisagens e deve ser levado em consideração na concepção de amostragem.
O grau de replicação dentro de uma unidade de estudo e a frequência de amostragem repetida irá variar dependendo das características de unidade de estudo, as perguntas feitas e da natureza dos distúrbios que são esperados. Com base em estudos de reamostragem do solo que têmdetectadas alterações com medições comumente utilizados em solos florestais, um intervalo de reamostragem de 5 anos e um mínimo de pontos de amostragem 5 replicar no interior de cada unidade de estudo são recomendados. Diminuição da frequência dos resampling e aumentando a amostragem replicação irá reforçar a capacidade de detectar mudanças.

Figura 1: Projeto Exemplo estudo Um desenho do estudo resampling generalizada.. Note-se que a unidade de estudo está localizada a evitar as áreas ribeirinhas de dois canais de fluxo. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Coleta de Amostras de solo - Informação de fundo
A recolha de amostras de solo deve ser feito durante a temporada, quando os solos tendem a ser seco, o que ocorre mais freqüentemente ema última parte do período de crescimento. Redefinindo neste momento, a consistência é também alcançada no que diz respeito a plantar fenologia, uma possível influência sobre as condições químicas do solo. A amostragem deve ser evitada durante ou imediatamente após fortes chuvas ou quando os solos são excessivamente molhada. Pelo menos um local dentro da unidade de estudo devem ser descritos e documentados na sequência do USDA Conservação dos Recursos Naturais Serviço (NRCS) livro de campo para descrever Solos 6, ou outros protocolos apropriados se na sequência de um sistema de classificação do solo utilizado fora os EUA O protocolo campo aqui fornecido segue o sistema e classificação dos EUA exige uma cópia do campo Livro NRCS para Descrevendo Solos no campo. O amostrador deve ter formação e experiência descrevendo e amostragem do tipo de solo que está sendo monitorado antes de implementar os protocolos de monitoramento do solo.
recolha do solo pode ser feito de uma variedade de maneiras, mas o uso de uma técnica repetível é cruciala monitorização das alterações do solo. A metodologia de campo devem ser registrados em um procedimento operacional padrão (SOP). Mudanças nos procedimentos de cobrança entre as amostragens devem ser evitados, mas quando isso não for possível, todos os detalhes devem ser documentados.
Os testes também deve ser feito para avaliar o potencial de polarização causada por alterações processuais. A amostragem pode ser realizado por horizonte onde (1) limites podem ser claramente identificados no campo e (2) horizontes são suficientemente espessas para remover o solo sem contaminação a partir de acima ou abaixo do horizonte. Quando estes critérios não forem cumpridos, a amostragem por intervalo de profundidade pode ser feito. Em qualquer amostragem, um cuidado especial deve ser tomado para evitar a mistura do solo do horizonte-orgânica rica superfície (geralmente O ou A) com o horizonte mineral superior (normalmente B ou E). Em alguns solos, alterações na textura e cor são facilmente visíveis através da interface organo-mineral, enquanto que em outros solos mudanças de cor pode ser mínimas alterações para texturais que reflectem diferenças em carbono concentração orgânica (C) deve ser invocado para identificar a localização do interface. Determinando esta interface de mudanças de textura pode ser difícil, mesmo para os cientistas experientes do solo. Verificação da interface de organo-mineral pode ser feito com a análise laboratorial da concentração de carbono (horizonte orgânica é definida pela concentração de carbono orgânico> 20% 7). Em alguns solos, o horizonte O pode ser inferior a 1 cm de espessura e pode ser muito fino para amostra. A amostragem por ambos horizonte e a profundidade dentro do mesmo perfil do solo pode ser eficaz no tratamento variações na distinção de espessuras de horizontes no interior desse perfil. Os horizontes ou profundidades a amostrar também será dependente dos objectivos do programa de monitoramento. alterações do solo nas camadas mais próximas à superfície foram mais comumente identificado que em camadas mais profundas, mas incluindo horizontes mais profundos ou intervalos de profundidade podem fornecer informações que são úteis na redução da incerteza dos resultados. Por exemplo, em uma amostragem inicial, um solo glaciar, fortemente lixiviado por deposição ácida, mostrou saturação de base a ser mínima no horizonte superior B, em seguida, aumenta com a profundidade. Em uma amostragem repetida, este padrão também deve ocorrer mesmo se as concentrações de camadas individuais mudar. Se um padrão diferente é observado na amostragem de repetição, existe uma forte possibilidade de que as duas amostras não foram feitas no solo comparável. Idealmente, a amostra deve ser recolhida durante a espessura horizonte cheio. No entanto, em horizontes excessivamente grossas integrando verticalmente coleta de amostras pode ser difícil ao longo de toda a espessura. Nesta situação, as amostras de igual volume podem ser recolhidos em intervalos igualmente espaçados a partir do fundo para o topo do horizonte. Se a amostragem não é feito ao longo da espessura do horizonte cheia, gravar o intervalo de profundidade de amostragem dentro desse horizonte.
Processamento de amostra de solo e Análise - Informação de fundo
O PROCESSO da remoção de uma amostra de solo a partir do perfil que altera amostra cortando as raízes, e causando alterações em factores tais como a temperatura, humidade, oxigénio e outras concentrações de gás. Portanto, algumas medições deve ser feito rapidamente sem a capacidade de preservar a amostra, tornando-os difíceis de usar em programas de controlo de longo prazo. No entanto, para medições mais comuns físicas e químicas, tais como a textura, a densidade, um total de C e de azoto (N) e as concentrações totais e metais permutáveis, a amostra depois de recolha secagem ao ar proporciona um método relativamente consistente para estabilizar a química antes da análise . Em quase todos os casos, as medições do solo são operacionalmente definido, refletindo tanto as condições do solo in situ, e as consequências da coleta de amostras, preparação e análise empregado. Artefatos são minimizados pela seleção dos melhores métodos para as metas do programa e da coerência na metodologia ao longo do tempo. Uma vez seca, ainda mais c Hanges na amostra de solo são minimizados, e com a maior parte da humidade removida, a amostra pode ser peneirado para romper os torrões e remover os fragmentos de pedra e de raízes. Estes passos permitir a amostra a ser homogeneizada antes de subamostragem para análise química. Assim como a coerência dos métodos de recolha e processamento de amostras deve ser mantida ao longo do tempo, o potencial de viés a partir da análise química também deve ser controlada. Documentação do procedimento operacional padrão (SOP) para a análise química usada cada vez que as amostras são coletadas e analisadas é essencial e, idealmente, a mesma SOP é usado para todas as coletas de amostras. O sucesso da análise química tem de ser verificadas com um programa de controlo de qualidade que envolve o uso de amostras de referência internos e amostras de intercâmbio entre laboratórios, bem como os procedimentos de controlo de qualidade interno padrão. Para obter informações sobre a comparabilidade dos métodos de análise química comumente usados ver Ross et al. 8.
ntent "> Quando reamostragem é feito ao longo de cinco a intervalos de dez anos, algumas mudanças são prováveis de ocorrer em um ou mais aspectos da análise química como a SOP, instrumentação de laboratório, pessoal de laboratório, ou o laboratório fazer a análise. Esses fatores criar a possibilidade de viés analítico entre as coleções. para controlar o viés analítico, partes não utilizadas de amostras de cada coleção deve ser arquivada para uso futuro. as amostras da colecção anterior pode ser analisado com as amostras recém-colhidas, e comparando os dados, os possibilidade de viés analítico pode ser abordada. Esta abordagem é baseada no pressuposto de que mudanças químicas não ocorrem na amostra arquivados durante o período de armazenamento. Perda de peso por ignição e as concentrações de bases trocáveis, Al trocável, o total de C e N total foi demonstrado que ser estável em vários estudos que se estenderam até 30 anos
9-11. no entanto, o armazenamento de solos secos ao ar tenha sido mostrado para reduzir o pH do solo 12 e óxidos de manganês
13. A massa de solo recolhido de cada horizonte ou intervalo de profundidade deve ser suficiente para completar um conjunto completo de química análises planeadas mais massa adicional de pelo menos quatro conjuntos de análises no futuro. Uma variedade de métodos têm sido utilizados para arquivar amostras de solo. O método descrito aqui segue os procedimentos de armazenamento usados pelo New York State Museum.