Summary
Wiederholte Entnahme von Bodenproben hat ein effektiver Weg erwiesen, um Waldboden Wechsel über Jahre und Jahrzehnte zu überwachen kürzlich. Um seine Verwendung zu unterstützen, ein Protokoll vorgestellt, um die neuesten Informationen über den Boden Resampling Methoden synthetisiert in der Konzeption und Umsetzung von erfolgreichen Bodenbeobachtung zu unterstützen.
Introduction
Bodenentwicklung wurde traditionell in Prozessen betrachtet , die 1 bis tausendjährigen Zeitskalen Ort über hundertjährige nehmen. Überwachung von Böden, die durch intensive Anwendungen wie Landwirtschaft gestört hatte, war nicht in der Regel als wichtig für die Politik oder Verwaltung Bedenken auf der Zeitskala von Jahren bis Jahrzehnten nicht. Jüngsten Böden Forschung hat jedoch gezeigt , dass wichtige chemische Bodeneigenschaften in weniger als einem Jahrzehnt ändern können, oft das Ergebnis einer breiten Umweltveränderungen durch Folgen menschlicher Aktivitäten getrieben wie Luftverschmutzung und Klimawandel 2. Im östlichen Nordamerika, wiederholte Entnahme von Bodenproben liefert wertvolle Informationen über die Auswirkungen der sauren Ablagerung durch Aufzeichnungen von Bodenveränderung in bewaldeten Einstellungen. In dem Bemühen , diese Arbeit zu unterstützen und zu koordinieren, die nordöstliche Bodenmonitoring Cooperative (NESMC) wurde im Jahr 2007 3 gebildet. Dieses Papier ist Teil der kontinuierlichen Bemühungen der NESMC zu Pro istvide Informationen, die für die Überwachung unserer sich verändernden Umgebung die Verwendung wiederholter Entnahme von Bodenproben von Waldböden als wertvolles Werkzeug vorrückt.
Wiederholte Probenahme wurde verwendet, um aus experimentelle Manipulationen Veränderungen zu bewerten, sondern langfristige Überwachung von Waldböden in Reaktion auf Umwelt Treiber ist eine relativ neue Praxis, die nicht in der Literatur gut dokumentiert und wurde erst vor kurzem von der wissenschaftlichen Gemeinschaft im Großen und Ganzen umarmte. Vergangenheit Skepsis war zu einem großen Teil auf die Ansicht durch, dass die Rate der Bodenveränderung zu langsam war in Anwesenheit der hohen räumlichen Variabilität (horizontal und vertikal) typisch für Waldböden zu erkennen. Da die Sammlung von Boden destruktiv ist, Resampling kann nur in der Nähe der ursprünglichen Entnahmestelle erfolgen. Daher räumliche Variabilität innerhalb der 3-dimensionalen Raum, von dem Proben gesammelt werden müssen richtig realen Veränderungen quantifiziert werden, zu erkennen und zu vermeiden, Ergebnisse, die ein Artefakt des Sammelverfahrens sind. Darüber hinaus schafft das Verfahren der Entnahme von Bodenproben und der chemischen Analyse mögliche Quellen von Mess Instabilität, die Änderungen maskieren oder Bias ergibt 4. Mess Instabilität kann nicht vollständig entfernt werden, kann aber ausreichend mit den richtigen Protokolle gesteuert werden Ergebnisse mit minimalen Unsicherheit zu erzeugen.
Entwerfen der Bodenbeobachtung Studie
Bodenüberwachung erfordert, dass Bodenproben wiederholt über ein Zeitintervall vom Prüfer definiert gesammelt werden. Kürzere Zeitintervalle die Zeitdauer verringern benötigt , um statistisch eine Veränderung erkennen, aber längere Intervalle mehr Gelegenheit für Bodenveränderungen 4 auftreten. A Resampling Intervall von 5 Jahren empfohlen , diese beiden Faktoren auszugleichen, aber wenn die Überwachung eines spezifischen Fahrers zu bewerten getan wird, sollte das Intervall auf der Grundlage der Änderungsrate in diesem Treiber 2 erwartet eingestellt werden. Erfolgreiche Überwachung von Waldböden erfordern auchs, dass eine Studie Einheit innerhalb eines Bereichs von bewaldete Fläche definiert werden, die für die Bodenüberwachung ausgewählt wurde. Wiederholte Probenahme an mehreren Stellen innerhalb des Untersuchungseinheit wird verwendet, um festzustellen, ob der Boden dieser speziellen Studie Einheit hat sich im Laufe der Zeit verändert. Zusätzliche Studieneinheiten können ausgewählt werden, aber jeder ist statistisch separat analysiert, um zu beurteilen, ob Bodenveränderungen aufgetreten sind. Statistische Ergebnisse mehrerer Studie Einheiten können dann zum Zwecke der regionale Analyse gruppiert werden, wie in Lawrence et al. 5. Die Art und die Größe der Studie Einheit hängt von den Überwachungs Fragen gestellt werden und die folgenden Studiendesign Überlegungen. Bodenproben in der Lerneinheit können an beliebigen Stellen oder auf einem Raster durchgeführt werden , so lange zu erhalten , Wiederholungsproben wie die Abtastung an genügend Stellen durchgeführt wird , um die Flächen Variabilität der Studie Einheit ohne Bias 4 zu charakterisieren. Eine Studie Einheit innerhalb einer einzelnen Landschaftstyp hinsichtlich gelegen bietet such als Steigung, Hanglage, Aspekt, Vegetation, Ausgangsmaterial und Entwässerung wird dazu neigen, weniger Flächen Variabilität als eine Lerneinheit zu haben, die mehr als einen Landschaftstyp umfasst. Vermeiden von Stichprobenverzerrung in jeder Sammlung wird benötigt, um die Werte von den Gruben in einem Sammlung abgetastet zu ermöglichen, werden statistisch im Vergleich zu den in früheren und zukünftigen Kollektionen erhaltenen Werte. Da die Größe der Studieneinheit ansteigt, kann die flächige Variabilität innerhalb der Studie Einheit auch von Faktoren wie Vegetation oder Steigungsänderungen erhöhen. Wenn mögliche Ursachen der Variabilität wie diese werden im Rahmen der Studie Einheit umfasst, zusätzliche Entnahmestellen werden benötigt, um die mögliche Variabilität in Böden zu charakterisieren, die auftreten können. Daher muss die Größe der Studie Einheit durch die auf die Variabilität des Gebiets anhand Ermittler bestimmt werden in Betracht gezogen und das Projekt zur Verfügung stehenden Mittel für die Bemühungen Probenahme und Resampling.
Ein wichtiges Kriterium zu berücksichtigened in der Studie Lokalisierungseinheit ist das Potential für zukünftige unerwünschte Website Störungen. Es sollte ein gewisses Maß an Sicherheit, dass Standortbedingungen werden für die definierten Überwachungsziele für mehrere Jahrzehnte oder mehr geeignet sein. Zum Beispiel sollte eine Studie Einheit mit dem einzigen Ziel der Effekte zur Überwachung des Klimawandels in einem Gebiet befinden, in dem die Protokollierung nicht in absehbarer Zeit eintreten wird.
Die Methodik hier beschrieben umfasst die Abtastung eines einzelnen Studieneinheit. Studieneinheiten können in einem Landschaftstyp repliziert werden können oder studieren Einheiten hinzugefügt werden, um zusätzliche Landschaftstypen zu charakterisieren abhängig von den Zielen und dem Umfang der Studie, einschließlich, ob die Studie eine experimentelle Manipulation beinhaltet. Ein Beispiel für eine Bodenüberwachung ist in Abbildung 1 dargestellt. Im Bereich von Interesse (westlichen Adirondack Region), sechs Studieneinheiten angesiedelt. In diesem Fall wird jede Lerneinheit in 25 gleich große gerastertParzellen. Jede Parzelle muss groß genug sein, um einen Raum zu schaffen, geeignet für Grube Ausgrabung. In bewaldeten Hochland Gelände der Nordosten der USA und im Osten Kanadas, eine geeignete Raum eine Grube bis zu einer Tiefe von 1,2 m ausheben kann in der Regel innerhalb von 10 m um 10 m-Bereich. Daher ist in diesem Beispiel entspricht die Gesamtfläche der Studie Einheit 1,0 ha. Jedes Mal, wenn die Lerneinheit abgetastet wird, werden eine ausgewählte Anzahl von Parzellen zufällig als Stichprobe ausgewählt. Wenn fünf Wiederholungs Plots zufällig für die Probenahme auf einem Fünf-Jahres-Intervall ausgewählt werden, könnte die Studie Einheit seit 25 Jahren überwacht werden. Die benötigte Fläche ausheben und eine Grube Probe wird unter Landschaften variieren und müssen in Betracht in den Stichprobenplan entnommen werden.
Der Grad der Replikation innerhalb einer Lerneinheit und die Häufigkeit wiederholter Probenahme wird in Abhängigkeit von den Studieneinheit Eigenschaften variieren, wobei die gestellten Fragen und die Art der Störungen, die zu erwarten sind. Basierend auf Studien Boden Resampling, das habenerfassten Änderungen mit Messungen in Waldböden häufig verwendet werden, sind ein Resampling-Intervall von 5 Jahren und ein Minimum von 5 Wiederholungsprobenahmestellen innerhalb jeder Lerneinheit empfohlen. Eine Verringerung der Häufigkeit von Resampling und die Erhöhung der Replikation Abtasten wird die Fähigkeit zu erkennen, Veränderungen zu stärken.
Abbildung 1: Beispiel Studiendesign Eine verallgemeinerte Resampling Studiendesign.. Beachten Sie, dass die Studie Einheit befindet sich die Anliegerbereiche zweier Strömungskanäle zu vermeiden. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Bodenprobenentnahme - Hintergrundinformationen
Die Sammlung von Bodenproben sollten während der Saison durchgeführt werden, wenn Böden trocken sein neigen, die am häufigsten auftritt, inDer letzte Teil der Vegetationsperiode. Durch das Resampling zu diesem Zeitpunkt wird die Konsistenz auch im Hinblick auf Pflanzenphänologie, einen möglichen Einfluss auf die Boden chemischen Bedingungen erreicht. Die Probenahme sollte während oder unmittelbar nach starken Regenfällen oder wenn die Böden sind sehr nass vermieden werden. An mindestens einer Stelle innerhalb der Lerneinheit sollte für die Beschreibung Böden 6 oder andere geeignete Protokolle nach dem USDA Erhaltung natürlicher Ressourcen Service (NRCS) Feldbuch beschrieben und dokumentiert werden , wenn ein Bodenklassifikationssystem außerhalb der USA folgt das Feld verwendet folgende Protokoll hierin bereitgestellten das Klassifizierungssystem der USA und erfordert eine Kopie des NRCS Feldbuch für Böden im Bereich beschreiben. Der Sampler sollte Ausbildung und Erfahrung zu beschreiben und Abtasten der Bodentyp, bevor die Bodenüberwachung Protokolle überwacht die Umsetzung.
Bodensammlung kann auf verschiedene Arten erfolgen, aber die Verwendung einer wiederholbaren Technik ist entscheidendIn den Bodenveränderung zu überwachen. Das Feld Methodik sollte in einem Standardverfahren (SOP) aufgezeichnet werden. Änderungen in der Erhebungsverfahren zwischen Samplings sollte vermieden werden, aber wenn das nicht möglich ist, müssen alle Details zu dokumentieren.
Die Tests sollten auch durch Verfahrensänderungen verursacht das Potential für Bias zu bewerten durchgeführt werden. Die Probenahme kann durch Horizont erfolgen, in denen (1) Grenzen deutlich auf dem Gebiet identifiziert werden und (2) Horizonte sind ausreichend dicken Boden zu entfernen, ohne Kontamination von Horizont oben oder unten. Sind diese Kriterien nicht erfüllt sind, kann Probenahme durch Tiefenintervall durchgeführt werden. In jedem Probenahme muss besondere Sorgfalt Misch Boden von der Oberfläche organisch-reichen Horizont zu vermeiden (in der Regel O oder A) mit dem obersten Mineral Horizont (in der Regel B oder E). In einigen Böden, Veränderungen in Struktur und Farbe gut sichtbar über die organisch-mineralischen Grenzfläche, während in anderen Böden Farbänderungen minimal werden kann, um strukturelle Veränderungen, die di widerspiegelnfferences in organischem Kohlenstoff (C) Konzentration muss Verlass die Lage der Grenzfläche zu identifizieren. diese Schnittstelle von strukturellen Veränderungen Bestimmung kann für erfahrene Bodenkundler schwierig, auch sein. Die Überprüfung der organisch-mineralischer Schnittstelle kann mit Laboranalyse der Kohlenstoffkonzentration (organische Horizont wird von organischen Kohlenstoffkonzentration> 20% 7 definiert) erfolgen. In einigen Böden kann der O Horizont weniger als 1 cm dick und kann zu dünn zu probieren sein. Sampling sowohl von Horizont und Tiefe innerhalb des gleichen Bodenprofil kann bei der Bewältigung Variationen in der Deutlichkeit der Dicken von Horizonte innerhalb dieses Profils wirksam sein. Die Horizonte oder Tiefen werden auch abhängig von den Zielen des Überwachungsprogramms werden abgetastet. Bodenveränderungen in Schichten näher an der Oberfläche mehr wurden als in tieferen Schichten allgemein identifiziert, aber einschließlich tieferen Horizonten oder Tiefenintervalle können Informationen liefern, die bei der Verringerung der Unsicherheit der Ergebnisse hilfreich. Zum Beispiel in einer ersten Probenahme ein vergletscherten Boden, stark durch saure Ablagerung ausgelaugt, zeigte Basensättigung gering wie möglich zu sein, in der oberen B-Horizont dann mit der Tiefe zunehmen. Bei einer wiederholten Probenahme, sollte dieses Muster auch dann, wenn Konzentrationen einzelner Schichten ändern auftreten. Wenn ein anderes Muster in der Wiederholungsprobennahme beobachtet wird, gibt es eine starke Möglichkeit, daß die beiden Abtastungen nicht in vergleichbaren Böden durchgeführt wurden. Idealerweise sollte die Probe über die volle Horizont Dicke gesammelt werden. in zu dicken Horizonte jedoch vertikal Probensammlung Integration kann schwierig sein, über die gesamte Dicke. In dieser Situation Proben mit gleichem Volumen kann bei gleichen Abständen von der Unterseite zur Oberseite des Horizonts gesammelt werden. Wird die Probenahme nicht über die gesamte Horizont Dicke getan wird, notieren Sie die Intervall Probentiefe in diesem Horizont.
Bodenprobenaufbereitung und Analyse - Hintergrundinformationen
die process einer Bodenprobe aus dem Profil entfernen ändert, dass die Proben Wurzeln durch Abtrennen und verursacht Veränderungen in Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Sauerstoff und anderen Gaskonzentrationen. Daher müssen einige Messungen schnell, ohne die Fähigkeit getan werden, um die Probe zu erhalten, dass sie schwer in Langzeit-Monitoring-Programme zu verwenden. Doch für die meisten gemeinsamen physikalischen und chemischen Messungen wie Textur, Schüttdichte, Gesamt C und Stickstoff (N), und die Konzentrationen der gesamten und austauschbaren Metallen, Lufttrocknen der Probe nach der Entnahme eine relativ konsistente Methode für die Chemie vor der Analyse Stabilisierungs . In fast allen Fällen werden die Messungen Boden operativ definiert, sowohl die Bedingungen des Bodens in situ reflektieren, und die Folgen der Probenentnahme, Vorbereitung und beschäftigt Analyse. Artefakte werden durch die Auswahl der besten Methoden für die Ziele des Programms und die Konsistenz der Methodik im Laufe der Zeit minimiert. Einmal getrocknet, weiter c Hanges in der Bodenprobe werden minimiert, und der größte Teil der Feuchtigkeit entfernt wird, kann die Probe gesiebt werden Schollen aufzubrechen und Stein und Wurzelreste zu entfernen. Diese Schritte ermöglichen die Probe homogenisiert werden, bevor für die chemische Analyse zur Unterabtastung. So wie die Konsistenz der Probensammlung und Verarbeitungsmethoden im Laufe der Zeit aufrechterhalten werden muss, Potentialvorspannung aus der chemischen Analyse muss auch kontrolliert werden. Die Dokumentation der Standardarbeitsanweisung (SOP) für die chemische Analyse verwendet, um jede Zeitproben gesammelt und analysiert wesentliche und idealerweise wird die gleiche SOP für alle Probensammlungen verwendet werden. Der Erfolg der chemischen Analyse muss mit einem Qualitätssicherungsprogramm überprüft werden, die die Verwendung von internen Referenzproben und Interlabor-Austausch Proben, sowie Standard-interne Qualitätskontrollverfahren beinhaltet. Informationen zur Vergleichbarkeit der häufigsten chemischen Analysemethoden siehe Ross et al. 8.
ntent "> Wenn über fünf bis zehn Jahre Abständen durchgeführt wird Resampling, sind einige Änderungen wahrscheinlich in einen oder mehrere Aspekte der chemischen Analyse auftreten wie die SOP, Laborinstrumente, Laborpersonal, oder das Labor die Analyse zu tun. Diese Faktoren schaffen die Möglichkeit, analytische Vorspannung zwischen den Sammlungen. Um analytische Bias steuern, ungenutzte Teile von Proben aus jeder Sammlung sollte für die zukünftige Verwendung archiviert werden. die Proben aus der vorherigen Kollektion können mit den neu gesammelten Proben analysiert werden, und Daten durch einen Vergleich, die Möglichkeit der analytischen Bias angesprochen werden können. Dieser Ansatz basiert auf der Annahme, dass chemische Veränderungen in der archivierten Probe während der Lagerzeit nicht auftreten. Loss-on-Zündung und die Konzentrationen von austauschbaren Basen, austauschbar Al, insgesamt C und gesamt-N wurden in verschiedenen Studien als stabil gezeigt , die 9-11. Allerdings bis 30 Jahre verlängert haben, die Lagerung von luftgetrocknetem Böden wurde Bodens pH gezeigt abzusenkenProtocol
1. Studie Einheit Auswahl und Beschreibung
- Suchen Sie eine Waldfläche mit den für die Überwachung der gewünschten Eigenschaften. Legen die Grenzen der Studie Einheit in diesem Bereich, so dass (1) der Studie Einheit ist repräsentativ für die überwachenden Bereich, und (2) dass der Bereich groß genug ist, die geplante Probenahme und resamplings aufzunehmen, aber nicht so groß dass eine übermäßige Menge an replicate Pits erforderlich, um die Variabilität innerhalb der Einheit darzustellen.
- Zeichnen Sie die Lage des Untersuchungseinheit mit einem globalen Positionierungssystem (GPS) -Einheit. Notieren Sie sich die Mitte und Ecken, wenn die Lerneinheit rechteckig ist, oder in der Mitte und an den Enden senkrechten Durchmesser, wenn die Lerneinheit kreisförmig ist. Die Bilanz geschrieben Punktkoordinaten auf einem Feld Form, zusätzlich sie elektronisch in das GPS-Gerät zu speichern. Wenn zulässig, markieren Schlüsselstellen mit permanentem Monumente wie einer Eisenstange.
- Notieren Sie sich die Steigung von Beflaggung hängen oder eine andere Markierung auf Augen level an der Studie Einheit Zentrum und an der niedrigsten Höhe Rand Studienort. Messen Sie die Steigung mit einem Neigungsmesser aus (1) der höchsten Erhebung Rand der Studie Einheit an der Studie Einheit Zentrum (Hang) und (2) von der Studie Einheit Zentrum auf den niedrigsten Rand (Piste). Notieren Sie sich die Kompassmessung entlang der vorherrschenden Bergabrichtung (Steigung Aspekt) von der höchsten Erhebung Kante der Studie Einheit.
- Notieren Sie sich die Hanglage als Gipfel, Schulter, backslope, footslope oder toeslope wenn das Untersuchungsgebiet auf einem Hang ist, oder flache Ebene, wenn die Lerneinheit in einem Bereich geringer Erleichterung ist. Siehe Seiten 1-7 und 1-10 in Shoeneberger et al. 6 Identifizierung der Hanglage zu überprüfen.
- Identifizieren Sie die dominanten Pflanzenarten durch vertikale Schichten. Zum Beispiel, nehmen Sie die dominanten Kräuterarten im Unter unter 1 m, die dominierenden Spezies Bäumchen größer als 1 m, aber nicht die Haube zu erreichen, und die dominierenden Baumarten in den Baldachin (jene, die die Top-o erreichenf der Haube). Wie die Schichten zu definieren, hängt von der Art des Waldes hängen gearbeitet. Nehmen Sie ein digitales Foto des Unterholz von der niedrigsten Höhe Rand der Studie Einheit sucht upslope und von der höchsten Erhebung Rand suchen Bergab.
- Wählen Sie Standorte für Gruben, Landoberflächen vermieden werden, die innerhalb der ausgewählten Studie Einheit von untergeordneter Bedeutung sind und daher nicht repräsentativ für die Lerneinheit. Vermeiden Sie auch Landflächen, wo Probenahmeverfahren nicht möglich sind, weil von mehrjährigen Nässe, übermäßige Felsen an oder nahe der Oberfläche oder übermäßige Dichte von Bäumen oder einer Bedingung, die im Widerspruch zu den Zielen des Bodenüberwachung Projekt.
2. Aushub und Profilbeschreibung
- Legen Sie eine Plane (ca. 10 ft von 12 ft oder 3,1 m 3,7 m) in der Nähe der Stelle, wo eine Grube ausgehoben werden soll. Wählen Sie eine Seite der geplanten Grube (upslope Seite, wenn möglich) von Trampeln und Kontamination während der Grube diggi zu schützenng durch Abdecken mit Plastikmüllsack oder etwas ähnliches (Abbildung 2). Diese Seite wird dann für die Profilbeschreibung und Probenahme verwendet werden.
Abbildung 2:.. Completed Grube Erdaushub Grube Ausgrabung des entfernten Mineralboden und intakte Waldboden auf einer Plane zeigt Aufstellungsortstörung zu minimieren, zusammen mit Stiften Horizonte auf der Grube Gesicht Kennzeichnung Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
- Beginnen Sie mit der Grube Aushub durch den Waldboden zu entfernen (O-Horizont) mit der Schaufel. Wenn möglich, den Waldboden intakt und Ort, an dem es nicht mit Mineralboden aus der Grube entfernt gemischt werden wird. Excavate die Grube mit kleinstem Raum möglich (in der Regel ca. 0,5 t o 1 m 2) , bis die gewünschte Tiefe durch das Überwachungs Design bestimmt zu erreichen.
- Bereiten Sie eine vertikale Grube Gesicht zur Beschreibung und Probenahme durch leicht nach unten mit einer Hand Kelle Schaben losen Schmutz zu entfernen aus der Grabung zur Folge hat. Prune Wurzeln mit der Hand snippers, wo nötig.
HINWEIS: Wenn übermäßige Felsen oder Wurzeln der Räumung einer Grube Gesicht für die Beschreibung und Probenahme ausschließen oder die gewünschte Tiefe erreicht, kann die Grube etwas werden müssen ausgebaut. - Record (in einem Feld Notebook oder elektronische Aufnahmegerät) irgendwelche Beobachtungen von Wasser in die Grube aus einer Grube Gesicht sickert oder der Boden der Grube.
- Optisch bewerten von oben nach unten für Unterschiede in Farbe, Textur und Struktur der Grube Gesicht. Entfernen Sie kleine Mengen der unterschiedlichen Boden- und Platz nebeneinander auf einem weißen Blatt Papier (wie die Rückseite der Feldform) bei der Identifizierung von Horizont Grenzen zu unterstützen, wie in Abbildung 3 gezeigt.
Abbildung 3:. Probenentnahmetechnik Gebrauchte Technik Boden aus der Grube Gesicht zu entfernen. Sind Proben von unterschiedlichen Farben auch aus der Grube Gesicht ausgerichtet , um zu helfen , zu identifizieren Horizont Grenzen entfernt ist. Bitte hier klicken um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abb . 4:. Beispiel Horizont Ausdruck Ein Bodenprofil mit Horizont Grenzen , die Unterscheidbarkeit Klassen abrupter oder klar und Topographie haben , die glatt oder gewellt Bitte klicken Sie hier eine größere Version dieses figu anzuzeigenRe.
Abbildung 5: Beispiel für Horizont Ausdruck Ein Bodenprofil mit Horizont Grenzen , die Unterscheidbarkeit Klassen klar oder schrittweise und Topographie, die wellig oder unregelmäßig ist.. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
- Notieren Sie die Horizont Bezeichnungen folgenden Seiten 2-2 bis 2-5 des NRCS Feldbuch 6.
- Mark horizon Grenzen mit T - förmigen Stifte oder ähnliche Objekte (2, 4, 5). Nehmen Sie ein digitales Foto des Profils mit Horizont Marker und ein Band an Ort und Stelle zeigt Skala.
- Messen und die Tiefe von der Oberseite und Unterseite jeder Horizont mit einem metrischen Bandes relativ zur Grenzfläche zwischen der Luft und Bodenoberfläche aufzuzeichnen. Notieren Sie sich die Unterscheidbarkeit Klasse und Topographie - Code für die Grenzen jedes Horizont folgenden Seiten 2-6 bis 2-7 des NRCS Feldbuch 6.
- Notieren Sie die Farbe jedes Horizont der Munsell Soil Color Book mit folgenden Seiten 2-8 bis 2-11 des NRCS Feldbuch 6.
- Für jeden Horizont, notieren Sie die Texturklasse (Seiten 2-36 bis 2-37), Strukturtyp (Seiten 2-52 bis 2-54) und visuell die Grube Gesicht inspizieren eine grobe Schätzung der Menge an Steinen zu machen (wie Prozent Volumen den Anweisungen in der NRCS Feldbuch 6 ff). Auch für jeden Horizont an, ob Feinwurzeln (<2 mm Durchmesser) sind reichlich vorhanden, häufig nur wenige oder gar keine.
3. Probenentnahme
- Wählen Sie die Horizonte und / oder Tiefen abgetastet auf der Grundlage der Studie Design und Anforderungen werden.
HINWEIS: Sammeln von Horizont, wenn: (1) Grenzen deutlich auf dem Gebiet identifiziert werden, und (2) Horizonte sind ausreichend dick, so zu entfernen,il ohne Kontamination von Horizont oben oder unten. Sammeln von Tiefenintervall, wenn: (1) Horizont Grenzen zu dünn sind, zu probieren, oder (2) Horizont Grenzen sind unregelmäßig und oder gebrochen. - Sammeln Sie die Erde aus den ausgewählten Horizonte oder Tiefenintervallen, mit dem tiefsten Probe beginnt und nach oben zu arbeiten. Um die Probe aus der Grube Gesicht zu entfernen, legen Sie die Gartenarbeit Kelle in der Nähe der Unterseite der Schicht, die abgetastet wird. Dann legen Sie eine flache Kelle über der Gartenarbeit Kelle , den Boden zu lockern , so dass es mit dem Boden Kelle (Abbildung 3) entfernt werden.
HINWEIS: Die Masse der Erde gesammelt haben, sollten die Gesamtmasse durch die geplante Chemikalie erforderlich gleich analysiert und die Masse für die Archivierung benötigt (mindestens vier weitere komplette Analysen). - Prüfmuster in verschließbaren Plastikbeutel und Doppelbeutelproben, wenn Böden sind steinig. Für beide Horizont und Tiefe Probenahme, sammeln Boden über die Breite der Grube Gesicht , wo der Horizont abgetastet werden kann (dhwo der Horizont dick genug ist, zu probieren und Felsen und Wurzeln nicht auftreten).
- Beschriften Sie die Probenbeutel mit Studieneinheit, Datum, Grube Identifikation, Horizont oder Tiefenintervall, und Sampler Namen.
- Sobald Probenahme abgeschlossen ist, Verfüllung der Grube mit dem Mineralboden und grobe Fragmente. Legen Waldboden auf dem Mineralboden, um das organische Material so intakt wie möglich zu halten. Notieren Sie den Speicherort der Grube in Bezug auf die Lerneinheit Denkmal (Abstand und Aspekt).
- Excavate zusätzliche Gruben innerhalb des Untersuchungseinheit, die Replikation in den Stichprobenplan genannt zu liefern. An jeder Grube, wiederholen Sie die Schritte 2.1 bis 2.8, und wenn Profilbeschreibungen auf allen Gruben erforderlich sind, auch Schritte 2-9 bis 2-11 folgen. Dann sammeln die Proben folgenden Schritte 3.1 bis 3.5.
4. Probenverarbeitung
- Innerhalb von 24 Stunden für die Sammlung, gießen Proben aus den Plastiktüten in Pfannen, die Lufttrocknung der Proben erleichtert. Air-dry bei etwa Raumtemperatur in einem sicheren Ort, der von der Luft getragenen Verunreinigungen, wie Staub, geschützt ist. Mischen Sie die Proben in den Pfannen alle paar Tage, je nach Feuchtigkeit. Überprüfen Sie jede Probe für visuelle und taktile Hinweise auf Trockenheit zu bestimmen, ob Lufttrocknung vor der Fertigstellung ist.
- Überprüfen Sie die Beendigung der Lufttrocknung von Teilproben mit einem Gewicht (etwa 5 g) aus verschiedenen Proben (mindestens 3). Dann otro diese Teilproben für 24 h (organischen Boden bei 60 ° C; Mineralboden bei 105 ° C), getrocknet und erneut gewogen. Berechnen der Masse Feuchtigkeit durch Trocknen als Prozent der Gesamtmasse verloren (Boden und Feuchtigkeit) vor dem Trocknen.
- Nach 2 Tagen Wiederholung Schritt 4.2 und die Feuchtigkeit aus dem ersten Ofentrocknung, der in der zweiten Ofentrocknung verloren verloren vergleichen. Wenn die Feuchtigkeit in jeder Ofentrocknung verloren innerhalb 2 Prozent ist, kann der Boden luftgetrocknet angesehen werden. Sobald Lufttrocknung abgeschlossen ist, Platz Proben in Plastiktüten, die nach dem Austreiben so viel Luft abgedichtet werden kann alsmöglich.
- Um grobe Fragmente und Wurzeln zu entfernen, Sieb alle gesammelten Boden. Führen Sie die organischen Proben durch ein Sieb mit einer Öffnung von etwa 4-6 mm; Mineralbodenproben durch ein Sieb passieren mit einer Öffnung von 2 mm. Zusätzliche Siebung durch kleinere Öffnungen können für spezifische chemische Analysen erforderlich. Für Resampling, stellen Sie sicher, dass das Siebprozedur der der vorherigen Abtastung entspricht.
ACHTUNG: Die Leute, die Siebung tun sollten durch das Einatmen von Staub entweder durch Sieben in einer Abzugshaube oder das Tragen eines Nationalen Instituts für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (NIOSH) genehmigt N95 Particulate Atemschutzmaske Respirator geschützt werden.
5. Chemische Analysen
- Wählen chemischen Analyseverfahren , die mit denen im Einklang stehen in ähnlicher Waldböden, wie sie in Ross et al verwendet wird. 8. Die US Environmental Protection Agency Bodenmethodenhandbuch 14 bietet auch ein Kompendium der Methodendass auch weiterhin gemeinsam für die Analyse von Waldböden verwendet werden. Bei Abweichungen notwendig sind, muss die Vergleichbarkeit der Daten überprüft werden. Stellen Sie sicher, dass die SOP vollständig für jede Analyse dokumentiert ist.
- Fügen Referenzbodenproben mit ähnlichen Eigenschaften wie Bodenproben in das Überwachungsprogramm in allen Analyse Chargen gesammelt Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Auch sind Proben von Interlabor Austausch 8 Vergleichbarkeit der Daten mit anderen Laboratorien zu bestimmen.
6. Archivierung Bodenproben
- Archiv der Boden, bleibt nach der chemischen für die zukünftige Verwendung analysiert. Wählen Sie die Masse der Erde gespeichert werden auf der Basis von (1), wie viel Boden für die vollständige Suite von Messungen verwendet wurde, (2) die erwartete Anzahl von Zeiten Proben werden in der Zukunft erneut analysiert werden, und (3) zur Verfügung Lang Begriff Stauraum.
- Mit einem Permanent-Marker, schreiben Sie die folgenden Informationen auf einer geeigneten Größe Zinn binden (verdrehbaren Draht an die ba befestigtg zum Abdichten) Poly ausgekleidet Papiertüte: (1) Probenidentifikationsinformationen einschließlich Horizont oder Tiefe Schritt, (2) Siebgröße, (3) Datum gesammelt, und (4) die notwendigen Labor Informationen wie Probenseriennummer.
- Wiegen und die Masse des Bodens aufnehmen, die für jede Probe archiviert wird, und legen Sie in der Dose Krawatte Tasche. Legen Sie die Zinn binden Tasche in einer geeigneten Größe Plastikbeutel (Abbildung 6).
Abb . 6:. Bodenproben verpackt für die Archivierung von Innenverpackung von archivierten Bodenproben Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
- Speichern die Beutel in Kartons Aufbewahrungsbehälter konfiguriert ist, um den verfügbaren Regal (wie das Verfahren in F gezeigtild 7. Beschriften Sie die Box mit Angaben zu den Proben innerhalb von Proben zu ermöglichen , effizient entfernt werden. Halten Sie den Archivraum bei einer stabilen Temperatur.
Abbildung 7:.. Exampling oder archivierten Regalplatzsparend Regale der archivierten Bodenproben Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
- Speichern Sie Informationen zu jedem archivierten Probe in einer digitalen Datenbank, die sich routinemäßig unterstützt wird. Umfassen (1) Probenidentifikation, (2) jedes Datum, das die Probe analysiert wurde, (3) das Labor, in dem die Probe analysiert wurde, (4), die an jedem Tag durchgeführt Analysen, (5) die Masse der Probe verbleibenden (update dies jedes Mal, wenn ein Teil der Probe für die Analyse entfernt wird), und (6)der Name der Institution mit Depot Verantwortung für die archivierten Proben.
7. Prüfen der Konsistenz Chemische Analysen über die Zeit
- Reanalyze ein Minimum von zwölf archivierten Proben von jedem Horizont oder Tiefe Schritt zusammen mit den Analysen der neu gesammelten Proben.
- Führen Sie einen zwei tailed t-Test (oder Mann-Whitney-Rangsummentest, wenn die Daten Normalität disproven ist), um zu bestimmen, ob chemische Analyseergebnisse unterschieden sich signifikant (p <0,10) zwischen der vorherigen Analyse und dem aktuellen Re-Analyse.
HINWEIS: Wenn ein signifikanter Unterschied (oder eine eindeutige Vorspannung, die nicht statistisch signifikant ist) beobachtet wird, dann ist die Beziehung zwischen den ursprünglichen Daten und den Reanalysedaten ausgewertet werden soll. Wenn die meisten der Variabilität (R 2> 0.9) kann durch diese Beziehung zu erklären, dann kann es verwendet werden , um die Daten anzupassen Bias zu entfernen. Wenn jedoch die R 2 <0,9, wobei der Rest der archivierten Proben should erneut ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass es keine analytische Bias, wenn sie von den neu gesammelten Proben gewonnenen Daten aus den vorherigen Ergebnisse der Probenahme und die Ergebnisse zu vergleichen.
Representative Results
Die gesammelten Daten in der Studie von Lawrence et al. 9 kann verwendet werden , um die Wirkung der Probenahme Replikation auf statistische Aussagekraft zu demonstrieren , für den Wandel in Oa Horizont Proben aus 12 Gruben in einem roten Fichte (Picea rubens) Wald im Osten ME zu detektieren. Weitere Informationen zu dieser Studie Website (bezeichnet als Kossuth) ist in Lawrence et al erhältlich. 9. Der Boden (klassifiziert als Spodosol) hatte einen relativ dünnen Oa Horizont (durchschnittliche Dicke betrug 2,5 cm und 3,7 cm in 1992-1993 bzw. 2004), die einen E Horizont mit einer abrupten Grenze überlagert. Mit einer Probengröße von 12, signifikante Veränderungen (P <0,05) zwischen den Proben gesammelt 1992-93 und 2004 wurden bei der Messung von pH, organischen C detektiert und auswechselbare Calcium (Ca), Natrium (Na) und Aluminium (Al), wohingegen keine Veränderung für auswechselbare Magnesium (Mg) (Tabelle 1) beobachtet. Bei 8 der 12 Proben zufällig für die statistische Analyse ausgewählt wurden, significant Unterschiede (P <0,001) wurden für austauschbare Na und Al, und am P <0,10 Ebene für organische C beobachtet Mit 4 von 12 Proben zufällig ausgewählt, signifikante Unterschiede nur für austauschbare Al und Na an der P ≤ 0,05 Niveau beobachtet .
Tabelle 1: Stichprobengröße Effekte Statistische Ergebnisse der Verwendung Stichprobengrößen von 12, 8 und 4 signifikante Unterschiede in der chemischen Messungen von Bodenproben 10 auseinander und 11 Jahren gesammelt zu erkennen.. P-Werte als statistisch signifikant sind rot kursiv dargestellt.
Die Daten aus Oa Horizonte und die oberen 10 cm B Horizonte gesammelt in den Norden und Süden Steuerbar Wasserscheiden von Buck Creek (West Adirondack Region von New York) sind Beispiele für den Wert der archivierten Boden bei der Verringerung unsicher, wenn Comparin g Daten aus verschiedenen Zeitperioden. Von den 55 Proben gesammelt, analysiert und archiviert in 1997-2000 wurden 15 für reanalysis in 2013-14 zufällig ausgewählt. Die Analysen in beiden Zeiträumen wurden im Labor der US Geological Survey in New York Water Science Center, Troy, NY, nach dem gleichen SOP getan. Werte für auswechselbare Ca in dem Original und reanalysis von 15 Oa horizon Proben zeigten keinen Unterschied (P> 0,10) für auswechselbare Ca - Konzentrationen (Abbildung 8a). Trägt man gegen die 1: 1 - Linie zeigte auch wenig oder gar keine Vorspannung und die R 2 angegebene Wert wenig unerklärliche Variation. Das Fehlen einer Differenz zwischen ursprünglichen Daten und Daten aus reanalysis nach Lagerung zeigt, dass weder analytische Bias noch Speichereffekte während 14-16 Jahre fehlerhafte Unterschiede in der Ca-Daten verursacht. Auf dieser Grundlage Re-Analyse der zusätzlichen 40 Oa Proben in den Jahren 1997-98 für austauschbare Ca Konzentrationen gesammelt wurde bestimmt, unnötig.
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Abbildung 8: Reanalysis Ergebnisse für Ca. Die Beziehung zwischen austauschbaren Ca - Messungen im Oa Horizont (a), und die oberen 10 cm des B - Horizont (b), hergestellt in 1997-2000 (Original - Analyse) und Messungen der archivierten Proben in 2013-2014 (Re-Analyse) erneut analysiert. Die 1: 1 Zeile wird auf dem Grundstück gezeigt. Die Gleichung stellt die Best-Fit - Linie durch lineare Regression bestimmt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Ein anderes Ergebnis erhalten wurde , wenn archi Böden für auswechselbaren Ca in B Horizonten (Abbildung 8b) erneut analysiert wurden, auch die gleiche SOP verwenden. Ein signifikanter Unterschied (P <0,10) zwischen dem o erhaltenriginal Analyse (Mittelwert = 0,40 cmol c / kg) und Re - Analyse (Mittelwert = 0,33 cmol c / kg), obwohl die lineare Regression zeigte eine hoch signifikante lineare Beziehung zwischen den beiden Datensätzen (P <0,001; R 2 = 0,99). Mit dieser starken Beziehung wurde das Regressionsmodell die ursprünglichen Werte der 40 Proben nicht erneut analysiert zu entfernen Bias in Bezug auf die neu gesammelten und analysierten Proben anzupassen verwendet.
Eine Änderung des SOP zur Bestimmung austauschbares Al - Konzentrationen ergab Ergebnisse zwischen der ursprünglichen Analyse unterschiedlicher , in denen Al durch Titration 15 und der erneuten Analyse gemessen wurde , in dem Al mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP) nach Blume et al gemessen. 14. Vergleich von austauschbaren Al - Messungen von 15 Oa Horizont Proben (9a) zwischen ursprünglichen Werten (Mittelwert = 11,5 cmol c / kg) und Re - Analyse (Mittelwert = 7,8 cmol c 2 = 0,96) und signifikant Vorspannung (P <0,05). Wie Konzentrationen Ca für B-Horizont durchgeführt wurde das Regressionsmodell die ursprünglichen Werte der 40 Proben nicht erneut analysiert zu entfernen analytische Bias anzupassen verwendet.
Abbildung 9: Reanalysis Ergebnisse für Al Die Beziehung zwischen austauschbaren Al Messungen im Oa Horizont (a), und die oberen 10 cm des B - Horizont (b), hergestellt in 1997-2000 (Original - Analyse) und Messungen der archivierten Proben. in 2013-2014 (Re-Analyse) erneut analysiert. Die 1: 1 Zeile wird auf dem Grundstück gezeigt. Die Gleichung stellt die Best-Fit - Linie durch lineare Regression bestimmt. Bitte klicken Sie hier einen größeren vers zu sehenIon dieser Figur.
Original und erneut analysiert Daten für auswechselbare Al in der B horizon waren ebenfalls signifikant unterschiedlich (P <0,001) und die lineare Regression zeigte eine signifikante Beziehung zwischen den beiden Datensätzen (P <0.10). Im Gegensatz zu den Daten Oa horizon Al, die Beziehung schwach war (9b) und die Regressionsmodells nur für einen kleinen Bruchteil der Variabilität erklären könnte (R 2 = 0,23). Da das Modell nicht verwendet werden könnte, um die Vorspannung zu entfernen, alle Proben in 1997-2000 gesammelt und analysiert musste mit den kürzlich gesammelten Proben erneut analysiert werden.
Eine Änderung der Analyseverfahren kann in einer Verzerrung der Daten führen so ein Test durchgeführt werden muss, um sicherzustellen, dass die Daten unvoreingenommen ist. Zum Beispiel Ergebnisse von archivierten Mineralböden in der Türkei See Watershed, Ontario, Kanada, im Jahr 2005 10 im Jahr 1986 und erneut analysiert gesammelt </ sup> in 10 dargestellt. Die Analyse zeigte , dass die beiden Methoden unvoreingenommene Daten mit wenig unerklärliche Schwankungen (Figur 10) erzeugt wird . Die ursprüngliche Analyse wurde getan, um den Walkley-Black Nassvergärung-Methode und die archivierten Proben wurden durch Verbrennung analysiert. In diesem Fall zeigte der Vergleich zwischen den Ergebnissen der ursprünglichen Analyse und Auswertung von archivierten Proben, dass die von den beiden Methoden erzeugten Daten waren direkt vergleichbar.
Die Beispiele in den Figuren 8-10 zeigen , dass die Verwendung konsistenter Analyseverfahren nicht die Möglichkeit einer unvoreingenommenen Daten nicht beseitigt, sondern zeigt auch , dass ein Verfahren Änderung der Vorspannung nicht notwendig Ergebnis tut. Diese Schlussfolgerungen betonen die Bedeutung der archivierten Proben, um die Unsicherheit der Ergebnisse zu reduzieren, indem sie für analytische Bias zu steuern.
Abbildung 10: Reanalysis Ergebnisse für C. Die Beziehung zwischen organischen C Messungen von Mineralböden in 1986 (Original - Analyse) hergestellt und Messungen von archivierten im Jahr 2005. Die gepunktete Linie analysierten Proben ist die 1: 1 - Linie; die durchgezogene Linie ist die lineare Regression , die die Beziehung zwischen der anfänglichen und archivierten Analyse beschreiben. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Studien , die den Wert der Bodenüberwachung unter Beweis gestellt haben Bodenveränderungen an einzelnen Standorten oder Wasserscheiden zu erkennen , wächst ständig, und vor kurzem Bodenüberwachung Auswirkungen der sauren Ablagerung aufgebracht wurde , in einer großen regionalen Studie 14 nimmt zu beurteilen. An allen diesen Stellen hatte saure Ablagerung verringert sich in den letzten drei Jahrzehnten,obwohl die sauren Deposition und Geschwindigkeit der Abnahme zwischen Standorten variiert. Eine große Anzahl von Änderungen wurden in dieser Studie identifiziert, die sich über den großen Untersuchungsgebiet im Allgemeinen konsistent waren, über unterschiedliche Zeiträume unterschiedlichen Resampling - Designs (Tabelle 2). Mehrere Resampling Studien, Antworten von Waldböden auf Veränderungen in einem großen Umwelt Fahrer wurden über einen ausgedehnten Bereich (Abbildung 11) identifiziert Durch die Verknüpfung. Die Studie von Lawrence et al. 5 gezeigt , dass die Ergebnisse der Boden Resampling Studien mit unterschiedlichen Designs aggregiert werden können breite regionale Probleme zu lösen.
. Tabelle 2: Beispiele für Resampling - Ergebnisse Mittelwerte (Anfangs - final) und die Ergebnisse der Tests (T-Tests oder Mann-Whitney - Tests) für die Unterschiede zwischen der ersten und letzten Messungen foder O und oberen B Horizonte für Bodenuntersuchungen im Nordosten der USA und Ostkanada (Standorte in 11 gezeigt). P-Werte> 0,10 werden als ns angegeben (nicht signifikant). Analysen mit P <0,1 sind in gelb dargestellt in diesen Messungen für Stellen beobachtet signifikante Unterschiede, um anzuzeigen, über den Nordosten der USA und östlichen Kanada. Kästen mit gestrichelten Linien zeigen keine Daten. BB steht für Bear Brook, ME; TMT steht für BB - Sites , die experimentelle Zugaben von (NH 4) 2 SO 4 pro Jahr erhalten. REF bezieht sich auf unbehandelten Stellen bei BB. Einige Seiten hatten unterschiedliche Lerneinheiten auf Basis von Waldtyp. CF steht für Nord-Konifere steht; HW Nordhartholz steht; MF steht für gemischten Nadel-Laubholzbeständen. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Tabelle anzuzeigen.
Discussion
Auswahl von denen Horizonten oder Tiefe Inkrementen durch die Ziele der Überwachung geführt abzutasten, ist aber letztlich abhängig von den Eigenschaften des Bodens. Die Entscheidung, wo und wie das Profil zu probieren ist daher ein wichtiger Schritt in die Bodenüberwachung. Zum Beispiel hat die Spodosol in 12 gezeigt einen Waldboden mit einer Grenze zwischen dem Oe (mäßig zerlegt organischer Substanz) und Oa (schwarz humifiziertes organisches Material), das ist abrupt und die beiden Horizonte sind ausreichend dick , damit sie getrennt abgetastet werden . Dieses Profil hat auch eine gut definierte E Horizont mit einer abrupten Begrenzung des organischen Oa Horizont aus dem Mineral E Horizont trennt. Diese bunten Horizont mit abrupten Grenzen ermöglichen die Erfassung des gleichen Horizont Material konsequent wiederholt werden, diesen Horizonten ausgezeichnete Kandidaten für die Bodenüberwachung zu machen. Wenn die Grenze zwischen den mineralischen und organischen Schichten nicht deutlich zu sehen ist oder graduelle relative zum Horizont Dicke, wiederholte Probenahme von Schichten direkt oberhalb und unterhalb dieser Schnittstelle wird von den benachbarten Schichten wahrscheinlich auch unterschiedliche Mengen an Boden. Diese Eigenschaft fügt unkontrollierte Variation und daher sind diese Horizonte weniger wünschenswert für wiederholte Probenahme machen würde.
In einigen Fällen Abtastung durch Tiefenintervall kann eine gleichbleibende Stichprobenverfahren in Böden bereitzustellen, wo bestimmte Horizont gemischt oder vermischt, wenn diese Vermischung ein konsistentes Merkmal der Böden ist, überwacht wird. In 12 weist die obere 10 cm des B horizon eine abrupte Grenze mit dem E horizon, aber Farbänderung auf das Vorhandensein von Bh und Bhs Horizonten , die miteinander vermischt werden. In dieser Situation würde die oberen 10 cm Abtasten des B-Horizont die wiederholbare Sammelmethode sein. Diese Vorgehensweise hat sich bewährt in Spodosols wie in Abbildung 12 gezeigt , 7.
Abbildung 12:.. Spodosol Profil A Spodosol Horizont aus der Adirondack Region von New York die unverwechselbare E Horizont zeigt, die den Waldboden (Oa und Oe Horizont) von dem B - Horizont trennt Bitte klicken Sie hier eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Vollprofilbeschreibungen sind sehr nützlich, um die Möglichkeit von Stichprobenverzerrung zu verringern und der Interpretation der Daten, aber diese Informationen zu sammeln ist zeitaufwendig und könnte die Zeit für verfügbare Sampling-Replikation, abhängig von Projektressourcen und verfügbaren Feldzeit begrenzen. Eine Alternative zum vollständigen Profil von Beschreibungen jeder Grube eine vollständige Beschreibung eines primären Grube zu machen wäre (mit Foto), dann Beschreibungen begrenzen für replizieren Gruben auf Messungen von Horizont Dicke entlang with Fotos Profil. Diese Information würde ausreichen, dass die Resampling zu überprüfen wurde in der gleichen Boden in einer Weise, die mit dem Stand der Probenahme erfolgen. Qualitativ hochwertige Bilder sind äußerst wertvoll für die Aufrechterhaltung der Probenahme Konsistenz bei Profilen Resampling chemische Veränderungen im Laufe der Zeit zu bestimmen.
Beurteilung der möglichen Befangenheit von der Probenahme Inkonsistenzen können durch Vergleiche der Messungen unter Horizonte ausgewertet werden. Zum Beispiel niedrigere Konzentrationen von organischem Kohlenstoff wurden in der Oa Horizont in einer zweiten Abtastung beobachtet als bei der Erstbemusterung von 10-12 Jahren durchgeführt früher 9. Dies könnte von einer Abtastung geführt haben Bias mehr des Mineral E horizon Basiswert kann als in der ersten Abtastung in der zweiten Abtastung gesammelt wurden. Dies würde die organischen Kohlenstoffkonzentration, senken und wahrscheinlich die austauschbaren Ca-Konzentration zu senken, weil E Horizont Ca-Konzentrationen im Boden waren ein Auftrag von magnit zumindest untersuchtude niedriger als im Oa Horizont. Das Fehlen einer Abnahme der E-Horizont Ca-Konzentrationen in dieser Studie beobachtet liefert Beweise für die Interpretation zu unterstützen, dass niedrigere organische C-Konzentrationen in der zweiten Abtastung kein Ergebnis der Stichprobenverzerrung waren. Diese Art von Vergleich zwischen Horizonte liefert wertvolle Informationen für die Probenahme Konsistenz zu bewerten. Daher Abtasten zusätzliche Horizonte nicht speziell für die Projektziele erforderlich ist gerechtfertigt, unsicher in den Ergebnissen zu reduzieren.
Reanalysis der archivierten Bodenproben ist eine Schlüssel Praxis in Unsicherheit zu reduzieren. Allerdings Archivierung von Böden erfordert Ressourcen, um das Archiv und Speicherplatz zu verwalten, die schwierig sein kann, auf Dauer zu erwerben. Daher muss die Masse der archivierten Boden umsichtig verwendet werden. Erneute Analyse alle archivierten Bodenproben für einen bestimmten Resampling-Studie ist in der Regel der effektivste Ansatz für die chemische Analyse Unsicherheit zu reduzieren, aber selektive Re-Analyse of archivierten Proben, wo möglich, werden dazu beitragen, die unersetzlich Boden für zukünftige Nutzungen zu sparen. Reanalysis aller archivierten Proben sollten nicht, es sei denn notwendig durchgeführt werden. Eine Vielzahl von Verfahren zur Boden Archivierung sind derzeit im Einsatz und haben sich als wirksam erwiesen. Das Verfahren und Materialien, die in diesem Artikel empfohlen werden, auf die Erfahrung der Kuratoren des New York State Museum basiert, die gefunden haben, dass diese sehr platzsparende Verpackungsdesign der Probe in unzerbrechlich, wasserfest, leicht markierten Materialien schützt, die stabil sind, viele Jahrzehnte.
archivierten Schutz von Bodenproben ist ein wichtiger Schritt in die Bodenüberwachung, weil es nicht nur analytische Konsistenz zwischen Samplings ermöglicht, sondern bietet auch die Möglichkeit für zukünftige Analysen mit Methoden, die noch nicht entwickelt worden. Darüber hinaus können die archivierten Proben Informationen liefern neue Fragen zu beantworten, wie sie ohne Zweifel in der Zukunft entstehen werden. Hatte archivierten Bodenproben ein datierendcid regen gewesen innerhalb von Jahren Auswirkungen dieser Störungen auf Böden identifiziert wurden, eher würde als Jahrzehnte nach seiner Entdeckung zur Verfügung. Stattdessen bleibt vor der Säure regen Bodenchemie unsicher, wie wir jetzt die Erholung der Böden von rückläufigen Säure regen Ebenen überwachen.
Bodenüberwachung wird durch den Zeitrahmen, über die etwas eingeschränkt Veränderung festgestellt werden kann (in der Regel 5 Jahre oder mehr), und mit einer Abhängigkeit von destruktive Probenahme, Bereich Probenahme zur Überwachung der Zeit zunimmt benötigt. Dennoch, ohne die Bodenüberwachung, Bodenveränderungen müssen von indirekten Ansätze wie Chronosequenzen (Raum für Zeit-Substitution), watershed Massenbilanzen, dendrochemistry, kurzfristige Manipulationen und Modellierung abgeleitet werden. Diese Ansätze liefern grobe Schätzungen der Bodenveränderung und alle Annahmen erfordern, die Unsicherheit erhöhen, die am besten durch direkte Messungen der Boden durch die Zeit reduziert werden. Die Verfahren der wiederholten Entnahme von Bodenproben können auch Applie werdend bis langfristige kontrollierte Manipulationsexperimente, wie der Wendepunkt Ca-Zusatz - Experiment am Hubbard Brook Experimental Forest, NH, mehr als 12 Jahre 16 dauerhafte und Calhoun, SC, Experiment langfristigen Boden mehr als 50 Jahre dauernde 2.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment Required in the Field | |||
| global positioning system | outdoor suppliers such as Forestry Suppliers | A wide variety of makes and models of GPS systems would be suitable. | |
| water-proof paper | Forestry Suppliers | 49450 | Available through any outdoor supplier |
| iron rod (approximately 3 ft length) | Available at any hardware store | ||
| vinyl flagging | Available through any outdoor supplier | ||
| clinometer | outdoor suppliers such as Forestry Suppliers | A wide variety of makes and models of clinometers would be suitable. | |
| plastic tarp | Available at any hardware store | ||
| round-pointed shovel or sharpshooter shovel for digging | Available at any hardware store | ||
| hand pruner for cutting small roots | Available at any hardware store | ||
| Lesche digging tool | Forestry Suppliers | 33488 | |
| gardening trowel | A variety of hand trowels available at hardware and gardening stores would be suitable. | ||
| T-pins | Forestry Suppliers | 53851 | |
| a copy of "Field Book for Describing Soils" | Currently available only online at: http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_052523.pdf; Reprinting by the National Resource Conservation Service is expected in October 2026. | ||
| Munsell Soil Color Book | Forestry Suppliers | 77321 | |
| digital camera | Widely available | With flash and minimum resolution 8 megapixels | |
| metric tape with 3 to 5 meter length | Available through any outdoor supplier such as Forestry Suppliers | ||
| sealable plastic bags with a non-clear panel for labeling | Available at any grocery store | ||
| Indelible felt markers for bag labeling and pencils for field recording forms | Widely available | ||
| Materials Needed to Process and Archive Samples in the Laboratory | |||
| testing sieves | Duel Manufacturing Co., Inc. | 2 mm: 200MM-2MM 4 mm: 200MM-4MM 6 mm: 200MM-6.3MM |
|
| National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) approved N95 Particulate Filtering Facepiece Respirator | MSA Safety Works, model number 10102483 | available through multiple suppliers | |
| kraft tin tie bags with poly liner | Papermart | 7410100 | |
| 2 ml gussetted poly bag | Associated Bag | 64-4-53 | |
| 200 lb kraft literature mailers | Uline | s-2517 | |
| *Note, several of the authors are government scientists and are therefore not allowed to endorse the products of private companies. | |||
References
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