Summary
דגימת אדמה חוזרת לאחרונה הוכחה להיות דרך יעילה לפקח שינוי אדמת יער במשך שנים ועשורים. כדי לתמוך השימוש שלה, פרוטוקול מוצג כי מסנתז את המידע העדכני ביותר על שיטות דגימה מחדש באדמה כדי לסייע בתכנון והיישום של תוכניות ניטור אדמה מוצלחות.
Introduction
פיתוח קרקע נצפה באופן מסורתי במונחים של תהליכים המתרחשים לאורך המאה קשקשי זמן המילניום 1. ניטור של קרקעות שלא היה מוטרדת שימושים אינטנסיביים כגון חקלאות לא נחשב חשוב בדרך כלל לענייני מדיניות או ניהול על ציר הזמן של שנתי עשורים. עם זאת, מחקר קרקעות שנעשו לאחרונה הראה כי מאפייני קרקע כימיים חשובים יכולים לשנות בתוך פחות מעשור, לעתים קרובות התוצאה של שינויים סביבתיים רחבים מונעים על ידי תוצאות של פעילות אנושית כגון זיהום אוויר ואקלים שינוי 2. במזרח צפון אמריקה, אדמת דגימה חזרה מספקת מידע רב ערך על התופעות של בתצהיר חומציים דרך רשום של שינוי אדמה במסגרות מיוערות. במאמץ לתמוך ולתאם את העבודה הזאת, האדמה Northeastern ניטור השיתופיות (NESMC) הוקמה בשנת 2007 3. מאמר זה הוא חלק מהמאמץ המתמשך של NESMC פרומידע vide שיקדם את שימוש דגימת אדמה חוזרת ונשנית של קרקעות יער ככלי משמעותי לניטור הסביבה המשתנה שלנו.
דגימה חוזרת נעשתה שימוש כדי להעריך את השינויים מתוך מניפולציות ניסיון, אבל ניטור ארוך טווח של קרקעות יער בתגובה נהגית סביבתי הוא פרקטיקה חדשה יחסית, שלא תועדה היטב בספרות ורק לאחרונה כבר אמץ באופן נרחב על ידי הקהילה המדעית. ספקנות העבר נבעה במידה רבה את הדעה כי שיעור שינוי האדמה היה איטי מדי כדי לזהות בנוכחות של השתנות מרחבית הגבוהה (אופקית ואנכית) טיפוסית של קרקעות יער. בגלל גביית האדמה הרסנית, דגימה מחדש יכולה להיעשות רק ליד מיקום הדגימה המקורי. לכן, השתנות מרחבית בתוך השטח 3 ממדים שממנו הדגימות נאספות חייבים להיות לכמת כראוי כדי לזהות שינויים אמיתיים ולהימנע תוצאות שאינן תוצר של שיטת האיסוף. יתר על כן, בתהליך של דגימת אדמה וניתוח כימי יוצר מקורות פוטנציאליים של חוסר יציבות מדידה שיכולה להסוות שינויים או הטית תוצאות 4. חוסר יציבות מדידה לא ניתן להסיר לחלוטין, אבל יכול להיות נשלט מספיק עם פרוטוקולי נכונה כדי להפיק תוצאות עם חוסר ודאות מינימלית.
עיצוב לחקר ניטור הקרקע
ניטור קרקע דורש כי דגימות קרקע נאספות שוב ושוב על פני פרק זמן המוגדר על ידי החוקר. מרווחי זמן קצרים להקטין את משך הזמן הדרוש כדי לאתר סטטיסטית שינוי, אך מרווחי זמן לספק הזדמנויות נוספות שינויים בקרקע להתרחש 4. מרווח דגימה מחדש של 5 שנים מומלץ לאזן בין שני הגורמים הללו, אבל אם ניטור נעשה כדי להעריך את נהג ספציפי, את המרווח צריך להיות מוגדר על פי השער של השינוי הצפוי כי הנהג 2. ניטור מוצלח של קרקעות היער גם הם דורשיםזה כל כך יחיד לימוד יוגדר בתוך שטח של שטח מיוער כי נבחר לניטור אדמה. דגימה חוזרת במקומות מרובים בתוך יחידת הלימוד משמשת כדי לקבוע אם האדמת כי יחידת הלימוד ספציפית השתנתה במשך זמן. יחידות לימוד נוספות ניתן לבחור, אבל כל מנותח סטטיסטי בנפרד להעריך אם שינויי אדמה התרחשו. תוצאות סטטיסטיות של יחידות לימוד מרובות אז יכולות להיות מקובצים לצורך הניתוח אזורי, כפי שמודגמות לורנס et al. 5. הסוג והגודל של יחידת הלימוד יהיה תלויים שאלות הניטור שהתבקשו ואת שיקולי תכנון המחקר הבאים. דגימת אדמה בתוך יחידת הלימוד ניתן לעשות במקומות אקראיים או על רשת כדי להשיג דגימות לשכפל כל עוד הדגימה נעשית במקומות מספיק כדי לאפיין את ההשתנות האזוריות של יחידת הלימוד וללא משוא פנים 4. יחידת המחקר מוקם בתוך סוג נוף אחד ביחס לתכונות such כמו מדרון, עמדת hillslope, היבט, צמחייה, חומר הורה וניקוז יטה יש השתנות אזוריות פחות מ יחידת הלימוד חובקת יותר מסוג נוף אחד. דגימה מוטת הימנעות בכל אוסף נדרשה כדי לאפשר את הערכים מבורים שנדגמו בכל אוסף אחד כדי להשוות סטטיסטית הערכים שהתקבלו באוספים קודמים ועתידיים. כמו הגודל של העליות היחידות הלימוד, ההשתנות האזוריות בתוך יחידת המחקר עשויות גם להגדיל מגורמים כגון שינויים בצמחייה או מדרון. אם גורמים אפשריים של השתנות כגון אלה הופכים הקיפו בתוך יחידת הלימוד, מקומות דגימה נוספים יהיו צורך לאפיין את ההשתנות האפשרית בקרקעות שעלולות להתרחש. לכן, בגודל של יחידת הלימוד צריך להיקבע על ידי החוקר על סמך ההשתנות של האזור נשקלת ואת משאבי הפרויקט זמינים עבור מאמצי דגימת דגימה מחדש.
קריטריון המפתח להיות לשקולed באיתור יחידת המחקר הוא פוטנציאל פרעות אתר רצויות בעתיד. לא צריך להיות רמה מסוימת של ביטחון לתנאי אתר יישאר מתאים מטרות הניטור המוגדרות במשך כמה עשורים או יותר. לדוגמא, יחידת הלימוד עם המטרה האחת של השפעות שינוי אקלים ניטור צריכה להיות ממוקמת באזור שבו רישום לא יתרחש בעתיד הנראה לעין.
המתודולוגיה המתוארת במסמך זה מכסה את הדגימה של יחידת למידה עצמית. יחידות לימוד ניתן לשכפל בתוך סוג נוף או יח"ל ניתן להוסיף לאפיין סוגי נוף נוספים תלוי המטרות והיקף המחקר, לרבות אם המחקר כרוך מניפולציה ניסויית. דוגמא עיצוב ניטור האדמה מתוארת באיור 1. בתוך השטח של עניין (באזור האדירונדאק המערבי), שש יחידות לימוד אותרו. במקרה זה, כל יחידת מחקר gridded לתוך 25 שווים בגודלםמגרשים. כל עלילה צריכה להיות גדול מספיק כדי לספק מקום מתאים חפירה בורה. בשטח רמה מיוער של מזרח ארה"ב ומזרח קנדה, מרחב מתאים לחפור בור בעומק של 1.2 מ 'ניתן למצוא בדרך כלל בתוך אזור 10 מ' על ידי 10 מ '. לכן, בדוגמא שלנו, השטח הכולל של יחידת הלימוד שווה 1.0 דונם. בכל פעם את יחידת הלימוד תדגם, מספר נבחר של מגרשים נבחרו באופן אקראי לדגימה. אם חמישה מגרשים לשכפל נבחרו באופן אקראי לדגימה על מרווח של חמש שנים, את יחידת הלימוד יכולה להיות במעקב במשך 25 שנים. האזור נדרש לחפור ולטעום בבור אחד ישתנה בין נופים חייב להילקח בחשבון בתכנון הדגימה.
מידת השכפול בתוך יחידת הלימוד ותדירות הדגימה חזרה תשתנה בהתאם למאפייני יחידת הלימוד, השאלות שהוא שאל ואת האופי של הפרעות צפויות. בהתבסס על מחקרים resampling אדמה שישמזהים שינויים עם מדידות הנפוץ בקרקעות יער, מרווח דגימה מחדש של 5 שנתי מינימום של מיקומי דגימה 5 לשכפל בתוך כל יחידת לימוד מומלץ. הקטנת תדירות דגימה מחדש והגדלת הדגימה שכפול תחזק את היכולת לזהות שינויים.
איור 1: מערך מחקר דוגמא עיצוב מחקר דגימה מחדש כללי.. ראוי לציין, כי יחידת הלימוד ממוקמת להימנע אזורי riparian של שני ערוצי הנחל. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
אוסף דוגמאות קרקע - מידע רקע
אוסף דגימות קרקע צריך להיעשות במהלך העונה כאשר קרקעות נוטות להיות יבש, אשר לרוב מתרחשהחלק האחרון של עונת הגידול. על ידי resampling בשלב זה, עקביות מושגת גם לגבי לשתול בפנולוגיה, השפעה אפשרית על תנאים כימיים בקרקע. דגימה יש להימנע במהלך או מייד לאחר גשמים כבדים או כאשר הקרקעות רטובות מאוד. לפחות במקום אחד בתוך יחידת הלימוד יש לתאר וייעד בעקבות שירות שימור משאבי טבע (USDA NRCS) זמן שדה עבור קרקעות בתארו 6, או פרוטוקולים מתאימים אחרים אם בעקבות מערכת סקר קרקע בשימוש מחוץ לארה"ב הפרוטוקול בשדה המתאים בזאת כדלקמן מערכת הסיווג האמריקאי דורש עותק של ספר שדה NRCS עבור תיאר קרקעות בתחום. סמפלר צריך הכשרה וניסיון מתאר ולדגום את סוג הקרקע מבוקר לפני יישום פרוטוקולי ניטור אדמה.
אוסף קרקע יכול להיעשות במגוון דרכים, אך השימוש בטכניקת דיר הוא קריטיכדי ניטור שינוי אדמה. המתודולוגיה השדה תיזקף לסעיף נוהל הפעלה סטנדרטי (SOP). שינויי הליכי גבייה בין דגימות יש להימנע, אבל כאשר הדבר אינו אפשרי, כל הפרטים חייבים להיות מתועדים.
בדיקות צריכות להיעשות גם כדי להעריך את הפוטנציאל של הטיות הנובעות משינויים פרוצדורליים. דגימה יכולה להיעשות על ידי אופק שם (1) גבולות ניתן לזהות בבירור בתחום ו- (2) אופקים הם עבים מספיק כדי להסיר אדמה ללא זיהום אופקים מעל או מתחת. איפה קריטריונים אלה אינם מתקיימים, הדגימה ידי מרווח עומק יכול להיעשות. בכל דגימה, טיפול בפרט יש לנקוט כדי למנוע ערבוב האדמה מן האופק אורגני עשיר השטח (בדרך כלל O או A) עם אופק מינרלים העליון (בדרך כלל B או E). בקרקעות מסוימות, שינויים במרקם ובצבע לעין בקלות על פני ממשק המינרלים האורגניים, ואילו בקרקעות אחרות שינויי צבע יכולים להיות שינויים מינימאליים כך רקם משקפי differences בפחמן אורגן ריכוז (ג) חייב לסמוך על מנת לזהות את המיקום של הממשק. קביעת ממשק זה משינויים רקמתי יכולה להיות קשה, אפילו עבור מדעני אדמה מנוסים. אימות של ממשק-מינרל אורגני יכול להיעשות עם ניתוח מעבדה של ריכוז הפחמן (האופק אורגני מוגדר על ידי ריכוז פחמן אורגני> 20% 7). בקרקעות מסוימות, אופק O יכול להיות פחות מ 1 סנטימטר עובי ועלול להיות רזה מדי כדי לטעום. דגימה על ידי שני האופק והעומק בתוך אותה אדמת הפרופיל יכולה להיות יעילה בהתמודדות עם וריאציות של המובחנות בעוביים של אופקים בתוך הפרופיל. האופקים או במעמקים להיות נדגמו גם יהיה תלוי המטרות של תכנית הניטור. שינויי קרקע בשכבות קרובות לפני השטח כבר נפוץ יותר זיהו מאשר בשכבות עמוקות יותר, אבל כוללים אופקים עמוקים או במרווחי עומק יכול לספק מידע מועיל בהפחתת אי ודאות של תוצאות. לדוגמא, בתוך דגימה ראשונית, אדמה שקפאה לקרח, דלפה בכבדות על ידי בתצהיר חומצי, הראתה רווית בסיס להיות מינימום באופק B העליון ולאחר מכן להגדיל עם עומק. בדגימה חוזרת, דפוס זה צריך גם להתרחש גם אם ריכוזי שכבות בודדות לשנות. אם דפוס שונה הוא ציין הדגימה החוזרת, קיימת אפשרות חזקה כי שתי הדגימות לא נעשו בקרקע דומה. באופן אידיאלי, המדגם צריך להיות שנאסף במשך עובי האופק המלא. עם זאת, ב אופקים עבים מדי אנכי שילוב אוסף מדגם עלולים להיות קשים על העובי כולו. במצב זה, דגימות של נפח שווה ניתן לאסוף במרווחים לא פחות מהחלק התחתון לחלק העליון של האופק. אם הדגימה לא נעשתה על עובי אופק המלא, להקליט את מרווח עומק דגימה בתוך אופק זה.
עיבוד דגימת קרקע וניתוח - מידע רקע
את process של הסרת דגימת קרקע מהפרופיל משנה כי מדגם על ידי ניתוק שורשים, ולגרום לשינויים בגורמים כגון טמפרטורה, לחות, חמצן וריכוזי גז אחר. לכן, מדידות כמה חייב להיעשות במהירות וללא יכולת לשמר את המדגם, מה שהופך אותם קשה להשתמש בתוכניות ניטור לטווח ארוך. עם זאת, עבור מדידות פיזיקליות וכימיות נפוצות ביותר כגון מרקם, צפיפות בצובר, C הכולל וחנקן (N), וריכוזיות הכולל ומתכות חליפיות, אוויר-ייבוש המדגם לאחר האיסוף מספק שיטה עקבית יחסית לייצוב הכימיה לפני הניתוח . כמעט בכל מקרים, מדידות קרקע מוגדרות מבצעי, המשקפות את תנאי הקרקע באתרו, ועל ההשלכות של אוסף המדגם, הכנה, וניתוח מועסק. ממצא הם מזעריים על ידי בחירת השיטות הטובות ביותר עבור מטרות התכנית, ועקביות במתודולוגיה לאורך זמן. מיובש פעם, ג נוסף hanges במדגם האדמה הוא מזערי, ועם רוב הלחות מוסרות, המדגם ניתן הסתנן כדי לשבור את רגבים ולהסיר שברי אבן ושורש. צעדים אלה מאפשרים המדגם כדי להיות הומוגני לפני subsampling לאנליזה כימית. כשם העקביות של שיטות איסוף ועיבוד מדגם חייבת להישמר לאורך זמן, הטיה פוטנציאלית מהניתוח הכימי חייבת גם להיות נשלטה. תיעוד של נוהל העבודה הרגיל (SOP) לניתוח הכימי המשמש בכל פעם דגימות שנאספו ונותחו הוא חיוני, ובאופן אידיאלי, באותו SOP משמש לכל אוספי המדגם. ההצלחה של הניתוח הכימי צריכה להיות מאומתת עם תכנית אבטחת איכות כרוכה בשימוש דגימות התייחסות פנימיות דגימות חליפין הבינה-מעבדה, וכן נהלי בקרת איכות פנימיות סטנדרטיים. לקבלת מידע על יכולת השוואה של שיטות אנליזה כימית נפוצות לראות ואח רוס. 8.
ntent "> כאשר דגימה מחדש נעשה על חמש עד במרווחים של עשר שנים, כמה שינויים צפויים להופיע בהיבט אחד או יותר של האנליזה הכימית כגון SOP, במכשור מעבדה, אנשי מעבדה, או המעבדה עושה את הניתוח. אלו גורמים ליצור את האפשרות של הטיה אנליטית בין האוספים. כדי לשלוט על הטיה אנליטיים, חלקים בשימוש של דגימות מכל אוסף צריך להיות בארכיון לשימוש עתידי. דוגמאות מהאוסף הקודם ניתן לנתח עם דגימות שנאספו לאחרונה, ועל ידי השוואת הנתונים, אפשרות של הטיה אנליטית ניתן לטפל. גישה זו מבוססת על ההנחה כי שינויים כימיים אינם מתרחשים במדגם בארכיון במהלך תקופת האחסון. פסד-על-הצתה וריכוזית בסיסים חליפיים, אל חליפי, הכולל C, ו- N הכולל הוכח להיות יציב במחקרים שונים כי הרחיבו עד 30 שנים 9-11. עם זאת, אחסון של קרקעות אוויר יבשות הוכח להפחית pH באדמהProtocol
1. בחירה ותיאור יחידת לימוד
- אתר לאזור מיוער עם תכונות רצויות עבור ניטור. לקבוע את הגבולות של יחידת הלימוד באזור זה, על מנת להבטיח כי (1) יחידת המחקר היא נציג של האזור כדי להיות במעקב, ו (2) כי האזור הוא גדול מספיק כדי להכיל את הדגימה המתוכננת resamplings, אבל לא כל כך גדול כי כמות מוגזמת של בורות לשכפל נדרשת לייצג את ההשתנות בתוך היחידה.
- שים לב למיקום של יחידת הלימוד עם יחידת מערכת מיקום גלובלית (GPS). רשום את המרכז ופינות אם את יחידת הלימוד היא מלבנית, או במרכז קצוות של קטרים בניצב אם את יחידת הלימוד היא מעגלית. שיא אתר נכתב קואורדינטות בטופס שדה, בנוסף אחסונם האלקטרוני ביחידת GPS. אם מותר, לסמן מיקומי מפתח עם מונומנטים קבעו כגון מוט ברזל.
- רשום את השיפוע בתליית סימון או כמה סמן אחר leve העיןl במרכז יחידת לימוד בקצה הגובה הנמוך ביותר של אתר המחקר. מדוד את השיפוע עם clinometer מ (1) שפת הגובה הגבוהה ביותר של יחידת הלימוד למרכז יחידת הלימוד (עד מדרון), ו- (2) ממרכז יחידת הלימוד לקצה הנמוך ביותר (השיפוע כלפי מטה). רשום את קריאת המצפן לאורך (היבט מדרון) כיוון במדרון השולט מקצה הגובה הגבוה ביותר של יחידת הלימוד.
- להקליט את מיקום המדרון כמו פסגה, כתף, backslope, footslope או toeslope אם באזור המחקר הוא על hillslope, או מישור שטוח אם את יחידת הלימוד היא בשטח של הקלה נמוכה. דפים ראו 1-7 ו 1-10 ב Shoeneberger et al. 6 לאמת זיהוי של עמדת המדרון.
- זהה את מיני צמחייה הדומיננטיים על ידי שכבות אנכיות. לדוגמא, להקליט מין העשב הדומיננטי מתחתם מתחת ל -1 מ ', מין השתיל הדומיננטי גבוהה מ -1 מ' אבל לא להגיע לחופה, ואת מיני עצים הדומיננטיים החופה (אלה המגיעים o העליוןf החופה). כיצד להגדיר את השכבות יהיה תלוי בסוג של יער להיות עבד. קח תמונה דיגיטלית של מתחתם מקצה הגובה הנמוך ביותר של יחידת המחקר מסתכל במעלה מדרון ו מקצה הגובה הגבוה ביותר מחפש במדרון.
- בחרו מיקומים עבור בורות, הימנעות משטחי ארץ אשר הם בעלי חשיבות משנית בתוך יחידת הלימוד הנבחרת, ולכן אין לראות בו כמייצג של יחידת הלימוד. כמו כן יש להימנע משטחי ארץ שבה שיטות דגימה אינן אפשריות בגלל ברטיבות ניצחית, סלעים מופרזים ליד או צפיפות השטח או מוגזם של עצים, או של מצב זה נוגד את המטרות של פרויקט ניטור אדמה.
חפירה 2. ותיאור בפרופיל
- פריסת ברזנט (כ 10 רגל על ידי 12 רגל או 3.1 מ 'ב -3.7 מ') סמוך למקום בו בור הוא נחפר. בחר בצד אחד של הבור המתוכנן (צד במעלה המדרון במידת האפשר) כדי להגן מפני רמיסת וזיהום במהלך בור digging על ידי כיסוי עם שקית אשפה או משהו דומה (איור 2). בצד זה יהיה לאחר מכן ניתן להשתמש לתיאור הפרופיל והדגימה.
איור 2:.. שהושלם בור חפירת חפירה בורה קרקע מראה את אדמת מינרלים יוסר רצפת יער שלמה על ברזנט כדי למזער הפרעת אתר, יחד עם סיכות סימון אופקים על הפנים הבור אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
- בגין החפירה הבורה על ידי הסרת רצפת היער (אופק O) עם הכף. במידת האפשר, לשמור על הרצפה יער שלם ומקום שבו הוא לא יהיה מעורב עם הוצאתו אדמה מינרלים מהבור. לחפור את הבור הקטן טביעת רגל אפשרית (בדרך כלל כ -0.5 t o 1 מ 2) עד שמגיעים לעומק הרצוי שקבע עיצוב ניטור.
- הכן פנים בור אנך תיאור ודגימה ידי גירוד קל כלפי מטה עם מרית ביד כדי להסיר כל עפר תחוח נובעי החפירה. לגזום שורשים עם snippers יד במידת הצורך.
הערה: אם סלעים או שורשים מוגזמים למנוע סליקת פנים בורים תיאור ודגימה, או להגיע לעומק הרצוי, הבור ייתכן שיהיה הצורך התרחב במקצת. - שיא (במחברת שדה או מכשיר הקלטה אלקטרוני) כל תצפיות של מים מחלחלות אל תוך הבור מתוך פנים בורים או התחתון של הבור.
- חזותי להעריך את הפנים הבור מלמעלה למטה עבור הבדלי צבע, מרקם ומבנה. הסר כמויות קטנות של צד אדמה והמקום השונה זה לצד זה על פיסת נייר לבנה (כמו הצד האחורי של טופס השדה) כדי לסייע בזיהוי גבולות אופק, כפי שמוצג באיור 3.
איור 3: טכניקת הסרה לדוגמא טכניקה להשתמש כדי להסיר אדמה מעל הפני הבור.. כמו כן מוצגים הן דוגמאות של צבעים שונים הוסרו מעל הפני הבור, מיושרים לפי סדר, כדי לסייע בזיהוי גבולות אופק. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4:.. דוגמא ביטוי אופק פרופיל אדמה עם גבולות אופק יש ששיעורי ייחוד של פתאומי או ברור וטופוגרפיה כי הוא חלק או גלי אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של figu זהמִחָדָשׁ.
איור 5: דוגמא ביטוי אופק פרופיל אדמה עם גבולות אופק שיש כיתות ייחוד של טופוגרפיה וברורה או הדרגתיות הוא גלי או לא סדיר.. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
- רשום את הכינויים האופק הבאים עמודים 2-2 2-5 של ספר 6 שדה NRCS.
- מארק אופק גבולות עם סיכות בצורת T או חפצים דומים (איורים 2, 4, 5). קח תמונה דיגיטלית של הפרופיל עם סמני אופק קלטת בקנה מידה מראה מקום.
- מדוד ורשום את עומק בחלק העליון והתחתון של כל האופק עם קרוב משפחה קלטת מטרי לממשק בין המשטח אוויר ואדמה. רשום את המעמד המובחן וקוד טופוגרפיה עבור הגבולות של כל אופק הבא עמודי 2-6 2-7 של ספר 6 שדה NRCS.
- רשום את הצבע של כל אופק באמצעות פנקס צבע קרקע Munsell הבא עמודי 2-8 כדי 2-11 של ספר 6 שדה NRCS.
- עבור כל אופק, להקליט בכיתה מרקם (עמודים 2-36 כדי 2-37), סוג המבנה (עמודים 2-52 כדי 2-54), ובדוק את פני בור לבצע הערכה גסה של כמות אבנים (כמו נפח אחוזים) בעקבות הוראות שדה NRCS ספר 6. כמו כן עבור כל אופק, ציין אם שורשי קנס (<2 מ"מ קוטר) נמצאים בשפע, נפוץ, כמה או אף אחד.
אוסף דוגמאות 3.
- בחר את האופקים ו / או מעמקים להיות שנדגמו על פי תכנון ודרישות מחקר.
הערה: איסוף על ידי אופק אם: (1) גבולות ניתן לזהות בבירור בתחום, ו (2) אופקים הם עבים מספיק כדי להסיר כל כךil ללא זיהום אופקים מעל או מתחת. אסוף ידי מרווח עומק אם: (1) גבולות אופק הם דק מכדי לטעום, או (2) גבולות אופק הם לא סדירים או שבורים. - אסוף את האדמה מן האופקים שנבחרו או במרווחי עומק, החל המדגם העמוק ועבודה כלפי מעלה. כדי להסיר את המדגם מעל הפני הבור, הכנס את כף השתילה קרובה לתחתית השכבה כי הוא שנדגמו. לאחר מכן, הכנס מרית שטוחה מעל כף השתילה כדי לשחרר את האדמה, כך ניתן להסירו עם הכף התחתונה (איור 3).
הערה: המסה של אדמה שנאספה צריכה להיות שווה את המסה הכוללת דרושה הכימית המתוכנן מנתח בתוספת מהמסה הדרושה לאחסון בארכיון (לפחות ארבעה מלאים נוסף מנתח). - מקום דגימות בשקיות פלסטיק סגר דגימות פעמי שקית אם קרקעות הם מאובנות. עבור שתי דגימת האופק ועומק, לאסוף אדמה לרוחב פני הבור שבו האופק ניתן לדגום (כלומר,איפה האופק הוא עבה מספיק כדי לטעום וסלעים ושורשים אינם מתרחשים).
- לייבל תיק דוגמאות עם יחידת מחקר, תאריך, זיהוי בור, מרווח אופק או עומק, ושמה סמפלר.
- לאחר הדגימה הושלמה, רשאים למלא את הבור עם האדמת מינרלים ושברים גסים. מניח אדמת יער על גבי קרקע מינרליים, שמירה על החומר האורגני המלאה ככל האפשר. שים לב למיקום של בור ביחס האנדרטה היחידה הלימוד (מרחק היבט).
- לחפור בורות נוספות במסגרת יחידת הלימוד לספק שהכפול קרא בעיצוב הדגימה. בכל בור, בצע את פעולות 2.1 דרך 2.8, ואם תיאורי פרופיל נדרשים בכלל הבורות, גם את הפעולות 2-9 באמצעות 2-11. ואז לאסוף את הדגימות ביצוע השלבים 3.1 דרך 3.5.
עיבוד מדגם 4.
- תוך 24 שעות של איסוף, לשפוך דגימות מתוך שקיות פלסטיק לתבניות שיאפשרו ייבוש האוויר של הדגימות. Air-דר"י בכ בטמפרטורת החדר במקום בטוח כי הוא מוגן מפני מזהמים הנישאים באוויר כמו אבק. מערבבים את דגימות המחבתות כל כמה ימים, תלוי הרטיבות. בדוק מדגם ראיות חזותיות ומוחשיות של יובש כדי לקבוע אם ייבוש האוויר מתקרב לסיומה.
- בדוק את השלמת ייבוש האוויר, על ידי שקילה subsamples (כ 5 גרם) מכמה דוגמאות (מינימום של 3). ואז בתנור לייבוש subsamples אלה למשך 24 שעות (אדמה אורגנית ב 60 ° C; אדמת מינרלים ב 105 ° C), ו reweigh. לחשב את המסה של לחות לאיבוד דרך ייבוש כאחוז המסה הכוללת (אדמה בתוספת לחות) לפני הייבוש.
- אחרי 2 ימים, חזור על שלב 4.2 ולהשוות את הלחות אבדה מן הייבוש בתנור הראשון, לזה לאיבוד הייבוש בתנור השני. אם את הלחות לאיבוד כל ייבוש בתנור נמצאת במרחק 2 אחוזים, האדמה יכולה להיחשב אוויר יבש. לאחר ייבוש האוויר הושלם, דגימות מקום בשקיות פלסטיק שיכול להיות אטומה לאחר גירוש אוויר ככלאפשרי.
- כדי להסיר שברים ושורשים גסים, מסנן כל האדמה שנאספה. להעביר את הדגימות האורגניות דרך מסננת עם פתח של כ 4-6 מ"מ; להעביר דגימות קרקע מינרליים דרך מסננת עם פתיחת 2 מ"מ. סינון נוסף דרך פתחים קטנים עשוי להידרש עבור ניתוחים כימיים ספציפיים. עבור דגימה מחדש, לוודא כי הליך הסינון תואם לזה של הדגימה הקודמת.
זהירות: אנשים עושים את הסינון צריכים להיות מוגנים מפני שאיפת אבק או על ידי סינון בתוך קולט אדים או לובש מכון לאומי לבטיחות ובריאות תעסוקתיות (NIOSH) אשר N95 חלקיקי סינון Facepiece הנשמה.
5. ניתוח כימי
- בחר שיטות אנליזה כימית אשר עולים בקנה אחד עם אלה שבשימוש בקרקעות יער דומה, כגון אלה ואח 'רוס. 8. מדריך שיטות קרקע הסוכנות להגנת הסביבה בארה"ב 14 מספק גם מצבור של שיטותשממשיך להיות נפוץ לניתוח של קרקעות יער. אם סטיות נחוצות, על מידת היכולת להשוות הנתונים חייבים להיות מאומת. ודא כי SOP מתועדת במלואה עבור כל ניתוח.
- כלול דגימות קרקע התייחסות עם תכונות דומות לאלו של דגימות קרקע שנאספו בתכנית הניטור כל אצוות הניתוח כדי לשמור על בקרת איכות. כמו כן כוללים דגימות מבורסות מעבדת היתר 8 לקבוע השוואתיות נתונים עם מעבדות אחרות.
6. דגימות קרקע לארכיון
- תרכיב הקרקע שנותרה לאחר בדיקות כימיות לשימוש עתידי. בחרו את המסה של אדמה כדי להינצל על הבסיס (1) כמה אדמה שמש את החבילה המלאה של מדידות, (2) דגימות מספר הפעמים הצפויות תהיינה reanalyzed בעתיד, ו (3) ארוך זמין שטח אחסון ארוך.
- עם סמן קבע, לכתוב את הפרטים הבאים על עניבת פח בגודל מתאימה (חוט twistable המצורף bag עבור פולי איטום) מצופה שקית נייר: (1) מדגם פרטי זיהוי כולל אופק או עומק תוספת, (2) גודל מסנן, (3) תאריך שנאסף, ו (4) כל מידע מעבדה דרוש כגון מספר סידורי מדגם.
- לשקול ולהקליט את המסה של האדמה כי הוא מאוחסן בארכיון עבור כל דגימה, ומכניסים לשקית פח השיוויון. מניחים את שקית פח עניבה בתוך שקית פלסטיק בגודל מתאים (איור 6).
איור 6:.. דגימות קרקע ארוזות לגניזת אריזה הפנימית של דגימות קרקע בארכיון אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
- אחסן את שקיות מכלי אחסון קרטון מוגדרים זמינים מדפים (כמו השיטה שמוצגת Figure 7. לייבל באריזת מידע על דגימות בתוך לאפשר דגימות כדי להיות ממוקם בצורה יעילה. שמור בחדר הארכיון בטמפרטורה יציבה.
איור 7:.. Exampling או מדפים לארכיון מדפי שטח-יעילים של דגימות קרקע בארכיון אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
- מידע חנות על כל דגימה מאוכסן מסד נתונים דיגיטלי מגובה באופן שגרתי. כלול (1) מדגם זיהוי, (2) כל אחד מהתאריכים שבהם המדגם נותח, (3) במעבדה שבה המדגם נותח, (4) הניתוחים נעשה בכל מועד, (5) המסה של מדגם הנותרים (עדכון זה בכל פעם שחלק מדגם מוסר לניתוח), ו (6)שמו של המוסד עם אחריות משמורת על הדגימות לארכיון.
7. אימות עקביות של אנליזות כימיות לאורך זמן
- ולנתח מחדש מינימום של עשר דגימות גנוזות כל מנת אופק או עומק יחד עם הניתוחים של הדגימות שנאספו לאחרונה.
- הפעל (מבחן סכום או מאן-ויטני דרגה אם נורמליות הנתונים להפריך) שני זנב מבחן t כדי לקבוע אם תוצאות ניתוח כימי שונה משמעותית (P <0.10) בין הניתוח הקודם ואת reanalysis הנוכחי.
הערה: אם הבדל משמעותי (או הטיה ברורה כי אינו מובהק סטטיסטית) הוא ציין, אזי הקשר בין הנתונים המקוריים לבין הנתונים reanalysis יש להעריך. אם רוב ההשתנות (R 2> 0.9) יכול להיות מוסבר על ידי מערכת היחסים הזו, אז זה יכול לשמש כדי להתאים את הנתונים להסרת משוא פנים. עם זאת, אם 2 R <0.9, את השארית של דגימות בארכיוןhould להיות שידור חוזר על מנת להבטיח כי אין משוא פנים אנליטית כאשר משווים נתונים מתוצאות ותוצאות הדגימה הקודמת המתקבל דגימות שנאספו לאחרונה.
Representative Results
נתונים שנאספו במחקר של אל לורנס et. 9 ניתן להשתמש כדי להדגים את ההשפעה של שכפול הדגימה על כוח סטטיסטי לזיהוי שינוי דגימות האופק Oa מ -12 בורות אשוחית אדום יער (Picea רובנס) במזרח ME. מידע נוסף באתר במחקר זה (המכונה קושוט) זמין לורנס et al. 9. האדמה (המסווגת Spodosol) היה אופק דקה יחסית OA (עובי ממוצע שווה 2.5 ס"מ ו -3.7 ס"מ 1992-1993 ו -2004, בהתאמה) כי מעולף אופק E עם גבול פתאומי. עם גודל מדגם של 12, שינויים משמעותיים (P <0.05) בין דגימות שנאספו 1992-1993 ו -2004 התגלו במדידות של pH, C אורגני, וסידן חליפי (Ca), נתרן (Na) ואלומיניום (Al), בעוד שלא חל שינוי משמעותי עבור מגנזיום חליפי (Mg) (טבלה 1). כאשר 8 מתוך 12 הדגימות נבחרו באקראי לניתוח סטטיסטי, significהבדלי נמלה (P <0.001) נצפו החליפין Na ואל, ובבית P <0.10 ברמת ג האורגני עם 4 של 12 דגימות שנבחרו באקראי, הבדלים משמעותיים נצפו רק עבור חליפין אל ו Na בבית P ≤ 0.05 רמה .
טבלת 1: אפקטי גודל מדגם תוצאות סטטיסטיות של שימוש גודל מדגם של 12, 8 ו -4 כדי לזהות הבדלים משמעותיים מדידות כימיות של דגימות קרקע שנאספו 10 עד לגזרים 11 שנים.. ערכי P נחשבים משמעותי מבחינה סטטיסטית מוצגים נטויים אדום.
מנתוני אופקי Oa ואת 10 העליון סנטימטר של אופקי B שנאספו היקוות יובל הצפון והדרום של קריק באק (באזור האדירונדאק המערבי של ניו יורק) לספק דוגמאות של הערך של קרקע בארכיון בהפחתה בהיסוס כאשר comparin נתוני g מתקופות שונות. מבין 55 דגימות שנאספו, לנתח מאוכסן בשנים 1997-2000, 15 נבחרו באקראי עבור reanalysis ב 2013-14. ניתוח בשני תקופות הזמן נעשה במעבדה של מרכז מדע המים החדש הגיאולוגי האמריקאי יורק, טרוי, ניו יורק, בעקבות אותו SOP. ערכים עבור Ca חליפי במקור ו reanalysis של 15 דגימות Oa האופק לא הצביעו על הבדל (P> 0.10) עבור ריכוזי Ca חליפי (איור 8 א). שרטוט נגד 1: קו 1 הראה או הטיה לא מעט גם והערך R 2 הצביעו וריאציה מוסברת מעט. עדר הבדל בין נתונים המקוריים ונתוני ניתוח מחדש לאחר האחסון מציין כי לא הטיה אנליטי ולא תופעות אחסון במהלך 14-16 שנים גרמו להבדלים שגויים בנתוני Ca. על בסיס זה, ניתוח מחדש של דגימות נוספות 40 Oa שנאספו 1997-1998 לריכוזי חליפי Ca היה נחוש בדעתו להיות מיותר.
NT "FO: keep-together.within-page =" 1 ">
איור 8: תוצאות ניתוח מחדש עבור Ca. הקשר בין מדידות Ca חליפי באופק OA (א), ואת ס"מ 10 העליון של אופק B (ב), עשה בשנים 1997-2000 (ניתוח מקורי) ומדידות של דגימות בארכיון reanalyzed ב 2013-2014 (reanalysis). 1: קו 1 מוצג על המגרש. המשוואה מייצגת את הקו בכושר הטוב ביותר נקבע על ידי רגרסיה ליניארית. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
תוצאה אחרת הושגה כאשר קרקעות בארכיון היו reanalyzed עבור Ca החליפי ב אופקי B (איור 8b), גם באמצעות אותו SOP. הבדל משמעותי (P <0.10) הושג בין oניתוח riginal (ממוצע = 0.40 cmol ג / ק"ג) ו reanalysis (ממוצע = 0.33 cmol ג / ק"ג), למרות רגרסיה ליניארית הראה קשר לינארי משמעותי ביותר בין שתי קבוצות נתונים (P <0.001; R 2 = 0.99). עם קשר חזק זה, מודל הרגרסיה שימש להתאים את הערכים המקוריים של 40 דגימות reanalyzed שלא להסיר הטיה ביחס דגימות שנאספו לאחרונה ונותחו.
שינוי SOP לקביעת ריכוזים אל חליפי הביא תוצאות שונות בין הניתוח המקורי שבו אל נמדד על ידי טיטרציה 15 ואת reanalysis שבה אל נמדד על ידי פלזמה מצמידה אינדוקטיבי (ICP) הבאה בלום ואח '. 14. השוואת מדידות אל חליפי של 15 דגימות Oa האופק (9 א איור) בין הערכים המקוריים (ממוצע = 11.5 cmol ג / ק"ג) ו reanalysis (ממוצע = 7.8 cmol ג 2 = 0.96) ו הטיה משמעותית (P <0.05). כפי שנעשה עבור ריכוזי Ca אופק B, מודל הרגרסיה שמש להתאים את הערכים המקוריים של 40 הדגימות לא reanalyzed להסיר הטיה אנליטי.
איור 9: תוצאות ניתוח מחדש עבור אל מערכת היחסים בין מדידות אל חליפי באופק OA (א), ואת ס"מ 10 העליון של אופק B (ב), עשה בשנים 1997-2000 (ניתוח מקורי) ומדידות של דגימות לארכיון. reanalyzed ב 2013-2014 (reanalysis). 1: קו 1 מוצג על המגרש. המשוואה מייצגת את הקו בכושר הטוב ביותר נקבע על ידי רגרסיה ליניארית. אנא לחץ כאן כדי להציג vers גדוליון של נתון זה.
נתונים מקוריים reanalyzed עבור אל החליפין באופק B היו גם שונים באופן משמעותי (P <0.001) ו רגרסיה ליניארית הצביעה על קשר מובהק בין שתי קבוצות הנתונים (P <0.10). בניגוד לנתונים אל אופק OA, הקשר היה חלש (איור 9 ב) ואת מודל רגרסיה יכול להסביר רק חלק קטן של ההשתנות (R 2 = 0.23). מאחר שהמודל לא ניתן להשתמש כדי להסיר את ההטיה, כל הדגימות שנאספו ונותחו בשנים 1997-2000 צורך reanalyzed עם דגימות שנאספו לאחרונה.
שינוי שיטת ניתוח עלול לגרום להטית הנתונים כך בדיקות צריכים לעשות כדי לוודא שהנתונים הם משוחדים. לדוגמא, תוצאות של קרקעות מינרלים בארכיון שנאספו על פרשת מי אגם טורקיה, אונטריו, קנדה, בשנת 1986 reanalyzed בשנת 2005 10 </ sup> מוצגים באיור 10. ניתוח הנתונים הראו כי שתי השיטות מיוצרות נתונים משוחדים עם השתנות מוסברת קטנה (איור 10). הניתוח המקורי נעשה בשיטת האכול הרטובה Walkley-שחורה הדגימות בארכיון נותחו על ידי מנתח בעירה. במקרה זה, ההשוואה בין תוצאות הניתוח והניתוח המקוריים של דגימות בארכיון הוכיחה כי הנתונים המיוצר על ידי שתי השיטות היו להשוואה ישירה.
הדוגמות מוצגות איורים 8-10 להוכיח כי השימוש בשיטות ניתוח עקביים אינו מבטל את האפשרות של נתונים משוחדים, אלא גם מראה כי שינוי שיטה אינה תוצאה הכרחית הטיה. מסקנות אלה מדגישות את החשיבות של דגימות מאוחסנות כדי להפחית את אי הוודאות של תוצאות ידי שליטה על הטיה אנליטי.
איור 10: תוצאות ניתוח מחדש עבור ג הקשר בין מדידות C האורגניות של קרקעות מינרלים עשו בשנת 1986 (ניתוח מקורי) ומדידות של דגימות בארכיון נתחו בשנת 2005. הקו המקווקו הוא 1: הקו 1; הקו המוצק הוא רגרסיה ליניארית המתאר את הקשר בין ניתוח הראשוני לארכיון. נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
מחקרים הוכיחו את הערך של ניטור אדמה כדי לזהות שינויים בקרקע באתרים או היקוות בודדים גדלים, ולאחרונה, ניטור קרקע יושם להעריך השפעות בתצהיר חומצי ירידות מחקר אזורי גדול 14. בכלל האתרים הללו, בתצהיר חומצי ירד במהלך שלושת העשורים האחרונים,למרות הרמות בתצהיר חומציים שיעור הירידה המגוון בין אתרים. מספר רב של שינויים זוהה במחקר זה, אשר היו בדרך כלל בקנה אחד ברחבי אזור המחקר הגדול, על פני תקופות זמן שונים, באמצעות עיצובי resampling שונים (טבלה 2). ידי קישור מחקרי resampling מרובים, תגובות של קרקעות יער לשינויי נהג סביבתי גדול זוהו על אזור נרחב (איור 11). המחקר של לורנס et al. 5 הראה כי תוצאות מחקרי resampling האדמה עם עיצובים שונים ניתן לצבור כדי לטפל בבעיות אזוריות רחבות.
. טבלה 2: דוגמאות של תוצאות דגימה מחדש Mean ערכים (ראשוני - סופי) ותוצאות של בדיקות (T-בדיקות או בדיקות מאן-וויטני) להבדלים בין f מדידות התחלתי וסופיאו הו, ואופקים עליונים B לחקירות אדמה בצפון מזרח ארה"ב וקנדה המזרח (במקומות שניתן לראות בתרשים 11). ערכי P> 0.10 מסומנים ככאלה NS (לא משמעותי). ניתוח באות P <0.1 מוצגים צהוב להצביע על הבדלים משמעותיים שנצפתה מדידות אלה עבור אתרים הממוקמים ברחבי מזרח ארה"ב ומזרח קנדה. קופסאות עם קווים מקווקווים מצביעים אין נתונים. BB מייצג Bear ברוק, ME; TMT מייצג אתרי BB שקבלו תוספות ניסיון של (NH 4) 2 SO 4 בשנה. REF מתייחס לאתרים שלא טופלו ב- BB. חלק מהאתרים היו יחידות לימוד שונות המבוססים על סוג היער. CF מייצג דוכני כוניפאר צפוניים; הפרקט הצפוני HW עומד; MF מייצג דוכני כוניפאר עץ מעורבים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של השולחן הזה.
Discussion
בחירה אשר אופקים או במרווחי עומק לדגום מונחה על ידי המטרות של הניטור, אבל בסופו של דבר תלוי המאפיינים של הקרקע. ההחלטה של איפה ואיך לדגום את הפרופיל לכן שלב קריטי ניטור אדמה. לדוגמא, Spodosol שמוצג באיור 12 נחשף רצפת יער עם גבול בין Oe (חומר אורגני מפורקת בינונית) ו OA (חומר אורגני humified שחור) כי הוא פתאומי ושתיים האופקים הם עבים מספיק כדי לאפשר להם להיות שנדגמו בנפרד . פרופיל זה גם יש אופק E מוגדר היטב עם גבול פתאומי הפרדת אופק Oa האורגני מן אופק E המינרלים. אופקים אלה צבעוניים עם גבולות פתאומיים מאפשרים לאסוף אותו חומר האופק יחזרו על עוצמה באופן עקבי, מה שהופך אופקים אלה מועמדים מצוינים לניטור אדמה. אם הגבול בין שכבות מינרלים אורגניים אינו נראה בבירור או היא הדרגתית relat ive לעובי האופק, דגימה של שכבות חזרו ישירות מעל ומתחת ממשק זה עשוי תכלול סכומי הקרקע משתנים מהשכבות הסמוכות. מאפיין זה מוסיף וריאציה בלתי מבוקרת ועל כן יגרום אופקים אלה פחות רצויים דגימה חוזרת ונשנית.
בחלק ממקרים, דגימה ידי מרווח עומק יכולה לספק גישת דגימה עקבית בקרקעות שבו אופקים מסוימים מעורבבים או התערבבו זה בזה, אם הערבוב זוהי תכונה עקבית של הקרקעות מבוקרות. באיור 12, ס"מ 10 העליון של אופק B יש גבול פתאומי עם האופק E, אבל וריאציה צבע מרמז על נוכחות של אופקים Bh ו BHS כי מתערבבים. במצב זה, דגימה של סנטימטר 10 העליון של אופק B תהיה את שיטת גביית הדיר ביותר. גישה זו הוכיחה את יעילותו Spodosols כגון שמוצג באיור 12 7.
page = "1"> 
איור 12:.. פרופיל Spodosol אופק Spodosol מאזור האדירונדאק של ניו יורק מראה האופק E ייחודי המפריד בין אדמת היער (OA ו Oe האופק) מן האופק B אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
תיאורי פרופיל מלאים שימושיים מאוד בהפחתת סיכוי הדגימה מוטה ופירוש הנתונים, אך איסוף מידע זה זמן רב, יכולים להגביל את הזמן הפנוי שכפול דגימה זמינה, בהתאם משאבי פרויקט זמן בשדה מתאים. חלופה לתיאורי פרופיל מלאים של כל בור תהיה לבצע תיאור מלא של בור ראשי (עם תמונה), ולאחר מכן להגביל ותיאורים עבור בורות לשכפל מדידות של עובי אופק לאורך Wה- i פרופיל צילומים. מידע זה יהיה מספיק כדי לאמת דגימה מחדש שנעשתה באותה האדמה באופן עולה בקנה אחד עם הדגימה המוקדמת. תמונות באיכות גבוהה הם בעלי משמעות רבה גם עבור שמירה על עקביות הדגימה כאשר resampling פרופילים כדי לקבוע שינויים כימיים לאורך זמן.
הערכת הטיה פוטנציאלית מן הסתירות הדגימה ניתן להעריך באמצעות השוואות של מדידות בין אופקים. לדוגמא, ריכוזים נמוכים של פחמן אורגני נצפו באופק Oa בדגימה שנייה מאשר הדגימה הראשונית שנערכה 10-12 שנים קודם לכן 9. ייתכן שדבר נבע דגימת משוא פנים יותר של אופק E מינרלים הבסיסי שייתכן שנאסף בדגימה השנייה מאשר הדגימה הראשונה. זה היה מקטין את ריכוז פחמן האורגני, וסביר להפחית את ריכוז Ca החליפי כי ריכוזי E אופק Ca באדמה נלמדים היו לפחות צו של Magnitאודה נמוך מאשר אופק OA. העדר ירידה בריכוז E-אופק Ca שנצפה במחקר זה מספק ראיות כדי לתמוך בפירוש כי ריכוזי C אורגניים נמוכים יותר הדגימה השנייה לא היו תוצאה של דגימה מוטה. סוג זה של השוואה בין אופקים מספק מידע רב ערך להערכת עקביות דגימה. לכן אופקים נוספים דגימה אין צורך במיוחד עבור מטרות פרויקט הוא מוצדק כדי לעזור להפחית בהיסוס בתוצאות.
ניתוח מחדש של דגימות קרקע בארכיון הוא מנהג מרכזי בהפחתת אי ודאות. עם זאת, אחסון של קרקעות דורש משאבים לנהל את מרחב ארכיון ומערכות אחסון המביאות יכול להיות קשה לרכוש על בסיס קבוע. לכן, המסה של אדמה בארכיון יש להשתמש בשיקול דעת. Reanalyzing כל דגימות קרקע בארכיון למחקר resampling מסוים הוא בדרך כלל את הגישה היעילה ביותר להפחתת אי הוודאות אנליזה כימית, אך o ניתוח מחדש סלקטיביתf בארכיון דגימות, במידת האפשר, יסייעו בשימור הקרקע תחליף לשימושים עתידיים. ניתוח מחדש של כל הדגימות בארכיון לא צריך להיעשות אלא אם יש צורך. מגוון שיטות עבור אחסון קרקע נמצא כיום בשימוש הוכח כיעיל. השיטה והחומרים המומלצים במאמר זה מבוססים על הניסיון של אוצרי מוזיאון מדינת ניו יורק, אשר מצאו כי זה מאוד עיצוב אריזה חסכוני שטח מגן על המדגם בלתי שביר, עמידים במים, חומרי שכותרתו בקלות, אשר הם יציבים עבור עשורים רבים.
הגנה על דגימות קרקע בארכיון הוא צעד מפתח ניטור האדמה כי זה לא רק מאפשר עקביות אנליטית בין דגימות, הוא גם מספק את ההזדמנות לצורך ניתוח עתידי עם שיטות שטרם פותחו. יתר על כן, הדגימות בארכיון יכולות לספק מידע במטרה לענות על שאלות חדשות כפי שהם ללא ספק יקומו בעתיד. גנז דגימות קרקע מקדימותגשם CID היה זמין, השפעות של הפרעה זו על קרקעות היו זוהו בתוך שנים ולא עשרות שנים לאחר גילויו. במקום זאת, כימית אדמת גשם מראש חומצה נשארת לא ברורה כפי שאנו כעת לפקח על ההתאוששות של קרקעות מן הירידה ברמות גשם חומצי.
ניטור קרקע מוגבל במידה מה על ידי מסגרת הזמן מעל המשתנות ניתן לאתר (בדרך כלל 5 שנים או יותר), ועם הסתמכות על דגימה הרסנית, באזור הדגימה הדרוש להעלאת ניטור לאורך זמן. אף על פי כן, ללא פיקוח קרקע, שינויים בקרקע חייבים להיגזר גישות עקיפות, כגון chronosequences (שטח להחלפת זמן), יתרות המוני קו פרשת מים, dendrochemistry, מניפולציות לטווח קצר דוגמנות. גישות אלה מספקים הערכות גסויות של שינוי אדמה, וכל דורשים נחות מגביר ודאות כי ניתן להפחית בצורה הטובה ביותר באמצעות מדידה ישירה של קרקע לאורך זמן. הנהלים של דגימת אדמה חוזרת עלולים גם להיות applieד לניסויי מניפולציה נשלט לטווח ארוך, כגון ניסוי Ca-בנוסף פרשת המים ביער ניסיוני האברד ברוק, ניו המפשייר, שנמשכים יותר מ 12 שנים 16 ואת קלהון, SC, ניסוי הקרקע לטווח הארוך שנמשך יותר מ 50 שנים 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
- Walker, T. W., Syers, J. K. The fate of phosphorus during pedogenesis. Geoderma. 15, 1-19 (1976).
- Lawrence, G. B., et al. Measuring environmental change in forest ecosystems by repeated soil sampling: a North American perspective. J. Environ. Qual. 42, 623-639 (2013).
- Lawrence, G. B., Bailey, S. W. Workshop establishes the Northeastern Soil Monitoring Cooperative. EOS. 23, 247 (2007).
- Desaules, A. Measurement instability and temporal bias in chemical soil monitoring: sources and control measures. Environ. Monit. Assess. 184, 487-502 (2012).
- Lawrence, G. B., et al. Declining acidic deposition begins reversal of forest-soil acidification in the Northeastern U.S. and Eastern Canada. Environ. Sci. Technol. 49, 13103-13111 (2015).
- Schoeneberger, P. J., Wysocki, D. A., Benham, E. C., Staff, S. S. Field book for describing and sampling soils, Version 3.0. , Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center. Lincoln, NE. (2012).
- Soil Science Staff. Keys to Soil Taxonomy. , 12th, USDA Natural Resources Conservation Service. Washington, D.C. (2014).
- Ross, D. S., et al. Inter-laboratory variation in the chemical analysis of acidic forest soil reference samples from eastern North America. Ecosphere. 6, 73 (2015).
- Lawrence, G. B., et al. Early indications of soil recovery from acidic deposition in U.S. red spruce forests. Soil Sci. Soc. Am. J. 76, 1407-1417 (2012).
- Hazlett, P. W., Curry, J. M., Weldon, T. P. Assessing decadal change in mineral soil cation chemistry at the Turkey Lakes Watershed. Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 287-305 (2011).
- Bailey, S. W., Horsley, S. B., Long, R. P. Thirty years of change in forest soils of the Allegheny Plateau, Pennsylvania. Soil Sci. Soc. Am. J. 69, 681-690 (2005).
- Johnson, A. H., Moyer, A. J., Bedison, J. E., Richter, S. L., Willig, S. A. Seven decades of calcium depletion in organic horizons of Adirondack forest soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 72, 1824-1830 (2008).
- Ross, D. S., Hales, H. C., Shea-McCarthy, G. C., Lanzirotti, A. Sensitivity of manganese oxides: dryng and storage cause reduction. Soil Sci. Soc. Am. J. 65, 736-743 (2001).
- Blume, L. J., et al. EPA/600/4-90/023. , Environmental Protection Agency. Washington, D.C. (1990).
- Thomas, G. W. Agronomy No. 9. Page, A. L. , ASA. 159-166 (1982).
- Johnson, C. E., Driscoll, C. T., Blum, J. D., Fahey, T. J., Battles, J. J. Soil chemical dynamics after calcium silicate addition to a northern hardwood forest. Soil Sci. Soc. Am. J. 78, 1458-1468 (2014).
