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मापने और मिट्टी के कटाव और कृषि प्रबंधन के तहत मिट्टी कार्बोनेट सांद्रता से संबंधित जमाव के पैटर्न मानचित्रण

Published: September 12, 2017 doi: 10.3791/56064
Automatic Translation
1, 1, 1
1Water Management and System Research Unit, Center for Agricultural Resources Research, USDA Agricultural Research Service (ARS)

Summary

मिट्टी के कटाव और जमाव के स्थानिक पैटर्न उचित समय वृद्धि पर मैप जमीन उंनयन में अंतर से आस्थगित किया जा सकता है । पदोंनति में इस तरह के परिवर्तन के निकट सतह मिट्टी कार्बोनेट में परिवर्तन से संबंधित हैं । इन मात्राओं और डेटा विश्लेषण पद्धतियों के क्षेत्र और प्रयोगशाला मापन के लिए दोहराए जाने वाले तरीके यहाँ बताए गए हैं.

Abstract

मिट्टी के कटाव और जमाव के स्थानिक पैटर्न उचित समय वृद्धि पर मैप जमीन उंनयन में अंतर से आस्थगित किया जा सकता है । उन्नयन में इस तरह के परिवर्तन निकट सतह मिट्टी कार्बोनेट (कएको3) प्रोफाइल में परिवर्तन से संबंधित हैं । उद्देश्य के लिए एक सरल वैचारिक मॉडल और दोहराया क्षेत्र और इन मात्रा के प्रयोगशाला माप के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन है । यहां, सटीक उंनयन एक जमीन आधारित अंतर ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) का उपयोग कर मापा जाता है; अंय डेटा प्राप्ति विधियों को उसी मूल पद्धति पर लागू किया जा सकता है । मिट्टी के नमूनों निर्धारित गहराई अंतराल से एकत्र और अकार्बनिक कार्बन एकाग्रता के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक कुशल और सटीक संशोधित दबाव-calcimeter विधि का उपयोग कर प्रयोगशाला में विश्लेषण कर रहे हैं । मानक सांख्यिकीय विधियों को पॉइंट डेटा पर लागू किया जाता है, और प्रतिनिधि परिणाम मिट्टी की सतह परत कएको3 और वैचारिक मॉडल के अनुरूप उंनयन में परिवर्तन के बीच महत्वपूर्ण सहसंबंध दिखाते हैं; कएको3 आम तौर पर जमाव क्षेत्रों में कमी आई है और कटाव क्षेत्रों में वृद्धि हुई है । नक्शे पदोंनति और मिट्टी कएको के बिंदु माप से प्राप्त कर रहे है3 सहायता के विश्लेषण के लिए । अध्ययन स्थल पर कटाव और स्वभाविक पैटर्न का एक नक्शा, एक बारिश से तंग आ गया सर्दियों गेहूं खेत बारी गेहूं-परती स्ट्रिप्स में फसली, पानी और हवा प्रबंधन और स्थलाकृति से प्रभावित कटाव के आदान प्रदान के प्रभाव से पता चलता है । वैकल्पिक नमूना तरीकों और गहराई के अंतराल पर चर्चा की और मिट्टी के कटाव और मिट्टी कएको के लिए जमाव से संबंधित भविष्य के काम के लिए सिफारिश कर रहे है3।

Introduction

मृदा क्षरण कृषि भूमि के स्थायित्व की धमकी देता है । फसल प्रबंधन, जैसे कि एक पारंपरिक रूप से सर्दियों गेहूं-परती फसल रोटेशन के रूप में, कटाव और परती अवधि के दौरान नंगे मिट्टी के रूप में जमाव प्रक्रियाओं को तेज कर सकते है और हवा और जल बलों के लिए अतिसंवेदनशील1,2, 3 , 4 , 5 (चित्रा 1) । हालांकि इन प्रक्रियाओं स्पष्ट हो सकता है, वे यों तो मुश्किल हो सकता है ।

इस अध्ययन के उद्देश्य को बढ़ाता है और क्षेत्र के पैमाने पर कटाव और जमाव के स्थानिक पैटर्न का वर्णन करने के लिए एक कुशल विधि प्रदान करने के लिए पहली बार है ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) प्रौद्योगिकी और भौगोलिक सूचना प्रणाली (जीआईएस) मानचित्रण उपकरण का उपयोग कर । एक सरल अवधारणाओं के पास के लिए इन नमूनों से संबंधित मॉडल सतह मिट्टी कार्बोनेट (कएको3) भी प्रस्तुत किया है और निर्धारित क्षेत्र और प्रयोगशाला विधियों द्वारा परीक्षण । जीपीएस पद्धति के परिणामों को मान्य करते हुए ये संबंध कटाव और जमाव के अप्रत्यक्ष उपाय प्रदान करते हैं. वर्तमान पेपर Sherrod एट अलमें इस्तेमाल तरीकों पर जोर देती है । ताकि वे, भाग या पूरे में दोहराया जा सकता है, अंय स्थानों में इसी तरह के अनुसंधान के लिए6।

Figure 1
चित्र 1. (क) कटाव और (ख) एक भारी वर्षा की घटना के बाद अध्ययन स्थल पर साठा की तस्वीरें । फोटो (ख) के निचले दाहिने कोने में एक ट्रैक्टर टायर ट्रैक गेहूं/परती पट्टी सीमा पर जमाव की गहराई इंगित करता है ।

मिट्टी के कटाव को मापने के लिए विभिन्न प्रत्यक्ष तरीकों Stroosnijder7द्वारा समीक्षा की गई । सुझाए गए तरीके माप उद्देश्य और उपलब्ध संसाधनों के साथ भिंन होते हैं, लेकिन "सतह उंनयन में परिवर्तन" विधि hillslope स्केल पर अनुशंसित होती है और कटाव और जमाव दोनों को मापने का लाभ प्रदान करती है । एक तरह से इस विधि को लागू करने के लिए मिट्टी में पिन स्थापित करने और7पिन के शीर्ष करने के लिए सापेक्ष मिट्टी की ऊंचाई में परिवर्तन की निगरानी है । भूमि सर्वेक्षण प्रौद्योगिकी के विकास में अग्रिम के साथ, तथापि, इस श्रम गहन दृष्टिकोण ऐसी स्थलीय लेजर स्कैनिंग (TLS)8,9,10,11 के रूप में अंय तकनीकों, द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता , 12 , 13 , 14 , 15 , 16, हवाई लेजर स्कैनिंग (एस)17,18,19,20,21, जीपीएस6,22, एडवांस्ड photogrammetry23 ,24, या इन तकनीकों का संयोजन25,26,27. जबकि लेजर स्कैनिंग, सामांयतः LiDAR के रूप में संदर्भित (प्रकाश का पता लगाने और लेकर), घने सतह उंनयन डेटा सेट का सबसे तेजी से अधिग्रहण प्रदान करता है, सुधार के लिए वनस्पति के रूप में खड़े वस्तुओं, हटाने के लिए किया जाना चाहिए । हालांकि Perroy एट अलमिलीमीटर-स्तर ऊर्ध्वाधर परिशुद्धता के साथ, TLS सबसे छोटी ऊंचाई परिवर्तन का पता लगा सकते हैं । gulley कटाव बड़े स्कैनिंग पदचिह्न और बेहतर साधन अभिविंयास (कम स्थलाकृतिक छाया) गहराई से incised ठगना28में स्कैनिंग के लिए के कारण का अनुमान के लिए TLS पर एस की सिफारिश की । वास्तविक समय गाढ़ापन जीपीएस (RTKGPS), सेंटीमीटर डेटा पोस्ट प्रसंस्करण के बिना स्तर परिशुद्धता प्रदान, इस अध्ययन के लिए प्रयोग किया जाता है । स्थानिक संकल्प और RTKGPS-एकत्र आंकड़ों के सटीक एक कृषि क्षेत्र या पर्याप्त जमीन कवर के साथ अंय वातावरण में प्रमुख कटाव और जमाव सुविधाओं का पता लगाने के लिए इष्टतम हैं ।

मिट्टी कएको3 को बढ़ाता है के लिए दबाव-calcimeter विधि एक बंद प्रणाली में एसिड के लिए मिट्टी की प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है, सह 2 की रिहाई में जिसके परिणामस्वरूप। एक निरंतर तापमान पर प्रतिक्रिया पोत के भीतर दबाव में वृद्धि रेखीय मिट्टी कएको की राशि के लिए संबंधित है329। पारंपरिक दबाव calcimeter विधि, Sherrod एट अलद्वारा वर्णित में संशोधन, सीरम की बोतलों के लिए प्रतिक्रिया पोत बदलने और दबाव परिवर्तन का पता लगाने के लिए एक डिजिटल वाल्टमीटर को तार transducer का उपयोग कर शामिल 30. ये संशोधन कम पता लगाने की सीमा और दैनिक मिट्टी नमूना रन के लिए एक उच्च क्षमता के लिए अनुमति देते हैं । मिट्टी कएको3 माप के लिए Gravimetric या सरल titrimetric तरीकों से इस संशोधित दबाव-calcimeter विधि30से बड़ी त्रुटियों और पता लगाने की सीमा का उत्पादन किया ।

वैचारिक मॉडल

जब कटाव और जमाव के प्रत्यक्ष उपाय संभव नहीं हैं, इन प्रक्रियाओं के अप्रत्यक्ष संकेतक इस्तेमाल किया जा सकता है । Sherrod एट अल. कल्पना की गई है कि मिट्टी की सतह परत एक अर्द्ध शुष्क जलवायु में3 एकाग्रता कएको व्युत्क्रम जमीन की सतह ऊंचाई में परिवर्तन के साथ संबंधित है (सकारात्मक कटाव के साथ संबंधित है, नकारात्मक बयान के साथ संबंधित)6। परिकल्पना मोटे तौर पर लागू होनी चाहिए, लेकिन विशिष्ट संबंध साइट शर्तों (मिट्टी, वनस्पति, प्रबंधन, और जलवायु) पर निर्भर करेगा । मृदा परीक्षण स्थल पर (तालिका 1) आमतौर पर मिट्टी की सतह के नीचे एक विशिष्ट कैल्शियम परत 15-20 सेमी होते हैं । धारणा, कटाव अपेक्षाकृत कम कएको की सतह परत को दूर करेगा3 एकाग्रता के इस कैल्शियम परत छोड़ने उच्च कएको3 मिट्टी की सतह के करीब । कम कएको3 मिट्टी तो जमाव क्षेत्रों के लिए ले जाया जाता है, कैल्शियम परत के कारण मिट्टी की सतह के नीचे गहरा दफन हो (चित्रा 2) । उचित गहराई अंतराल पर समय के साथ इन मिट्टी नमूना, या तो कटाव या जमाव (या न ही) कएको द्वारा आस्थगित किया जा सकता है3 एकाग्रता, इस मॉडल के अनुसार ।

मृदा श्रृंखला ढलान वर्गीकरण वर्गीकरण गहराई पीएच आयोग कुल N soc कएको3
% मुख्यमंत्री 1:2 डीएस एम-1 जी केजी-1 जी केजी-1 जी केजी-1 कोल्बी दोमट 5-9 महीन-गाद, मिश्रित, superactive, कैल्शियम, mesic शुष्क Ustorthent 0-15 ८.२ ०.२४ ०.७ ६.१ ६९.८ 15-30 ८.३ ०.२४ ०.५ ४.० ८४.३ किम सैंडी दोमट 2-5 महीन-दोमट, मिश्रित, क्रियाशील, कैल्शियम, mesic Ustic Torriorthent 0-15 ७.८ ०.२६ ०.८ ७.० २९.८ 15-30 ८.० ०.२७ ०.६ ५.० ५१.५ 5-9 महीन-दोमट, मिश्रित, क्रियाशील, कैल्शियम, mesic Ustic Torriorthent 0-15 ८.१ ०.२२ ०.६ ५.४ २६.७ 15-30 ८.१ ०.१९ ०.५ ४.१ २५.८ Wagonwheel दोमट 0-2 मोटे-गाद, मिश्रित, superactive, mesic शुष्क Calciustept 0-15 ८.२ ०.२३ ०.७ ५.९ ६६.२ 15-30 ८.२ ०.२३ ०.६ ३.७ ९८.१ 2-5 मोटे-गाद, मिश्रित, superactive, mesic शुष्क Calciustept 0-15 ८.३ ०.२३ ०.८ ६.६ ५२.० 15-30 ८.४ ०.२६ ०.७ ५.४ ११८.३

तालिका 1. परीक्षण स्थल पर मिट्टी । मृदा मानचित्रण इकाइयों और वर्गीकरण वर्गीकरण, औसत मिट्टी पीएच, विद्युत चालकता (ईसी), कुल N, मिट्टी कार्बनिक सी (समाज) के साथ, और 0 में कएको3 सांद्रता-15-और 15-30 सेमी २०१२ में स्कॉट क्षेत्र के लिए गहराई वृद्धि (Sherrod से एट al.) 6.

Figure 2
चित्र 2. वैचारिक मृदा प्रोफाइल । के लिए वैचारिक मिट्टी प्रोफाइल (क) कएको के साथ एक स्थैतिक मिट्टी मैट्रिक्स3 सतह परत से नमकीन और एक गहरी परत में उपजी, (ख) सतह परत के मध्यम कटाव, और (ग) सामग्री के उदारवादी जमाव पिछले सतह परत के ऊपर । गहराई अंतराल (बाएं) अनुमानित साइट डेटा के आधार पर कर रहे है (Sherrod एट अलसे.) 6. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

साइट वर्णन और इतिहास

१०९-हा स्कॉट फील्ड, पूर्वोत्तर कोलोराडो में ड्रेक फार्म (४०.६१ओएन, १०४.८४ओडब्ल्यू, चित्रा 3) का हिस्सा है और इस अध्ययन के लिए २००१ से २०१२ पर नजर रखी थी । औसत वार्षिक वर्षण और evapotranspiration लगभग ३५० और १२०० मिमी थे, क्रमशः, इस अर्द्ध शुष्क जलवायु में, जहां छोटी अवधि और उच्च तीव्रता की संवहनी बारिश गर्मियों के दौरान आम थे । ऊंचाई १५५९ से १५८८ मीटर अलग परिदृश्य पदों के साथ इस लहरदार इलाके में: शिखर संमेलन, sideslope उत्तर का सामना करना पड़ (पक्ष-NF), sideslope दक्षिण का सामना करना पड़ (पक्ष-एस एफ), और toeslope (चित्रा 4b) से लेकर । बारी स्ट्रिप्स (~ १२० मीटर चौड़ा) आम तौर पर इस वर्षापोषित सर्दियों गेहूं में कामयाब रहे थे परती रोटेशन है कि हर दूसरे पट्टी के बारे में 14 महीने के लिए हर 24 महीने के रोटेशन चक्र से बाहर परती था । उथले जुताई (~ 7 सेमी), आम तौर पर वी ब्लेड झाडू, खरपतवार नियंत्रण के लिए परती अवधि के माध्यम से 4 से 6 बार हुई । साइट पर मिट्टी के लिए एक मिट्टी के नुकसान सहिष्णुता, या टी मूल्य, 11 मिलीग्राम हा-1 वर्ष-1है, जहां इस टी मूल्य के नीचे कटाव दर जारी कृषि उत्पादन4 के लिए स्वीकार्य माना जाता है वर्गीकृत किया गया .

Figure 3
चित्र 3. साइट स्थान कोलोराडो के राज्य, संयुक्त राज्य अमेरिका के एक स्थलाकृतिक राहत छवि (१०११ ४४०१ मीटर) पर दिखाया गया है । मतलब साइट की ऊंचाई १५७७ मीटर है ।

Figure 4
चित्र 4. मिट्टी के नक्शे और स्कॉट क्षेत्र की भूमि की सतह उंनयन । (क) स्कॉट क्षेत्र के मिट्टी नक्शा बिंदु मिट्टी नमूना स्थानों और फसल प्रबंधन स्ट्रिप्स दिखा । मृदा इकाई संक्षिप्त हैं: 1 = Wagonwheel दोमट 0-2% ढाल, 2 = Wagonwheel दोमट 2-5% ढलान, 3 = कोल्बी दोमट 5-9% ढलान, 4 = किम ठीक रेतीली दोमट 2-5% ढलान, 5 = किम ठीक रेतीली दोमट 5-9% ढलान; और (ख) भूमि का नमूना भूमि वर्गीकरण द्वारा दर्शाए गए स्थानों के साथ २००१ ५-m ग्रिड डिजिटल उन्नयन मॉडल (DEM) के आधार पर क्षेत्र के जमीन की सतह उन्नयन (Sherrod एटअल से.) 6.

पहली जमीन सतह उंनयन सर्वेक्षण २००१ में RTKGPS द्वारा एकत्र के लिए साइट के लिए एक डिजिटल उंनयन मॉडल (DEM) का उत्पादन किया गया । McCutcheon एट अलके साथ संयोजन के रूप में, एक गहन मिट्टी के नमूने (चित्रा 4a) भी २००१ में किया गया था, जो सतह से मिट्टी कएको3 एक संशोधित दबाव-calcimeter विधि30,31 के द्वारा विश्लेषण किया गया . नेत्रहीन स्पष्ट कटाव और बयान बाद में हवा के कारण दशक से अधिक होने वाली, मुख्य रूप से पश्चिमोत्तर से, और वर्षा-अपवाह घटनाओं २००९ में एक दूसरे RTKGPS उंनयन सर्वेक्षण के लिए प्रेरित (क्षेत्र के एक हिस्से के साथ २०१० में पूरा) । एक DEM के माध्यम से मूल २००१ DEM के लिए नए DEM की तुलना में अंतर का नक्शा३२ महत्वपूर्ण कटाव और जमाव की पुष्टि की, पैटर्न जो इन प्रक्रियाओं (चित्रा 5) के लिए कई नियंत्रण कारकों का सुझाव दिया प्रदर्शित । साइट पर पर्याप्त सतह मिट्टी पुनर्वितरण को देखते हुए और ऐतिहासिक मिट्टी कएको3 डेटा, २००१ मिट्टी नमूना २०१२ में दोहराया गया था hydropedological प्रक्रियाओं के एक वैचारिक मॉडल का परीक्षण6, जैसा कि पिछले अनुभाग में वर्णित है ।

Figure 5
चित्र 5. परिवर्तन का नक्शा (2001-2009 *) भूमि की सतह ऊंचाई (Δजेड) में पूर्वोत्तर कोलोराडो में स्कॉट क्षेत्र के भीतर एक 5 मीटर ग्रिड पर । फसल पट्टी संख्या बारी सर्दियों पर लेबल कर रहे हैं-गेहूं-परती फसल प्रणाली, औरअनुभाग a-a ' दिखाया गया है ( चित्र 11में दिया गया विवरण) । * स्ट्रिप्स 2, 4, 6, 8 २०१० में सर्वेक्षण के लिए २००९ DEM पूरा (Sherrod एट अलसे.) 6. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

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Protocol

< p class = "jove_title" > 1. भूमि की सतह ऊंचाई डेटा संग्रह

  1. जीपीएस अंशांकन साइट
    1. के लिए का पता लगाने या RTKGPS डेटा संग्रह के लिए बेस स्टेशन जीपीएस के रूप में उपयोग के लिए सर्वेक्षण स्थल पर एक सुरक्षित स्थान में एक स्थिर बेंचमार्क सेट.
    2. बेस स्टेशन स्थान ( यानी , WAAS-सही जीपीएस स्थिति) के लिए निर्देशांक का सबसे अच्छा संनिकटन का उपयोग कर इस स्थानीय बेंचमार्क पर RTKGPS डेटा संग्रह के लिए बेस स्टेशन सेट करें.
      3. रोवर जीपीएस के साथ
    3. , RTKGPS (लगभग 10 किमी त्रिज्या) और रिकॉर्ड पदों की रेडियो संचार सीमा के भीतर कम से तीन क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर नियंत्रण बिंदु मानक पर जाएं ।
      नोट: नेशनल Geodetic सर्वे द्वारा बताए गए बेंचमार्क को ऑनलाइन खोजा जा सकता है < सुप class = "xref" > 33 और यहां इस्तेमाल किए गए.
    4. नियंत्रण बिंदुओं की मापी और प्रकाशित निर्देशांकों को देखते हुए, साइट अंशांकन < सुप वर्ग = "xref" > 34 , बेस स्टेशन के रूप में उपयोग किए जाने वाले स्थानीय बेंचमार्क के निर्देशांकों के लिए हल करने के लिए RTKGPS फ़ील्ड सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें. जांच करें कि अवशिष्ट (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर) नियंत्रण अंक के लिए संतोषजनक सीमा के भीतर समंवय (& #177; ०.०२ एम इस अंशांकन के लिए) ।
  2. जीपीएस प्वाइंट डाटा संग्रह बेस स्टेशन जीपीएस के साथ
    1. स्थानीय बेंचमार्क पर सेट और स्थानीय साइट अंशांकन और फील्ड सॉफ्टवेयर का उपयोग कर, लगभग एक 5 मीटर क्षैतिज रिक्ति में रिकॉर्ड RTKGPS स्थिति डेटा जीपीएस डेटा कलेक्टर में सर्वेक्षण भर क्षेत्र.
      1. एक वाहन पर जमीन की सतह के ऊपर एक मापा निश्चित ऊंचाई पर बढ़ते रोवर जीपीएस एंटीना द्वारा कुशलतापूर्वक डेटा इकट्ठा और क्षेत्र के माध्यम से transects ड्राइविंग (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 6 ).
    2. वाहन विधि के लिए, transect अंतिमबिंदु समानांतर transects स्थान बनाने के लिए निर्धारित 5 मीटर के अलावा । जबकि ड्राइविंग transects के नेविगेशन के लिए जीपीएस डेटा कलेक्टर में transect अंतिमबिंदु आयात करें । हर 5 एम.
      3. के बारे में बिंदु डेटा प्राप्त करने के लिए लगभग 5 एम एस -1 पर transects ड्राइविंग करते हुए प्रति सेकंड एक बार स्वचालित रूप से डेटा कलेक्टर के साथ अंक ले लीजिए
    3. दोहराने बिंदु साइट पर डेटा संग्रह के रूप में बाद में ऊपर वर्णित समय (8 से 9 साल बाद इस अध्ययन में) ताकि भूमि की सतह उंनयन परिवर्तन का विश्लेषण किया जा सकता है; मूल जीपीएस साइट अंशांकन सभी सर्वेक्षण के लिए प्रयोग किया जाता है और दोहराया नहीं है ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 6" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig6.jpg"/>
फिगर 6. RTKGPS ऊंचाई सतह डेटा संग्रह. RTKGPS ऊंचाई सतह डेटा एकत्र की है, जबकि क्षेत्र (क) के माध्यम से एक उपयोगिता वाहन ड्राइविंग, जबकि वास्तविक समय जीपीएस सुधार पर साइट आधार स्टेशन द्वारा प्रदान की जाती है (b) .

< p class = "jove_title" > 2. DEM निर्माण और प्रसंस्करण

  1. DEMs
    1. को जीआईएस सॉफ्टवेयर में आयात स्थिति डेटा बनाने और एक 5 एम ग्रिड लगाना करने के लिए DEM । जीआईएस सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, क्रॉस-मान्य मापा बिंदु उन्नयन करने के लिए दुओं उन्नयन मान और कोई ऐसी प्रक्षेपित विधि चुनें जो इन क्रॉस-मांयता त्रुटियों को ंयूनतम करे ।
      नोट: एक गाऊसी semivariogram मॉडल के साथ साधारण kriging इस साइट पर उंनयन डेटा के लिए इष्टतम प्रक्षेपक विधि थी । क्रॉस-सत्यापन भी सर्वेक्षण विधि के लिए ऊंचाई सटीकता का एक उपाय प्रदान करता है < सुप वर्ग = "xref" > ३५ .
    2. दोहराने 2.1.1 स्थिति डेटा के दूसरे सेट के लिए दूसरा DEM.
      3. बनाने के लिए
  2. मानचित्रण DEM परिवर्तन
    1. जीआईएस में एक रैस्टर कैलकुलेटर उपकरण का उपयोग कर, मूल DEM से सबसे हाल ही DEM घटाना रैस्टर परिवर्तन का एक DEM मैप बनाने के लिए (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ५ ), जहाँ तरक्की के नकारात्मक मूल्यों में परिवर्तन कटाव और धनात्मक मानों का प्रतिनिधित्व करते हुए जमाव का प्रतिनिधित्व करते हैं ।
  3. भूमी वर्गीकरण
    1. DEM प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग DEM पहले ग्रिड से भूमि सतह स्थलाकृतिक विशेषताओं (ढलान, पहलू, योगदान क्षेत्र) की गणना ।
    2. शिखर संमेलन, sideslope, या toeslope के रूप में भूमि क्षेत्रों को वर्गीकृत ढाल और प्रत्येक DEM ग्रिड सेल के क्षेत्र में योगदान के आधार पर ।
      नोट: शिखर कम ढलानों और कम योगदान क्षेत्रों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं । Sideslopes उच्च ढलानों और मध्यवर्ती योगदान क्षेत्रों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं । Toeslopes कम ढलानों और उच्च योगदान क्षेत्रों द्वारा प्रतिनिधित्व कर रहे हैं । ढलान और योगदान क्षेत्र इन वर्गीकरण को परिभाषित मूल्यों स्थल पर भूमि की सतह स्थलाकृति पर निर्भर करेगा और गुणात्मक के लिए एक विशेष साइट के लिए प्रत्येक वर्गीकरण क्षेत्र के वांछित प्रतिनिधित्व देने के लिए चुना जाता है ।
    3. दो प्रमुख पहलुओं, उत्तर से सामना करना पड़ रहा है और दक्षिण का सामना करना पड़ इस साइट पर sideslope क्षेत्रों विभाजित ।
< p class = "jove_title" > 3. मृदा नमूना

  1. नमूना योजना
    1. संदर्भ मैप्स जीआईएस में मृदा नमूने स्थानों की योजना बनाने के लिए । सभी परिदृश्य स्थितियों को पर्याप्त रूप से दर्शाने के लिए स्थानों की संख्या चुनें.
    2. अपलोड नमूना स्थान निर्देशांक जीपीएस डेटा संग्राहक के लिए ताकि नमूना साइटों क्षेत्र में स्थित किया जा सकता है.
    3. कएको 3 परिवर्तनशीलता पर कब्जा करने के लिए नमूना गहराई वेतन वृद्धि के फैसले का मार्गदर्शन करने के लिए साइट पर मिट्टी के पूर्व ज्ञान का उपयोग करें । पूर्व लेबल सील प्लास्टिक बैग नमूना स्थान और गहराई वृद्धि का संकेत करने के लिए.
  2. फील्ड नमूना
    1. नेविगेशन के लिए एक हाइड्रोलिक मिट्टी coring मशीन और RTKGPS रोवर एंटीना के साथ सुसज्जित एक उपयोगिता वाहन के साथ नमूना साइटों के लिए ड्राइव.
    2. मिट्टी coring मशीन और नमूना ट्यूब वांछित मिट्टी कोर व्यास के लिए (इस अध्ययन में ५.१ सेमी) का उपयोग कर, प्रत्येक नमूना स्थान से मिट्टी कोर निकालने (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 7 ).
      नोट: प्रत्येक स्थान पर निकाली गई कोर की संख्या, साथ ही मिट्टी कोर गहराई और वेतन वृद्धि इस अध्ययन में विविध । २००१ में, ९० सेमी की गहराई के लिए एक एकल कोर लिया और 30 सेमी वेतन वृद्धि में विभाजित किया गया था । २०१२ में, दो मिट्टी कोर (इसी २००१ नमूना के 1 मीटर के भीतर) 30 सेमी की गहराई तक ले जाया गया और दो कोर के विश्लेषण के लिए एकीकृत किया जा रहा के साथ, 15 सेमी वेतन वृद्धि में विभाजित । २०१२ विधि अनुशंसित है ।
    3. रिकॉर्ड RTKGPS स्थिति डेटा (x, y, z) प्रत्येक नमूना स्थान पर.
    4. वांछित गहराई वेतन वृद्धि में मिट्टी के कोर में कटौती और पूर्व में स्थानांतरण-बला सील प्लास्टिक बैग और फिर प्रयोगशाला में वापस परिवहन के लिए कूलर में जगह है ।
    5. दोहराने क्षेत्र नमूना महत्वपूर्ण कटाव और/या जमाव के बाद हुई है (इस अध्ययन में नमूनों के बीच 11 साल) ।
< p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 7" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig7.jpg"/>
फिगर 7. मिट्टी का नमूना. मृदा नमूना स्थानों एक जीपीएस निर्देशित उपयोगिता एक हाइड्रोलिक मिट्टी coring मशीन (एक) ताकि मिट्टी कोर निकाला जा सकता है (ख) और वांछित गहराई वेतन वृद्धि में विभाजित के साथ सुसज्जित वाहन का उपयोग करने के लिए नेविगेट कर रहे हैं ।

< राजभाषा प्रारंभ = "3" >
  • स्थिति डाटा प्रोसेसिंग
    1. माप में अंतर दो नमूना तिथियों के बीच प्रत्येक मिट्टी नमूना स्थान पर दर्ज (१९८ स्थानों २००१ और २०१२ में इस अध्ययन में नमूना).
      नोट: २००१ के लिए ऊंचाई से लिया गया २००१ DEM के बाद से बिंदु उंनयन मिट्टी नमूने के समय दर्ज नहीं किया गया । तरक्की में सकारात्मक बदलाव & #62; ०.०५ मीटर माने जाते हैं डीepositional करेल, जबकि तरक्की में नकारात्मक परिवर्तन & #60;-०.०५ मीटर कटाव स्थल माने जाते हैं ।
    2. शिखर संमेलन के रूप में प्रत्येक नमूना स्थान वर्गीकृत, उत्तर-फेसिंग sideslope, दक्षिण-फ़ेसिंग sideslope, या toeslope DEM प्रोसेसिंग पर आधारित (प्रोटोकॉल 2.3.2 देखें); एक ही स्थान पर वर्गीकरण, जैसा कि ढलान और योगदान क्षेत्र के मानदंडों के अनुसार परिभाषित किया जा सकता है reवर्गीकृत करने के लिए चारों ओर अंक के प्रमुख वर्गीकरण मैच ।
    3. जीआईएस सॉफ्टवेयर में स्थानिक शामिल होने के उपकरण का उपयोग विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया अन्य स्थानिक डेटा परतों के लिए नमूना स्थानों को आवंटित करने के लिए (प्रबंधन पट्टी और मिट्टी मानचित्रण इकाई).
    • < p class = "jove_title" > 4. मिट्टी िरा

    1. मिट्टी के नमूने की तैयारी
      1. खेत से सूखी मिट्टी के नमूने ६० & #176; सी एक प्रयोगशाला ओवन में रातोंरात ।
      2. ओवन-सूखे मिट्टी पीस एक मोटर की चक्की या एक मोर्टार और मूसल का उपयोग कर एक 2 मिमी छलनी के माध्यम से पारित करने के लिए ।
    2. संशोधित दबाव-Calcimeter तंत्र सेटअप
      1. सेट अप संशोधित दबाव-Calcimeter उपकरण (< सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्र 8 ) एक दबाव transducer (0-105 केपीए रेंज, ०.०३-5 वी डीसी आउटपुट) को जोड़ने के द्वारा एक बिजली की आपूर्ति करने के लिए के साथ 14 गेज तार और एक डिजिटल वाल्टमीटर transducer से उत्पादन की निगरानी करने के लिए लाइन में वायर्ड ।
        1. दबाव transducer के आधार करने के लिए ९.५ मिमी आईडी टयूबिंग संलग्न और एक कण फिल्टर के साथ एक 18 गेज Luer ताला hypodermic सुई करने के लिए टयूबिंग कनेक्ट (०.६ & #181; m) दबाव transducer तक पहुँचने से किसी भी भाटा इकट्ठा करने के लिए बीच में.
      2. दबाव से जुड़ी रिएक्शन वाहिकाओं के रूप में सीरम की बोतलों का प्रयोग करें transducer (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ९ ). & #160; सीरम बोतल का आकार निर्धारित पानी के साथ एक धातु चंमच गीला द्वारा उपयोग करने के लिए और के लगभग 5 मिलीलीटर जोड़ने मृदा कि आप उच्च कएको 3 एकाग्रता की उंमीद है । & #160; प्लास्टिक 1 मिलि की ०.५ N ज 2 सू 4 को इस मिट्टी और पुण्यतिथि बुदबुदाहट.
      3. यदि बुदबुदाहट उच्च है, तो मान 15% से अधिक कएको 3 एकाग्रता और प्रतिक्रिया पोत के रूप में एक १०० मिलीलीटर सीरम बोतल का उपयोग करें, अंयथा एक 20 मिलीलीटर सीरम बोतल का उपयोग करें ।
    < p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 8" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig8.jpg"/>
    फिगर 8. संशोधित दाब-calcimeter तंत्र. संशोधित दबाव-calcimeter तंत्र प्रतिक्रिया पोत के रूप में एक सीरम की बोतल का उपयोग करता है और एक वोल्टेज मीटर करने के लिए तार transducer दबाव उत्पादन के लिए संकेत (Sherrod एट अल से.) < सुप वर्ग = "xref" > ३० .

    < p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "figure 9" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig9.jpg"/>
    फिगर 9. संशोधित दबाव-calcimeter विधि के लिए रिएक्शन जहाजों । संशोधित दबाव के लिए रिएक्शन जहाजों-calcimeter विधि सीरम की बोतलें 2 मिलीलीटर एसिड रिएजेंट और एक 1 ग्राम मिट्टी के नमूने के साथ एक ०.५ दरम शीशी युक्त हैं ।

    < राजभाषा प्रारंभ = "3" >
  • कार्बोनेट मापन
    1. एक बला प्रतिक्रिया पोत में तैयार मिट्टी (देखें प्रोटोकॉल ४.१) का एक 1 जी उपनमूना जगह । ५०% कएको 3 से अधिक युक्त मिट्टी के लिए, मिट्टी के केवल ०.५ ग्राम का उपयोग करें ।
    2. प्लास्टिक 2 मिलीलीटर एसिड रिएजेंट (6 N HCI युक्त 3% FeCL 2 o 4 एच 2 o) में एक ०.५ ग्राम कांच की शीशी । एक प्रतिक्रिया पोत में शीशी धीरे से इतना है कि समाधान सामग्री बाहर की ओर की स्थिति के लिए लगभग प्रतिक्रिया पोत झुकाव से नहीं गिरा है ।
    3. मिट्टी का नमूना है और एसिड शीशी झुका युक्त प्रतिक्रिया पोत रखते हुए, ग्रे butyl रबर डाट के साथ सील और एल्यूमीनियम सील अंगूठी के साथ समेटना ।
    4. एसिड के साथ मिट्टी का मिश्रण पूरा बीमा करने के लिए एक घूमता गति के साथ रिएक्शन पोत शेक । लैब बेंच पर रिएक्शन पोत रखें और रिएक्शन कम 2 hr.
      5. के लिए आगे बढ़ना
    5. प्रतिक्रिया जहाजों के लिए पूरा करने के लिए प्रतीक्षा करते समय, ज्ञात कएको की वोल्टेज को मापने के द्वारा एक मानक वक्र निर्धारित 3 सांद्रता मिट्टी के नमूनों के रूप में एक ही प्रतिक्रिया पोत सेटअप का उपयोग (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्र 10 ). & #160; मिश्रण १००% कएको 3 ग्लास मोतियों या रेत के साथ एक वजन प्रतिशत के आधार पर ज्ञात कएको 3 सांद्रता बनाने के लिए । & #160; बिना कोई रिक्त नमूना शामिल करें कएको 3 .
    6. के बाद मिट्टी नमूना प्रतिक्रियाओं को पूरा कर रहे हैं, पियर्स एक 18 गेज hypodermic सुई और दबाव transducer.
      7. द्वारा रिकॉर्ड वोल्टेज उत्पादन के साथ प्रतिक्रिया पोत के रबर पट कएको के लिए
    7. हल 3 मापा वोल्टेज और मानक वक्र से निर्धारित समीकरण दिया प्रतिशत (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 10a ).
      नोट: सह की रिहाई के द्वारा उत्पादित दबाव में वृद्धि 2 रैखिक कएको की एकाग्रता से संबंधित है 3 मिट्टी में मौजूद ऐसी है कि:% कएको 3 = (प्रतिगमन गुणांक * वोल्ट में दबाव में बदलें) + अवरोधन.
    • < p class = "jove_content" फो: रख-जुलकर । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 10" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig10.jpg"/>
    चित्रा 10. कएको ३ माप. (क) कएको 3 के लिए एक मानक वक्र transducer कएको के ज्ञात प्रतिशत के आधार पर दबाव से वोल्टेज रीडिंग का उपयोग कर बनाया जाता है 3 (ख) पाउडर कांच मोती या रेत के साथ मिश्रित ।

    < p class = "jove_title" > 5. सांख्यिकीय विश्लेषण

    1. जमीन की सतह ऊंचाई और मिट्टी की सतह परत में परिवर्तन के रूप में दो निर्भर चर परिभाषित कएको 3 सांद्रता पहले से दूसरे नमूना दिनांक (२००१ के लिए इस अध्ययन में २०१२) । स्वतंत्र या व्याख्यात्मक चर के रूप में परिभाषित करें प्रबंधन (विषम या यहां तक कि पट्टी क्रमांकित), व्यक्तिगत स्ट्रिप्स, पश्चिम या पूर्व ब्लॉक स्ट्रिप्स, मिट्टी मानचित्रण इकाई, लैंडस्केप वर्गीकरण, और कटाव/
      2. वर्गीकरण
    2. विश्लेषण और प्रसरण का विश्लेषण करने के लिए सांख्यिकीय चर के बीच संबंधों को बढ़ाता है । किसी भी पसंदीदा सांख्यिकीय पैकेज में विश्लेषण प्रदर्शन ।

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    Representative Results

    मानचित्रण DEM मतभेद २००१ और २००९ से पता चलता है कटाव (लाल) और जमाव (हरे) से अधिक है कि 8 साल की अवधि, मिटर के साथ सबसे अधिक क्षेत्रों में पदोंनति में स्तर परिवर्तन (चित्रा 5) । क्षेत्र के पैमाने पर, कटाव पश्चिम और दक्षिण पश्चिम में प्रमुख है, जबकि जमाव क्षेत्र के पूर्वी ओर दक्षिण पूर्व कर्ण बैंड के लिए एक उत्तर पश्चिमी के साथ देखा जाता है । कटाव और जमाव के बैंड बारी प्रबंधन के पैमाने पर देखा जाता है, अक्सर प्रबंधन पट्टी सीमाओं पर अचानक परिवर्तन के साथ । मिट्टी के प्रकार (चित्रा 4a) से संबंधित पैटर्न कम स्पष्ट कर रहे हैं, लेकिन जो मिट्टी प्रकार दृढ़ता से संबंधित हैं के साथ स्थलाकृतिक सुविधाओं के साथ मेल करने के लिए प्रकट करते हैं । ठीक पैमाने पर कटाव और स्वभाविक पैटर्न स्थलाकृतिक अभिसरण के क्षेत्रों में पानी के प्रवाह रास्तों जैसी देखा जाता है । कटाव के तीन अलग रैखिक सुविधाओं, प्रबंधन के लिए समानांतर, 6 पट्टी में देखा जाता है । एक वेस्ट-ईस्ट transect (a-a ' चित्रा 5में) इन अनूठी विशेषताओं (चित्रा 11) की जांच करने के लिए साजिश की जाती है, जो सबसे जुताई आपरेशन के कारण होने की संभावना थी । कोई मिट्टी नमूना साइटों 6 पट्टी में इन सुविधाओं के भीतर स्थित थे ।

    Figure 11
    चित्र 11. ऊंचाई प्रोफाइल (२००१ और २००९ * DEMs) एक पश्चिम के साथ-पूर्व Transect पट्टी 6 के माध्यम से (एक- चित्रा 5में) । * पट्टी 6 उंनयन २०१० में एकत्र डेटा ।

    पश्चिमी प्रबंधन स्ट्रिप्स विभाजन (पश्चिम ब्लॉक, स्ट्रिप्स 1-6 ,चित्रा 5), जहां कटाव प्रमुख था, पूर्वी प्रबंधन से (पूर्व ब्लॉक, स्ट्रिप्स 7 -12, चित्रा 5), जहां जमाव प्रमुख था, एक व्युत्क्रम संबंध के बीच दिखाया गया है सतह मिट्टी में परिवर्तन कएको3 (ΔCaCO3) और भूमि की सतह उंनयन में परिवर्तन (Δz) २००१ और २०१२ के बीच नमूना साइटों पर (आंकड़ा 12) । कटाव पश्चिम ब्लॉक में, कएको3 सांद्रता लगभग 3 जी किलो-1 की औसत वृद्धि हुई है जबकि औसत उंनयन लगभग 2 सेमी की कमी हुई । इसके विपरीत, साठा पूर्व ब्लॉक ने एक औसत & #62 दिखाया; ४ ग्राम/ कएको3 सांद्रता में कमी जबकि औसत ऊंचाई लगभग 5 सेमी बढ़ गई । इस व्युत्क्रम संबंध सभी स्ट्रिप्स एक साथ पूरे फ़ील्ड पर पूलिंग करते समय मौजूद नहीं है ।

    Figure 12
    चित्र 12. कएको3 एकाग्रता (0-30 सेमी गहराई) और 11 साल (2001-2012) के बाद पश्चिम (स्ट्रिप्स 1-6) और पूर्व (स्ट्रिप्स 7-12) प्रबंधन क्षेत्रों के ब्लॉक से प्रभावित के रूप में भूमि की सतह उन्नयन में स्थानिक रूप से औसत परिवर्तन । चित्रा 5 पट्टी संख्या और सीमाओं से पता चलता है । त्रुटि सलाखों ± 1 SEM रहे है (Sherrod एट अलसे.) 6.

    जमाव वाले स्थानों (Δz & #62; 5 सेमी) से कटाव नमूना स्थानों (Δz & #60;-5 सेमी) को अलग करना, सभी लैंडस्केप स्थितियां उत्तर-फ़ेसिंग sideslopes को छोड़कर ΔCaCO3 और Δzके बीच व्युत्क्रम संबंध प्रकट करती है ( चित्र 13) । सभी परिदृश्य में औसत, इस व्युत्क्रम संबंध कटाव स्थानों में बनाए रखा है; हालांकि, ΔCaCO3 में लगभग अपरिवर्तित है । साठा स्थानों के लिए, जमाव toeslope पदों में सबसे बड़ी है, के पास औसत 13 सेमी । कएको में औसत घटाता है3 भी सबसे बड़ी है (८.२ g/इन साठा toeslope पदों में । कटाव नमूना स्थानों के लिए, औसत कटाव उत्तर में सबसे बड़ी (१७.४ सेमी) sideslopes का सामना करना पड़ रहा है, तथापि, यह कएको में वृद्धि के साथ अनुरूप नहीं था3 के रूप में अंय सभी कटाव परिदृश्य पदों में देखा । १.४ g/cm3की एक मिट्टी थोक घनत्व मानते हुए, एक १७.४ cm मिट्टी का नुकसान अध्ययन अवधि में २२१ मिलीग्राम/हेक्टेयर के एक कटाव दर के बराबर होती है, इस साइट के लिए लगभग 20 बार टी मूल्य । पूरे क्षेत्र में शुद्ध कटाव की गणना कटाव से पहले और जमाव के बाद मिट्टी थोक घनत्व के विस्तृत ज्ञान की आवश्यकता होगी । के बाद से वहां क्षेत्र पर पदोंनति में एक औसत शुद्ध लाभ है, एक निरंतर थोक घनत्व एक शुद्ध जमाव का संकेत होता है, लेकिन बाद से जमा मिट्टी से पहले एक कम थोक घनत्व पर होने की संभावना है परिवहन किया जा रहा है, एक शुद्ध मिट्टी नुकसान माना जाता है ।

    Figure 13
    चित्र 13. कएको में विशेष रूप से औसत परिवर्तन (2001-2012)3 एकाग्रता (0-30-सेमी गहराई) और भूमि की सतह ऊंचाई के रूप में कटाव और बयाना परिदृश्य क्षेत्रों में परिदृश्य वर्गीकरण से प्रभावित; NF उत्तर का सामना करना पड़ रहा है और एस एफ दक्षिण (Sherrod एट अलसे सामना करना पड़ रहा है.) 6. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

    Δजेड और साइट प्रबंधन से संबंधित चर के साथ ΔCaCO3 के एक सहसंबंध विश्लेषण (अजीब या यहां तक कि-क्रमांकित पट्टी), व्यक्तिगत स्ट्रिप्स, पश्चिम या स्ट्रिप्स के पूर्व ब्लॉक, मिट्टी मानचित्रण इकाई, और परिदृश्य स्थिति तालिका 2 में प्रस्तुत किया जाता है . सबसे महत्वपूर्ण सहसंबंध (p & #60; ०.०००१) Δz और वैयक्तिक प्रबंधन स्ट्रिप्स या स्ट्रिप ब्लॉक्स (पश्चिम या पूर्व) के बीच देखा जाता है । कएको3 में परिवर्तन सबसे काफी (पी = ०.०१६) मिट्टी मानचित्रण इकाई को संबद्ध किया गया था, जबकि Δजेड मिट्टी के लिए संबंधित नहीं था । कम महत्वपूर्ण (पी = ०.०३६) ΔCaCO3 और पट्टी ब्लॉकों, जिसके साथ Δजेड के रूप में अच्छी तरह से संबंधित था के बीच संबंध था । प्रसरण का एक विश्लेषण से पता चलता है Δz (p & #60; ०.०६) सभी साइट चर (तालिका 3) द्वारा काफी प्रभावित करने के लिए । कटाव वर्ग (कटाव, स्थिर, या अपरिवर्तित: EDU) सबसे महत्वपूर्ण (पी = ०.०७५) प्रभावित ΔCaCO3, मिट्टी मानचित्रण इकाई और व्यक्तिगत स्ट्रिप्स के बाद, दोनों एक 10% महत्व के स्तर से कम है ।

    पियरसन सहसंबंध गुणांक
    चर स्ट्रिप्स ब्लॉक
    g > मृदा परिदृश्य ΔCaCO3 Δz प्रबंधन ०.०९० (०.२२२) * -०.०२७ (०.७१५) ०.०२८ (०.७०८) ०.००४ (०.९५९) ०.०१९ (०.७९९) -०.११५ (०.१२०) स्ट्रिप्स - ०.८६८ (& #60; ०.०००१) ०.४११ (& #60; ०.०००१) ०.०७७ (०.२९५) -०.१२० (०.१०४) ०.४२५ (& #60; ०.०००१) ब्लॉक - ०.४१४ (& #60; ०.०००१) ०.११४ (०.१२४) -०.१५४ (०.०३६) ०.३०३ (& #60; ०.०००१) मिट्टी - ०.४०८ (& #60; ०.०००१) -०.१७७ (०.०१६) ०.०२५ (०.७३८) परिदृश्य - -०.१०१ (०.१७२) -०.०८३ (०.२६०) ΔCaCO3 - -०.००१ (०.९९०) * Pr & #62; r in लघुकोष्ठक ।

    तालिका 2. Δz और ΔCaCO3 साइट चर के साथ सहसंबंध विश्लेषण । साइट उंनयन के साथ जुड़े चर के लिए सहसंबंध मैट्रिक्स (z) और कएको3 परिवर्तन के बाद 11 प्रबंधन द्वारा प्रभावित (अजीब या यहां तक कि स्ट्रिप्स), व्यक्तिगत स्ट्रिप्स, पश्चिम ब्लॉक (स्ट्रिप्स 1-6) या पूर्व ब्लॉक (स्ट्रिप्स 7-12), मिट्टी मानचित्रण इकाई, और परिदृश्य स्थिति (शिखर संमेलन, पक्ष उत्तर का सामना करना पड़, पक्ष दक्षिण का सामना करना पड़, और toeslope) (Sherrod एट अलसे.) 6.

    ΔElevation ΔCaCO3
    चर F मान Pr & #62; F F मान Pr & #62; F
    प्रबंधन ३.४७ ०.०६४३ ०.०७ ०.७९५७
    स्ट्रिप्स ५०.२५ & #60; ०.०००१ २.८४ ०.०९३७
    ब्लॉक ७.४८ ०.००६९ १.७९ ०.१८२४
    मिट्टी ५.५७ ०.०१९३ ३.१६ ०.०७७३
    edu ना* ना ३.२१ ०.०७५०
    * एनए, लागू नहीं है क्योंकि EDU ΔElevation से निर्धारित होता है ।
    EDU = क्षरण (E), साठा (D), अपरिवर्तित (यू)

    तालिका 3. कएको में परिवर्तन के आश्रित चर के लिए प्रसरण का विश्लेषण और3 एकाग्रता में परिवर्तन । उंनयन में परिवर्तन के आश्रित चर के लिए प्रसरण का विश्लेषण और 0-से 30 सेमी गहराई में वृद्धि के रूप में 11 वर्ष के बाद प्रबंधन द्वारा प्रभावित (विषम या यहां तक कि स्ट्रिप्स), व्यक्तिगत स्ट्रिप्स, पश्चिम ब्लॉक (स्ट्रिप्स 1-6) या पूर्व में कएको में परिवर्तनके 3 एकाग्रता ब्लॉक (स्ट्रिप्स 7-12), मिट्टी मानचित्रण इकाई, और कटाव वर्ग (EDU): क्षरण (Δz & #60;-5 cm), साठा (Δz & #62; 5 सें.), या अपरिवर्तित (-5 cm & #60; Δz & #60; 5 सें. मी.) (Sherrod एट अल.) 6.

    २००१ में सतह कएको के3 बिंदु नमूनों और २०१२ परिणामों में दिखाया नक्शे में इंटरपोल (आंकड़े 14a, 14b), और एक अंतर नक्शा दुओं ΔCaCO3 (चित्रा 14c) दिखाने के लिए इन से बनाया गया है । अपेक्षाकृत छोटे, उच्च और निंन कएको के क्षेत्रों केंद्रित २००१ नक्शे में देखा3 (चित्रा 14a) अब २०१२ में देखा जाता है जहां स्थानिक पैटर्न कम जटिल है (चित्रा 14b) । २००१ नक्शे के २०१२ नक्शे को इस "चिकनी" पहले कम कएको3 क्षेत्रों में कएको3 में वृद्धि इंगित करता है और कएको3 में कमी जहां कएको3 उच्च था । ΔCaCO के पैटर्न3 (चित्रा 14c) सुदूर पश्चिम में सबसे अधिक बढ़ जाती है दिखाने के लिए, और भूमि की सतह स्थलाकृति के लिए कुछ रिश्ते ।

    Figure 14
    चित्र 14. Kriged कएको3 सांद्रता के इंटरपोल के नक्शे । Kriged कएको3 सांद्रता की गहराई अंतराल में (a) २००१, (b) २०१२ के लिए 30 सेमी, और (ग) २००१ से २०१२ बदलने के लिए । मृदा नमूना स्थान हलकों (a, b) द्वारा दिखाए जाते हैं और 1-m अंतराल के साथ ऊंचाई आकृति (c) (Sherrod एट alसे) में दिखाए जाते हैं । 6.

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    Discussion

    उन्नयन में मैप किए गए परिवर्तन (चित्रा 5) एक कृषि क्षेत्र और कई तराजू पर कई नियंत्रित कारकों का संकेत स्थानिक पैटर्न पर महत्वपूर्ण कटाव और जमाव को दर्शाते हैं. हवा के साथ जुड़े फील्ड स्केल पैटर्न से, पानी के प्रवाह द्वारा उत्पादित ठीक पैमाने वृक्ष पैटर्न के लिए नीचे, इस अध्ययन के लिए प्रासंगिक प्रक्रियाओं समझदार हैं । दोहराया RTKGPS जमीन सर्वेक्षण द्वारा प्रदान की उन्नयन परिवर्तन का पता लगाने के स्तर इष्टतम प्रतीत होता है. TLS द्वारा प्रदान के रूप में महीन जांच स्तर, microtopographic सुविधाओं को शुरू करने से परिणाम जटिल हो सकता है, जैसे लकीरें और furrows फसल के रूप में, जबकि मोटे का पता लगाने के स्तर, हवाई सर्वेक्षण के साथ पाया के रूप में ठीक पैमाने पर कब्जा करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता पैटर्न. इस आकार (~ १०० हेक्टेयर) के एक क्षेत्र पर RTKGPS ग्राउंड सर्वेक्षणों का आयोजन कुछ दिन लगते हैं, तथापि, प्रति सेकंड केवल एक बिंदु इकट्ठा करने की सीमाओं के कारण और यात्रा के समय के लिए साइट क्षेत्र को कवर । हवाई सर्वेक्षणों में अग्रिम भविष्य में बेहतर वैकल्पिक तरीके प्रदान कर सकते है यदि सर्वेक्षण accuracies यहां इस्तेमाल जमीन सर्वेक्षण की सटीकता मैच में सुधार कर सकते हैं ।

    मिश्रित परिणाम भूमि की सतह ऊंचाई में परिवर्तन के साथ सतह मिट्टी कएको3 में correlating परिवर्तन में देखा गया, के रूप में वैचारिक मॉडल की भविष्यवाणी की । २००१ में, कएको के लिए सतह मिट्टी के नमूनों3 सांद्रता शीर्ष 30 सेमी से अधिक केवल एक गहराई में वृद्धि में उपलब्ध थे । २०१२ में, मिट्टी के नमूने शीर्ष 30 सेमी से अधिक २ १५ सेमी वृद्धि में विभाजित किया गया । केवल शीर्ष 15 सेमी में ΔCaCO3 के एक विश्लेषण की संभावना इन परिणामों को बदल जाएगा और अधिक दृढ़ता से कटाव और जमाव से संबंधित साबित हो सकता है । संशोधित दबाव-calcimeter विधि30 मिट्टी कएको3 माप के लिए एक कुशल विधि के रूप में सेवा करने के लिए जारी है ।

    यह कागज एक कृषि क्षेत्र में क्षेत्र के पैमाने पर ठहराव और कटाव और जमाव प्रक्रियाओं के विवरण के लिए एक विस्तृत दृष्टिकोण प्रदान करता है । यहां बताई गई विधियों को अन्य स्थलों पर लागू किया जा सकता है जहां कैल्शियम परतें मिट्टी की सतह के पास मौजूद हैं । भविष्य के काम इस साइट के लिए योजना बनाई है एक नया प्रयोग DEM गणना और २००९ के बाद से सतह ऊंचाई परिवर्तन को मापने के लिए, जब पिछले पूरा RTKGPS जमीन सर्वेक्षण आयोजित किया गया था । इसके अलावा, सतह मिट्टी कएको के लिए २०१२ की मिट्टी नमूना योजना3 15 सेमी गहराई वेतन वृद्धि में दोहराया जाएगा ताकि शीर्ष 15 सेमी में परिवर्तन भविष्य के नमूने और २०१२ के बीच की तुलना में किया जा सकता है ।

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    Disclosures

    लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

    Acknowledgments

    क्षेत्र अध्ययन साइट एक डेविड ड्रेक द्वारा प्रबंधित खेत पर है और हम उसे इस दीर्घकालिक अनुसंधान के दौरान उनके सहयोग के लिए धंयवाद । हम भी इस परियोजना पर क्षेत्र के काम के अपने कई वर्षों के लिए माइक मर्फी धंयवाद और रॉबिन Montenieri इस अखबार में इस्तेमाल ग्राफिक्स के साथ उसकी मदद के लिए ।

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Real-time kinematic GPS system Trimble Model 5800
    GPS field data collector Trimble Model TSC2
    GPS field software Trimble Trimble Access (Trimble Survey Controller used in 2001 for site calibration but this software is no longer supported)
    Hydraulic soil coring machine Giddings Machine Company
    Utility vehicle John Deere Gator 6x4
    GIS software ESRI ArcGIS for Desktop with Spatial Analyst and Geostatistical Analyst Extensions
    Statistical software SAS SAS Institute Inc.
    Pressure transducer 0-105 kPa Serta Model 280E Setra Systems, In., Boxborough, MA
    Volt meter WaveTek 5XL Digital meter set to read volts
    Serum Bottles Wheaton 223747 100 mL
    Serum Bottles Wheaton 223762 20 mL
    Sealing Cap 20 mm Aluminum Wheaton 224183-01 Case of 1,000
    20 mm gray butyl stopper (2-prong) Wheaton 224100-192 Septum; Case of 1,000
    Hand crimper Wheaton W225303 20 mm size
    Hand Decapper Wheaton W225353 20 mm size
    Acid vials Wheaton 224881 0.50 dram size (2-mL)
    Power supply SR Components DDU240060 Class 2 Transformer AC adaptor; Input 120VAC , Output 24VDC
    Calcium carbonate Fisher 471-34-1 500 g of 100% w/w CaCO3

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

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    Erskine, R. H., Sherrod, L. A., Green, T. R. Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management. J. Vis. Exp. (127), e56064, doi:10.3791/56064 (2017).

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