Summary
Nøjagtig måling af temperatur og vandindhold i den øvre 5 mm af jordens overflade kan forbedre vores forståelse af miljøkontrol på biologiske, kemiske og fysiske processer. Her beskriver vi en protokol til fremstilling, kalibrering og udførelse af målinger med jordoverflade temperatur og fugt sensorer.
Abstract
Kvantificering af temperatur og fugt på jordoverfladen er afgørende for at forstå, hvordan jordoverfladen biota reagerer på ændringer i miljøet. Men på jordoverfladen disse variabler er meget dynamisk og standardsensorer ikke eksplicit måle temperatur eller fugt i de øverste par millimeter af jordprofilen. Dette papir beskriver metoder til fremstilling af enkle, billige sensorer, der samtidig måler temperaturen og fugt i de øvre 5 mm af jordens overflade. Ud over sensor konstruktion, trin til kvalitetskontrol, samt til kalibrering for forskellige substrater, forklares. Sensorerne inkorporerer et type E-termoelement for at måle temperaturen og vurdere jordens fugtighed ved at måle modstanden mellem to forgyldte metal sonder i enden af sensoren i en dybde på 5 mm. De metoder, der præsenteres her, kan ændres for at tilpasse sonder til forskellige dybder eller substrater. Disse sensorer har været effektive i en række forskellige miljøer og har udholdt måneder med kraftige regnskyl i tropiske skove samt intens solstråling i ørkener i det sydvestlige USA resultater demonstrere effektiviteten af disse sensorer til evaluering opvarmning, tørring og frysning af jordoverfladen i et globalt forandrings eksperiment.
Introduction
Miljø sensorer er vigtige værktøjer til at vurdere, overvåge og forstå økosystemernes dynamik. Temperatur og fugt er grundlæggende drivkræfter for biologiske processer i jordbunden og påvirker aktiviteten og Fællesskabets sammensætning af jordorganismer1,2. Derudover har temperatur og fugt vist sig at påvirke timingen af frøplante fremkomst og kuld nedbrydnings rater3,4,5. I tør økosystemer er jord overflader, der ikke er dækket af vaskulære planter ofte toppet med samfund af mosser, lav, og cyanobakterier, kendt som en biologisk jord skorpe (biocrust) (figur 1). Disse samfund findes på jordoverfladen og sjældent trænge dybere end et par millimeter i jorden6. Biologiske jord skorster kan stærkt påvirke jord stabilisering, vand infiltration og fordampning satser, albedo, temperatur, næringsstof cykling, og jord-atmosfære Co2 udveksling7,8,9. Til gengæld for nogle systemer aktiviteten af disse overflade samfund kan dominere samlede jord attributter og satserne for forskellige processer10. Sensorer, der eksplicit fokuserer målinger på lavvandede dybder, kan hjælpe os med yderligere at forstå, hvordan den kunstige temperatur og fugt påvirker frøspiring, nedbrydnings rater og reaktioner fra jordoverfladen biota samt mange andre økosystemfunktioner.
Den seneste udvikling inden for jordbunds sensorteknologi har vist vigtigheden af rumligt eksplicitte målinger til forståelse af biologiske processer på jordoverfladen11,12. Konventionelle metoder til analyse af jordens fugt inkorporerer sensorer placeret under jordoverfladen og integrerer ofte målinger på tværs af dybderne. Jordens fugtighed registreres af disse sonder kan hjælpe med at informere vores forståelse af miljøkontrol på jordorganismer, men sandsynligvis savner mange af de nuancer, der forekommer på jordoverfladen. For eksplicit at måle vandindholdet i de øverste få millimeter af jord, Weber et al. nylig udviklet biocrust optimal fugt folk sonder (BWP) at bestemme jordens fugtighed via elektrisk ledningsevne af jordoverfladen til en dybde på 3 mm11. Ved hjælp af Webers sensorer i forbindelse med 0 til 5 cm integrerede fugt sonder, har Tucker et al. påvist vigtigheden af fugt sensorer, der fokuserer på de øverste få millimeter af jordens overflade. Navnlig blev små nedbørs hændelser, som var yderst relevante for biocrust samfundenes aktivitet, ikke registreret for de integrerede sonder på 0-50 mm (dvs. 5 cm) og blev kun opdaget af BWPs12. Sensorer fokuseret på de øverste par millimeter af jord er afgørende for at måle fugt begivenheder, der ikke er store nok til at infiltrere forbi overfladen, men er tilstrækkelige til at fremkalde svar fra biota på overfladen.
Jordens overfladetemperatur er en anden vigtig miljømæssig faktor, der driver fysiologiske processer. Døgn jordoverflade temperaturer kan være meget varierende, især i anlæg interspaces, hvor den uskraverede jordoverfladen er udsat for store mængder af solstråling. Temperaturen er også mere variabel på jordoverfladen end dybere i jordprofilen13 eller luften14. For eksempel viste Tucker et al. et maksimalt døgn overfladetemperatur område på næsten 60 °C (13-72 °C), som kun forekom over 24 timer. Disse temperaturer blev målt ved hjælp af termo par indsat 3 mm i jordoverfladen. I mellemtiden, nærliggende temperatur sonder 50 mm dyb målt en rækkevidde på kun 30 °c (22-52 °c) i løbet af samme dag12. Termo parrene, der eksplicit måler temperaturen på jordoverfladen, viste meget højere variation end sensorer ved 50 mm dybder, da overfladearealet var 10 °C koldere om natten og 20 °C varmere under dagens varme i forhold til de 50 mm dybe værdier.
Temperatur repræsenterer en kritisk kontrol over fysiologiske processer. For eksempel, ved konstant jord fugt i laboratorieforhold, co2 tab fra jord stiger dramatisk med stigende temperaturer i de fleste økosystemer2,15,16. Tilsvarende data fra felt klima manipulation undersøgelser, der har til formål at øge plot temperaturer i forhold til kontrol har vist, at varmet jord frigive mere Co2 end nærliggende uopvarmet jord (i det mindste i de første år af behandlinger17,18), og at biocrusted jord viser en lignende reaktion på opvarmning7,9. Både temperatur og fugt har vist sig at være vigtige miljømæssige variabler og sensorer, der præcist kan fange jordens overflade klimatiske forhold kan belyse, hvordan de påvirker de fysiologiske processer af organismer på jordoverfladen11,12.
Dette papir præsenterer sensorer designet til at måle både temperatur og fugt til en 5 mm dybde under jordoverfladen, der giver betydelig effekt i vurderingen af, hvordan disse variabler interagere med og drive biologiske reaktioner fra surficial biota. Type E-termo parret er fremstillet af to metaller (chromel og constantan), og temperaturændringer i metallerne skaber forskellige spændinger, der registreres af en datalogger. Jordens fugt sensor måler modstanden mellem to forgyldte metal prongs. Resistens påvirkes af jordens vandindhold, fordi mere vand øger ledningsevne og dermed mindsker modstanden mellem benene. Efter designet af Weber et al.11måler disse sensorer jordens fugt til en dybde på 5 mm og omfatter desuden et termoelement til måling af temperaturen på den samme sonde. Disse sensorer giver en raffineret visning af, hvordan temperatur og fugt dynamik varierer i koncert på jordoverfladen ved hjælp af en enkelt sonde. Disse sonder giver utallige muligheder for at udforske, hvordan organismer, der lever på overfladen, reagerer på ændringer i deres omgivelser. En yderligere fordel ved disse sensorer er, at de er relativt enkle og billige at bygge og kalibrere, og forskerne vil være let i stand til at vedtage deres anvendelse.
Følgende protokol indeholder en detaljeret beskrivelse af materialer og metoder til konstruktion af sensorerne, herunder en skitse til tilslutning af sensorer til dataloggere. Disse sensorer brugte kommercielt tilgængelige loggere, men enhver datalogger, der kan knyttes til en multiplexer, kan anvendes. Metoder til kalibrering af sensorer til de substrater af interesse er også beskrevet.
Protocol
1. fremstillings sensorer
- Skær passende kabellængder.
- Bestem den maksimale afstand fra data logerens placering til den ønskede sensorplacering. Konto for den ekstra kabellængde nødvendig for bøjninger i kablet, forhindringer, og fastgørelse til datalogger.
- Skær alle termo par og jord fugt kabler til denne maksimale ønskede længde. Forskelle i kabellængde kan føre til variable modstande blandt sensorer. Dette problem kan undgås ved at holde alle sensorkabel længder det samme.
- Forbered termo parrets kabel.
- Strip kabel jakken 4 − 5 cm fra enden af kablet.
- Strip de nyligt eksponerede, små diameter skeder 5 mm fra enden af ledningerne.
- ARC svejses de eksponerede spidser af ledningerne og tester styrken af den nye svejsning ved at slæber forsigtigt på ledningerne for at sikre, at de ikke adskilles.
Forsigtig: en svejsehjelm eller et ansigts skjold skal bruges til at beskytte mod den stråling, der genereres ved lysbuesvejsning. Hold Alt i arbejdsmiljøet tørt for at undgå potentielle chok. Arbejd i et godt ventileret område for at holde dampe eller gasser fra dit åndedræts område. - Dyp de Arc-svejsede spidser af termopar kablet i flydende elektrisk tape for at beskytte de udsatte ledninger. Den flydende elektriske tape bør dække det eksponerede metal af ledningerne og mindst 3 mm af de små diameter wire sheaths.
Forsigtig: flydende elektrisk tape har brændbare dampe, der kan irritere luftvejene. Anvendes i et godt ventileret område væk fra åben ild. Undgå direkte udsættelse for øjne og hud, da dette kan forårsage irritation. - Lad den flydende elektriske tape tørre i ca. 4 timer eller som anvist af producenten.
- Skær et stykke 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-segl varme krympe slange, der er lang nok til at dække den flydende elektrisk tape på de små diameter skeder og mindst 1 cm af termo parret kabel jakke (ca. 6 cm lang). Indsæt ledningerne i varmen krympe røret og flytte røret tilbage over kabel jakke. Vent med at anvende varme indtil et senere trin (trin 1.5.3).
- Forbered jordens fugt kabel.
- Strip kabel jakken 5 cm fra enden af kablet.
- Skær jordledningen (ingen kappe) af ved kabel jakken, så den ikke udsættes ud over jakken.
- Strip 1 cm af de indre små diameter skeder fra enderne af jorden fugt ledninger.
- Drej det udsatte metal af hver ledning for at konsolidere de små tråde.
- Tin de små snoede tråde ved at anvende lodde til det udsatte metal ved hver wireende.
Forsigtig: der skal udvises forsigtighed ved brug af de ekstremt varme instrumenter, der kræves til lodning. I godt ventilerede områder og bære passende øjen-og hudbeskyttelse. - Skær et stykke 0,38 i (~ 10 mm) varme krympe slange, der er 1 cm længere end afstanden fra hvor kabel jakke blev strippet til slutningen af de fortåede ledninger. Placer dette rør over begge ledninger og skubbe det tilbage over kabel jakke til at fastsætte på plads på et senere trin.
- Skær to 1,5 cm stykker 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-sæl varme krympe slange og Placer en over hver ledning. Opvarm ikke disse, før du har loddet ledningen til to-Prong socket Strip.
- Påfør lodde strøm til benene på to-Prong socket Strip.
- Lodde de fortåede ender af ledningen til enderne af to-Prong socket Strip. Vær omhyggelig med at holde de to ender adskilt, så de ikke rører.
- Flyt de to stykker 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-sæl varme krympe slange til bunden af to-Prong socket Strip, så alle metaldele er dækket. Brug varmepistol til at holde varmen krympe rørene, passe på ikke at overophede og smelte lodde under rørene.
- Flyt 0,38 i (~ 10 mm) fugt-tætnings varme krympe røret til 1 mm fra enden af to-Prong socket Strip, så den dækker socket Strip, de små diameter ledninger, og nogle af kabel jakke. Brug varmepistol til at fastsætte denne varme krympe røret på plads.
- Skift Terminal striben for sensorhovedet.
- For at ændre den otte-Prong Terminal strimmel, orientere strimlen, så de øverste stikben er buede væk fra visningen. Brug wire klip til at klippe den anden, fjerde og syvende stikben fra venstre lige under den sorte plastik kontakt strimmel (figur 2).
- Mål 5 mm under den sorte plastik kontakt strimmel og Markér det tredje, femte og sjette ben fra venstre ved 5 mm. Snip disse stikben på 5 mm mærket. Denne længde kan ændres, så den passer til forskellige forskningsspørgsmål.
- Saml sensorhovedet.
- Skær to 1 cm stykker 0,5 i (~ 13 mm) fugt-segl varme krympe slange og glide en over hver af Termoelementet og jordfugtighed kabler.
- Flyt Arc-svejsede enden af Termoelementet ledninger over toppen af den tredje klippede Prong, så spidsen af termo parret er orienteret med enden af den klippede Prong. Bøje ledningerne, så de følger den øverste kurve af Prong.
- Skub 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-tætnings varme krympe røret (fra trin 1.2.6) op over den buede del af Prong og termo parret ledninger. Kontroller, at varmen krympe røret også dækker en del af termo parret kabel jakke og bruge en varmepistol til at overholde varmen krympe røret på plads. Klem den del af varmen krympe røret, der er over den buede Prong med fingrene for at sikre det.
- Indsæt de øverste buede ender af stikben 5 og 6 i to-Prong socket Strip (figur 2).
- Flyt top 0,5 i (~ 13 mm) stykke fugt-sæl varme krympe røret mod sensorhovedet, så det er placeret ca. 1 cm fra hovedet. Brug en varmepistol til at holde den på plads, idet du sørger for at holde sokkel strimlen fast forbundet til stikben 5 og 6 og til termo parrets ledning på Prong 3.
- Brug en varmepistol til at overholde de andre 0,5 i (~ 13 mm) stykke fugt-sæl varme krympe slange et par centimeter bag det foregående stykke varme krympe slange.
- Påfør flydende elektrisk tape til alle sider af termo parret wire og Prong 3.
- Påfør flydende elektrisk tape til alle sider af socket Strip forbindelse sikre, at alle udsatte metal er dækket. Du må dog ikke dække de 5 mm klippede stikben, der er forbundet med denne forbindelse (figur 3).
2. tilslutning af sensorer til datalogger og multiplexer
Bemærk: disse sensorer skal bruges med en multiplexer, der er forbundet til en datalogger. Alle trin i denne protokol er til brug sammen med dataloggeren og multiplexer, der er anført i tabellen over materialer (andre dataloggere ville også arbejde). På hvert målingstidspunkt åbner dataloggeren kommunikation til multiplexeren, som til gengæld fungerer som et relæ og tillader strøm til at flyde til resistivitet sensor.
- Tilslut multiplexeren til datalogeren ved hjælp af lydledninger. Tilslut COM-porten på dataloggeren til RES-porten på multiplexeren. Tilslut den separate COM-port på datalogeren til CLK-porten på multiplexeren. Forbind henholdsvis G-og 12 V-portene på datalogeren til GND og 12 V-portene på multiplexeren.
- Opret en spændings opdeler på dataloggeren ved at tilslutte en gennem hullet 1 kΩ ± 0,1% modstand mellem en VX-port og en H DIFF-port på dataloggeren.
- Forbind to lydledninger med en jord fra denne spændings opdeler til multiplexeren. Tilslut en ledning fra den samme H-DIFF-port, som spændings divideren er forbundet til på dataloggeren til COM ODD L-porten på multiplexeren. Sørg for, at den anden ledning forbinder en jord port på dataloggeren til COM ODD H-porten på multiplexeren. Sørg for, at en jordledning forbinder en jord fra dataloggeren til en jord på multiplexeren.
- Tilslut en type E termoelement ledning til dataloggeren og multiplexer. Den lilla ledning forbinder DIFF 1 H-porten på datalogeren til COM H-porten på multiplexeren. Den røde ledning forbinder DIFF 1 L-porten på datalogeren til COM EVEN L-porten på multiplexeren. Sørg for, at jordledningen forbindes til en grund på både datalogeren og multiplexer.
- Skift multiplexeren til 4 x 16-tilstand.
- Tilslut sensorerne til multiplexeren. Jord fugt lydkabler Tilslut til ulige porte med den sorte ledning til H og den røde ledning til L. termo par ledninger forbinde til selv havne med den lilla ledning til H og den røde ledning til L. Rækkefølgen af termo parret ledninger er afgørende for korrekt målinger.
3. afprøvning af sensorer
- Lodde enderne af en film modstand til benene på en to-Prong socket stik ved hjælp af bly lodde og lodde strøm.
- Tilslut alle sensorer, der skal testes, til multiplexeren.
- Juster data logging program til at scanne hver 30 s, eller til en foretrukken frekvens for scanning af flere sensorer.
- For fugt sensorer, Placer socket Connector med film modstand på stikben 5 og 6 af sensoren og registrere data fra dataloggeren.
- Placer resistoren på hver sensor for at sikre, at de alle giver den samme aflæsning.
- Overvåg termopar data for at sikre, at de føler lignende temperaturer.
- For temperaturfølere skal du placere termo parrets ende mellem to fingre for at sikre, at temperaturerne ændres i overensstemmelse hermed.
4. kalibrering af sensorer
Bemærk: i dette afsnit beskrives processen for at gøre sensor udgang til jordfugtighed.
- Fremstilling af kalibrerings sensorhovedet.
- Strip 12 cm af jakken fra jorden fugt kabel.
- Fjern folie afskærmningen fra ledningerne.
- Skær en 10 cm længde af både indre lille diameter jord fugt ledninger.
- Strimler ca. 1 cm af kappe af begge ender af hver ledning.
- Drej de små ledninger på hver af enderne og tin dem med en loddekolbe.
- Ændre en otte-Prong Terminal strimmel til de samme specifikationer som trin 1.4.1 og 1.4.2.
- Påfør lodde strøm til de øverste kurver af stikben 5 og 6.
- Lodde ledningerne til de øverste kurver af stikben 5 og 6 på otte-Prong Terminal Strip.
- Klip de to ydre ben på otte-Prong-klemme strimlerne til 5 mm.
- Placer et 2 cm stykke 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-tætning varme krympe slange på begge ledninger.
- Fastgør varmen krympe stykker så tæt på den modificerede sensorhoved som muligt.
- Placer to 2 cm stykker 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-sæl varme krympe slange på begge ledninger, en på hver ledning. Vent med at holde dem på plads på et senere trin.
- Skær de to lange mellemste stikben af en fire-strenet Terminal strimmel til 1 cm.
- Påfør lodde strøm til de øverste buede ender af den midterste stikben på Four-Prong Terminal Strip.
- Lodde frie ender af begge ledninger til de skårne ben på fire-Prong Terminal Strip, så de øverste fire buede ben vender væk fra det modificerede sensorhoved (figur 4).
- Flyt den tidligere placerede fugt forseglings varme krympe op til bunden af den fire-Prong Terminal strimmel og varme den på plads.
- Forbered jordens fugt kabel til kalibrering.
- Skær et jord fugtigheds kabel, der har samme længde som de sensorer, der anvendes i marken.
- Strip jakken af kablet til 5 cm fra enden.
- Skær jordledningen (ingen kappe) af ved kabel jakken, så den ikke udsættes ud over jakken.
- Strip 1 cm af de små diameter wire skeder fra enderne af jorden fugt ledninger.
- Drej det udsatte metal af hver ledning for at konsolidere de små tråde.
- Tin de små snoede tråde ved at anvende lodde til det udsatte metal ved hver wireende.
- Skær et 6 cm stykke 0,38 i (~ 10 mm) fugt-sæl varme krympe slange, Placer den over begge ledninger, og skub den tilbage over kabel jakken for at holde den på et senere trin.
- Skær to 1,5 cm stykker 0,13 i (~ 3,3 mm) varme krympe slange og Placer en over hver ledning. Anvend ikke varme, før ledningen er loddet til to-Prong socket Strip.
- Påfør lodde strøm til benene på to-Prong socket Strip.
- Lodde de fortåede ender af ledningen til enderne af to-Prong socket Strip. Vær omhyggelig med at holde de to ender adskilt, så de ikke rører.
- Flyt de to stykker 0,13 i (~ 3,3 mm) fugt-sæl varme krympe slange til bunden af to-Prong socket Strip, så alle metaldele er dækket. Brug varmepistol til at holde varmen krympe rørene på plads, at passe på ikke at overophede og smelte lodde under rørene.
- Flyt 0,38 i (~ 10 mm) fugt-tætnings varme krympe røret (fra trin 4.2.7) til 1 mm fra enden af to-Prong socket Strip, så den dækker socket Strip, de små diameter ledninger, og nogle af kabel jakke. Brug varmepistol til at holde varmen krympe røret på plads.
- Opret kalibrerings jord beholderen (figur 5).
- Skær et 50 mL engangs centrifugeglas af polypropylen 4 cm fra toppen af låget. Dette vil skabe et rør med en åbning i den ene ende og et aftageligt låg på den anden.
- Brug et bore stykke til at bore et 2,5 cm hul i midten af låget. En Step bore-bit er nem at bruge og effektiv.
- Skær to lodrette slidser 6 mm fra hinanden, begyndende ved den åbne ende af røret og strækker sig til bunden af låget. Brug et vinkelret snit i bunden af låget til at forbinde de to slidser og fjern plastikstrimlen (figur 5). Dette vil skabe en stor nok kløft til at indsætte ledninger af sensorhovedet.
- Skær en 6 cm diameter cirkulær stykke polypropylen mesh klud. Placer masken mellem låget og røret og skru låget på.
- Indsæt kalibrerings sensorens otte-Prong Terminal strimmel i røret, så ledningerne glider ned i hullet, der er oprettet i trin 4.3.3.
- Tape de længere stikben på den fire-bens Terminal strimmel til siden af den åbne ende af røret, således at de øvre stikben vender væk fra røret og kan nemt tilsluttes to-Prong socket Strip af kalibrerings kablet (figur 5).
- Placer beholderen med påsat sensorhoved i en 60 °C tørre ovn til 48 h for at fjerne fugt.
- Kalibrer sensor og jord.
- De tomme, ovntørrede kalibrerings beholdere vejes sammen med et kalibrerings sensorhoved på en balance med 0,0001 g præcision. Denne måling vil blive brugt til at beregne gravimetrisk vandindhold (GWC) på et senere trin.
- Udfør kalibreringer i et miljø, der kan opretholde en konstant temperatur.
- Forbered biocrust jord til kalibrering.
- Fjern låget på kalibrerings røret og brug gevind enden som en støbeform til at klippe et stykke biocrust af samme diameter ud. Biocrust bør forblive i røret, når det trækkes op, men kan kræve en vis hjælp til at holde det i røret.
- Brug en finger til at skubbe biocrust prøven fra den afskårne ende af røret, så 3-5 mm af toppen af biocrust forbliver i røret. Skrabe enhver overskydende jord, der er skubbet ud af gevind enden af røret, så bunden af biocrust flugter med bunden af røret.
- Placer polypropylen-masken med 6 cm i diameter på gevind enden, under biocrust, og skru låget på stramt.
- Fugt biocrust prøven og fastgør forsigtigt sensorhovedet i toppen af substratet, så benene er helt begravet. Ledningerne skal muligvis bøjes for at sikre, at sensorhovedet forbliver på plads og ikke bevæger sig under kalibreringen.
- Forbered Mineralsk jord til kalibrering.
- Saml jord fra de øvre 5 mm i det område, hvor sensorerne vil blive placeret.
- Brug en 2 mm sigte til at fjerne store klipper og organisk materiale fra jorden.
- Sørg for at låget er skruet stramt med 6 cm diameter polypropylen mesh fast mellem låget og røret.
- Placer den forrettede jord i kalibrerings beholderen, så den dækker bunden af beholderen til en 6 mm dybde.
- Fugt jordprøven og fastgør forsigtigt sensorhovedet i toppen af underlaget, så benene er helt begravet. Ledningerne skal muligvis bøjes for at sikre, at sensorhovedet forbliver på plads og ikke bevæger sig under kalibreringen.
- Mætte substratet (biokrust eller jord) med deioniseret vand, indtil et blankt vandlag er synligt på overfladen.
- Lad det mættede substrat tørre natten over.
- Før du begynder at foretage målinger, skal du kontrollere, at sensorhovedet stadig er på plads, og at benene er fuldt begravet i substratet.
- Mægle substratet med deioniseret vand, indtil et blankt lag er synligt på overfladen.
- Tør substratet i 15 min.
- Tilslut to-Prong socket Strip af kalibrering jord fugt kabel til de indre to ben af fire-Prong Terminal Strip.
- Programmer datalogger til at registrere målinger hvert minut.
- Tænd dataloggeren for at begynde at indsamle resistens målinger.
- Placer en ventilator til forsigtigt at blæse luft over kalibrerings beholderen, når vægten ikke optages for at fremme tørring.
- Våd substratet med deioniseret vand, indtil en glans er synlig på overfladen.
- Placer kalibrerings beholderen med våd jord på et papirhåndklæde for at absorbere dryp vand.
- Frakobl kalibreringen af jordens fugt ledning fra den fire-Prong Terminal Strip.
- Tryk let på beholderen for at fjerne dryp vand.
- Sluk ventilatoren, før kalibrerings beholderen placeres på vægten.
- Placer beholderen på vægten, og Registrer vægten og tidspunktet for målingen.
- Tilslut jord fugt ledningen til fire-Prong Terminal Strip.
- Placer kalibrerings beholderen på papir håndklædet igen.
- Tænd for ventilatoren for at fremskynde tørring.
- Optag vægte hver 15 minutter, indtil substratet er helt lufttørret. Fuldstændig tørring er indikeret med ringe eller ingen ændring i kalibrerings containerens vægte mellem målingerne.
- Placer kalibrerings beholderen, kalibrerings sensorhovedet og substratet i en 60 °C tørre ovn til 48 h.
- Afvejes det ovntørrede substrat, beholderen og sensorhovedet.
- Analyse af sensor kalibreringsdata.
- Den tørre substrat vægt beregnes ved at trække den tørre kalibrerings beholder vægt, som bestemmes i trin 4.4.1, fra vægten af den tørre kalibrerings beholder med substrat bestemt i trin 4.4.34.
- Vand vægten beregnes for hvert 15-minutters tidspunkt eller kalibreringen ved at fratrække vægten af den tørre kalibrerings beholder med substrat (trin 4.4.34) fra vægten, som registreres hver 15 min.
- Beregn GWC for hvert 15 minutters tidspunkt ved at dividere vand vægten (trin 4.5.2) med den tørre jord vægt (4.5.1).
- Match modstand måletider til GWC af hver 15-min tidspunkt bestemmes i trin 4.5.3.
- Kalibreringskurven bestemmes fra regressionsanalyse med Gwc'er som afhængige variabler og Siemens som uafhængige variabler (figur 6). Forskellige kurve typer (lineær, strøm, logaritmisk) kan være mest velegnede til kalibrering af forskellige substrater.
Representative Results
Vurdering af mikroklimaet i jordoverfladen er afgørende for at forstå og forudsige de biologiske, kemiske og fysiske processer, der opstår dér. Disse sonder giver kraftfulde muligheder for at overvåge mikroklimaet på selve overfladelaget af jordprofilen og er derfor værdifulde for vurderinger af biologisk aktivitet, der forekommer i de øverste få millimeter af jorden11,12. Disse sonder blev udviklet og raffineret til at vurdere kontrol over biologisk jord skorpe aktivitet, fordi temperatur og fugt i biocrust kan være afgørende for dens funktion2,8,10,12,15. Men mens disse sonder blev udviklet til fotosyntetisk jord i drylands, der er et stort potentiale for at gennemføre dem i en bred vifte af systemer, samt at vurdere, hvordan temperatur og fugt varierer langs jordens dybde profiler. For eksempel er disse sensorer blevet indsat i en tropisk skov opvarmning eksperiment for at fastslå, hvordan opvarmning behandlinger og naturlige variation i klimaet interagerer for at bestemme covariationer i jord processer, temperatur, og fugt.
Ikke desto mindre er der nogle vigtige overvejelser, før du implementerer jordoverflade sensorer. For eksempel skal kalibreringskurver udvikles til at konvertere enheder af resistens til mere almindeligt anvendte målinger af jordfugtighed, såsom GWC. Jordoverfladen sensor måler modstand mellem metal stikben og output ledning (den inverse af resistens) værdier i Siemens (1/ohm). Således skal omdannelse fra Siemens til jordfugtighed udføres. En række kemiske og fysiske egenskaber af jord substrat kan påvirke forholdet mellem sensorens lednings målinger i Siemens og jordens fugt. Det er derfor afgørende at foretage substrat specifikke kalibreringer for at omdanne sonde aflæsninger til jordens fugt værdier. Kalibreringsdata fra tre substrater, der viser disse forskelle, vises.
Figur 6 viser tørre kalibreringsdata for to prøver hver af tre jord substrater, hver med sin egen sonde. Substrater var mættet helt, indtil en lille mængde vand var synlig på overfladen. Sonde resistans og jordlodder blev målt hver 15 min., indtil alle prøver var tørre. Jord massen blev efterfølgende anvendt til at beregne GWC. Figur 6 viser regressioner af konduktans og GWC for hver prøve. De substrater, der anvendes til disse kalibreringer, omfatter silt loam jord (23% sand, 64% silt, og 13% ler) indsamlet på en eksperimentel felt Station i El Yunque National Forest, Puerto Rico; Moss-dominerede biocruster indsamlet nær Castle Valley, Utah; og fint sand jord (92% sand, 3% silt og 5% ler) fra eksperimentelle opvarmnings områder nær Moab, Utah.
Behovet for substrat specifikke sensor kalibreringer påvises ved variationen i sonde ledning og jordfugtighed for hvert substrat. For eksempel var regressioner for silt loam jordprøver (figur 6a) adskilte fra de to andre jord substrater. Derfor vil anvendelsen af regressionsligningen af silt loam jord til mos biocrust, eller omvendt, føre til dramatisk forskellige værdier. På den anden side var forholdet mellem GWC og sonde resistans for den fine sand jord (figur 6c) og Moss biocrust (figur 6b) ens. Men den fine sand jord var ikke i stand til at holde så meget vand som mos og tilsvarende oplevede meget hurtigere tørring. Da der er variation inden for substrater, er det vigtigt at have en stor nok stikprøvestørrelse til at producere en nøjagtig kalibreringskurve og til at oprette individuelle kalibreringskurver for alle steder.
I en eksperimentel indstilling blev disse jordoverflade sensorer anvendt til at evaluere behandlingseffekterne af en klima manipulations undersøgelse i nærheden af Moab, Utah, USA. Denne undersøgelse brugte infrarøde lamper til at øge omgivelsestemperaturen på parceller med 4 °C på samme sted og med lignende metoder, der er beskrevet af Wertin et al.17. Figur 7 viser den gennemsnitlige temperatur og GWC fra opvarmede og kontrol parceller for to separate regn begivenheder, der fandt sted i begyndelsen af maj 2018. Gennemsnitstemperaturerne i de opvarmede parceller var konsekvent højere end gennemsnitstemperaturen i kontrolområderne (figur 7a). I løbet af disse to regn begivenheder registrerede resistivitet sensorer i de opvarmede parceller mindre jordfugtighed end kontrollerne og de opvarmede parceller tørret hurtigere (figur 7b). Det skal bemærkes, at stigninger i temperaturen kan føre til højere ledningsevne af jord, der skal bogføres til19. Følsomheden af både temperatur og fugt komponenter i disse jordoverflade sensorer tillod os at ikke kun observere temperaturforskelle i opvarmning behandling, men også hvordan det påvirkede fugt dynamik i observationsområderne.
Samspillet mellem temperatur og fugt blev yderligere undersøgt i en observationsundersøgelse ved hjælp af disse jordoverflade sensorer til at analysere timingen af fugt tilgængelighed til biocrusts under fryse-tø betingelser på Colorado plateau, USA. Sensorer blev placeret i top 5 mm af biocruster, der var sammensat primært af Moss Syntrichia caninervis, og overfladetemperatur og fugt blev registreret i månederne januar og februar 2018. Når temperaturerne var under 0 °C, blev fugt på overfladen af mos frosset, og sensorens output-lednings værdier svarede til 0% GWC (figur 8). Men da temperaturerne oversteg 0 °C, smeltede frosten på mosoverfladen og det flydende vand, som er registreret på resistivitet-sensoren. I dette tilfælde viste samtidige målinger af temperatur og fugt, hvordan variablerne interagerede med potentielt at påvirke biologiske processer af organismer, som findes på jordoverfladen.
Figur 1: Biocrusted interspaces på Colorado plateau, USA. I mange ørken økosystemer er mellemrummene mellem planterne ofte dækket af biocrust samfund bestående af lav, mosser og cyanobakterier. To jord temperatur og fugt sensorer blev placeret i overfladen af mos biocrust. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: klipning af otte-Prong Terminal Strip. Den forgyldte Terminal strimmel er orienteret med de øverste buede stikben vender væk. Den stikben er nummereret 1 til 8, startende på venstre og flytte til højre. Prongs 2, 4 og 7 er skåret flush med bunden af den sorte plastik. Prongs 3, 5 og 6 skæres 5 mm under den sorte plastik. Prong 3 stabiliserer de Arc-svejsede termo par ledninger, mens modstanden måles mellem stikben 5 og 6. Disse fungerer som Jordens fugt sensor. Prongs 1 og 8 tjener som holdfasts i jorden. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: færdig sensorhoved. Den modificerede sensorhoved og termoelement kabel er dækket med flydende elektrisk tape. Det er vigtigt at holde stikben 5 og 6 (fugt sensoren) ren og ikke belagt med flydende elektrisk tape for at sikre, at der ikke er nogen forurening, der ville påvirke resistens målinger. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: kalibrerings sensorhoved. Den fire-Prong Terminal Strip er loddet til ledningerne, så den vender væk fra den modificerede sensorhoved. Fugt tætning varme krympe er fastgjort på plads tæt på Terminal strips for at forhindre krydstale mellem ledningerne. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: kalibrerings beholder og sensorhoved. Den fire-Prong Terminal Strip er tapede til beholderen og orienteret, så det nemt kan tilsluttes en to-Prong socket Strip. Denne placering gør det muligt for sensorhovedet at blive anbragt i den afskårne spalte og fastgjort til det substrat, der er af interesse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: sensor kalibreringer for tre jord substrater. Beregnede gravimetriske vandindhold (GWC) procenter, bestemt ved måling af Jordens masse under substrat tørringen, blev sammenlignet med jord sensorens lednings værdier fra sonderne (målt i Siemens). De viste data er for to prøver fra hver af tre forskellige jord substrater. Jord substrater var (a) en silt loam jord, (b) en Mos biocrust, og (c) en fin sand jord. a) forholdet mellem GWC og kondukterings værdier i overvejende silt loam jord var bedst repræsenteret ved en effekt regression. b) der blev observeret et stærkt lineært forhold mellem GWC og sensor ledning for biocruster domineret af Moss- syntrichia caninervis. c) en lineær regression repræsenterede bedst forholdet mellem GWC og sensor lednings målinger i fine sandjorder. Ved høje GWC-værdier afviger de ledende værdier fra kalibreringskurven, hvilket indikerer en potentiel begrænsning af sensorerne, når jorden er mættet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: temperatur og gravimetrisk vandindhold med felt infrarød opvarmning behandlinger. Time gennemsnitlig overfladetemperatur og GWC optaget med 10 minutters intervaller i 5 varmede og 5 kontrol parceller over 4 dage. Data er fra en global Change eksperiment i en semi-arid steppe økosystem på Colorado plateau, USA17. Data viser, at jordens overflade sensorer fangede behandlingseffekter. (a) de gennemsnitlige temperaturer på jordoverfladen var konsekvent højere i de varmede parceller. (b) virkningerne af opvarmning var også synlige i GWC værdier, viser, at varmet plot jord opretholdt hurtigere tørring gange. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: mosbiocrust-temperatur og gravimetrisk vandindhold under frost hændelser. Gennemsnitlig overfladetemperatur og GWC af fire replikater af Syntrichia caninervis Moss biocrusts registreret med 10 minutters intervaller fra 9:50 am januar 24, 2018 til 11:20 am 25 januar, 2018. Nighttime timer er repræsenteret i det gråtonede område og dagtimerne i de uskraverede områder. Når vandet blev frosset i form af frost på mos overflade, var der ingen konduktans målt af sensoren. Således GWC var 0. Fryse forholdene indtraf kort efter mørkets fald, da jordbunds temperaturen faldt til under 0 °C. Optøning forekom kort tid efter solopgang, da temperaturerne steg til over 0 °C, da frost smeltede, og sensorerne detekterede det flydende vand. Disse resultater viser Sensorernes effektivitet ved at skelne mellem flydende vand og is, hvilket kan have stor betydning for en række biologiske processer. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Discussion
Jordoverfladen temperatur og fugt sonder kan være effektive værktøjer til at analysere temperatur og vandindhold på jordoverfladen. Med undtagelse af Biocrust wetness sonder (BWP), der er udviklet af Weber et al.11, måler fælles jord temperatur-og fugtighedssensorer ikke eksplicit disse miljøvariabler på de øverste få millimeter af jordoverfladen. På tidspunktet for udviklingen, den BWPs kun anslået jordfugtighed på overfladen og ikke temperaturen20. Med det oprindelige BWP-design, der blev brugt som vejledning, blev sonderne beskrevet i dette manuskript udviklet til samtidigt at måle temperatur og fugt for at vurdere, hvordan disse miljøvariabler interagerer med hinanden, samt med biologiske, kemiske og fysiske processer på jordoverfladen.
Der er en række overvejelser for at sikre optimal drift af disse sonder. Mens du bygger sensoren, er det vigtigt at passe på ikke at skære gennem de indvendige skeder og udsætte de underliggende metalledninger. Dette kan føre til variation i ledningsføringen og krydstale blandt ledningerne. Det er også afgørende at teste både termo parrene og resistivitet sensorer for hver sonde i samme miljø, for at bekræfte, at de er korrekt konstrueret, og at variationer i aflæsninger skyldes fysiske og kemiske forskelle i jord substrat er Målt. Under kalibreringsprocessen er et stort nok antal af resistens-og GWC-kalibreringer afgørende for en korrekt hensyntagen til variation i jord-eller biocrust-substrater. Det er også bedst at teste den samme sonde og substrat kombination to gange, fra våd til tør, da det er almindeligt for disse sonder at "glide" over tid på grund af elektrolyse eller korrosion. Under kalibreringen er det desuden vigtigt at bruge lavvandede substrat prøver, der kun er dybe nok til at rumme sonde længden (dvs. mellem 6 og 7 mm), således at målte vand vægte er fra vand primært i området for lednings målinger (mellem og omkring proberne). Dette sikrer, at ændringer i vandmasse i jorden er direkte relateret til ændringer i resistens målinger af sonder. Endelig, når du implementerer disse sonder i marken, er det vigtigt at sikre sonderne til jordoverfladen (f. eks. med ikke-ledende have indsatser), hvilket vil begrænse interferens i lednings målinger, men kan sikre, at sensorerne ikke skifter position og mindsker kvaliteten af langsigtede målinger.
Det er også vigtigt at bemærke nogle begrænsninger af disse sensorer. Fordi resistivitet sonder er kun 5 mm lange, kan deres målinger påvirkes kraftigt af store luftfyldte pore rum i substrater. Store lufthuller langs sonderne mindsker tilkobling af substratet og fører generelt til lavere målt ledningsevne og derfor lavere anslået vandindhold, som måske ikke afspejler den faktiske jordfugtighed på tværs af større skalaer. På samme måde kan den kemiske sammensætning af jorden påvirke jordens fugt aflæsninger. Højere saltholdighed vil øge ledningsevnen og føre til højere Siemens værdier21. Begge problemer skal løses med passende substrat specifikke kalibreringer. Men nogle jordarter kan opretholde kemiske forskelle eller har stor pore plads arkitektur, der kunne gøre dem dårlige miljøer for disse sensorer. Temperaturen påvirker også jordens elektriske ledningsevne og skal derfor betragtes som15. I fremtiden skal der udføres temperatur kalibreringer med disse sensorer for at bestemme, hvordan temperaturerne ændrer modstanden i de målte substrater.
Ligesom Biocrust wetness sonder udviklet af Weber et al.11, viser disse sensor kalibreringer, at resistens målinger er pålidelige ved medium vandindhold, men at de oplever nogle abnormiteter ved meget høje og lave vandindhold (figur 6). Under tørkalibreringer aflæste modstands værdierne undertiden nul, når der stadig var noget vand til stede i substrat prøven. Dette kan skyldes, at mængden af substrat i kalibrerings beholderen er lidt større end det område, der måles af sensoren. Hvis vandet var til stede uden for resistivitet området, ville sensoren læse nul, mens substratet stadig havde fugt til stede. Der blev taget omhu for at sænke substrat størrelsen uden at kompromittere resistens målingerne. Når vandindholdet stiger, mindskes modstands værdierne inden for substratet, hvilket fører til højere Siemens-udgange. Men ved det højeste vandindhold øges modstands værdierne med stigende vandindhold. Dette fører til en "krog" i kalibreringsdataene, som det ses i figur 1C. Denne krog var til stede i hvert substrat, der anvendes til kalibreringer, men var mest fremtrædende i de fine sand jord (figur 6). Weber et al.11 antyder, at en potentiel årsag til unormal resistens øges ved højt vandindhold er, at yderligere vand fortynder ioner i mættet jord, hvilket øger modstanden.
Disse sensorer er i øjeblikket afhængige af at bruge eksisterende multiplexer og data logger teknologier. Multiplexeren gør det muligt for sensorerne at være "slukket" og sender kun en strøm til sensorerne på et programmeret tidspunkt. Dette forhindrer jordens fugt sensor terminaler i at korrodere. Andre elektroniske virksomheder leverer datalogger og multiplexer alternativer til sonder, og programmerbare kredsløbskort og computere kan også inkorporeres for en trådløs design af jord temperatur og fugt sensorer, som kunne repræsentere en spændende forskud.
Design og opbygning af sensorer gør det muligt for forskeren at tilpasse sonder. Længden og retningen af benene kan manipuleres for bedre at vurdere fugt i forskellige medier eller i forskellige dybder. Brugerdefinerede ledninger kan bestilles til at give mulighed for design med flere sensor hoveder stammer fra samme kabel. Med tilføjelsen af billige data logging og multiplexer muligheder, disse sensorer giver en billig og tilgængelig mulighed for forskere til at måle temperatur og jordfugtighed på jordoverfladen. Dette omfatter måling af svære at indfange begivenheder, såsom frost og dug dannelse (figur 8), og eksperimentelle behandlingseffekter såsom opvarmning (figur 7). Dette papir giver en trinvis vejledning til opbygning af jordoverflade sensorer, der samtidig måler temperatur og fugt, som kan bruges og raffineres af alle, der er interesseret i at vurdere miljøet i biocrust samfund og de surficial lag af mange andre jordtyper.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Vi takker Robin Reibold for hans omhyggelige Arc-svejsning og Cara Lauria for hendes præcision under kalibreringer. Vi er taknemmelige for Dr. Steve Fick og tre anonyme anmeldere for deres nyttige kommentarer til et tidligere udkast til dette manuskript. Dette arbejde blev støttet af den amerikanske geologiske undersøgelse land Change Science program og U.S. Department of Energy Office of Science, kontor for biologisk og miljømæssig forskning terrestriske økosystem Sciences program (Awards 89243018SSC000017 og DESC-0008168). BW'S arbejde blev støttet af den tyske forskningsfond (Grants WE2393/2-1, 2-2), Max Planck Society og universitetet i Graz. Enhver brug af handels-, firma-eller produktnavne er kun til beskrivende formål og indebærer ikke godkendelse fra den amerikanske regering.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Single sensor audio cable | alliedelec.com | Allied Stock #: 70004848 | Cable; 1Pr; 22AWG; 7x30; TC; PP ins; Foil; Black PVC jkt; CMR |
| Double sensor audio cable | alliedelec.com | Allied Stock #: 70004635 | Cable; 2Pr; 22AWG; 7x30; TC; PP ins; Foil; Black LSZH jkt; CMG-LS |
| Thermocouple cable | Omega.com | Part #: TT-E-24-TWSH-SLE-(Desired length) | Type E, 24 ga, PFA (teflon coated), twisted shielded, special limits of error |
| Eight prong terminal strip | Samtec.com | MTSW-108-21-G-S-1130-RA | |
| Four prong terminal strip | Samtec.com | MTSW-104-21-G-S-1130-RA | |
| Two prong socket strip | Samtec.com | SSW-102-03-G-S | |
| 0.13" moisture-seal heat shrink tubing | McMaster.com | Part #: 7861K51 | |
| 0.25" moisture-seal heat shrink tubing | McMaster.com | Part #: 7861K53 | |
| 0.38" moisture-seal heat shrink tubing | McMaster.com | Part #: 7861K54 | |
| 0.5" moisture-seal heat shrink tubing | McMaster.com | Part #: 7861K55 | |
| Liquid electrical tape | McMaster.com | Part #: 76425A23 | |
| Metal film resistor | Newark.com | Part #: RN55C1001BB14 | |
| Voltage divider resistor | Newark.com | Part #: 83F1210 | |
| 16- or 32-Channel Relay Multiplexer | campbellsci.com | AM16/32B | This relay multiplexer is critical for the sensors to function correctly |
| CR1000X Measurement and Control Datalogger | campbellsci.com | CR1000X |
References
- Phillipot, L., Hallin, S., Schloter, M. Ecology of denitrifying prokaryotes in agricultural soil. Advances in Agronomy. Sparks, D. L. 96, Elsevier B.V. San Francisco, CA, USA. 249-330 (2007).
- Grote, E. E., Belnap, J., Housman, D. C., Sparks, J. P. Carbon exchange in biological soil crust communities under differential temperatures and soil water contents: implications for global change. Global Change Biology. 16 (10), 2763-2774 (2010).
- Thompson, K., Grime, J. P., Mason, G. Seed Germination in response to diurnal fluctuations in temperature. Nature. 267, 147-149 (1977).
- Doneen, L. D., MacGillivray, J. H. Germination (emergence) of vegetable seed as affected by different soil moisture conditions. Plant Physiology. 18 (3), 524-529 (1943).
- Kirshbaum, M. U. F. The temperature dependence of soil organic matter decomposition, and the effect of global warming on soil organic C storage. Soil Biology and Biochemistry. 27 (6), 753-760 (1995).
- Garcia-Pichel, F., et al. Small-scale vertical distribution of bacterial biomass and diversity in biological soil crusts from arid lands in the Colorado Plateau. Microbial Ecology. 46, 312 (2003).
- Belnap, J., Büdel, B., Lange, O. L. Biological Soil Crusts: Structure, Function, and Management. Belnap, J., Lange, O. , Springer. Berlin Heidelberg. 263-279 (2003).
- Darrouzet-Nardi, A., Reed, S. C., Grote, E. E., Belnap, J. Observations of net soil exchange of CO2 in a dryland show experimental warming increases carbon losses in biocrust soils. Biogeochemistry. 126, 363-378 (2015).
- Rutherford, W. A., et al. Albedo feedbacks to future climate via climate change impacts on dryland biocrust. Scientific Reports. 7, 44188 (2017).
- Maestre, F. T., et al. Changes in biocrust cover drive carbon cycle responses to climate change in drylands. Global Change Biology. 19 (12), 3835-3847 (2013).
- Weber, B., et al. Development and calibration of a novel sensor to quantify the water content of surface soils and biological soil crusts. Methods in Ecology and Evolution. 7, 14-22 (2016).
- Tucker, C. L., et al. The concurrent use of novel soil surface microclimate measurements to evaluate CO2 pulses in biocrusted interspaces in a cool desert ecosystem. Biogeochemistry. 135 (3), 239-249 (2017).
- Pierson, F. B., Wight, J. R. Variability of near-surface soil temperature on sagebrush rangeland. Journal of Range Management. 44 (5), 491-497 (1991).
- Jin, M., Dickenson, R. E. Land surface skin temperature climatology: benefitting from the strengths of satellite observations. Environmental Research Letters. 5 (4), 044004 (2010).
- Lange, O. L. Photosynthesis of soil-crust biota as dependent on environmental factors. Biological soil crusts: characteristics and distribution. Biological Soil Crusts: Structure, Function, and Management. Belnap, J., Lange, O. 18, Springer. Berlin Heidelberg. 217-240 (2003).
- Davidson, E. A., Janssens, I. A., Luo, Y. On the variability of respiration in terrestrial ecosystems: moving beyond Q10. Global Change Biology. 12 (2), 154-164 (2005).
- Wertin, T. M., Belnap, J., Reed, S. C. Experimental warming in a dryland community reduced plant photosynthesis and soil CO2 efflux although the relationship between the fluxes remained unchanged. Functional Ecology. 31, 297-305 (2017).
- Darrouzet-Nardi, A., Reed, S. C., Grote, E. E., Belnap, J. Patterns of longer-term climate change effects on CO2 efflux from biocrusted soils differ from those observed in the short term. Biogeosciences. 15 (14), 4561-4573 (2018).
- McNeill, D. J. Rapid, Accurate Mapping of Soil Salinity by Electromagnetic Ground Conductivity Meters. Soil Science Society of America. 30, 209-229 (1992).
- Scholz, S., Ruckteschler, N., Gypser, S., Weber, B. Determination of drying and rewetting cycles of moss-dominated biocrusts using a novel biocrust wetness probe. Poster session presented at GfÖ Annual Meeting. , (2018).
- Rhoades, J. D., Ingvalson, R. D. Determining Salinity in Field Soils with Soil Resistance Measurements. Soil Science Society of America. 35 (1), 54-60 (1971).
