Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

Özet

Toprak erozyonu ve ifade kayma desen uygun zaman aralığı olarak kullandığınız eşlenen zemin yükseklik farklılıkları değişkenden. Böyle değişiklikler yükseltmesi yüzey yakınındaki toprak karbonatı değişimler ilgilidir. Bu miktarlar ve veri analiz yöntemleri alan ve laboratuar ölçümleri için tekrarlanabilir yöntemleri burada açıklanmıştır.

Özet

Toprak erozyonu ve ifade kayma desen uygun zaman aralığı olarak kullandığınız eşlenen zemin yükseklik farklılıkları değişkenden. Böyle değişiklikler yükseltmesi yüzey yakınındaki toprak karbonat (CaCO₃) profilleri değişimler ilgilidir. Amaç basit kavramsal model ve tekrarlanabilir alan ve bu miktarlar laboratuar ölçümleri için detaylı Protokolü tarif etmektir. Burada, doğru yükselme yer temelli fark küresel konumlandırma sistemi (GPS); kullanma ölçülür diğer veri toplama yöntemleri temel yöntemin için uygulanabilir. Toprak örnekleri derinlik aralıkları reçete ve inorganik karbon konsantrasyonu nicel analiz için bir verimli ve hassas değiştirilmiş basınç-calcimeter yöntemini kullanarak laboratuar analiz üzerinden toplanır. Veri noktası için standart istatistiksel yöntemler uygulanır ve temsilcisi sonuçları önemli korelasyon toprak yüzey katman CaCO₃ değişiklikler ve değişiklikleri arasında yükseklik kavramsal model ile tutarlı gösterir; CaCO₃ genellikle depositional alanlarda azalmış ve erosional alanlarında arttı. Haritalar bakış açısını ve toprak analizleri yardım için CaCO₃ noktası ölçümleri türetilmiştir. Bir harita erosional ve depositional desen çalışma alanında, buğday-nadas şeritler, alternatif kırpılmış bir yağmur beslemeli kış buğday alan yönetimi ve topografya etkilenen su ve Rüzgar erozyonu etkileşen etkilerini gösterir. Alternatif örnekleme yöntemleri ve derinlik aralıkları tartışıldı ve CaCO₃toprak için toprak erozyonu ve birikimi ile ilgili yapılacak çalışmalar için önerilir.

Giriş

Toprak erozyonu tarım arazileri sürdürülebilirliği tehdit ediyor. Yönetimi, geleneksel sürülüp kış buğday-nadas ürün rotasyonu gibi kırpma, nadas dönemlerde çıplak toprak, Rüzgar ve su Kuvvetleri^1,2için^, daha yatkındır gibi aşındırma ve biriktirme işlemleri hızlandırabilir ^{3 , 4 , 5} (şekil 1). Bu işlemler belirgin olabilir, onlar ölçmek zor olabilir.

Bu çalışmada miktarının ve erozyon kayma desenleri açıklayan için verimli bir yöntem sağlamak için ilk olduğunu ve ifade alanı, ölçek Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) teknoloji ve araçlar haritalama coğrafi bilgi sistemleri (CBS) kullanarak. Yüzey yakınındaki toprak karbonatlar (CaCO₃) için bu desenleri ile ilgili basit bir kavramsal model ayrıca sundu ve öngörülen alan ve laboratuvar yöntemleri tarafından test edilmiştir. Bu ilişkiler aşındırma ve biriktirme GPS yöntemi sonuçları doğrulama sırasında dolaylı ölçüleri sağlamak. Mevcut kağıt Sherrod ve arkiçinde kullanılan yöntemleri vurgular. Böylece onlar, kısmen veya tamamen, diğer yerlerde⁶benzer araştırma için tekrar edilebilir.

Şekil 1. Erozyon (a) ve (b) ifade ağır yağış olay aşağıdaki çalışma sitesinde fotoğraflar. Fotoğraf (b) sağ alt köşesinde bir traktör lastiği parça ifade buğday/nadas şerit sınırında derinliğini gösterir.

Çeşitli toprak erozyonu ölçme yöntemleri Stroosnijder⁷tarafından incelendi doğrudan. Önerilen yöntemleri ölçüm amaç ve kullanılabilir kaynakları ile değişir, ancak bir "değişim yüzey yükseltmesi" yöntemi hillslope ölçekte önerilir ve aşındırma ve biriktirme ölçme avantajı sağlar. Bu yöntemi uygulamak için bir iğne toprakta yüklemek ve PIN⁷tepesine göre toprak yüksekliğini değişikliği izlemek için yoludur. Arazi Etüt teknoloji gelişmeler ile ancak, bu emek yoğun yaklaşım karasal lazer (TLS)^8,9,10,11 tarama gibi diğer teknikleri tarafından değiştirilebilir ^{, 12 , 13 , 14 , 15 , 16}, hava lazer (ALS)^{17,18,19,20,21}tarama, GPS^6,22, Gelişmiş Fotogrametri^{23 ,24}veya bu teknikleri^25,26,27birleşimleri. Lazer süre scanning, yaygın LiDAR (ışık algılama ve değişen), anılacaktır sağlar yoğun yüzey ayrıcalık veri kümeleri en hızlı edinimi, bitki örtüsü gibi duran nesneleri kaldırmak için düzeltmeler yapılmalıdır. Milimetre düzeyinde dikey hassas, en küçük yükseklik değişikliği, ancak TLS algılayabilir Perroy ve ark. gulley erozyon için TLS üzerinde önerilen ALS büyük tarama ayak izi ve derinden kazıma gullies²⁸tarama için (daha az topografik gölgeleme) daha iyi araç yönlendirme nedeniyle tahmin ediyor. Gerçek zamanlı kinematik GPS (santimetre düzeyi hassas veri Post-işleme, olmadan sağlayan RTKGPS), bu çalışma için kullanılır. Uzaysal çözünürlük ve hassasiyet RTKGPS toplanan verilerin bir tarım alanı veya diğer ortamlarda önemli zemin örtüsü ile baskın erosional ve depositional özellikleri tespit için en iyi durumda.

CO sürümde kaynaklanan kapalı bir sistem içinde toprağın reaksiyon asit miktarının toprak CaCO₃ baskı-calcimeter yöntemini dayanan_2. Sabit bir ısıda tepki gemi içindeki basıncı artışı doğrusal olarak toprak CaCO₃²⁹miktarı ile ilişkilidir. Değişiklikler Sherrod ve arktarafından açıklanan geleneksel baskı-calcimeter yöntemine., reaksiyon gemi serum şişeleri için değiştirme ve basınç değişiklikleri ^{tespiti için dijital bir voltmetre kablolu bir basınç detektörler kullanarak içerir 30}. bu değişiklikler daha düşük algılama sınırları için izin ve günlük toprak örneği için daha yüksek bir kapasite çalışır. Gravimetrik veya basit titrimetric yöntemleri toprak CaCO₃ ölçüm için daha büyük hatalar üretilen ve algılama sınırları bundan daha basınç-calcimeter yöntemi³⁰değiştirilebilir.

Kavramsal Model

Aşındırma ve biriktirme doğrudan önlemleri mümkün değildir, bu işlemlerden dolaylı göstergeleri kullanılabilir. Sherrod ve ark. toprak yüzey katman CaCO₃ konsantrasyon yarı kurak iklim ters zemin yüzey Yükseklik (erozyon, olumsuz ifade ile korelasyon ile pozitif korelasyon) değişikliği ile ilişkili olan⁶. Hipotez geniş uygulamanız gerekir, ancak belirli ilişkiler sitenin durumu (toprak, bitki örtüsü, yönetimi ve İklim) bağlıdır. Toprak test sitesi (Tablo 1), genellikle ayrı bir kalkerli katman içeren toprak yüzeyinin altında 15-20 cm. Kavramsal olarak, erozyon toprak yüzeyinin yüksek CaCO₃ daha yakın bu kalkerli tabakası bırakarak nispeten düşük CaCO₃ konsantrasyon yüzey tabakası kaldırır. Düşük CaCO₃ toprak sonra toprak yüzeyinin (Şekil 2) derin gömülmek kalkerli katman neden depositional bölgelere taşınır. Bu topraklar üzerinde uygun derinlik aralıklarla örnekleme, erozyon veya ifade (veya ikisi de) bu modele göre CaCO₃ konsantrasyon tarafından anlaşılmaktadır.

Toprak serisi

Yamaç

Taksonomik sınıflandırma

Derinlik

pH

EC

Toplam N

SOC

CaCO3

% cm 1:2 dS m^-1 g kg^-1 g kg^-1 g kg^-1 Colby kerpiç 5-9 güzel silty, karışık, superactive, kalkerli, Mesiç Aridic Ustorthent 0-15 8.2 0,24 0,7 6.1 69.8 15-30 8.3 0,24 0,5 4.0 84.3 Kim kumlu kerpiç 2-5 güzel loamy, karışık, etkin, kalkerli, Mesiç Ustic Torriorthent 0-15 7,8 0,26 0.8 7.0 29.8 15-30 8.0 0,27 0,6 5.0 51.5 5-9 güzel loamy, karışık, etkin, kalkerli, Mesiç Ustic Torriorthent 0-15 8.1 0,22 0,6 5.4 26,7 15-30 8.1 0,19 0,5 4.1 25,8 Wagonwheel buraya 0-2 silty kaba, Mesiç superactive karışık Aridic Calciustept 0-15 8.2 0,23 0,7 5,9 66.2 15-30 8.2 0,23 0,6 3.7 98,1 2-5 silty kaba, Mesiç superactive karışık Aridic Calciustept 0-15 8.3 0,23 0.8 6,6 52.0 15-30 8.4 0,26 0,7 5.4 118.3

Tablo 1. Toprak Test sitesinde. Toprak haritalama birimleri ve ortalama toprak pH, elektriksel iletkenlik (EC), toplam N, toprak organik C (SOC) ve CaCO₃ konsantrasyonlarda 0 15 - ve 15 - 30 cm derinlik artışlarla Scott için 2012 yılında alan ile taksonomik sınıflandırma (Sherrod gelen et Al.) ⁶.

Şekil 2. Kavramsal toprak profilleri. Kavramsal toprak profilleri (a) bir statik toprak matris CaCO₃ için yüzey katmandan yıkanır ve çöktürülmüş bir daha derin tabaka, yüzey tabakasının (b) orta erozyon ve malzeme (c) orta birikimi içinde önceki yüzey tabaka üzerinde. Derinlik aralıkları (solda) site verilerden (Sherrod ve ark.) temel alan yaklaşık değerlerdir ⁶. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Site açıklaması ve Tarih

109-ha Scott alan kuzeydoğu Colorado (40.61^oN, 104.84^oW, şekil 3) Drake grupta bir parçasıdır ve 2001'den bu çalışma için 2012 için izlenen. Ortalama yıllık yağış evapotranspirasyon yaklaşık 350 ve 1200 mm, kısa süreli ve yüksek yoğunluklu konvektif yağmur neredeydin ortak yaz aylarında bu yarı kurak iklim idi. Yükselmeler ayrı yatay pozisyonları ile dalgalı bu arazide 1588 m 1559 aralığı: Zirvesi, sideslope kuzeye bakan (yan-NF), sideslope güneye bakan (yan-SF) ve toeslope (şekil 4b). Öyle ki her 24 aylık rotasyon döngüsü dışında yaklaşık 14 ay boyunca her diğer şerit nadas alternatif şeritler (~ 120 m genişliğinde) genellikle bu rainfed kış buğday-nadas rotasyon yönetilen. Sığ toprak işleme (~ 7 cm), genellikle v-bıçak temizleyicileri, 4'e yabancı ot kontrolü için nadas dönem boyunca 6 kez oluştu. Toprak sitesinde bir toprak kaybı hoşgörü, ya da T değeri, 11 Mg ha^-1 yıl^-1, nerede erozyon oranları bu T değerinin altında devam eden tarımsal üretim⁴ için kabul edilebilir olarak kabul edilir için sınıflandırılmış .

Şekil 3. Site konumu bir topografik kabartma resmin üzerinde (1011-4401 m) Colorado Eyaleti, ABD gösterilir. Site ortalama yükselmesine 1577 metredir.

Şekil 4. Toprakların harita ve arazi yüzeyi yükseklik Scott alanının. (a) topraklar harita noktası toprak örnek konumlarının ve ürün yönetimi gösterilen Scott alanının şeritler. Toprak birim kısaltmalar şunlardır: 1 Wagonwheel bereketli 0-%2 yamaç, 2 = Wagonwheel bereketli % 2-5 yamaç, 3 = Colby kerpiç % 5-9 yamaç, 4 = Kim ince kumlu kerpiç % 2-5 yamaç, 5 = Kim ince kumlu kerpiç % 5-9 eğim; = ve 2001 5-m kılavuz dijital ayrıcalık modelini (DEM), toprak örnek yerlerde arazi sınıflandırma (dan Sherrod ve ark.) tarafından gösterilen temel alan (b) arazi yüzey yükselmesine ⁶.

İlk zemin yüzey ayrıcalık anket sitesi için bir sayısal Yükseklik modeli (DEM) üretmek için 2001 yılında RTKGPS tarafından toplanmıştır. Birlikte McCutcheon ve ark., yoğun toprak örneği (şekil 4a) da 2001 yılında gerçekleştirildi, CaCO₃ bir değiştirilmiş basınç-calcimeter yöntemi³⁰'^{,31 analiz hangi yüzeyden toprak} . Görsel olarak belirgin erozyon ve sonraki on yıl içinde meydana gelen ifade rüzgar nedeniyle ağırlıklı olarak Kuzeybatı ve yağış-ikinci tur olaylar ikinci bir RTKGPS yükseklik anket (ile 2010 yılında tamamlanmıştır alanının bir bölümünü) 2009 yılında istenir. Karşılaştırma için bir fark DEM harita³² üzerinden orijinal 2001 DEM yeni dem önemli aşındırma ve biriktirme, birden fazla kontrol eden faktörler (şekil 5) bu işlemler için önerilen desenleri görüntüleme doğruladı. Site ve tarihsel toprak CaCO₃ veri önemli yüzey toprağı yeniden dağıtım göz önüne alındığında, 2001 toprak örneği 2012 yılında hydropedological işlemleri⁶, kavramsal bir model test etmek için önceki bölümde açıklandığı gibi tekrarlandı.

Şekil 5. Değişiklikleri Haritası (2001-2009 *) arazi yüzeyi yükseltmesi (Δz) 5-m kılavuz Scott alan kuzeydoğu Colorado içinde. Ürün striptiz numaraları alternatif kış-buğday-nadas kırpma sistemi üzerinden, etiketlenir veBölüm A-A' ( Şekil 11' de verilen ayrıntıları) gösterilir. * Şeritler 2, 4, 6, 8 2009 DEM (dan Sherrod ve ark.) tamamlamak için 2010 yılında araştırılmıştır ⁶. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Protokol

1. arazi yüzeyi yükseklik veri toplama

1. sitesi
   için GPS kalibrasyon
   1. bulun veya küme istikrarlı bir kriter baz istasyonu GPS olarak kullanmak RTKGPS veri toplama için anket sitesi, güvenli bir yerde.
   2. RTKGPS veri toplama, bu yerel kriter baz istasyonu yer (Yani, WAAS-düzeltilmiş GPS konumu) için en iyi yaklaşım, koordinatları kullanarak için baz istasyonu ayarlayın.
   3. RTKGPS (yaklaşık 10 km RADIUS) ve kayıt konumlarını radyo iletişim sınırları içinde en az üç yatay ve dikey denetim noktası kriterler rover GPS ile ziyaret.
      Not: Ulusal jeodezik tarafından açıklanan kriterler aranır online ³³ olabilir ve burada kullanıldı.
   4. Kontrol noktaları ölçülen ve yayımlanmış koordinatlarını göz önüne alındığında, baz istasyonu olarak kullanılmak üzere yerel kıyaslama koordinatlarını için çözme bir site kalibrasyon ³⁴, gerçekleştirmek için RTKGPS alan yazılımını kullanın. Koordinat kalanlar (yatay ve dikey) kontrol noktaları için tolere edilebilir sınırlarda (± Bu kalibrasyon için 0,02 m) olup olmadığını kontrol edin.
2. GPS veri toplama noktası
   1. GPS ayarla yerel kıyaslama ve yerel sitede kalibrasyon ve alan yazılım kullanarak kayıt RTKGPS baz istasyonu ile GPS veri toplayıcı 5-m yatay aralığı yaklaşık anket boyunca, içine veri getirin Alan.
      1. Montaj rover GPS anteni yerden ölçülen bir sabit yükseklikte tarafından verimli bir şekilde veri toplama yüzey üzerinde bir araç ve sürüş transects alanı üzerinden ( şekil 6).
   2. Araç yöntem tanımlamak oluşturmak için bitiş noktaları transect paralel transects aralıklı 5 m ayrı. Alma bitiş noktaları içine GPS navigasyon veri toplayıcının transect sürüş sırasında transects. Veri Toplayıcı ile puan otomatik olarak toplamak saniyede bir kez süre sürüş her 5 m. hakkında noktası verileri elde etmek için yaklaşık 5 m s ^-1, transects
   3. Tekrar noktası veri toplama sitesi olarak, yukarıda açıklanan sonradan (8-9 yıl sonra bu çalışma) böylece arazi yüzey yükseklik değişiklikleri analiz edilebilir; orijinal GPS sitesi kalibrasyon için tüm anketler kullanılır ve değil yinelenir.

şekil 6. RTKGPS yükseklik yüzey veri toplama. RTKGPS yükseklik yüzey veri iken gerçek zamanlı GPS düzeltmeler yerinde baz istasyonu (b) tarafından sağlanan üzerinden alan (a), yeni araç sürüş sırasında toplanır.

2. DEM oluşturma ve işleme

1. 1. alma DEMs oluşturma veri GIS yazılımı konumlandırın ve 5-m kılavuzuna DEM. kullanarak GIS yazılımı tanımlar, enterpolasyonlu yükseklik için ölçüm noktası yükselmeler çapraz doğrulamak değer verir ve bu çapraz doğrulama hataları en aza indirir bir enterpolasyon yöntemi seçin.
      Not: Bu sitede yükseklik verileri için en uygun ilişkilendirme yöntemi bir Gauss semivariogram modeli ile sıradan kriging oldu. Çapraz doğrulama da sağlar yükseklik doğruluğu için anket yöntemi ³⁵ ölçüsüdür.
   2. 2.1.1 ikinci ikinci DEM. oluşturmak için pozisyon veri kümesi için tekrar
2. DEM eşleme Değiştir
   1. CBS, bir raster calculator aracı kullanarak en son DEM DEM değişim ( şekil 5), yükseklik negatif değerleri değiştirmek nerede bir raster harita oluşturmak için özgün DEM üzerinden çıkarma temsil erozyon ve pozitif değerleri temsil eden ifade.
3. Arazi sınıflandırma
   1. Compute arazi yüzey topografik öznitelikleri (yamaç, yönü, alan katkıda) ilk kılavuzundan DEM DEM işleme yazılımı kullanarak.
   2. Sınıflandırma Zirvesi, sideslope veya toeslope yamaç ve her DEM kılavuz hücreye katkıda bulunan alanına dayalı olarak alanlarda arazi.
      Not: Zirve düşük yamaçları tarafından temsil edilir ve alanlarda katkıda düşük. Sideslopes yüksek yamaçlarında tarafından temsil edilir ve alanlarda katkıda orta. Toeslopes düşük yamaçları ve yüksek katkıda bulunan alanları tarafından temsil edilir. Eğim ve bu sınıflandırmalar tanımlama alanı değerleri katkıda arazi yüzey topografyası sitesinde bağlıdır ve niteliksel her sınıflandırma alanı istenen gösterimi için belirli bir site vermek için seçilir.
   3. Kuzeye bakan ve güneye bakan bu sitede iki baskın yönü tarafından sideslope alanlarda bölmek.

3. Toprak örnekleme

1. 1. referans örnek planlama haritalar CBS toprak örnek Mekanlar planlamak için. Yeterli tüm peyzaj pozisyonlar temsil yerlerden seçin.
   2. Yükleme örnek konum koordinatları GPS veri toplayıcı için böylece örnek siteleri alanında yer alan.
   3. Kullanım önceden bilgi sahibi topraklar sitesinde CaCO ₃ değişkenlik yakalamak için örnek derinlik artışlarla kararları yönlendirecek. Örnek konum ve derinlik artışı belirtmek için yapışmalı plastik torbalar önceden etiketlemek.
2. Alan örnekleme
   1. makine ve RTKGPS rover anten navigasyon için örnekleme bir hidrolik toprak ile donatılmış yeni araç ile örnek siteler için sürücü.
   Makine Asitleme ve istenen toprak göbek çapı (5.1 cm) Bu çalışmada için tüp örnekleme
   2. kullanarak toprak ayıklamak toprak çekirdek her örnek konumdan ( Şekil 7).
      Not: Çekirdek her konum, aynı zamanda toprak çekirdek derinlik çıkarılan ve bu çalışmada çeşitli aralıklarla sayısı. 2001 yılında, bir tek çekirdekli 90 cm derinliğe çekilen ve 30 cm aralıklarla bölünmüş. 2012 yılında, iki toprak çekirdek (içinde 1 m karşılık gelen 2001 örnek) 30 cm derinliğe kadar alınan ve analizler için toplanan iki çekirdek ile 15 cm aralıklarla bölünmüş. 2012 yöntemi kullanmanız önerilir.
   3. Kayıt RTKGPS her örnek konuma veri (x, y, z) konumlandırın.
   4. İstenen derinlik artışlarla toprak çekirdek kesip aktarım önceden etiketli yapışmalı plastik torbalar ve sonra geri taşınmaya laboratuvar Soğutucular yerleştirin.
   5. Alan örnekleme önemli erozyon ve/veya ifade sonra (Bu çalışma örnekleri arasında 11 yıl) oluştu yineleyin.

Şekil 7. Toprak örnekleme. Toprak örneği Mekanlar navigasyon böylece toprak çekirdekleri ayıklanmış (b) olabilir ve istenen derinlik artışlarla bölünmüş makine (a) örnekleme bir hidrolik toprak ile donatılmış bir GPS güdümlü yeni araç kullanmaya.

3. konumu veri işleme
   yükselmeler farklılıkları
   1. ölçü kaydedilen iki örnek Tarih (198 yerleri 2001 ve bu çalışmanın 2012 örneklenmiş) arasındaki her toprak örnek konumda.
      Not: nokta yükselmeler toprak örnekleme anda kaydedilmemiş olan bu yana yükseklikler için 2001 2001 DEM alınmıştır. Yükseklik olumlu değişiklikler > 0,05 m d olarak kabul edilirepositional siteler, yükseklik negatif değişiklikler <-0.05 m erosional siteleri olarak kabul edilir.
   2. Sınıflandırmak her örnek konum Zirvesi, kuzeye bakan sideslope, güneye bakan sideslope veya toeslope DEM işleme dayalı olarak (bkz: Protokolü 2.3.2); sınıflandırma tek bir yerde, eğim ve katkıda bulunan alan ölçütü tarafından tanımlanan olabilir Puan çevreleyen baskın sınıflandırma eşleşecek şekilde yeniden sınıflandırılmıştır.
   3. Kullanım kayma katılmadan araçları (Yönetim şerit ve toprak haritalama ünitesi) analizleri için kullanılan diğer uzamsal veri katmanları için örnek Depo yerleri atamak için GIS yazılımı,.

4. Toprakların analizi

1. toprak numune hazırlama
   1. Kuru toprak örnekleri laboratuvar fırında 60 ° C'de alanından gecede.
   2. Eziyet motorlu bir değirmeni veya bir harç ve havaneli kullanarak bir 2 mm elekten geçirmek için fırın kurutulmuş topraklar.
2. Basınç-Calcimeter cihazı kurulum modifiye
   1. değiştirilmiş basınç-calcimeter aparatı ( şekil 8) kadar bir basınç detektörler bağlanarak ayarla (0 - 105 kPa aralığı, 0.03 - 5 V DC çıkış) bir güç kaynağı için 14 ile tel ve çıkış dönüştürücü üzerinden izlemek için sırada kablolu dijital voltmetre ölçmek.
      1. 9.5 mm ID boru basınç detektörler tabanına eklemek ve orta basınç detektörler ulaşmasını herhangi bir reflü toplamak için parçacık filtreli (0.6 µm) bir 18 gauge radarı kilit Hipodermik İğne boru bağlamak.
   2. Kullanım serum şişeleri tepki gemiler olarak bağlı basınç detektörler ( Şekil 9). metal bir çorba kaşığı suyla ıslatma ve yaklaşık 5 mL de ekleyerek kullanmak için serum şişesi boyutunu belirlemek için yüksek CaCO ₃ konsantrasyon. damlalıklı 1 mL 0.5 N H ₂ çok bekliyoruz toprak ₄ ' e bu toprak ve coşku dikkat.
   3. Neşesinden yüksekse, sonra % 15 CaCO ₃ konsantrasyon büyük kabul ve 100 mL serum şişesi tepki beden olarak kullanın, aksi halde 20 mL serum şişe kullanın.

şekil 8. Modifiye basınç-calcimeter cihazı. Değiştirilmiş basınç-calcimeter aparatı serum şişesi olarak tepki gemi ve bir gerilim metre kablolu bir basınç detektörler (dan Sherrod ve ark.) sinyali çıkışı sağlamak için kullanır ³⁰.

Şekil 9. Değiştirilmiş basınç-calcimeter yöntemi kapları reaksiyon. Değiştirilmiş basınç-calcimeter yöntemi kapları reaksiyon vardır 2 mL asit reaktif ve 1 g toprak örneği ile 0.5 Dramı flakon içeren serum şişelerde.

3. karbonat ölçüm
   1. koyun hazırlanmıştır, 1 g subsample (bkz: Protokolü 4.1) etiketli tepki damar toprak. % 50 CaCO ₃ büyük içeren toprak için yalnızca 0,5 g toprak kullanın.
   2. Asit damlalıklı 2 mL reaktif (6 N HCI içeren %3 FeCL ₂ O ₄ H ₂ O) 0.5 g cam şişe içine. Yer şişe tepki damar hafifçe böylece çözüm içindekiler dışarı tepki gemi neredeyse yan konumuna eğerek dökülmemesine dikkat.
   3. Toprak ve eğik asit flakon içeren tepki gemi tutarken, gri Bütil kauçuk stoper ile mühür ve sarılmış alüminyum ile sızdırmazlık contası.
   4. Sallamak tepki gemi tam toprak asit ile karıştırma sigorta ettirmeleri dönen bir hareket ile. Reaksiyon taşıyıcıyı laboratuvar bankta koyun ve en az 2 saatlik devam tepki izin
   5. Reaksiyon kapları tamamlanması beklenirken, standart bir eğri gerilimleri aynı reaksiyon gemi Kurulumu kullanarak toprak örnekleri ( şekil 10) bilinen CaCO ₃ konsantrasyonları ölçülerek belirlemek. Mix % 100 CaCO ₃ cam boncuk veya oluşturmak için ağırlık yüzdesi olarak kum ile boş bir örnek CaCO ₃ olmadan CaCO ₃ bilinen konsantrasyonları. eklerseniz.
   6. Toprak örnek reaksiyonlar tamamlandıktan sonra pierce kauçuk septum reaksiyon teknesinin bir 18 ile ölçmek şırınga iğnesi ve kayıt voltaj çıkışı basınç detektörler tarafından.
   CaCO ₃ yüzde ölçülen gerilim verilen ve standart eğri ( şekil 10a) belirlenen Denklem Çözme
   7. .
      Not: CO ₂ sürümü tarafından üretilen basınç artışı doğrusal CaCO ₃ toprak mevcut konsantrasyonu ilgilidir öyle ki: % CaCO ₃ = (regresyon katsayısı * volt basınç değişim) + kesme noktası.

şekil 10. CaCO ₃ ölçüm. (a) CaCO ₃ için standart bir eğri bilinen percentages-in toz cam boncuk veya kum ile karışık CaCO ₃ (b) temel basınç detektörler gelen gerilim okumaları kullanılarak oluşturulur.

5. İstatistiksel analizler

1. tanımla iki bağımlı değişkenler yer değişikliği olarak yüzey yükselmeler ve yüzey katman CaCO ₃ konsantrasyonları için ikinci örnek tarihlerinin (2001 için 2012 Bu çalışmada) toprak. Bağımsız ya da açıklayıcı değişken tanımlar Yönetimi (tek - veya hatta - numaralı şerit), bireysel şeritler, Batı ya da Doğu Bloğu şeritler, toprak haritalama ünitesi, manzara sınıflandırma ve erosional/depositional sınıflandırma.
2. Gerçekleştir korelasyon analizi ve Varyans analizi istatistiksel olarak değişkenler arasındaki ilişkileri ölçmek için. Tercih edilen herhangi bir istatistik paketi çözümlemesi.

Sonuçlar

2001 ve 2009 DEM farklılıklar eşleme erozyon (kırmızı) ve yükseltmesi çoğu alanlarda (şekil 5) üzerinden decimeter düzeyinde yapılan değişiklikler ile bu 8 yıllık dönem (yeşil) ifade ortaya koymaktadır. İfade bir Kuzeybatı alanın Doğu Güneydoğu çapraz grup boyunca görülür iken alan ölçekte, erozyon Batı ve güney batısında, hakimdir. Aşındırma ve biriktirme alternatif bantları yönetimi ölçekte yönetim şerit sınırl...

Tartışmalar

Yükseklik (şekil 5) eşlenen değişimler önemli aşındırma ve biriktirme bir tarım alanı ve kayma desenleri birden çok kontrol eden faktörlerin gösterge üzerinde birden fazla ölçekler göstermektedir. Alan ölçeği desen iyi ölçek dendritik desenler su akışı tarafından üretilen aşağı rüzgar ile ilgili işlemler için bu çalışmada ilgili discernable vardır. Tekrarlanan RTKGPS Zemin Araştırmaları tarafından sağlanan yükseklik değişikliği algılama düzeyi...

Malzemeler

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