Name: methods of soil resampling to monitor changes in the chemical concentrations of forest soils
Uploaded: 2016-11-25T14:00:00
Duration: 9 min 16 s
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The authors have nothing to disclose.

1.研究单位选择和说明<ol><li>找到具有所需监控的特性森林面积。在此区域内建立的研究部的边界，以确保（1）的研究单位代表的区域被监控，和（2），该区域足够大以容纳计划采样和重取样，但不那么大所需要复制凹坑过量来表示单元内的可变性。 </li><li>利用全球定位系统（GPS）单元记录学习部的位置。记录中心和角落如果研究单位是矩形的，或中心和垂直直径的端部，如果学习单元是圆形的。记录写入的网站的坐标的字段形式，除了电子将它们存储在GPS单元。如果允许，标记永久性的古迹，如铁棒的关键位置。 </li><li>通过在眼LEVE挂萎靡不振或其他一些标记记录的斜率l位于研究部中心和研究基地海拔最低的边缘。测量与来自（1）的研究部的最高海拔边缘到学习部中心（斜率向上），和（2）从研究部中心到最低边缘（斜率向下）一个测角仪的斜率。记录从研究单位的海拔最高的边缘沿着下坡主要方向（坡向）的罗盘读数。 </li><li>记录坡位作为峰会，肩，backslope，footslope或toeslope如果研究区为坡面，或平原如果研究单位是浅浮雕的区域。见和Shoeneberger 等。 六月一日至10日页1-7验证坡位的鉴定。 </li><li>垂直地层识别的主要植物种类。例如，下面的记录1米的林下主导草本植物，占主导地位的树苗品种身高超过1米，但没有达到树冠，在树冠的优势树种（那些达到顶OF中的树冠）。如何定义阶层将取决于森林类型正在处理。以林下从研究单位的海拔最低的边缘寻找上坡和海拔最高的边缘寻找下坡数码照片。 </li><li>为坑选定位置，避免陆地表面是次要的选择的学习单元内，因此不能代表研究单位。此外，还要避免陆地表面，其中的抽样方法是，因为常年湿润不可能的，过度的岩石或接近树的表面或密度过大，或者是专柜土壤监测项目目标的条件。 </li></ol> 2.挖掘和配置文件说明<ol><li>铺陈篷布（大约10英尺×12英尺或3.1米3.7米）相邻的位置，其中的凹坑将被挖掘。选择计划的坑（上坡侧如果可能的话）的一侧坑diggi期间践踏和污染保护纳克通过用塑料垃圾袋或类似的东西（ 图2）覆盖。然后，该侧将被用于配置文件描述和采样。 </li></ol><img alt="图2" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig2.jpg" /> 图2：。 已完成基坑开挖土基坑开挖出一个篷布去除矿物质的土壤和完整的森林地板，尽量减少现场的干扰，以销标志着在脸上坑沿视野<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> <ol start="2"><li>首先用铲取出森林的地面（O地平线）的挖掘坑。如果可能的话，保持森林的地面完好无损，地方，它不会从坑里被删除矿质土壤混合。挖掘以最小的空间坑可能（通常约0.5吨<html> O 1米2），直至达到由监测设计所确定的期望的深度。 </li><li>轻轻用一只手抹子向下刮去除开挖产生的任何疏松土壤准备描述和取样竖井的脸。修剪手snippers根在必要。 注：如果过度岩石或根排除凹坑面为了说明和采样，或达到所期望的深度的信息交换，坑可能需要稍微扩大。 </li><li>记录（在笔记本领域或电子记录装置）的水渗入从坑面或坑底部的坑任何意见。 </li><li>凹坑面目视评价从上到下为在颜色，质地和结构的差异。在白色纸上（如字段形式的背面侧）除去少量由侧的不同的土壤与地点侧的协助确定地平线的边界， 如图3。 </li></ol>内容“FO：保together.within页=”1“&gt; <img alt="图3" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig3.jpg" /> 图 3： 样品去除技术技术用于从坑去除面部的土壤。同时显示从坑工作面不同的颜色，顺序排列的样本，以帮助确定地平线的界限。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig3large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> <img alt="图4" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig4.jpg" /> 图4：。 地平线表达示例与具有突然或透明和地形是光滑或波浪清晰度类地平线边界土壤剖面<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig4large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此figu的放大版本</a>回覆。 <img alt="图5" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig5.jpg" /> 图5： 天际表达示例与具有透明或渐进和地形是波浪形或不规则清晰度类地平线边界土壤剖面。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig5large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> <ol start="6"><li>记录地平线以下指定2-2到尼日利亚红十字会现场簿6的2-5页。 </li><li>标记地平线的边界以T形销或类似的对象（ 图2,4，5）。采取与地平线标志物的分布图的数字照片和在地方表现尺度的磁带。 </li><li>测量，并与相对于空气和土壤表面之间的界面的度量磁带记录每个水平线的顶部和底部的深度。 </LI&gt; <li>记录清晰度类和地形代码为每个地平线的界限以下2-6的NRCS场簿6的2-7页。 </li><li>记录使用孟塞尔颜色的土壤各书地平线的颜色以下2-8的NRCS场簿6的2-11页。 </li><li>对于每一个地平线上，记录结构类（页2-36到2-37），结构类型（页2-52到2-54），并目视检查坑脸使岩石数量的粗略估计（如下面在尼日利亚红十字会现场簿6的指示体积百分比）。还为每个地平线，表明细根（&lt;2毫米直径）是否丰富，常见的，很少或根本没有。 </li></ol> 3.样品采集<ol start="1"><li>选择的视野和/或深度，以基于所述研究设计和要求进行采样。 注：（1）边界可以清楚地在现场确定的，和（2）的视野是足够厚以除去如此：如果由地平线收集IL而不从上方或下方视野的污染。通过深度间隔收集，如果：（1）地平线的边界太薄样品，或（2）的地平线的边界是不规则的，或折断。 </li><li>收集来自所选择的层位或深度间隔，从最深的样品和向上工作的土壤。要从坑脸样本，将附近正在被采样的层底部的园艺抹子。然后插入园艺抹子上方的平坦镘到松土，以便它可以与底镘（ 图3）被移除。 注：土壤的收集应等于由计划化学所需的总质量的质量分析加上所需归档（至少四个额外的完整分析）的质量。 </li><li>在密封的塑料袋中，然后双击袋样品将样品如果土壤是石头。对于这两种视野和深度采样，收集整个脸部坑所在的地平线进行采样的土壤广度（ 即 ，其中，天涯够厚来样和岩石和根不发生）。 </li><li>标签与研究单位，日期，坑鉴定，地平线或深度间隔，采样的名字样品袋。 </li><li>一旦采样完成后，回填的矿土和粗碎屑坑。广场上的矿土顶森林的地面，保持有机材料作为完整越好。相对于研究单位纪念碑（距离和方位）记录坑的位置。 </li><li>挖掘研究单元内的其他坑提供呼吁在抽样设计的复制。在每一个坑，按照步骤2.1至2.8，如果在所有的坑都需要配置文件的描述，也按照步骤2-9通过2-11。然后收集以下步骤3.1到3.5的样品。 </li></ol> 4.样品处理<ol><li>在收集的24小时，倾出样品的塑料袋成盘，这将有利于样品的空气干燥。空气-DRY在约室温下在从空气传播的污染物，如灰尘保护的安全位置。混合在平底锅样品每隔几天，取决于湿度。检查是否有干燥的视觉和触觉的证据，以确定是否空气干燥已接近完成每个样品。 </li><li>验证空气干燥完成后，通过从几个样品称重子样品（约5克）（最少3）。然后烘干这些子样本24小时（有机土壤在60℃，在105℃的矿质土壤），并称重。计算水分通过干燥丢失干燥前的总质量（土壤加水分）的百分比的质量。 </li><li> 2天后，重复步骤4.2和比较来自所述第一烘干丢失，以在第二烘干失去的水分。如果在每个烘干失去的水分为2％以内，在土壤中可被认为是空气干燥。一旦空气干燥是在塑料袋中，可以排出尽可能多的空气后进行密封完成后，将样品可能。 </li><li>要去除粗糙的碎片和根，筛所有采集的土壤。通过筛具有大约4-6毫米的开口通过有机样本;通过筛子通过矿物的土壤样品中的2毫米的开口。通过较小的开口额外筛分可能需要特定的化学分析。对于重采样，确保筛分过程相匹配，以前的取样。 注意：人在做筛分应避免吸入灰尘或者通过在排气罩筛分或穿着职业安全与卫生研究所（NIOSH）认可的N95过滤颗粒物呼吸器面罩。 </li></ol> 5.化学分析<ol><li>选择化学分析方法，这些方法与那些在类似森林土壤，如那些在Ross 等人正在使用相一致。8。美国环境保护署土壤方法手册14还提供了方法汇编即继续常用森林土壤分析。如果偏离是必要的，该数据可比性必须验证。确保SOP是完全记录每个分析。 </li><li>包括具有类似特性在所有分析分批收集监控程序，以保持质量控制土壤样品参考土壤样品。还包括实验室间的交流8个样品，以确定与其他实验室数据的可比性。 </li></ol> 6.归档土壤样品<ol><li>归档保留以备将来使用化学分析后的土壤。选择土壤的质量要保存（1）有多少土壤用于测量的全套，（2）次的样品将在将来被重新分析的预期数的基础上，和（3）可用的长术语存储空间。 </li><li>永久性标记，写贴在巴上一个大小合适的锡领带以下信息（可扭曲线克密封）聚内衬纸袋：（1）样品的识别信息包括地平线或深度增加，（2）筛的大小，（3）收集日期，和（4）的任何必要的实验室信息，如样品序号。 </li><li>称重并记录正在被归档的每个样品的土壤的质量，并且在锡系袋放置。放置锡系袋在一个适当大小的塑料包（ 图6）。 </li></ol><img alt="图6" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig6.jpg" /> 图6：。 包装存档土壤样品封存土壤样品的内包装<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig6large.jpg" target="_blank">，请点击这里查看该图的放大版本。</a> <ol start="4"><li>存储在被配置为将可用的搁架（纸板储存容器如F中所示的方法的包装袋igure 7，标签上包含的样本信息框，使样品可以迅速找到。在保持稳定的温度的档案室。 </li></ol><img alt="图7" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig7.jpg" /> 图7：。Exampling 或存档的归档搁置土壤样品的空间高效的货架<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig7large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> <ol start="5"><li>在被例行备份数码数据库中的每个存档样本存储信息。包括（1）样品识别，（2）被分析的样品的每个日期，（3），其中被分析的样品的实验室，（4）对每个日期进行的分析，（5）样品的质量剩余的（更新这个样品的一部分被用于分析中删除），并且每个时间（6）与归档样品保管责任的机构的名称。 </li></ol> 7.验证化学分析的长期一致性<ol start="1"><li>与新收集的样本分析以及重新分析至少从每个视野和深度增加12存档样品。 </li><li>运行的两尾t-检验（或Mann-Whitney秩如果数据正态证伪和检验）前面的分析和当前再分析之间，以确定是否化学分析结果显著差异（P &lt;0.10）。 注：如果显著差异（或者明显的偏见，是不是统计上显著）观察到，那么原始数据和再分析数据之间的关系进行评估。如果大部分变异性（R 2&gt; 0.9），可通过该关系解释的，那么它可以被用来调整数据，以消除偏差。但是，如果R 2 &lt;0.9，在所述归档取样S的其余部分HOULD重新运行，以确保不存在从新近采集的样本中获得的前一采样的结果和结果的数据进行比较时，没有分析偏差。 </li></ol>

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The authors acknowledge the support of the New York State Energy Research and Development Authority, the Northeastern States Research Cooperative, and the Vermont Long-Term Soil Monitoring Project. We also thank M.B. Adams, USDA Forest Service for her helpful manuscript review.

选择其中的视野或深度增量采样被监视的目标的指导下，但是最终取决于土壤的特性。因此，在何处以及如何采样的信息的决定是在土壤监测的关键步骤。例如，在图12所示的灰土具有与奥斯特（适度分解有机物）和OA（黑色腐殖化有机物）是突然和两个视野是足够厚以使它们能够被分别取样之间的边界的森林地板。此配置文件还与一个突然的边界分离矿物Ë地平线有机办公自动化地平线一个定义良好的É视野。这些与突然边界丰富多彩的视野使同层材料的收集将持续重复，使得这些优秀的视野候选人土壤监测。如果矿物和有机层之间的边界不清楚地看到或是渐进RELAT香港专业教育学院的地平线的厚度，直接上方和该接口以下各层的重复采样将可能包括从相邻层不同量的土壤中。这种特性增加了不可控的变化，并因此使这些视野重复采样不太理想。 在一些情况下，通过深度间隔采样可以提供在土壤中，其中某些层位被混合或混杂，如果这混合是正被监视的土壤的一致特征一致的采样的方法。在图12中 ，B层的高10 CM有与E天边突然边界，但颜色的变化提示了Bh和BHS视野的存在被混合在一起。在这种情况下，采样B层的上部10厘米将是最可重复的收集方法。这种方法已被证明是成功的Spodosols如示于图12 7。 图12：。 灰土的个人资料从纽约州的阿迪朗达克地区显示出森林的地面（OA和大江天际）从B层分离鲜明ê地平线一个灰土地平线<a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig12large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> 完整资料的描述是在减少取样偏差的机会，并解释数据极为有用，但收集这些信息是耗时的并且可能限制可用的可用采样复制的时间，这取决于项目资源和可用的字段的时间。每个坑的完整的个人资料介绍另一种方法是使主坑的完整描述（附图），则限制了重复坑描述初露端倪厚度沿瓦测量第i个配置文件照片。这个信息将足以验证重新采样在同一土壤中与现有的采样相一致的方式被完成。高品质图像重采样配置文件，以确定随着时间的推移发生化学变化时保持一致性抽样极其宝贵的。 从抽样不一致潜在的偏见评估可以通过视野中测量的比较来评价。例如，在办公自动化地平线观察有机碳的浓度较低的第二取样比进行10-12年前9的初始采样。这可能导致从偏置更底层矿物Ë地平线的可能已被收集在第二采样比第一采样的采样。这将降低有机碳含量，并有可能降低交换性钙浓度，因为正在研究中的戊土地平线钙浓度至少magnit的命令UDE比办公自动化地平线下英寸缺乏在本研究中观察到的E-地平线的Ca浓度降低的提供的证据支持，在第二采样低级有机碳浓度不抽样偏差的结果的解释。视野中这种类型的比较提供了评估采样一致性有价值的信息。没有特别需要的项目目标。因此采样额外的视野是必要的，以帮助减少不确定的结果。 归档的土壤样品的再分析是减少不确定性的主要做法。然而，土壤的归档需要的资源来管理档案和存储空间，可以是难以获取永久的基础上。因此，归档土壤的质量，必须谨慎使用。再次分析所有归档土壤样品特定重采样研究通常是减少化学分析的不确定性的最有效的方法，但选择再分析Ò˚F存档样本，如有可能，将有助于保护在未来使用的不可替代的土壤。所有归档的样品再分析不应除非必要来完成。多种用于归档土壤的方法目前都在使用，并已被证明是有效的。在这篇文章中推荐的方法和材料是基于纽约州立博物馆的馆长，谁发现的经验，这种高度空间有效的包装设计保护了牢不可破的，防水，易标记材料，这些都为稳定样本几十年。 保护归档土壤样品是在土壤监测的关键步骤，因为它不仅使采样之间的分析一致，还提供了与尚未开发的方法以供将来分析的机会。此外，样品存档可以提供信息，以解决新的问题，因为他们无疑会在未来出现。已存档的土壤样品早于一是可利用CID下雨，对土壤这种干扰的影响会已经确定年内，而不是它的发现经过几十年。相反，酸性雨前期土壤化学仍不确定，因为我们现在从下降酸雨监测水平土壤的恢复。 土壤监测有所由时帧在其上的改变可被检测（通常为5年或更长时间）的限制，和与上破坏性采样的依赖，需要在一段时间监测增加取样区。然而，没有土壤监测，土壤的变化，必须从间接的方法，如演替时序（以空间换时间的替代），流域的质量平衡，林化，短期操作和建模推断。这些方法提供了土壤的变化粗的估计，以及所有需要假设增加不确定性，可以通过土壤的直接测量通过时间最好缩短。重复土壤取样的程序也可以applied可长期控制的操作实验，如在哈伯德布鲁克实验林，NH分水岭钙除实验，历时超过12年的16和卡尔霍恩，SC，土壤长期试验持续50年以上2。

土壤发育历来被视为中所发生过百年来千年时间尺度1工艺流程方面。那些没有被扰动通过密集的用途，例如农业土壤监测并没有通常被认为是对岁月的时间尺度政策或管理问题几十年非常重要的。然而，最近的土壤的研究表明，重要的化工土壤特性可以在不到十年的变化，人类活动的后果，如空气污染和气候变化的驱动2广泛的环境经常变化的结果。在北美东部，反复土壤取样所提供的有关酸沉降通过森林设置土壤变化记录的影响的有价值的信息。在努力支持和协调这项工作，成立于2007年3东北土壤监测合作组织（NESMC）。本文是NESMC亲的持续努力的一部分即推进利用森林土壤反复土壤取样的作为监测不断变化的环境的宝贵工具韦迪信息。 反复取样已被用于评估来自实验操作的变化，但在应对环境司机森林土壤的长期监测是一个相对较新的做法，没有很好的文献记载和最近才广泛被科学界所接受。过去的怀疑是由于在很大程度上认为，土壤变化率是高空间变异性（水平和垂直）典型森林土壤的存在，检测速度太慢。因为土壤的收集是破坏性的，重采样只能接近原始采样位置进行。因此，从其中收集样品的3维空间内的空间变异必须正确定量来检测真正的变化，并避免的结果是收集方法的人为现象。此外，土壤取样和化学分析的过程中创建可掩盖变化或偏差结果4测量不稳定的潜在来源。测量不稳定无法完全去除，但可以用适当的协议被充分地控制，以产生具有最小的不确定性的结果。 设计土壤监测研究土壤监测需要土壤样品重复收集由研究者所限定的时间间隔。更短的时间间隔减小到统计学检测的变化所需的时间长度，但更长的时间间隔提供更多的机会发生4土壤变化。 5年的二次采样间隔被建议这两个因素平衡的，但如果监控正在做评估一个特定的驱动程序，间隔应根据变化的预期在于驱动器2的速率来设置。森林土壤也需要成功监测s表示一个研究单位已被选定为土壤监测的林地范围内确定。在研究单元内的多个位置重复取样被用来确定该特定研究部的土壤随时间的变化。进一步的研究单位可以选择的，但每次统计学分别进行分析，以评估是否发生了土壤的变化。多个研究单位的统计结果，然后可以进行区域分析的目的进行分组，如劳伦斯等人证明。5。该研究单元的类型和尺寸取决于被提出监测问题，并在下面的研究设计的考虑。研究单位内的土壤采样可以在随机位置或网格上进行，只要采样是在足够的位置进行了表征研究部的面积变化，而不偏4以获得重复样品。位于单个景观类型中有关研究单位拥有SUCH作为斜率，坡面的位置，一方面，植被，母材和排水将倾向于具有比研究部，其跨越多个横向型面可变性更低。每个集合中避免抽样偏差，需要使从任何一个集合采样凹坑值进行统计学比较，在现有和未来的集合获得的值。作为研究的单元的尺寸增大，在研究单元内的单位面积的变异也可以从因素如植物或斜率变化增加。如果变异的潜在原因，如这些成为研究单位所涵盖的，还需要额外的采样地点为表征可能发生的土壤可能的变化。因此，需要通过基于该区域被认为是变异性和可用于采样和重采样努力项目资源研究者来确定学习单元的大小。 一个关键标准要考虑的事项ED在定位研究单位是未来期望站点的干扰的可能性。应保证一定程度的该位点的条件将保持适于几十年或多个已定义的监控目标。例如，监测气候变化影响的单一目标的一项研究单位应设在不会在可预见的将来会出现记录的区域。 本文中所描述的方法包括一个单独研究单元的采样。研究设备可以一个风景型内复制或可以加入研究单位来表征附加景观类型取决于研究的目标和范围，包括研究是否涉及实验操作。一个土壤监测设计的一个例子在图1中示出。在感兴趣的区域（西部阿迪朗达克区域），六研究单位已定位。在这种情况下，每个研究单元被网格化到25个大小相等的地块。每个小区需要足够大，以提供适合于坑穴挖掘的空间。在美国东北部和加拿大东部森林山地地形，一个合适的空间挖掘坑到1.2米的深度一般有10米×10μm的范围内被发现。因此，在我们的例子中，研究单位的总面积为1.0公顷，各研究单位采样时间，随机地选择小区的选择的数量的采样。如果有五个重复小区中随机选择采样上五年的时间间隔，该研究单元可长达25年来监测。挖掘和样品一个凹坑之间的风景会有所不同，并要求该区域必须考虑到抽样设计。 复制的研究单位中的程度和重复采样将根据研究单元特性变化的频率，被询问的问题，并在所预期的扰动的性质。基于有土壤采样研究检测到与森林土壤常用的测量的变化，被推荐的5年重新采样间隔和最小的各研究单位内5复制采样的位置。降低采样频率和采样增加复制将加强检测变化的能力。 <img alt="图1" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig1.jpg" /> 图1：实例研究设计的广义采样研究设计。需要注意的是该研究单元位于以避免出现两个河道的沿岸地区。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> 土壤样品采集 - 背景资料土壤样品的采集应在赛季期间进行的土壤时，往往是干的，这通常发生在生长期的后期。通过在此时重新取样，一致性方面也取得了植物物候，对土壤的化学条件的可能的影响。抽样应该期间或之后，立即大雨或当土壤非常潮湿避免。研究单元内至少有一个位置应如以下在美国以外使用的土壤分类系统，在此提供现场协议如下描述和记录继美国农业部自然资源保护局（NRCS）现场书描述土壤6，或其他适当的协议美国的分级制度，并要求在该领域土壤描述的尼日利亚红十字会场书的副本。采样应该有训练和经验描述和采样土壤类型实施土壤监测协议之前被监控。 土收集可以以各种方式来进行，而是使用了重复的技术是关键监测土壤的变化。现场方法应记录一个标准操作程序（SOP）英寸应避免在采样之间采集程序的变化，但是，当这是不可能的，所有的细节必须记录。 测试也应该进行评估造成的程序变动偏压的潜力。采样可以通过地平线，其中（1）的边界可以清楚地在现场确定并进行（2）的视野是足够厚而不污染从上方或下方视野除去土壤。如果这些条件得不到满足，通过深度间隔采样可以做到的。在任何采样，特别是必须小心，以避免从表面富含有机物的地平线（通常是O或A）与最上面的矿物地平线（通常是B或C）混合的土壤。在某些土壤中，在质地和颜色的变化是在整个有机 - 无机界面容易看到的，而在其他的土壤颜色的变化可以反映二最小所以组织变化在有机碳（C）浓度fferences必须依赖于识别界面的位置。从确定组织变化这个接口是很困难的，即使是有经验的土壤学家。有机-无机界面的验证可以与碳浓度的实验室分析来完成（有机地平线是有机碳含量&gt; 20％7定义）。在一些土壤中，O地平线可能小于1厘米厚，可能太薄品尝。采样用相同的土壤剖面中同时地平线和深度可以有效地在该轮廓内的视野的厚度的清晰度寻址变化。视野和深度进行采样也将取决于监测计划的目标。在层接近地表土壤的变化已经较为普遍认定较深层，但包括更深层次的视野和深度区间可以提供在减少的结果不确定性的有用信息。例如，在初始采样，一个冰川土，酸性沉积大量浸出，表明碱饱和度为最小的上B层，然后用深度增加。在重复采样，这图案也应该发生，即使各层的浓度变化。如果一个不同的模式被重复取样观察到的，存在一个很大的可能性，这两个取样均未可比土壤进行。理想地，样品应在整个地平线厚度来收集。然而，在过厚的视野垂直整合样品收集可能难以在整个厚度。在这种情况下，等体积的样品可在从底部到地平线的顶部相等的间隔来收集。如果取样没有在整个地平线厚度完成，记录下视野内的采样深度间隔。 土壤样品处理和分析 - 背景资料在p除去从轮廓的土壤样品的rocess改变通过切断根部，并造成在因素，如温度，湿度，氧气和其他气体的浓度的变化即样品。因此，有些测量必须迅速完成，无需保留样品的能力，使得它们难以在长期监测程序来使用。然而，对于最常见的物理和化学测量，如质地，堆积密度，总C和氮（N），以及总浓度和可交换金属，空气干燥收集后的样品提供了相对一致的方法进行分析之前，化学稳定。在几乎所有的情况下，土壤测量操作上定义，反映在原位土壤的两个条件，和样品收集，制备和分析使用的后果。工件通过为节目在时间上的目标，和一致性的方法的最佳方法选择最小化。一旦干燥，进一步Ç<html>土壤样品中hanges最小化，并与大多数的水分除去，可将样品过筛分手土块和除去石头和根片段。这些步骤使样品被以子采样为化学分析前均化。只是作为样本收集和处理方法的一致性必须保持一段时间，从化学分析潜在偏差也必须加以控制。用于化学分析的标准操作程序（SOP）的文档每个样品收集和分析是必不可少的，并且理想地，相同的SOP用于所有样品收集时间使用。需要与涉及使用内部参考样本和实验室间交换的样本，以及标准的内部质量控制程序的质量保证程序进行验证化学分析的成功。有关常用的化学分析方法比较信息，请参见罗斯等人。8。 ntent“&gt;当取样是在五年做十年的时间间隔，一些变化有可能在化学分析中的一个或多个方面发生如SOP，实验室仪器，实验室人员，或在实验室做分析。这些因素创建集合之间分析偏差的可能性。为了控制分析偏差，从各集合的样本未使用的部分应当存档以供将来使用。从以前收集样品可以与新收集的样品进行分析，并通过比较数据，该分析偏差的可能性可被寻址。这种方法是基于这样的假设化学变化不归档样品在存储期间发生。丢失上点火和可交换的碱，可交换的Al，总C和总氮浓度已被证明是在已经延长到30年9-11各种研究稳定的。但是，空气干燥土壤的存储已经被证明可以降低土壤pH <s达&gt; 12和锰的氧化物13。土壤从每个地平线或深度间隔收集的质量应该是足以完成一个完整的组计划化学的分析加附加质量为至少四组在将来的分析。各种方法已被用于归档土壤样品。本文所描述的方法遵循由纽约州博物馆使用的存储程序。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="964">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Equipment Required in the Field</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:361px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:233px;">global positioning system</td>
			<td style="width:212px;">outdoor suppliers such as Forestry Suppliers</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:361px;">A wide variety of makes and models of GPS systems would be suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">water-proof paper</td>
			<td style="width:212px;">Forestry Suppliers</td>
			<td align="right" style="width:159px;">49450</td>
			<td>Available through any outdoor supplier</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:233px;">iron rod (approximately 3 ft length)</td>
			<td>Available at any hardware store</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:233px;">vinyl flagging</td>
			<td style="width:212px;">Available through any outdoor supplier</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:233px;">clinometer</td>
			<td style="width:212px;">outdoor suppliers such as Forestry Suppliers</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:361px;">A wide variety of makes and models of clinometers would be suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">plastic tarp</td>
			<td>Available at any hardware store</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:233px;">round-pointed shovel or sharpshooter shovel for digging</td>
			<td>Available at any hardware store</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:233px;">hand pruner for cutting small roots</td>
			<td>Available at any hardware store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Lesche digging tool</td>
			<td style="width:212px;">Forestry Suppliers</td>
			<td align="right">33488</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:233px;">gardening trowel</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td></td>
			<td style="width:361px;">A variety of hand trowels available at hardware and gardening stores would be suitable.</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:233px;">T-pins</td>
			<td style="width:212px;">Forestry Suppliers</td>
			<td align="right" style="width:159px;">53851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="199">
			<td height="199" style="height:199px;width:233px;">a copy of &#34;Field Book for Describing Soils&#34;</td>
			<td style="width:212px;"><a href="http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_052523.pdf">Currently available only online at: &#160;http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_052523.pdf;&#160; Reprinting by the National Resource Conservation Service is expected in October 2026.</a></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:361px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Munsell Soil Color Book</td>
			<td style="width:212px;">Forestry Suppliers</td>
			<td align="right" style="width:159px;">77321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:233px;">digital camera</td>
			<td>Widely available</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:361px;">With flash and minimum resolution 8 megapixels</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:233px;">metric tape with 3 to 5 meter length</td>
			<td style="width:212px;">Available through any outdoor supplier such as Forestry Suppliers</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:233px;">sealable plastic bags with a non-clear panel for labeling</td>
			<td>Available at any grocery store</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:233px;">Indelible felt markers for bag labeling and pencils for field recording forms</td>
			<td>Widely available</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">Name</td>
			<td style="width:212px;">Company</td>
			<td style="width:159px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:233px;">Materials Needed to Process and Archive Samples in the Laboratory</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:233px;">testing sieves</td>
			<td style="width:212px;">Duel Manufacturing Co., Inc.</td>
			<td style="width:159px;">2 mm: 200MM-2MM&#160;&#160;&#160; 4 mm: 200MM-4MM&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; 6 mm: 200MM-6.3MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="88">
			<td height="88" style="height:88px;width:233px;">National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) approved N95 Particulate Filtering Facepiece Respirator</td>
			<td style="width:212px;">MSA Safety Works, model number 10102483</td>
			<td style="width:159px;">available through multiple suppliers</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">kraft tin tie bags with poly liner</td>
			<td style="width:212px;">Papermart</td>
			<td align="right">7410100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">2 ml gussetted poly bag</td>
			<td style="width:212px;">Associated Bag</td>
			<td style="width:159px;">64-4-53&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:233px;">200-lb kraft literature mailers</td>
			<td style="width:212px;">Uline</td>
			<td style="width:159px;">s-2517&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:233px;">*Note, several of the authors are government scientists and are therefore not allowed to endorse the products of private companies.&#160;</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods of soil resampling to monitor changes in the chemical concentrations of forest soils

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental changes. Repeated sampling to monitor these changes in forest soils is a relatively new practice that is not well documented in the literature and has only recently been broadly embraced by the scientific community. The objective of this protocol is therefore to synthesize the latest information on methods of soil resampling in a format that can be used to design and implement a soil monitoring program. Successful monitoring of forest soils requires that a study unit be defined within an area of forested land that can be characterized with replicate sampling locations. A resampling interval of 5 years is recommended, but if monitoring is done to evaluate a specific environmental driver, the rate of change expected in that driver should be taken into consideration. Here, we show that the sampling of the profile can be done by horizon where boundaries can be clearly identified and horizons are sufficiently thick to remove soil without contamination from horizons above or below. Otherwise, sampling can be done by depth interval. Archiving of sample for future reanalysis is a key step in avoiding analytical bias and providing the opportunity for additional analyses as new questions arise.

劳伦斯等人的研究中收集9个数据，可以用来演示办公自动化地平线样本中的12坑的红皮云杉东部检测变化（ 云杉鲁本斯 ）森林ME抽样复制的统计力量的影响。这项研究网站（简称科苏特）的更多信息，劳伦斯等人可用。9。土壤（归类为灰土）有一个比较薄的办公自动化地平线（平均厚度分别相当于2.5厘米和3.7厘米，1992-93年和2004年），该覆盖的E视界在突然的边界。与在1992-93和2004收集的样品12之间，显著变化（P &lt;0.05）样品大小在pH值，有机碳的测量进行检测，和交换钙（Ca），钠（Na）和铝（Al），而没有观察到变化为可交换镁（Mg）（ 表1）。当随机选择的12个样品的8进行统计分析，signific蚂蚁差异（P &lt;0.001），观察可交换的Na和Al，并在P &lt;0.10水平为有机C.与4 12样品随机选择的，显著差异仅用于可交换Al和Na，观察到的P≤0.05的水平上。 <img alt="表格1" src="/files/ftp_upload/54815/54815table1.jpg" /> 表1： 试样尺寸效应使用12,8和4个样本量来检测土壤样品的化学测量差异显著除了收集10到11年的统计结果。认为有统计学显著的P值显示为红色斜体。 在巴克河（纽约西部地区的阿迪朗达克）提供存档土壤价值的例子在减少不确定性的时候开始比较的南北支流流域收集乙视野，从办公自动化视野数据和上10厘米<html>从不同的时间段G数据。搜集，分析，并在1997 - 2000年归档的55个样本中，15个随机选择进行重新分析2013-14。在这两个时间段进行了分析，在美国地质调查局纽约水科学中心，纽约州特洛伊市的实验室中进行，遵循同样的SOP。在原始和15天边的oa再分析样本交换性钙值显示为交换性钙浓度（ 图8A）无明显差异（P&gt; 0.10）。密谋反对1：1号线也表现出很少或没有偏见和R 2值指示不明原因的一点变化。缺乏从贮存之后再分析原始数据和数据之间的差表明，在14-16岁既不分析偏差也不存储效应造成的钙数据错误差异。在此基础上，1997 - 98年收集的交换性钙浓度额外40办公自动化样品再分析被确定为是不必要的。 NT“FO：保together.within页=”1“&gt; <img alt="图8" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig8.jpg" /> 图8： 再分析结果钙从事OA地平线（ 一 ）交换性钙测量值之间的关系，而B层（B）的高10厘米，在1997- 2000年（原分析）制成，存档样品的测量在2013 - 2014年（再分析）重新分析。 1：1线显示在图上。该方程代表通过线性回归确定的最佳拟合线。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig8large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> 当归档土壤进行再分析为B中的视野交换性钙（ 图8b），也使用同样的SOP得到不同的结果。邻之间获得一个显著差异（P &lt;0.10）riginal分析（平均= 0.40 CMOL C /千克）和再分析（平均= 0.33 CMOL C /公斤），虽然线性回归表明两个数据集（P &lt;0.001; R 2 = 0.99）之间的高度显著线性关系。与此密切关系，在回归模型用于调节不重新分析以相对于所述新收集和分析的样品除去偏压40个样本的原始值。 在SOP用于确定交换的铝浓度的变化导致不同，其中铝通过滴定15测得的原始数据和以下布卢姆等人 ，其中铝是通过感应耦合等离子体（ICP）测定的再分析。14之间的结果。原始值之间的15办公自动化地平线样品（ 图9A）交换性铝测量的比较（平均11.5 CMOL C /公斤）和再分析（平均7.8 CMOLÇ </suB&gt; / kg）的显示很强的线性关系（P &lt;0.001; R 2 = 0.96）和显著偏压（P &lt;0.05）。作为B层的Ca浓度是这样做，在回归模型用于调节不重新分析以除去分析偏差的40个样本的原始值。 <img alt="图9" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig9.jpg" /> 图9： 再分析结果铝的交换性铝测量之间的办公自动化地平线（a）和B层（B）的高10厘米，测量存档样品的关系，在1997- 2000年（原分析）制成。在2013 - 2014年（再分析）重新分析。 1：1线显示在图上。该方程代表通过线性回归确定的最佳拟合线。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig9large.jpg" target="_blank">请点击此处查看大VERS</a>这个数字的离子。 在B层为交换性铝原始和重新分析数据也显著差异（P &lt;0.001）和线性回归所指示的显著两个数据集之间（P 0.10 &lt;）的关系。与此相反的办公自动化地平线的Al数据，关系为弱（ 图9b）和回归模型只能占变异性（R 2 = 0.23）的一小部分。因为该模型不能用于去除偏压，所有收集并分析在所需1997-2000样品与最近收集的样品进行重新分析。 在分析方法的变化可能导致的数据的偏见，因此必须做测试，以验证数据是否公正。例如，存档的矿质土壤的收集结果在土耳其湖流域，加拿大安大略省，于1986年并于2005年10 &lt;重新分析/ SUP&gt;在图10中给出。分析表明，这两种方法产生很少原因不明的变异性偏数据（ 图10）。最初的分析是使用沃克利黑湿消化法完成，存档样品进行燃烧分析仪进行分析。在这种情况下，原来的分析和归档样品的分析的结果之间的比较表明，由这两种方法所产生的数据被直接比较。 在图8-10所示的实施例表明，使用的一致的分析方法不能消除偏数据的可能性，但也显示出一个方法改变并不一定导致偏差。这些结论强调归档样品的重要性通过控制用于分析偏差减少的结果的不确定性。 <img aLT =“图10”SRC =“/文件/ ftp_upload / 54815 / 54815fig10.jpg”/&gt; 图10：C.再分析结果矿质土壤的有机碳测量于1986年（原分析）制成，在2005年中的虚线分析存档样品的测量之间的关系是1：1线;实线是描述初次和归档分析之间的关系的线性回归。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig10large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a> 是已证明土壤监测的值，以检测在各个网站或流域土壤变化的研究越来越大，而最近，土壤监测已经被应用到评估酸沉降的影响在一个大的区域研究14减小。在所有这些网站的，酸沉降在过去三十年中下降，虽然酸沉降水平和地点各不相同的下降率。大量的变化在这项研究，这是一般在整个大区域的研究相一致，在不同的时期，不同的使用设计的重采样（ 表2）进行了鉴定。通过将多个采样的研究中，在一个主要的环境驱动程序来更改森林土壤响应被确定在一个广泛的区域（ 图11）。劳伦斯等人 5的研究表明，具有不同的设计土壤采样研究的结果可以汇总，以解决广泛的区域问题。 <img alt="表2" src="/files/ftp_upload/54815/54815table2.jpg" /> 表 2： 重新采样的结果的实例的平均值（初始-最终）和用于初始和最终测量之间F的差异的检验（t检验或Mann-Whitney检验）的结果或O，以及在美国东北部和加拿大东部的土壤调查的上乙的视野（ 图11中所示位置）。的P值&gt; 0.10被表示为纳秒（不显著）。以P &lt;0.1的分析显示为黄色，表明在这些三围为遍布美国东北部和加拿大东部的网站发现显著差异。用虚线框表示没有数据。 BB代表熊溪，ME; TMT代表接受实验添加BB网站（NH 4）2 SO 4年。 REF是指在BB未处理位点。有些网站根据森林类型有不同的研究单位。 CF代表北方针叶树立场; HW北方的硬木代表; MF代表针阔混交林，阔叶立场。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815table2large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此表的放大版本。</a> <imgALT =“图11”SRC =“/文件/ ftp_upload / 54815 / 54815fig11.jpg”/&gt; 图11：重采样地图网站在加拿大东部和美国东北部地区的土壤采样调查的位置表2所示。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig11large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>

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Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

反复土壤采样最近被证明是监视在几年或几十年的土林变化的有效途径。为了支持它的使用，提出了一种协议，它综合了土壤重采样方法的最新信息，成功的土壤监测方案的设计和实施提供帮助。

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