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.

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	<li>Walker, T. W., Syers, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fate+of+phosphorus+during+pedogenesis.">The fate of phosphorus during pedogenesis.</a> Geoderma. 15, 1-19 (1976).</li><li>Lawrence, G. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+environmental+change+in+forest+ecosystems+by+repeated+soil+sampling:+a+North+American+perspective.">Measuring environmental change in forest ecosystems by repeated soil sampling: a North American perspective.</a> J. Environ. Qual. 42, 623-639 (2013).</li><li>Lawrence, G. B., Bailey, S. 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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.

Sélection des horizons qui ou par incréments de profondeur à l&#39;échantillon est guidé par les objectifs de la surveillance, mais est en fin de compte dépend des caractéristiques du sol. La décision de savoir où et comment échantillonner le profil est donc une étape critique dans la surveillance des sols. Par exemple, le Spodosol représenté sur la figure 12 a un plancher de bois , avec une limite entre la Oe (matière organique modérément décomposé) et Oa (noir matière organique humifiée) qui est abrupte et les deux horizons sont suffisamment épais pour leur permettre d&#39;être échantillonné séparément . Ce profil a aussi un E horizon bien défini avec une limite abrupte séparant l&#39;horizon Oa organique du minéral E horizon. Ces horizons colorés avec des limites abruptes permettent la collecte de la même matière d&#39;horizon à constamment répété, rendant ces horizons excellents candidats pour la surveillance des sols. Si la frontière entre les couches minérales et organiques ne sont pas clairement vu ou est progressive relative à l&#39;épaisseur de l&#39;horizon, un échantillonnage répété de couches directement au-dessus et au-dessous de cette interface comprendra probablement des quantités variables de sol des couches adjacentes. Cette caractéristique ajoute une variation incontrôlée et serait donc ces horizons moins souhaitable pour l&#39;échantillonnage répété. Dans certains cas, l&#39;échantillonnage par intervalle de profondeur peut fournir une approche cohérente d&#39;échantillonnage dans les sols où certains horizons sont mélangés ou mêlés, si ce mélange est une caractéristique constante des sols surveillés. Dans la figure 12, les 10 cm supérieurs de l&#39;horizon B a une frontière abrupte avec l&#39;E horizon, mais la variation de couleur suggère la présence de Bh et Bhs horizons qui sont entremêlées. Dans cette situation, l&#39;échantillonnage des 10 cm supérieurs de l&#39;horizon B serait la méthode de collecte la plus répétable. Cette approche a fait ses preuves dans Spodosols telles comme le montre la Figure 12 7. Figure 12:.. Profil Spodosol horizon A Spodosol de la région des Adirondacks de New York montrant l&#39;horizon E distinctif qui sépare le sol de la forêt (Oa et Oe horizon) à partir de l&#39;horizon B <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig12large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> descriptions des profils complets sont extrêmement utiles pour réduire le risque de biais d&#39;échantillonnage et l&#39;interprétation des données, mais la collecte de ces informations est temps et pourraient limiter le temps disponible pour la réplication disponibles échantillonnage, selon les ressources du projet et le temps disponible sur le terrain. Une alternative à la description du profil complet de chaque fosse serait de faire une description complète d&#39;une fosse primaire (avec photo), puis limiter les descriptions des fosses répliqués à des mesures de l&#39;épaisseur de l&#39;horizon le long with profil de photographies. Cette information serait suffisant pour vérifier que rééchantillonnage a été fait dans le même sol d&#39;une manière compatible avec l&#39;échantillonnage préalable. Des images de haute qualité sont extrêmement précieux pour le maintien de la cohérence de l&#39;échantillonnage lorsque rééchantillonnage profils pour déterminer les changements chimiques au fil du temps. Évaluation des biais potentiels d&#39;incohérences d&#39;échantillonnage peut être évaluée grâce à des comparaisons de mesures entre les horizons. Par exemple, les plus faibles concentrations de carbone organique ont été observées dans l&#39;horizon Oa dans un second échantillon que dans l&#39;échantillonnage initial effectué 10-12 ans plus tôt 9. Cela pourrait être le résultat d&#39;un échantillonnage biais plus du minéral E horizon sous-jacent peut avoir été recueilli dans le deuxième échantillonnage que dans le premier prélèvement. Cela permettrait de diminuer la concentration en carbone organique, et probablement abaisser la concentration de Ca échangeable, car les concentrations E horizon Ca dans le sol à l&#39;étude avaient au moins un ordre de magnitude inférieure à que dans l&#39;horizon Oa. L&#39;absence d&#39;une diminution des E-horizon Ca concentrations observées dans cette étude fournit des preuves à l&#39;appui de l&#39;interprétation que les concentrations de C organique inférieure dans la deuxième échantillonnage ne sont pas le résultat d&#39;un biais d&#39;échantillonnage. Ce type de comparaison entre les horizons fournit des informations précieuses pour l&#39;évaluation de la cohérence de l&#39;échantillonnage. Par conséquent échantillonnage horizons supplémentaires non spécifiquement nécessaires pour les objectifs du projet est garanti pour aider à réduire l&#39;incertitude dans les résultats. Une nouvelle analyse des échantillons de sol archivés est une pratique clé dans la réduction des incertitudes. Cependant, l&#39;archivage des sols exige des ressources pour gérer l&#39;espace d&#39;archivage et de stockage qui peut être difficile à acquérir sur une base permanente. Par conséquent, la masse du sol archivé doit être utilisé judicieusement. Réanalyse tous les échantillons de sol archivés pour une étude de rééchantillonnage particulier est généralement l&#39;approche la plus efficace pour réduire l&#39;analyse chimique d&#39;incertitude, mais sélective réanalyse of archivée échantillons, si possible, permettront de conserver le sol irremplaçable pour les utilisations futures. Réanalyse de tous les échantillons archivés ne doit pas être fait si nécessaire. Une variété de méthodes pour l&#39;archivage du sol sont actuellement utilisés et se sont révélés être efficaces. La méthode et les matériaux recommandés dans cet article sont basées sur l&#39;expérience des conservateurs du New York State Museum, qui ont trouvé que cette conception de l&#39;emballage très efficace espace protège l&#39;échantillon, résistant à l&#39;eau, des matériaux facilement étiquetés incassables, qui sont stables pour plusieurs décennies. La protection des échantillons de sol archivés est une étape clé dans la surveillance des sols, car elle permet non seulement la cohérence analytique entre échantillonnages, il fournit également l&#39;occasion pour l&#39;analyse future avec des méthodes qui ne sont pas encore développés. En outre, les échantillons archivés peuvent fournir des informations pour répondre de nouvelles questions comme ils seront sans aucun doute surgir à l&#39;avenir. Avait archivé des échantillons de sol antérieurs acid pluie été disponible, les effets de cette perturbation sur les sols auraient été identifiés au sein des années plutôt que des décennies après sa découverte. Au lieu de cela, la chimie pluie sol pré-acide reste incertain que nous suivons maintenant la récupération des sols de la baisse des niveaux de pluies acides. surveillance du sol est quelque peu limitée par le délai sur lequel le changement peut être détectée (généralement 5 ans ou plus), et avec une dépendance à l&#39;égard échantillonnage destructif, la zone d&#39;échantillonnage nécessaire pour les augmentations de suivi au fil du temps. Néanmoins, sans la surveillance des sols, les changements du sol doivent être déduits des approches indirectes, telles que Chronoséquences (espace pour la substitution de temps), les bilans massiques des bassins versants, cokerie, manipulations à court terme et de la modélisation. Ces approches fournissent des estimations grossières du changement du sol, et tous exigent des hypothèses qui augmentent l&#39;incertitude qui peut être mieux réduite grâce à des mesures directes du sol à travers le temps. Les procédures d&#39;échantillonnage répété du sol peuvent également être Applied pour contrôle à long terme des expériences de manipulation, tels que le bassin versant de l&#39; expérience Ca addition à la forêt expérimentale de Hubbard Brook, NH, d&#39;une durée de plus de 12 ans 16 et le Calhoun, SC, expérience du sol à long terme depuis plus de 50 ans 2.

Le développement du sol a été traditionnellement considérée en termes de processus qui ont lieu au cours du centenaire à des échelles de temps millénaire 1. La surveillance des sols qui n&#39;a pas été perturbées par des utilisations intensives telles que l&#39;agriculture n&#39;a pas été généralement considéré comme important pour la politique ou de gestion des préoccupations sur l&#39;échelle de temps des années à des décennies. Cependant, la recherche sur les sols récents ont montré que d&#39; importantes caractéristiques chimiques du sol peuvent changer en moins d&#39;une décennie, souvent le résultat de grands changements environnementaux entraînés par les conséquences des activités humaines telles que la pollution de l&#39; air et le changement climatique 2. Dans l&#39;est de l&#39;Amérique du Nord, l&#39;échantillonnage répété du sol fournit des informations précieuses sur les effets des dépôts acides à travers les dossiers du changement des sols dans les milieux forestiers. Dans un effort pour soutenir et coordonner ce travail, le sol du Nord -Est de surveillance coopérative (NESMC) a été formé en 2007 3. Ce document fait partie de l&#39;effort continu de la NESMC à proinformations vide qui avance l&#39;utilisation de l&#39;échantillonnage du sol répété des sols forestiers comme un outil précieux pour le suivi de notre environnement en mutation. échantillonnage répétée a été utilisé pour évaluer les changements de manipulations expérimentales, mais le suivi à long terme des sols forestiers en réponse aux facteurs environnementaux est une pratique relativement nouvelle qui est pas bien documentée dans la littérature et a récemment été largement adopté par la communauté scientifique. scepticisme passé était due en grande partie à l&#39;idée que le taux de changement du sol était trop lent pour détecter en présence de la variabilité spatiale (horizontale et verticale) typique des sols forestiers. Parce que la collection du sol est destructive, rééchantillonnage ne peut se faire à proximité de l&#39;emplacement d&#39;origine de l&#39;échantillonnage. Par conséquent, la variabilité spatiale dans l&#39;espace en 3 dimensions à partir de laquelle les échantillons sont prélevés doit être correctement quantifiée pour détecter des changements réels et d&#39;éviter des résultats qui sont un artefact de la méthode de collecte. En outre, le processus d&#39;échantillonnage du sol et de l&#39; analyse chimique crée des sources potentielles de mesure d&#39; instabilité qui peuvent masquer des changements ou des résultats biais 4. l&#39;instabilité de mesure ne peut pas être complètement enlevée, mais elle peut être suffisamment contrôlée avec les protocoles appropriés pour produire des résultats avec l&#39;incertitude minimale. Conception de l&#39;étude de suivi des sols Surveillance du sol, il faut que les échantillons de sol sont recueillies de manière répétée pendant un intervalle de temps défini par l&#39;investigateur. Intervalles de temps plus courts diminuent la longueur du temps nécessaire pour détecter statistiquement un changement, mais des intervalles plus longs offrent plus de possibilités de changements du sol se produisent 4. Un intervalle de 5 ans de rééchantillonnage est recommandé d&#39;équilibrer ces deux facteurs, mais si le suivi est fait pour évaluer un pilote spécifique, l&#39;intervalle doit être réglé sur la base du taux de changement attendu dans ce pilote 2. surveillance réussie des sols forestiers exigent égalements une unité d&#39;étude soit définie dans un espace de terres boisées qui a été sélectionné pour la surveillance des sols. échantillonnage répété à plusieurs endroits au sein de l&#39;unité d&#39;étude est utilisée pour déterminer si le sol de cette unité d&#39;étude spécifique a changé au fil du temps. unités d&#39;études supplémentaires peuvent être sélectionnés, mais chacun d&#39;eux est statistiquement analysées séparément pour évaluer si les modifications du sol se sont produites. Résultats statistiques de plusieurs unités d&#39;étude peuvent ensuite être regroupées aux fins de l&#39; analyse régionale, comme le montre Lawrence et al. 5. Le type et la taille de l&#39;unité d&#39;étude dépendra sur les questions de surveillance étant posées et les considérations de conception d&#39;étude suivants. L&#39; échantillonnage du sol au sein de l&#39;unité d&#39;étude peut être effectuée à des emplacements aléatoires sur une grille ou pour obtenir des échantillons répétés aussi longtemps que l&#39;échantillonnage est effectué à des emplacements suffisamment pour caractériser la variabilité de surface de l&#39;unité d&#39;étude sans polarisation 4. Une unité d&#39;étude situé à l&#39;intérieur d&#39;un seul type de paysage à l&#39;égard des caractéristiques Such en pente, position hillslope, aspect, la végétation, le matériel de parent et de drainage aura tendance à avoir moins de variabilité zonale à une unité d&#39;étude qui couvre plus d&#39;un type de paysage. Éviter le biais d&#39;échantillonnage dans chaque collection est nécessaire pour permettre les valeurs de puits échantillonnés dans toute une collection à être statistiquement par rapport aux valeurs obtenues dans les collections antérieures et futures. Comme la taille de l&#39;unité étude augmente, la variabilité zonale au sein de l&#39;unité d&#39;étude peut également augmenter de facteurs tels que la végétation ou la pente des changements. Si les causes potentielles de la variabilité tels que ceux-ci deviennent englobés dans l&#39;unité d&#39;étude, les sites d&#39;échantillonnage supplémentaires seront nécessaires pour caractériser la variabilité possible dans les sols qui peuvent se produire. Par conséquent, la taille de l&#39;unité d&#39;étude doit être déterminé par l&#39;investigateur sur la base de la variabilité de la zone considérée, ainsi que les ressources disponibles du projet pour l&#39;échantillonnage et rééchantillonnage efforts. Un critère clé à considérered à localiser l&#39;unité d&#39;étude est le potentiel pour les futures perturbations du site indésirables. Il devrait y avoir un certain niveau d&#39;assurance que les conditions du site resteront adaptés aux objectifs de surveillance définis depuis plusieurs décennies ou plus. Par exemple, une unité d&#39;étude avec l&#39;objectif unique des effets des changements climatiques de surveillance devrait être situé dans une zone où l&#39;exploitation forestière ne se produira pas dans un avenir prévisible. La méthode décrite ici comprend l&#39;échantillonnage d&#39;une unité d&#39;étude individuelle. unités d&#39;étude peuvent être reproduites dans un type de paysage ou d&#39;étudier les unités peuvent être ajoutés pour caractériser les types de paysages supplémentaires en fonction des objectifs et la portée de l&#39;étude, y compris si l&#39;étude implique une manipulation expérimentale. Un exemple d&#39;une conception de la surveillance des sols est illustrée à la figure 1. Dans la zone d&#39;intérêt (région Adirondack ouest), six unités d&#39;étude ont été localisés. Dans ce cas, chaque unité d&#39;étude est quadrillées dans 25 de taille égaleparcelles. Chaque parcelle doit être suffisamment grand pour fournir un espace approprié pour les puits d&#39;excavation. En terrain des hautes terres boisées du nord-est des États-Unis et de l&#39;est du Canada, un espace approprié pour creuser une fosse à une profondeur de 1,2 m peut généralement se trouvent dans une zone de 10 m par 10 m. Par conséquent, dans notre exemple, la superficie totale de l&#39;unité d&#39;étude est égale à 1,0 ha. Chaque fois que l&#39;unité d&#39;étude est échantillonné, un nombre choisi de parcelles sont choisis au hasard pour l&#39;échantillonnage. Si cinq parcelles répétées sont choisis au hasard pour l&#39;échantillonnage sur un intervalle de cinq ans, l&#39;unité d&#39;étude pourrait être surveillée pendant 25 ans. La surface nécessaire pour creuser et échantillonner un puits varie en fonction des paysages et doit être pris en considération dans la conception de l&#39;échantillonnage. Le degré de réplication au sein d&#39;une unité d&#39;étude et la fréquence d&#39;échantillonnage répété variera en fonction des caractéristiques de l&#39;unité d&#39;étude, les questions posées et la nature des perturbations qui sont prévus. Basé sur des études de rééchantillonnage du sol qui ontdétecté des changements avec des mesures couramment utilisées dans les sols forestiers, un intervalle de rééchantillonnage de 5 ans et un minimum de 5 réplicats points d&#39;échantillonnage au sein de chaque unité d&#39;étude sont recommandées. La diminution de la fréquence de ré-échantillonnage et l&#39;augmentation de l&#39;échantillonnage réplication renforcera la capacité de détecter les changements. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig1.jpg" /> Figure 1: Exemple de conception de l&#39; étude Une conception de l&#39; étude de rééchantillonnage généralisée.. Notez que l&#39;unité d&#39;étude est située pour éviter les zones riveraines de deux canaux de flux. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Sol Collection de l&#39;échantillon - Renseignements généraux La collecte des échantillons de sol doit être effectué au cours de la saison où les sols ont tendance à être sèche, ce qui se produit le plus souvent dansla dernière partie de la saison de croissance. Par rééchantillonnage à ce moment, la cohérence est également atteint à l&#39;égard de la phénologie des plantes, une influence possible sur les conditions chimiques du sol. L&#39;échantillonnage doit être évitée pendant ou immédiatement après de fortes pluies ou lorsque les sols sont extrêmement humide. Au moins un emplacement au sein de l&#39;unité d&#39;étude doit être décrit et documenté suivant le Service USDA Natural Resource Conservation (NRCS) Livre de terrain pour les sols Décrire 6, ou d&#39; autres protocoles appropriés si à la suite d&#39; un système de classification des sols utilisés à l&#39; extérieur des États - Unis Le protocole de champ prévu ici suit le système de classification des États-Unis et exige une copie du champ Book NRCS de description des sols sur le terrain. L&#39;échantillonneur doit avoir une formation et une expérience de décrire et échantillonner le type de sol surveillé avant la mise en œuvre des protocoles de surveillance des sols. la collecte du sol peut se faire de diverses façons, mais l&#39;utilisation d&#39;une technique reproductible est crucialeà la surveillance des changements du sol. La méthodologie de terrain devrait être enregistrée dans une procédure d&#39;exploitation standard (SOP). Les changements dans les procédures de collecte entre les prélèvements doivent être évités, mais quand cela est impossible, tous les détails doivent être documentées. Les tests doivent également être faits pour évaluer le potentiel de polarisation provoquée par des changements de procédure. Le prélèvement peut être effectué par horizon où (1) les limites peuvent être clairement identifiés sur le terrain et (2) les horizons sont suffisamment épais pour enlever la saleté sans contamination d&#39;horizons supérieurs ou inférieurs. Lorsque ces critères ne sont pas remplies, l&#39;échantillonnage par intervalle de profondeur peut être fait. En tout état de l&#39;échantillonnage, un soin particulier doit être pris pour éviter de mélanger le sol de la surface horizon riche en matière organique (généralement O ou A) à l&#39;horizon minéral le plus élevé (généralement B ou E). Dans certains sols, les changements dans la texture et la couleur sont facilement visibles à travers l&#39;interface organique-minérale, alors que dans d&#39;autres sols changements de couleur peuvent être des changements afin de texture minimales qui reflètent différences en carbone (C) concentration organique doivent être invoquées pour identifier l&#39;emplacement de l&#39;interface. La détermination de cette interface à partir des changements de texture peut être difficile, même pour les scientifiques du sol expérimentés. Vérification de l&#39;interface organique-minéral peut être effectué avec une analyse en laboratoire de la teneur en carbone (horizon organique est défini par la concentration en carbone organique&gt; 20% 7). Dans certains sols, l&#39;horizon de O peut être inférieure à 1 cm d&#39;épaisseur et peut être trop mince pour goûter. L&#39;échantillonnage à la fois par l&#39;horizon et de la profondeur dans le même profil de sol peut être efficace dans la lutte contre les variations de la netteté des épaisseurs des horizons au sein de ce profil. Les horizons ou profondeurs à échantillonner sera également fonction des objectifs du programme de surveillance. changements de sol dans les couches plus proches de la surface ont été plus communément identifié que dans les couches plus profondes, mais y compris des horizons plus profonds ou des intervalles de profondeur peuvent fournir des informations utiles dans la réduction de l&#39;incertitude des résultats. Par exemple, dans un échantillonnage initial, un terrain glaciaire, très lessivés par les dépôts acides, a montré la saturation de base pour être minimum dans l&#39;horizon supérieur B augmente ensuite avec la profondeur. Dans un échantillonnage répété, cette tendance devrait également se produire même si les concentrations de couches individuelles changent. Si un modèle différent est observé dans l&#39;échantillonnage de répétition, il y a une forte possibilité que les deux échantillonnages n&#39;a pas été fait dans le sol comparable. Idéalement, l&#39;échantillon doit être prélevé sur toute l&#39;épaisseur de l&#39;horizon. Cependant, dans les horizons trop épais intégrant verticalement le prélèvement d&#39;échantillons peut être difficile sur toute l&#39;épaisseur. Dans ce cas, les échantillons de même volume peuvent être collectées à des intervalles équidistants à partir du fond jusqu&#39;au sommet de l&#39;horizon. Si l&#39;échantillonnage ne se fait pas sur toute l&#39;épaisseur de l&#39;horizon, enregistrer l&#39;intervalle de profondeur d&#39;échantillonnage dans cet horizon. Soil Traitement et analyse des échantillons - Renseignements généraux Le process d&#39;enlèvement d&#39;un échantillon de sol provenant du profil modifie cet échantillon en coupant les racines et provoquer des changements de facteurs tels que la température, l&#39;humidité, l&#39;oxygène et d&#39;autres concentrations de gaz. Par conséquent, certaines mesures doivent être effectuées rapidement sans la capacité de préserver l&#39;échantillon, ce qui les rend difficiles à utiliser dans les programmes de surveillance à long terme. Cependant, pour les mesures les plus courantes chimiques et physiques telles que la texture, la densité apparente, C total et de l&#39;azote (N), et la concentration du total et de métaux échangeables, l&#39;échantillon après le prélèvement séchage à l&#39;air fournit un procédé relativement constante pour stabiliser la composition chimique avant l&#39;analyse . Dans presque tous les cas, les mesures du sol sont définies sur le plan opérationnel, reflétant à la fois les conditions du sol in situ, et les conséquences de la collecte de l&#39; échantillon, la préparation et l&#39; analyse employée. Les artefacts sont minimisés par la sélection des meilleures méthodes pour les objectifs du programme, et la cohérence de la méthodologie au fil du temps. Une fois séché, en outre c<html> hangements dans l&#39;échantillon de sol sont réduits au minimum, et avec la plupart de l&#39;humidité retirée, l&#39;échantillon peut être tamisées pour briser les mottes et éliminer les fragments de pierre et de racines. Ces étapes permettent l&#39;échantillon à homogénéiser avant le sous-échantillonnage pour l&#39;analyse chimique. Tout comme la cohérence de collecte et de traitement des méthodes d&#39;échantillonnage doit être maintenue au fil du temps, les biais potentiels de l&#39;analyse chimique doit également être contrôlé. Documentation de la procédure d&#39;exploitation standard (SOP) pour l&#39;analyse chimique utilisé chaque fois que les échantillons sont prélevés et analysés est essentielle, et idéalement, le même SOP est utilisé pour toutes les collections d&#39;échantillons. Le succès de l&#39;analyse chimique doit être vérifiée avec un programme d&#39;assurance de la qualité qui implique l&#39;utilisation d&#39;échantillons internes de référence et des échantillons d&#39;échange inter-laboratoires, ainsi que des procédures de contrôle interne de la qualité standard. Pour plus d&#39; informations sur la comparabilité des méthodes d&#39;analyse chimique couramment utilisés voir Ross et al. 8. ntent &quot;&gt; Lorsque rééchantillonnage se fait sur cinq à dix ans d&#39;intervalle, certains changements sont susceptibles de se produire dans un ou plusieurs aspects de l&#39;analyse chimique tel que le SOP, l&#39;instrumentation de laboratoire, le personnel de laboratoire, ou le laboratoire faisant l&#39;analyse. Ces facteurs créer la possibilité d&#39;un biais analytique entre les collections. pour contrôler les biais d&#39;analyse, les parties inutilisées des échantillons de chaque collection doivent être archivés pour une utilisation future. les échantillons de la collection précédente peuvent être analysés avec les échantillons nouvellement recueillies, et en comparant les données, les possibilité d&#39;un biais analytique peuvent être abordés. Cette approche est basée sur l&#39;hypothèse que les changements chimiques ne se produisent pas dans l&#39;échantillon archivé pendant la période de stockage. Perte sur-inflammation et les concentrations de bases échangeables, échangeables Al, totale C et N total ont été montré pour être stable dans diverses études qui ont étendu jusqu&#39;à 30 ans 9-11. Cependant, le stockage des sols séchés à l&#39;air a été montré pour abaisser le pH du sol <sjusqu&#39;à&gt; 12 et 13 des oxydes de manganèse. La masse de terre recueillie à partir de chaque horizon ou un intervalle de profondeur doit être suffisante pour compléter un ensemble complet de produits chimiques planifiée analyse, plus la masse supplémentaire pour au moins quatre séries d&#39;analyses à l&#39;avenir. Diverses méthodes ont été utilisées pour archiver des échantillons de sol. Le procédé décrit ici suit les procédures de stockage utilisés par le New York State Museum.

<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.

Les données recueillies dans l&#39;étude de Lawrence et al. 9 peuvent être utilisés pour démontrer l&#39;effet de la réplication d&#39;échantillonnage sur la puissance statistique pour détecter les changements dans les échantillons d&#39;horizon Oa de 12 puits dans une épinette rouge (Picea rubens) forêt dans l&#39; est du ME. Plus d&#39; informations sur ce site d&#39;étude (appelée Kossuth) est disponible dans Lawrence et al. 9. Le sol (classé Spodosol) avait un horizon Oa relativement mince (épaisseur moyenne égale à 2,5 cm et 3,7 cm en 1992-93 et ​​2004, respectivement) qui couvrit un horizon E avec une limite abrupte. Avec une taille d&#39;échantillon de 12, des changements significatifs (p &lt;0,05) entre les échantillons prélevés 1992-1993 et ​​2004 ont été détectées dans les mesures de pH, de carbone organique et en calcium échangeable (Ca), sodium (Na) et de l&#39;aluminium (Al), alors qu&#39;aucun changement n&#39;a été observé pour le magnésium (Mg) échangeable (tableau 1). Lorsque 8 des 12 échantillons ont été choisis au hasard pour l&#39;analyse statistique, significdifférences de fourmis (P &lt;0,001) ont été observées pour échangeables Na et Al, et au P &lt;0,10 pour le niveau organique C. Avec 4 sur 12 échantillons choisis au hasard, des différences significatives ont été observées uniquement pour Al échangeable et Na au P ≤ 0,05 . <img alt="Tableau 1" src="/files/ftp_upload/54815/54815table1.jpg" /> Tableau 1: Exemples d&#39; effets de taille des résultats statistiques de l&#39; utilisation de tailles de 12, 8 et 4 échantillons pour détecter des différences significatives dans les mesures chimiques des échantillons de sol prélevés 10 à 11 ans d&#39; intervalle.. Les valeurs de P considérées statistiquement significatives sont indiquées en italique rouge. Statistiques des horizons Oa et les 10 cm supérieurs des horizons B recueillies dans les bassins versants du Nord et du Sud Tributaires de Buck Creek (ouest région Adirondack de New York) fournir des exemples de la valeur du sol archivé dans la réduction de l&#39;incertitude quand Comparin<html> données g de différentes périodes de temps. Sur les 55 échantillons prélevés, analysés et archivés en 1997-2000, 15 ont été sélectionnés au hasard pour réanalyse en 2013-14. Les analyses dans les deux périodes ont été effectuées dans le laboratoire de l&#39;eau Science Center US Geological Survey New York, Troy, NY, en suivant la même SOP. Les valeurs de Ca échangeable dans l&#39;original et la réanalyse de 15 échantillons Oa horizon montré aucune différence (P&gt; 0,10) pour les concentrations de Ca échangeables (Figure 8a). Traçage contre 1: la ligne 1 a également montré que peu ou pas de biais et la valeur R 2 indique peu de variation inexpliquée. L&#39;absence de différence entre les données et les données originales de réanalyse après stockage indique que ni les effets de polarisation, ni stockage d&#39;analyse au cours de 14-16 ans ont provoqué des différences erronées dans les données Ca. Sur cette base, la réanalyse des 40 échantillons Oa supplémentaires recueillies en 1997-98 pour des concentrations de Ca échangeables était déterminé à ne pas être nécessaire. nt &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Figure 8" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig8.jpg" /> Figure 8: Les résultats de réanalyse pour Ca. La relation entre les mesures de Ca échangeables à l&#39;horizon Oa (a), et les 10 cm supérieurs de l&#39;horizon B (b), faite en 1997-2000 (analyse originale) et des mesures des échantillons archivés réanalysés en 2013-2014 (réanalyse). La ligne 1: 1 est représentée sur la parcelle. L&#39;équation représente la courbe d&#39;ajustement déterminée par régression linéaire. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig8large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Un autre résultat a été obtenu lorsque les sols ont été archivés réanalysés pour Ca échangeable dans les horizons B (Figure 8b), également en utilisant le même SOP. Une différence significative (P &lt;0,10) a été obtenu entre le jointanalyse riginal (moyenne = 0,40 cmol c / kg) et la réanalyse (moyenne = 0,33 cmol c / kg), bien que la régression linéaire a montré une relation linéaire très significative entre les deux ensembles de données (P &lt;0,001; R 2 = 0,99). Avec cette relation forte, le modèle de régression a été utilisé pour ajuster les valeurs d&#39;origine des 40 échantillons non analysées de nouveau afin d&#39;éliminer la partialité à l&#39;égard des échantillons nouvellement recueillies et analysées. Une modification du POS pour la détermination des concentrations d&#39; Al échangeables a donné lieu à des résultats différents entre l&#39;analyse initiale dans laquelle Al a été mesurée par titrage 15 et la réanalyse dans laquelle Al a été mesurée par plasma à couplage inductif (ICP) suivant Blume et al. , 14. Comparaison des mesures Al échangeables de 15 échantillons Oa horizon (Figure 9a) entre les valeurs d&#39; origine (moyenne = 11,5 cmol c / kg) et la réanalyse (moyenne = 7,8 cmol c </sub&gt; / kg) a révélé une forte relation linéaire (P &lt;0,001; R 2 = 0,96) et un biais important (P &lt;0,05). Comme on l&#39;a fait pour B horizon Ca concentrations, le modèle de régression a été utilisé pour ajuster les valeurs d&#39;origine des 40 échantillons non analysées de nouveau afin d&#39;éliminer la partialité analytique. <img alt="Figure 9" src="/files/ftp_upload/54815/54815fig9.jpg" /> Figure 9: Les résultats de réanalyse pour Al La relation entre les mesures Al échangeables à l&#39;horizon Oa (a), et les 10 cm supérieurs de l&#39;horizon B (b), faite en 1997-2000 (analyse originale) et des mesures des échantillons archivés. réanalysés en 2013-2014 (réanalyse). La ligne 1: 1 est représentée sur la parcelle. L&#39;équation représente la courbe d&#39;ajustement déterminée par régression linéaire. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig9large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir un plus grand vers</a>ion de ce chiffre. Les données originales et retestés pour Al échangeable dans l&#39;horizon B ont également été significativement différent (P &lt;0,001) et la régression linéaire indiquent une relation significative entre les deux ensembles de données (P &lt;0,10). Par contraste avec les données Oa horizon Al, le rapport était faible (figure 9b) , et le modèle de régression ne peut représenter qu&#39;une faible fraction de la variabilité (R2 = 0,23). Parce que le modèle ne peut pas être utilisé pour éliminer le biais, tous les échantillons prélevés et analysés en 1997-2000 nécessaire pour les analyser de nouveau les échantillons récemment prélevés. Un changement de méthode d&#39;analyse peut entraîner un biais dans les données afin de test doit être effectué pour vérifier que les données sont impartiales. Par exemple, les résultats des sols minéraux archivés recueillis au bassin versant du lac Turquie, Ontario, Canada, en 1986 et retestés en 2005 10 &lt;/ sup&gt; sont présentés dans la figure 10. L&#39;analyse a montré que les deux méthodes ont produit des données impartiales avec peu de variabilité inexpliquée (Figure 10). L&#39;analyse initiale a été effectuée en utilisant la méthode de digestion par voie humide Walkley-noir et les échantillons archivés sont analysés par l&#39;analyseur de combustion. Dans ce cas, la comparaison entre les résultats de l&#39;analyse et l&#39;analyse des échantillons archivés originale a démontré que les données produites par les deux méthodes sont directement comparables. Les exemples présentés dans les figures 8-10 démontrent que l&#39;utilisation de méthodes d&#39;analyse cohérentes ne supprime pas la possibilité de données impartiales, mais montre également qu&#39;un changement de méthode ne se traduit pas nécessairement en biais. Ces conclusions mettent l&#39;accent sur l&#39;importance des échantillons archivés afin de réduire l&#39;incertitude des résultats en contrôlant pour le biais analytique. <img alt = &quot;Figure 10&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54815 / 54815fig10.jpg&quot; /&gt; Figure 10: Les résultats de réanalyse pour C. La relation entre les mesures de C organique des sols minéraux réalisés en 1986 (analyse originale) et des mesures d&#39;échantillons archivés analysés en 2005. La ligne en pointillés est la ligne 1: 1; la ligne continue est la régression linéaire décrivant la relation entre l&#39; analyse initiale et archivé. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig10large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Les études qui ont démontré la valeur de la surveillance du sol pour détecter les changements du sol sur les sites ou les bassins versants individuels sont en croissance, et , récemment, la surveillance des sols a été appliquée pour évaluer les effets des dépôts acides diminue dans une grande étude régionale 14. À tous ces sites, les dépôts acides ont diminué au cours des trois dernières décennies,bien que les niveaux de dépôts acides et taux de diminution variait selon les sites. Un grand nombre de changements ont été identifiés dans cette étude, qui étaient généralement uniforme dans toute la grande région d&#39;étude, sur des périodes différentes, en utilisant diverses rééchantillonnage designs (tableau 2). En reliant plusieurs études de rééchantillonnage, les réponses des sols forestiers aux changements dans un pilote environnemental majeur ont été identifiés sur une vaste région (figure 11). L&#39;étude de Lawrence et al. 5 a démontré que les résultats des études de rééchantillonnage du sol avec des conceptions différentes peuvent être agrégées pour traiter des grands problèmes régionaux. <img alt="Tableau 2" src="/files/ftp_upload/54815/54815table2.jpg" /> . Tableau 2: Exemples de résultats de rééchantillonnage des valeurs moyennes (initiales - finale) et les résultats des tests (T-tests ou tests de Mann-Whitney) pour les différences entre les mesures initiales et finales fou O, et des horizons B supérieurs pour les enquêtes sur le sol dans le nord -est des États - Unis et de l&#39; Est du Canada (endroits indiqués à la figure 11). Les valeurs de p&gt; 0,10 sont indiquées comme ns (non significatif). Analyses avec P &lt;0,1 sont indiqués en jaune pour indiquer des différences significatives observées dans ces mesures pour les sites situés dans le nord-est des États-Unis et de l&#39;est du Canada. Boîtes avec des lignes en pointillés indiquent aucune donnée. BB signifie ruisseau Bear, ME; TMT représente des sites BB qui ont reçu des additions expérimentales de (NH 4) 2 SO 4 par an. REF fait référence aux sites non traités à BB. Certains sites ont différentes unités d&#39;étude en fonction du type de forêt. CF signifie pour les peuplements de conifères du nord; HW feuillus nordiques signifie; MF signifie peuplements de conifères et feuillus mixtes. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815table2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette table.</a> <imgalt = &quot;Figure 11&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 54815 / 54815fig11.jpg&quot; /&gt; Figure 11:. Carte des sites de rééchantillonnage Emplacements des sols enquêtes de rééchantillonnage dans l&#39; est du Canada et le nord des États-Unis ont présenté dans le tableau 2. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54815/54815fig11large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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

échantillonnage du sol répétée a été récemment démontré être un moyen efficace pour surveiller les changements des sols forestiers au cours des années et des décennies. Pour soutenir son utilisation, un protocole est présenté qui synthétise les dernières informations sur les méthodes de rééchantillonnage du sol pour aider à la conception et à la mise en œuvre des programmes de surveillance des sols réussis.

Méthodes de rééchantillonnage du sol pour surveiller les changements dans les concentrations chimiques des sols forestiers

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