Name: measuring and mapping patterns of soil erosion and deposition related to soil carbonate concentrations under agricultural management
Uploaded: 2017-09-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management at JoVE.com

אתר מחקר שדה נמצא על החווה מנוהלת על ידי דוד דרייק, אנו מודים לו על לשיתוף הפעולה שלו במהלך מחקר זה לטווח ארוך. אנו מודים גם מייק מרפי שלו שנים רבות של עבודת השטח על הפרוייקט הזה, רובין Montenieri עזרה עם גרפיקה בשימוש הנייר הזה.

1. איסוף נתונים של גובה משטח ארץ <ol><li>GPS כיול עבור אתר <ol><li>אתר או קבוצה יציבה benchmark במיקום מאובטח באתר סקר לשימוש תחנת הבסיס GPS עבור אוסף נתוני RTKGPS.</li>
		<li>להקים תחנת הבסיס עבור איסוף נתונים של RTKGPS-זה בחינת ביצועים מקומיים באמצעות קירוב הטוב ביותר של קואורדינטות עבור המיקום לתחנת הבסיס (קר?...

<ol>
	<li>Freebairn, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Erosion+control+-+some+observations+on+the+role+of+soil+conservation+structures+and+conservation.">Erosion control - some observations on the role of soil conservation structures and conservation.</a> Nat. Res. Mgt. 7 (1), 8-13 (2004).</li><li>Garcia-Orenes, F., Roldan, A., Mataix-Solera, J., Cerda, A., Campoy, M., Arcenegui, V., Caravaca, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+structural+stability+and+erosion+rates+influenced+by+agricultural+management+practices+in+a+semi-arid+Mediterranean+agro-ecosystem.">Soil structural stability and erosion rates influenced by agricultural management practices in a semi-arid Mediterranean agro-ecosystem.</a> Soil Use and Mgt. 28, 571-579 (2012).</li><li>Hass, H. J., Willis, W. O., Bond, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+relationships+and+conclusions.">General relationships and conclusions.</a> Summer Fallow in the Western United States. USDA-ARS Conserv. Res. Rpt. No. 17. , 149-160 (1974).</li><li>Montgomery, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+erosion+and+agricultural+sustainability.">Soil erosion and agricultural sustainability.</a> Proc. of the Nat. Acad. of Sci. of the USA. 104 (33), 13268-13272 (2007).</li><li>Skidmore, E. L., Layton, J. B., Armbrust, D. V., Hooker, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+physical+properties+as+influenced+by+cropping+and+residue+management.">Soil physical properties as influenced by cropping and residue management.</a> Soil Sci. Soc. of Am. J. 50 (2), 415-419 (1986).</li><li>Sherrod, L. A., Erskine, R. H., Green, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+patterns+and+cross-correlations+of+temporal+changes+in+soil+carbonates+and+surface+elevation+in+a+winter+wheat-fallow+cropping+system.">Spatial patterns and cross-correlations of temporal changes in soil carbonates and surface elevation in a winter wheat-fallow cropping system.</a> Soil Sci. Soc. of Am. J. 79 (2), 417-427 (2015).</li><li>Stroosnijder, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+erosion:+Is+it+possible?.">Measurement of erosion: Is it possible?.</a> Catena. 64 (2-3), 162-173 (2005).</li><li>D&#261;bek, P., &#379;muda, R., &#262;mielewski, B., Szczepa&#324;ski, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+water+erosion+processes+using+terrestrial+laser+scanning.">Analysis of water erosion processes using terrestrial laser scanning.</a> Acta Geodynam. Et Geomat. 11 (1), 45-52 (2014).</li><li>Day, S. S., Gran, K. B., Belmont, P., Wawrzyniec, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+bluff+erosion+part+1:+terrestrial+laser+scanning+methods+for+change+detection.">Measuring bluff erosion part 1: terrestrial laser scanning methods for change detection.</a> Earth Surf. Proc. and Landforms. 38 (10), 1055-1067 (2013).</li><li>Eltner, A., Baumgart, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+constraints+of+terrestrial+Lidar+data+for+soil+erosion+measurement:+Application+to+a+Mediterranean+field+plot.">Accuracy constraints of terrestrial Lidar data for soil erosion measurement: Application to a Mediterranean field plot.</a> Geomorph. 245, 243-254 (2015).</li><li>Letortu, P., 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=Retreat+rates,+modalities+and+agents+responsible+for+erosion+along+the+coastal+chalk+cliffs+of+Upper+Normandy:+The+contribution+of+terrestrial+laser+scanning.">Retreat rates, modalities and agents responsible for erosion along the coastal chalk cliffs of Upper Normandy: The contribution of terrestrial laser scanning.</a> Geomorph. 245, 3-14 (2015).</li><li>Longoni, L., 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=Monitoring+Riverbank+Erosion+in+Mountain+Catchments+Using+Terrestrial+Laser+Scanning.">Monitoring Riverbank Erosion in Mountain Catchments Using Terrestrial Laser Scanning.</a> Rem. Sens. 8 (3), 241 (2016).</li><li>Meijer, A. D., Heitman, J. L., White, J. G., Austin, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+erosion+in+long-term+tillage+plots+using+ground-based+lidar.">Measuring erosion in long-term tillage plots using ground-based lidar.</a> Soil &amp; Till. Res. 126, 1-10 (2013).</li><li>Rengers, F. K., Tucker, G. E., Moody, J. A., Ebel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Illuminating+wildfire+erosion+and+deposition+patterns+with+repeat+terrestrial+lidar.">Illuminating wildfire erosion and deposition patterns with repeat terrestrial lidar.</a> J. of Geophys. Res.-Earth Surf. 121 (3), 588-608 (2016).</li><li>Schubert, J. E., Gallien, T. W., Majd, M. S., Sanders, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terrestrial+Laser+Scanning+of+Anthropogenic+Beach+Berm+Erosion+and+Overtopping.">Terrestrial Laser Scanning of Anthropogenic Beach Berm Erosion and Overtopping.</a> J. of Coast. Res. 31 (1), 47-60 (2015).</li><li>Stenberg, L., 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=Evaluation+of+erosion+and+surface+roughness+in+peatland+forest+ditches+using+pin+meter+measurements+and+terrestrial+laser+scanning.">Evaluation of erosion and surface roughness in peatland forest ditches using pin meter measurements and terrestrial laser scanning.</a> Earth Surf. Proc. and Landforms. 41 (10), 1299-1311 (2016).</li><li>Croke, J., Todd, P., Thompson, C., Watson, F., Denham, R., Khanal, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+multi+temporal+LiDAR+to+assess+basin-scale+erosion+and+deposition+following+the+catastrophic+January+2011+Lockyer+flood,+SE+Queensland,+Australia.">The use of multi temporal LiDAR to assess basin-scale erosion and deposition following the catastrophic January 2011 Lockyer flood, SE Queensland, Australia.</a> Geomorph. 184, 111-126 (2013).</li><li>Earlie, C., Masselink, G., Russell, P., Shail, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+analysis+of+the+methodology+for+quantifying+cliff+erosion+using+airborne+LiDAR+-+examples+from+Cornwall,+UK.">Sensitivity analysis of the methodology for quantifying cliff erosion using airborne LiDAR - examples from Cornwall, UK.</a> J. of Coast. Res. Spec. Iss. 65, 470-475 (2013).</li><li>Kessler, A. C., Gupta, S. C., Dolliver, H. A. S., Thoma, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lidar+Quantification+of+Bank+Erosion+in+Blue+Earth+County,+Minnesota.">Lidar Quantification of Bank Erosion in Blue Earth County, Minnesota.</a> J. of Env. Quality. 41 (1), 197-207 (2012).</li><li>Pye, K., Blott, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+beach+and+dune+erosion+and+accretion+using+LiDAR:+Impact+of+the+stormy+2013-14+winter+and+longer+term+trends+on+the+Sefton+Coast,+UK.">Assessment of beach and dune erosion and accretion using LiDAR: Impact of the stormy 2013-14 winter and longer term trends on the Sefton Coast, UK.</a> Geomorph. 266, 146-167 (2016).</li><li>Thoma, D. P., Gupta, S. C., Bauer, M. E., Kirchoff, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Airborne+laser+scanning+for+riverbank+erosion+assessment.">Airborne laser scanning for riverbank erosion assessment.</a> Rem. Sens. of Env. 95 (4), 493-501 (2005).</li><li>Zhang, C. L., Yang, S., Pan, X. H., Zhang, J. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+farmland+soil+wind+erosion+using+RTK+GPS+measurements+and+the+Cs-137+technique:+A+case+study+in+Kangbao+County,+Hebei+province,+northern+China.">Estimation of farmland soil wind erosion using RTK GPS measurements and the Cs-137 technique: A case study in Kangbao County, Hebei province, northern China.</a> Soil &amp; Till. Res. 112 (2), 140-148 (2011).</li><li>Neugirg, F., 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=Erosion+processes+in+calanchi+in+the+Upper+Orcia+Valley,+Southern+Tuscany,+Italy+based+on+multitemporal+high-resolution+terrestrial+LiDAR+and+UAV+surveys.">Erosion processes in calanchi in the Upper Orcia Valley, Southern Tuscany, Italy based on multitemporal high-resolution terrestrial LiDAR and UAV surveys.</a> Geomorph. 269, 8-22 (2016).</li><li>Pineux, N., 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=Can+DEM+time+series+produced+by+UAV+be+used+to+quantify+diffuse+erosion+in+an+agricultural+watershed?.">Can DEM time series produced by UAV be used to quantify diffuse erosion in an agricultural watershed?.</a> Geomorph. 280, 122-136 (2017).</li><li>Bremer, M., Sass, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+airborne+and+terrestrial+laser+scanning+for+quantifying+erosion+and+deposition+by+a+debris+flow+event.">Combining airborne and terrestrial laser scanning for quantifying erosion and deposition by a debris flow event.</a> Geomorph. 138 (1), 49-60 (2012).</li><li>Day, S. S., Gran, K. B., Belmont, P., Wawrzyniec, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+bluff+erosion+part+2:+pairing+aerial+photographs+and+terrestrial+laser+scanning+to+create+a+watershed+scale+sediment+budget.">Measuring bluff erosion part 2: pairing aerial photographs and terrestrial laser scanning to create a watershed scale sediment budget.</a> Earth Surf. Proc. and Landforms. 38 (10), 1068-1082 (2013).</li><li>De Rose, R. C., Basher, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+river+bank+and+cliff+erosion+from+sequential+LIDAR+and+historical+aerial+photography.">Measurement of river bank and cliff erosion from sequential LIDAR and historical aerial photography.</a> Geomorph. 126 (1-2), 132-147 (2011).</li><li>Perroy, R. L., Bookhagen, B., Asner, G. P., Chadwick, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+gully+erosion+estimates+using+airborne+and+ground-based+LiDAR+on+Santa+Cruz+Island,+California.">Comparison of gully erosion estimates using airborne and ground-based LiDAR on Santa Cruz Island, California.</a> Geomorph. 118 (3-4), 288-300 (2010).</li><li>Loeppert, R. H., Suarez, D. L., Sparks, D. L., 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=Carbonate+and+Gypsum.">Carbonate and Gypsum.</a> Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. , 437-474 (1996).</li><li>Sherrod, L. A., Dunn, G., Peterson, G. A., Kilberg, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inorganic+carbon+analysis+by+modified+pressure-calcimeter+method.">Inorganic carbon analysis by modified pressure-calcimeter method.</a> Soil Sci. Soc. of Am. J. 66 (1), 299-305 (2002).</li><li>McCutcheon, M. C., Farahani, H. J., Stednick, J. D., Buchleiter, G. W., Green, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+soil+water+on+apparent+soil+electrical+conductivity+and+texture+relationships+in+a+dryland+field.">Effect of soil water on apparent soil electrical conductivity and texture relationships in a dryland field.</a> Biosyst. Eng. 94 (1), 19-32 (2006).</li><li>Wheaton, J. M., Brasington, J., Darby, S. E., Sear, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accounting+for+uncertainty+in+DEMs+from+repeat+topographic+surveys:+improved+sediment+budgets.">Accounting for uncertainty in DEMs from repeat topographic surveys: improved sediment budgets.</a> Earth Surf. Proc. and Landforms. 35 (2), 136-156 (2010).</li><li>. Survey Marks and Datasheets Available from: <a target="_blank" href="https://www.ngs.noaa.gov/datasheets/">https://www.ngs.noaa.gov/datasheets/</a> (2017)</li><li>Trimble Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trimble Access Software – General Survey. Version 1.60. Revision A. , (2011).</li><li>Erskine, R. H., Green, T. R., Ramirez, J. A., MacDonald, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+elevation+accuracy+and+grid+cell+size:+effects+on+estimated+terrain+attributes.">Digital elevation accuracy and grid cell size: effects on estimated terrain attributes.</a> Soil Sci. Soc. of Am. J. 71, 1371-1380 (2007).</li></ol>

שינויים ממופה של העלאת רמת הרשאות (איור 5) ממחישים שחיקה משמעותית ומשקעים על שדה חקלאי ודפוסי המרחבי מעידה על מספר גורמי השליטה על סולמות מרובים. דפוסי סולם השדה המשויך רוח, עד מידה בסדר דפוסי דנדריטים המיוצר על ידי זרימת המים, תהליכים רלוונטיים במחקר זה הם ניכרת. הרמה של הע?...

סחף אדמה מאיים על הקיימות של אדמות חקלאיות. לחתוך ניהול, כגון סיבוב חרשו כמקובל יבול החיטה בחורף-פלוו, יכול להאיץ תהליכי שחיקה ומשקעים כמו קרקעות חשופות בתקופות שמיטה רגישים יותר רוח ומים כוחות1,2, 3 , 4 , 5 (איור 1). בעוד תהליכים אלה עשוי להיות ניכרת, הם יכולים להיות קשה לכמת.
מטרתו של מחקר זה היא קודם כדי לספק שיטה יעילה עבור לכימות ומתאר המרחבי דפוסי שחיקה, התצהיר בשדה גודל באמצעות טכנולוגיה מערכת (GPS) מיקום גלובלית, מערכות מידע גיאוגרפי (GIS) מיפוי כלי. מודל קונספטואלי פשוט הנוגעות הדפוסים הללו ליד-משטח אדמה פחמתי (קאקו3) הוא גם הציג ונבדק על ידי שדה שנקבעו ושיטות מעבדה. מערכות היחסים הללו מספקים אמצעי עקיף של שחיקה, התצהיר, בעת אימות התוצאות של שיטת ה-GPS. המאמר הנוכחי מדגיש את השיטות בהן נעשה שימוש שרוד ואח. כך הם שיכול לחזור, באופן חלקי או כללי, עבור מחקר דומה במקומות אחרים6.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig1.jpg"> 
איור 1. תמונות של שחיקה (א) ו- (ב) התצהיר באתר במחקר בעקבות אירוע גשם כבד- מסלול צמיג של טרקטור בפינה הימנית התחתונה של התמונה (b) מציין את העומק של התצהיר בגבול רצועת חיטה/פלוו.
שונים ישירה שיטות למדידת סחף אדמה נבחנו על-ידי Stroosnijder7. שיטות המוצע משתנים עם המדידה מטרתה ואת המשאבים הזמינים, אבל שיטה "שינוי גובה פני השטח" מומלץ את המשקל hillslope ומספקת את היתרון של מדידת שחיקה והן בתצהיר. בדרך זו כדי להחיל שיטה זו היא להתקין סיכות בקרקע ולנטר את השינוי בגובה של הקרקע יחסית העליון של ה-pin7. עם ההתקדמות קרקע ודיגום הטכנולוגיה, עם זאת, גישה זו שדורשת ניתן להחליף טכניקות אחרות, כגון סריקת (TLS)8,9,10,11 לייזר יבשתי , 12 , 13 , 14 , 15 , 16, סריקת (ALS)17,18,19,20,21לייזר מוטס,6,GPS22, פוטוגרמטריה מתקדם23 ,24, או שילוב של אלה26,25,טכניקות27. בעוד לייזר סריקה, נפוץ המכונה LiDAR (אור זיהוי, החל), מספקת רכישת ערכות נתונים צפוף גובה משטח מהיר ביותר, התיקונים חייבים להיעשות כדי להסיר אובייקטים בעמידה, כגון צמחייה. עם מילימטר ברמת דיוק אנכי, TLS ניתן לזהות שינוי גובה הקטן ביותר, אולם Perroy et al. ALS מומלצים מעל TLS שחיקת gulley הערכות עקב טביעת רגל גדולה יותר סריקה והכיוון של יותר כלי נגינה (פחות טופוגרפית shadowing) עבור סריקה לתוך ערוצים ואורכו28. בזמן אמת קנטית GPS (RTKGPS), מתן סנטימטר ברמת דיוק ללא עיבוד שלאחר הנתונים, נעשה שימוש במחקר זה. הרזולוציה המרחבית ואת מידת הדיוק של הנתונים שנאספו RTKGPS הם האופטימלי לזיהוי התכונות ובלייה depositional דומיננטי שדה חקלאי או סביבות אחרות עם חיפוי הקרקע משמעותית.
שיטת לחץ-calcimeter עבור לכימות אדמה קאקו3 מסתמך על תגובתו של הקרקע חומצה במערכת סגורה, וכתוצאה מכך שחרורו של CO2- עליית הלחץ בתוך הספינה התגובה בטמפרטורה קבועה באופן ליניארי בקורלציה לכמות אדמה קאקו329. שינויים בשיטת לחץ מסורתיים-calcimeter, שתואר על ידי שרוד ואח., כוללות שינוי כלי תגובה לסרום בקבוקים ושימוש מתמר לחץ שמחוברת וולטמטר דיגיטלי איתור שינויים בלחץ 30. לבצע שינויים אלה מאפשרים התחתון זיהוי גבולות ומפעיל קיבולת גבוהה יותר של דגימת האדמה מדי יום. שיטות titrimetric gravimetric או פשוט למדידה אדמה קאקו3 הפיק שגיאות גדולות ולשנות זיהוי גבולות מזה שיטת לחץ-calcimeter30.
במודל המושגי
כאשר אמצעי ישיר של שחיקה, התצהיר לא ריאלי, אינדיקטורים עקיף של תהליכים אלה עשוי לשמש. שרוד ואח. שיערו כי אדמת ריכוז שכבת פני השטח קאקו3 באקלים צחיח למחצה הפוך הוא מתואם עם שינוי גובה פני הקרקע (בקורלציה חיובית עם שחיקה, בקורלציה שלילית עם התצהיר)6. ההשערה להחיל באופן כללי, אבל יחסים מסוימים יהיה תלוי תנאי האתר (, צמחייה, ניהול, והאקלים). קרקעות במתחם מבחן (טבלה 1) בדרך כלל מכילות שכבה גירני ברורים 15-20 ס מ מתחת פני האדמה. מבחינה מושגית, שחיקה יהיה להסיר את שכבת פני השטח של ריכוז3 קאקו נמוכה יחסית, עוזב בשכבת גירני גבוהה קאקו3 קרוב יותר אל פני האדמה. הקרקע נמוכה של3 קאקו מועבר מכן לאזורים depositional, גורם השכבה גירני להיקבר עמוק מתחת לפני השטח אדמה (איור 2). דגימה קרקעות אלה לאורך זמן במרווחי עומק המתאימה, או שחיקה או בתצהיר (או לא) ניתן להסיק על ידי ריכוז3 קאקו, לפי מודל זה.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>סדרת אדמה</td>
			<td>שיפוע</td>
			<td>סיווג טקסונומי</td>
			<td>עומק</td>
			<td>ה-pH</td>
			<td>EC</td>
			<td>סה כ N</td>
			<td>SOC</td>
			<td>קאקו3</td></tr></tbody></table>
		
		<tr>
			<td></td>
			<td>%</td>
			<td></td>
			<td>ס מ</td>
			<td>1:2</td>
			<td>dS ז-1</td>
			<td>g ק ג-1</td>
			<td>g ק ג-1</td>
			<td>g ק ג-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>קולבי חמרה</td>
			<td>5-9</td>
			<td>פיין-הסחופת, מעורב, superactive, גירני, mesic Aridic Ustorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.7</td>
			<td>6.1</td>
			<td>69.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.0</td>
			<td>84.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>קים חול חמרה</td>
			<td>2-5</td>
			<td>פיין-מאדמה, מעורבים, פעילים, גירני, mesic Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>7.8</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.8</td>
			<td>7.0</td>
			<td>29.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.0</td>
			<td>0.27</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.0</td>
			<td>51.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5-9</td>
			<td>פיין-מאדמה, מעורבים, פעילים, גירני, mesic Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.22</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.4</td>
			<td>26.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.19</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.1</td>
			<td>25.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wagonwheel חמרה</td>
			<td>0-2</td>
			<td>גס-הסחופת, מעורב, superactive, mesic Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.9</td>
			<td>66.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.6</td>
			<td>3.7</td>
			<td>98.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2-5</td>
			<td>גס-הסחופת, מעורב, superactive, mesic Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.8</td>
			<td>6.6</td>
			<td>52.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.4</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.4</td>
			<td>118.3</td>
		</tr>
	

טבלה 1. קרקעות במתחם מבחן. אדמה מיפוי יחידות, סיווג טקסונומי, עם אדמה ממוצע pH, חשמל מוליכות (EC), סה כ N, אדמה אורגני C (SOC), קאקו3 ריכוזים של 0 עד 15 דקות, 15 - 30 ס"מ עומק בהפרשים סקוט שדה בשנת 2012 (מ שרוד et באל.) 6.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig2.jpg"> 
באיור 2. מושגי אדמת פרופילים. מושגי אדמת פרופילים עבור (א) מטריצה אדמה סטטי עם קאקו3 דלף של שכבת פני השטח, וכיום זירז לרובד העמוק, (b) מתון של שכבת פני השטח, ומשקעים (ג) מתון של חומר מעל שכבת פני השטח הקודמים. עומק מרווחי (משמאל) מקורבים בהתבסס על נתוני אתר (מ שרוד et al.) 6. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
תיאור אתר והיסטוריה
109-ha סקוט הוא חלק החווה דרייק בקולורדו הצפון-מזרחי (40.61oN, 104.84oW, איור 3) ושדה נוטרו משנת 2001 עד 2012 במחקר זה. כמות המשקעים השנתית הממוצעת אוופוטרנספירציה היו כ 350 ו 1200 מ מ, בהתאמה, באקלים צחיח למחצה הזה, שבו הגשם הולכת חום של זמן קצר, בעוצמה גבוהה היו נפוצים במהלך הקיץ. הגבהים בטווח שבין 1559 מ' 1588 בשטח גלית הזה עם נוף ייחודי עמדות: הפסגה, sideslope הפונה לצפון (צד-NF), sideslope הפונה דרומה (צד-הס), toeslope (איור 4b). רצועות לסירוגין (~ 120 מ' רוחב) הצליח היו בדרך כלל בסיבוב חורף חיטה-פלוו זו התלויה כזה כי כל רצועת אחרים היה שמיטה במשך 14 חודשים מתוך כל מחזור הסיבוב 24 חודשים. חרישה רדוד (~ 7 ס מ), בדרך כלל להב נ' מטאטא, אירעה 4 כדי 6 פעמים דרך התקופה שמיטה לבקרת עשב. קרקעות באתר סווגו להיות אדמת-הפסד סובלנות, או ערך T , 11 מ"ג חה-1 שנה-1, איפה שחיקת המחירים להלן ערך T זה נחשבים מקובל עבור המשך הייצור החקלאי4 .
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig3.jpg"> 
איור 3. מיקום האתר מוצג על תמונת תבליט טופוגרפית (1011 כדי 4401 ז) במדינת קולורדו, ארה ב. כלומר העלאת האתר נמצא מ' 1577.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig4.jpg"> 
באיור 4. קרקעות מפה והעלאה משטח הקרקע של השדה סקוט. (א) קרקעות מפה של השדה סקוט מציג נקודת אדמה דוגמאות למיקומים וניהול חיתוך רצועות. יחידת קרקע שהקיצורים: 1 = Wagonwheel עפרו 0-2% שיפוע, 2 = Wagonwheel מדרון טיט-2-5%, 3 = קולבי מדרון טיט-5-9%, 4 = קים בסדר חמרה חולית 2-5% שיפוע, 5 = קים בסדר חמרה חולית 5-9% שיפוע; ו- (b) פני שטח קרקע העלאת השדה מבוסס על המודל העלאת הדיגיטלי רשת 5-m 2001 (DEM), עם אדמה מיקומי הדגימה המוצגים על ידי סיווג קרקע (מ שרוד et al.) 6.
הסקר הראשון של גובה פני הקרקע נאסף על ידי RTKGPS בשנת 2001 לייצר מודל העלאת הדיגיטלי (DEM) עבור האתר. בשיתוף עם מק'קאצ'ן et al. דגימת האדמה אינטנסיבית (איור 4a) בוצעה גם בשנת 2001, ממשטח איזה אדמה קאקו3 נותחו על ידי לחץ שונה-calcimeter שיטת30,31 . שחיקת ראייה ברורה ומשקעים המתרחשים במהלך העשור שלאחר מכן בשל רוח, בעיקר מן הצפון-מערבי, גשמים אירועים מתבקש סקר העלאת RTKGPS השני בשנת 2009 (עם חלק השדה הושלם בשנת 2010). השוואה של ות'שו חדש כדי ות'שו 2001 המקורי באמצעות מפה DEM של ההבדל בגודל32 אישר שחיקה משמעותית ומשקעים, הצגת דוגמאות אשר הציע מספר גורמים השליטה על תהליכים אלה (איור 5). בהתחשב אגררית ניכר משטח אדמה-האתר ואת הנתונים3 קאקו אדמה היסטורית, דגימת קרקע 2001 חזר על עצמו בשנת 2012 לבחון מודל קונספטואלי של תהליכים hydropedological6, כפי שתואר בסעיף הקודם.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig5.jpg"> 
איור 5. מפה של שינויים (2001-2009 *) בגובה פני הקרקע (Δz) על רשת 5-m בתוך השדה סקוט בקולורדו הצפון-מזרחי. חיתוך רצועת מספרים מסומנים על מערכת מתחלפים החיתוך חורף-חיטה-פלוו, ומקטע A-A' מוצג (פרטים ב איור 11). רצועות 2, 4, 6, 8 שנסקרו בשנת 2010 כדי להשלים את DEM 2009 (מ שרוד et al.) 6. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

<table width="1330">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Real-time kinematic GPS system</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;">Model 5800</td>
			<td style="width:759px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GPS field data collector</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;">Model TSC2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GPS field software</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Trimble Access (Trimble Survey Controller used in 2001 for site calibration but this software is no longer supported)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hydraulic soil coring machine</td>
			<td style="width:200px;">Giddings Machine Company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Utility vehicle</td>
			<td style="width:200px;">John Deere</td>
			<td style="width:119px;">Gator 6x4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GIS software</td>
			<td style="width:200px;">ESRI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>ArcGIS for Desktop with Spatial Analyst and Geostatistical Analyst Extensions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Statistical software</td>
			<td style="width:200px;">SAS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>SAS Institute Inc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Pressure transducer 0-105 kPa</td>
			<td style="width:200px;">Serta</td>
			<td style="width:119px;">Model 280E</td>
			<td>Setra Systems, In., Boxborough, MA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Volt meter</td>
			<td style="width:200px;">WaveTek</td>
			<td style="width:119px;">5XL</td>
			<td>Digital meter set to read volts</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Serum Bottles</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223747</td>
			<td>100 ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Serum Bottles</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223762</td>
			<td>20 ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Sealing Cap 20 mm Aluminum</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">224183-01</td>
			<td>Case of 1000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">20 mm gray butyl stopper (2-prong)</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">224100-192</td>
			<td>Septum; Case of 1000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hand crimper</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">W225303</td>
			<td>20 mm size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hand Decapper</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">W225353</td>
			<td>20 mm size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Acid vials</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">224881</td>
			<td>0.50 dram size (2-ml)</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="width:252px;height:23px;">Power supply</td>
			<td style="width:200px;">SR Components</td>
			<td style="width:119px;">DDU240060</td>
			<td>Class 2 Transformer AC adaptor; Input 120VAC , Output 24VDC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Calcium carbonate</td>
			<td style="width:200px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">471-34-1</td>
			<td>500 g of 100% w/w CaCO3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring and mapping patterns of soil erosion and deposition related to soil carbonate concentrations under agricultural management

דפוסי המרחבי של סחף, בתצהיר שניתן להסיק מן הבדלי גובה הקרקע ממופה ב בפרקי זמן המתאים. שינויים כאלה בהעלאת קשורים לשינויים ליד משטח אדמה קרבונט (קאקו3) פרופילים. המטרה היא לתאר את המודל המושגי פשוטה ופרוטוקול מפורט עבור שדה הדיר ומדידות מעבדה של הגדלים האלה. . הנה, העלאת מדויק נמדד באמצעות על קרקעיים דיפרנציאלית מערכת המיקום הגלובלית (GPS); שיטות אחרות של רכישת נתונים יכול לחול על השיטה הבסיסית זהה. דגימות. אדמה נאספים מן מרשם עומק מרווחי וניתח במעבדה באמצעות שיטה יעילה ומדויקת ששונה לחץ-calcimeter עבור ניתוח כמותי של ריכוז פחמן אי-אורגנית. שיטות סטטיסטיות סטנדרטי מוחלים על נקודת נתונים, ולהציג תוצאות נציג משמעותי מתאמים בין שינויים בשכבת משטח אדמה, קאקו3 ושינויים ב העלאת בקנה אחד עם המודל הקונצפטואלי; קאקו3 בדרך כלל ירידה באזורים depositional, גדל באזורים ובלייה. מפות נגזרות מדידות של העלאת וקרקע קאקו3 כדי לסייע ניתוחים. מפה של דפוסי ובלייה, depositional באתר במחקר, שדה חיטה חורף גשם-fed שנחתכו מתחלפים רצועות חיטה-פלוו, מציג את ההשפעות אינטראקציה של סחף רוח ומים מושפעים על-ידי ניהול והטופוגרפיה. שיטות דגימה חלופית ומרווחי עומק דנו, מומלץ לעבודה עתידיים הנוגעים סחף אדמה ומשקעים קרקע קאקו3.

מיפוי DEM ההבדלים בין השנים 2001 ו-2009 מגלה סחף (אדום) והתצהיר (ירוק) תקופת 8 שנים, עם שינויים ברמת decimeter הגובה מעל ברוב האזורים (איור 5). את השדה-המשקל, הסחף הוא הדומיננטי מערב, דרום-מערב, ואילו התצהיר נתפסת לאורך בכיוון צפון־מערב הלהקה מדרום־מזרח אלכסוני בצד המזר?...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management at JoVE.com

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

מדידה ומיפוי דפוסים של סחף אדמה ומשקעים הקשורים אדמה ריכוזים קרבונט תחת ניהול חקלאיים

דפוסי המרחבי של סחף, בתצהיר שניתן להסיק מן הבדלי גובה הקרקע ממופה ב בפרקי זמן המתאים. שינויים כאלה בהעלאת קשורים לשינויים פחמתי ליד-פני האדמה. שיטות הדיר מדידות שדה, מעבדה של כמויות אלה ושיטות ניתוח הנתונים מתוארים כאן.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

עיצוב והפעלה של רציף<sup&gt; 13</sup&gt; C ו<sup&gt; 15</sup&gt; N תיוג הלשכה לאחיד או דיפרנציאלי, מטבולית ומבנית, צמח איזוטופ תיוג

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

פרוטוקול לעריכת סימולציה גשם לחקר ניגר קרקע

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

מדידה של שטף גזי חממה מקרקעות חקלאיות באמצעות לשכות סטטי

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

פרוטוקול Lysimeters Core קרקע איסוף הבנייה

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

הערכת פחמן אורגני יציב בקרקע שימוש סדרתית פומיגציה ונהלי דגירה

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

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

שיטות Resampling הקרקע לעקוב אחר שינויים בריכוזיים הכימית של קרקעות יער

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

לכידת משוקלל זרימת מים, חלקיקים מן התעלות חקלאית במהלך אירועים ניקוז

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage ...

Improving Infrared Spectroscopy Characterization of Soil Organic Matter with Spectral Subtractions

שיפור ספקטרוסקופית אינפרא אדום אפיון של חומר אורגני בקרקע עם המתחוללות ספקטרלי

Soil organic matter (SOM) underlies numerous soil processes and functions. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy detects infrared-active organic ...

Use of Principal Components for Scaling Up Topographic Models to Map Soil Redistribution and Soil Organic Carbon

השימוש של הרכיבים העיקריים עבור קנה מידה את סימון שבילים מודלים למיפוי פחמן אורגני הפצה אדמה וקרקע

Landscape topography is a critical factor affecting soil formation and plays an important role in determining soil properties on the earth surface, as it ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

מדידת שחרור זרחן במעבדה Microcosms עבור הערכת איכות מים

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine ...