RESEARCH PAPER
Interactions of humic acids with metal ions
 
More details
Hide details
1
Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
 
 
Publication date: 2022-03-14
 
 
Acta Agroph. 2013, 2(AAM004 -), 1-113
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The water contained in the soil is one of the most important components of the environment. Soil moisture governs the partitioning of energy and mass fluxes on the Earth. Recognition and understanding of temporal changes and spatial distributions of soil moisture are essential to solve many fundamental scientific and utilitarian issues. Knowledge about soil moisture is very important in the management of water resources, assessment of droughts, and in the prediction of floods and surface runoffs. Without water disposed in soil any growth or development of plants on the lands would be impossible. For those reasons, information on soil moisture is so important for applications in agriculture, such as determining the time of sowing, irrigation management and crop forecasting. Although soil moisture is so significant and desired a parameter, its measurement raises many difficulties. Due to the fact that the soil moisture can be spatially variable, its ground-based measurements are often very time-consuming and costly, but relatively precise. On the contrary, measurements of soil moisture from satellites are cost-effective, fast and consistent, but uncertain in absolute measures, so they need to be validated using ground-based measurements. The comparison issue, connected to that, often causes the scaling problem which can be solved using statistical and geostatistical methods. These methods allow one to describe the relationship between the easily- and non-easily-measurable variables, are useful to determine the spatial dependences and are used to acquire maps of the spatial distribution of examined variables. The study investigated the spatial distributions and time series of surface soil moisture, soil bulk density and soil particle size distribution. The distributions of soil moisture were obtained from ground-based measurements and satellite images. The time series were acquired by a network of automatic agrometeorological stations, belonging to the Institute of Agrophysics PAS in Lublin, and a series of SMOS satellite images. The effect of altitude on surface soil moisture on a local scale was examined. For the years 2010-2011, time series of soil moisture measured on the ground and from satellite in Eastern Poland were analysed, taking into account the properties of the soil. Surface soil moisture distribution maps were obtained for Poland and their properties were tested, taking into account the soils granulometric fractions. All analyses were performed using statistical and geostatistical methods. It was concluded that locally a negative correlation between soil moisture and altitude exists. SMOS satellite measurements reflect well the trends of soil moisture observed on the ground and can be used to detect wet areas, the phenomena of drought, snow and frost. SMOS satellite indicates soil moisture content usually lower than the in situ measurements, although this depends on the soil properties and the environment around the ground reference. Measurements of soil moisture using ASAR satellite instrument are affected by large error due to the presence of vegetation, which underestimates the resulting soil moisture. Taking into account the soil moisture in Eastern Poland, year 2011 was drier and more variable than 2010. In the event of interference of satellite measurements, resulting in some loss of the data, geostatistical methods allow for a good interpolation of missing measurements.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Oddziaływania kwasów huminowych z jonami metali
wilgotność powierzchniowej warstwy gleby, SMOS, metody geostatystyczne, ASAR
Woda zawarta w glebie jest jednym z najważniejszych składników środowiska. Wilgotność gleby reguluje podział strumieni masy i energii na Ziemi. Poznanie i zrozumienie zmian czasowych i rozkładów przestrzennych wilgotności gleby jest niezbędne do rozwiązania wielu podstawowych zagadnień naukowych i praktycznych. Wiedza o wilgotności gleby jest bardzo ważna w zarządzaniu zasobami wodnymi, ocenie susz, powodzi i przewidywaniu spływów powierzchniowych. Bez wody zgromadzonej w glebie niemożliwy byłby jakikolwiek wzrost czy rozwój roślin na powierzchni lądów. Z wymienionych powodów, informacja o wilgotności gleby jest tak ważna w zastosowaniach w rolnictwie, takich jak: określanie czasu siewu, zarządzanie nawadnianiem upraw i prognozowanie plonów. Mimo że wilgotność gleby jest tak istotnym i pożądanym parametrem, jej pomiar rodzi wiele trudności. Ze względu na fakt, że wilgotność gleby może być bardzo zmienna przestrzennie, jej pomiary naziemne są często bardzo czasochłonne i kosztowne, ale za to stosunkowo precyzyjne. Satelitarne pomiary wilgotności gleby są natomiast ekonomiczne, szybkie i spójne, ale niepewne co do miar absolutnych, muszą więc być weryfikowane na podstawie pomiarów naziemnych. Związane z tym zagadnienie porównania napotyka problem skalowania, który można rozwiązać za pomocą metod statystycznych i geostatystycznych. Metody te pozwalają ponadto na opisanie relacji między zmiennymi łatwo- i trudno mierzalnymi, są przydatne do określenia zależności przestrzennych, jak również wykorzystywane do uzyskiwania map przestrzennego rozkładu badanych zmiennych. W pracy badano rozkłady przestrzenne i szeregi czasowe powierzchniowej wilgotności gleby, gęstości gleby i jej rozkładu granulometrycznego. Rozkłady wilgotności gleby uzyskiwano z pomiarów naziemnych i zdjęć satelitarnych. Szeregi czasowe zostały otrzymano z sieci automatycznych stacji agrometeorologicznych, należących do Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie oraz serii zdjęć satelitarnych SMOS. Badano wpływ wysokości terenu na powierzchniową wilgotność gleby w skali lokalnej. Dla lat 2010-2011, biorąc pod uwagę właściwości gleb, analizowane były przebiegi czasowe wilgotności gleby we wschodniej Polsce, mierzonej na ziemi i z satelity. Uzyskano mapy rozkładu powierzchniowej wilgotności gleby dla Polski i badano ich właściwości uwzględniając rozkład granulometryczny gleb. Wszystkie analizy przeprowadzono z wykorzystaniem metod statystycznych i geostatystycznych. Stwierdzono, że lokalnie istnieje ujemna korelacja pomiędzy wilgotnością gleby i wysokością terenu. Pomiary satelitarne SMOS dobrze odzwierciedlają obserwowane na ziemi trendy wilgotności gleby i mogą służyć do wykrywania obszarów wilgotnych, zjawisk suszy oraz śniegu i przymrozków. Satelita SMOS przeważnie wskazuje wilgotności niższe niż pomiary in situ, choć zależy to od czynnika glebowego i otoczenia naziemnego punktu odniesienia. Pomiary wilgotności gleby przyrządem satelitarnym ASAR są obarczone dużym błędem spowodowanym obecnością szaty roślinnej, która zaniża otrzymaną wilgotność gleby. Biorąc pod uwagę wilgotność gleby na terenie wschodniej Polski, rok 2011 był suchszy oraz bardziej zmienny niż 2010. W przypadku zakłóceń pomiarów satelitarnych, powodujących utratę części danych, metody geostatystyczne pozwalają na dobrą interpolację brakujących pomiarów.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125
Journals System - logo
Scroll to top