《Rangelands》：Field-based soil characterization in AIM monitoring: A case study of reliability challenges in North?Central Montana
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实地研究•准确的土壤评估对于确定生态区域至关重要，而这又是有效进行牧场监测和管理决策的基础。•我们的研究发现，不同野外工作组与实验室测定的土壤质地结果一致性较差，这种差异导致了生态区域的错误分类。•在两个受过培训的野外工作组之间，超过80%的生态区域分类存在差异，这凸显出在标准化
实地研究
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准确的土壤评估对于确定生态区域至关重要，而这又是有效进行牧场监测和管理决策的基础。
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我们的研究发现，不同野外工作组与实验室测定的土壤质地结果一致性较差，这种差异导致了生态区域的错误分类。
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在两个受过培训的野外工作组之间，超过80%的生态区域分类存在差异，这凸显出在标准化野外操作流程方面的困难。
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某些土壤特性，如气泡反应和结构特征，其评估结果在不同评估者之间的可靠性更高，这为更一致的野外评估提供了可能。
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通过加强技术人员的培训、将检测结果与实验室数据相互校准，以及优化土壤特征描述方法，可以提高整个牧场地区生态区域评估的准确性和可靠性。
引言
准确识别生态区域——即那些具有相似土壤、植被、气候和地形特征的地域——对于有效管理牧场极为重要。这类区域是构建状态-转变模型的基础，这些模型用于描述在环境、干扰和管理因素影响下形成的多种稳定植物群落及其转变过程。1, 2, 3 生态区域的识别有助于监测土壤和植被状况，为管理决策提供依据，同时也有助于维持牧场生态系统的功能。4
土壤的物理和化学性质，包括质地、矿物组成、深度以及气泡反应等，是区分不同生态区域的主要依据，其重要性往往高于植被指标。5基于野外的土壤特征描述方法，6比如通过触感判断质地、估算岩石碎片数量以及描述土壤层次等，被广泛用于：（1）预测某一区域生长特定类型及数量植被的潜力；（2）监测牧场的生态状况。例如，美国土地管理局的评估、清查与监测计划就采用了基于野外的土壤质地检测方法，以此为美国西部超过4000万公顷（1亿英亩）的牧场确定生态区域并作为生态状况的基准。4,5该计划中的土壤特征描述部分遵循了自然资源保护局发布的《土壤描述与采样手册》中的操作流程，6该手册为基于野外的触感质地判断、土壤层次描述以及其他土壤属性测定提供了国家标准。这些大规模的数据集是政策制定和管理工作中最重要的牧场信息来源，因此确保这些检测方法的可靠性尤为重要。
尽管这些方法在牧场监测中起着关键作用，3,7,8但由于评估者之间的差异、环境条件的复杂性，以及培训季节性工作人员的困难，要真正落实基于野外的土壤特征检测方法仍面临诸多挑战。9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 因此，可靠性问题不仅源于野外操作流程本身的设计，还体现在不同评估者执行这些流程时的差异上。野外技术人员、土壤科学专家以及实验室检测结果之间的不一致，可能会影响生态区域的统一分类，进而阻碍合理的牧场管理工作。例如，季节性技术人员的土壤质地检测准确率可能低至27%。18不过，土壤质地分类错误对生态区域识别所带来的影响至今尚未得到充分研究。
鉴于土壤特性、植被生长潜力以及生态系统恢复力之间的紧密关联，我们的研究目标为：（1）通过在蒙大拿州中北部的美国土地管理局评估、清查与监测项目站点，结合独立的野外检测和实验室分析，评估当前常用的野外土壤调查方法以及生态区域划分方法的准确性和不同评估者之间的结果一致性；（2）提出改进建议，优化野外操作流程和培训方式，以提高生态区域划分的可靠性。由于我们的研究仅限于在一个大型土地资源区域内开展的两次野外作业，因此相关结论应被视为一个具体案例研究，而非针对整个项目的全面评估。
内容摘录
研究区域
我们的研究区域位于蒙大拿州中北部，属于美国土地管理局管理的土地，该区域归属于自然资源保护局的布朗冰川平原大型土地资源区052x。此处地形以北部混生草甸为主，适合牛群放牧，逐渐过渡到以三叶蒿为主的灌木草原地带。主要的草本植物包括毛羊茅、史密斯羊茅、绿纳塞拉草、细叶芒草以及长穗羊茅。该地区的土壤主要属于软土、初成土和灰化土三类。
研究结果
在30个评估站点中，第一组野外工作组和第二组野外工作组分别检测了36个和30个土壤样本。第一组工作组共采集了94份土壤样本送实验室分析。根据实验室分析结果，共确定了29种不同的生态区域类型。两组工作组分别识别出了34个和30个生态区域。其中，第一组工作组将大部分（56%）的生态区域归类为壤土，而第二组工作组则将大部分区域归类为密实黏土（41%）或黏质土（18%；见表1）。
讨论
用于牧场监测的野外操作流程非常依赖季节性工作人员能否准确且一致地描述土壤特性，而这正是确定生态区域的基础步骤。5,26,27这些分类结果会影响到与农业、野生动物保护、休闲活动、水文以及生态过程相关的诸多牧场管理决策。只要具备足够的培训和支持，合理的野外操作流程应当具备可扩展性，并且在统计层面也
结论
准确且可重复的基于野外的触感质地检测方法，对于识别生态区域至关重要，而这也是实现有效牧场监测和管理的前提。2,4, 5, 6,25然而，我们的研究结果证实了先前的研究结论，即经过培训的野外技术人员通过触感判断土壤质地的方法往往不够可靠，其准确率和不同评估者之间的结果一致性都远低于专业的土壤科学家。17,18出现这些问题的原因不仅在于
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CRediT作者贡献说明
亨特·S·斯蒂尔：负责文章的初稿撰写、方法设计、数据收集、正式分析以及数据整理工作。迈克尔·博格林：负责文章的审阅与编辑、资源协调、方法设计、数据收集、资金申请以及研究概念的构思。希瑟·宁格：负责文章的审阅与编辑、结果验证、研究监督、资源协调、方法设计、数据收集以及研究概念的构思。安东尼·S·哈特肖恩：负责文章的审阅与编辑、结果验证、研究监督、资源协调、方法设计、数据收集以及研究概念的构思。兰斯·B.
利益冲突声明
作者们声明，在本文所探讨的研究主题上不存在任何经济利益关联。M.B.和H.N.是美国土地管理局的员工，曾参与与本文相关的决策过程。本文中的研究结果和结论仅代表作者个人观点，不一定反映美国土地管理局的立场。
致谢
我们要感谢B.斯皮尔斯、J.哈里森和B.比弗在野外工作方面给予的帮助，同时也要感谢J.索利在野外培训、专业指导以及提出建议方面所做出的贡献。我们还要感谢蒙大拿州立大学野生动物栖息地生态实验室的各位成员，以及两位匿名审稿人，他们提出的意见极大地提升了本文的质量。本研究得到了美国土地管理局根据合作协议编号L20AC00498提供的资助。
亨特·S·斯蒂尔|迈克尔·博格林|希瑟·宁格|安东尼·S·哈特肖恩|兰斯·B·麦克纽
美国蒙大拿州波兹曼市，蒙大拿州立大学动物与牧场科学系
