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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38474
Title: A field, laboratory, and literature review evaluation of the water retention curve of volcanic ash soils: How well do standard laboratory methods reflect field conditions?
Authors: Celleri Alvear, Rolando Enrique
Mosquera Rojas, Giovanny Mauricio
Crespo Sanchez, Patricio Javier
Windhorst, David
Marin Molina, Franklin Geovanny
Lutz, Breuer
Jan, Feyen
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: Crespo Sanchez, Patricio Javier, patricio.crespo@ucuenca.edu.ec
Mosquera Rojas, Giovanny Mauricio, giovanny.mosquerar@ucuenca.edu.ec
Keywords: Matric potential
Volcanic ash
Andisol
Andosol
Tropical alpine (Páramo)
Subsurface flow
Soil moisture
pF curve
Moisture release curve
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio: 1. Ciencias Naturales y Exactas
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado: 1.5.10 Recursos Hídricos
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico: 1.5 Ciencias de la Tierra y el Ambiente
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: 05 - Ciencias Físicas, Ciencias Naturales, Matemáticas y Estadísticas
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: 0532 - Ciencias de la Tierra
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: 053 - Ciencias Físicas
Issue Date: 2021
metadata.dc.ucuenca.volumen: Volumen 35, número 1
metadata.dc.source: Hydrological Processes
metadata.dc.identifier.doi: 10.1002/hyp.14011
metadata.dc.type: ARTÍCULO
Abstract: 
Accurate determination of the water retention curve (WRC) of a soil is essential for the understanding and modelling of the subsurface hydrological, ecological, and biogeochemical processes. Volcanic ash soils with andic properties (Andosols) are recognized as important providers of ecological and hydrological services in mountainous regions worldwide due to their large fraction of small size particles (clay, silt, and organic matter) that gives them an outstanding water holding capacity. Previous comparative analyses of in situ (field) and standard laboratory methods for the determination of the WRC of Andosols showed contrasting results. Based on an extensive analysis of laboratory, experimental, and field measured WRCs of Andosols in combination with data extracted from the published literature we show that standard laboratory methods using small soil sample volumes (?300 cm3) mimic the WRC of these soils only partially. The results obtained by the latter resemble only a small portion of the wet range of the Andosols' WRC (from saturation up to ?5 kPa, or pF 1.7), but overestimate substantially their water content for higher matric potentials. This discrepancy occurs irrespective of site-specific land use and cover, soil properties, and applied method. The disagreement limits our capacity to infer correctly subsurface hydrological behaviour, as illustrated through the analysis of long-term soil moisture and matric potential data from an experimental site in the tropical Andes. These findings imply that results reported in past research should be used with caution and that future research should focus on determining laboratory methods that allow obtaining a correct characterization of the WRC of Andosols. For the latter, a set of recommendations and future directions to solve the identified methodological issues is proposed.
Description: 
La determinación precisa de la curva de retención de agua (WRC) de un suelo es esencial para comprender y modelar los procesos hidrológicos, ecológicos y biogeoquímicos del subsuelo. Los suelos de cenizas volcánicas con propiedades ándicas (Andosoles) son reconocidos como importantes proveedores de servicios ecológicos e hidrológicos en las regiones montañosas de todo el mundo debido a su gran fracción de partículas de pequeño tamaño (arcilla, limo y materia orgánica) que les confiere una excelente capacidad de retención de agua. Los análisis comparativos previos de métodos de laboratorio in situ (de campo) y estándar para la determinación del WRC de Andosoles mostraron resultados contrastantes. Basado en un análisis extenso de WRC de Andosoles medidos en laboratorio, experimentales y de campo en combinación con datos extraídos de la literatura publicada, mostramos que los métodos de laboratorio estándar que utilizan pequeños volúmenes de muestra de suelo (? 300 cm3) imitan la WRC de estos suelos solo parcialmente. Los resultados obtenidos por este último se parecen solo a una pequeña parte del rango húmedo del WRC de los Andosoles (desde la saturación hasta? 5 kPa, o pF 1,7), pero sobrestiman sustancialmente su contenido de agua para potenciales matriciales más altos. Esta discrepancia ocurre independientemente del uso y cobertura de la tierra específicos del sitio, las propiedades del suelo y el método aplicado. El desacuerdo limita nuestra capacidad para inferir correctamente el comportamiento hidrológico del subsuelo, como se ilustra a través del análisis de la humedad del suelo a largo plazo y los datos de potencial matricial de un sitio experimental en los Andes tropicales. Estos hallazgos implican que los resultados reportados en investigaciones pasadas deben usarse con precaución y que las investigaciones futuras deben enfocarse en determinar métodos de laboratorio que permitan obtener una caracterización correcta de la WRC de Andosoles. Para esto último, se propone un conjunto de recomendaciones y orientaciones futuras para resolver los problemas metodológicos identificados.
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38474
https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85099787690&doi=10.1002%2fhyp.14011&partnerID=40&md5=ec9af2fc5b291387d1657f69a67bf34b Se ha habilitado la compatibilidad con lectores de pantalla.
metadata.dc.ucuenca.urifuente: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/10991085
ISSN: 0885-6087
Appears in Collections:Artículos

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