title: The importance of foreplay in sediment fingerprint studies
Creators: name: Konzett, Matthias
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Ein oft genutztes Mittel um die relativen Erosionsbeiträge verschiedener Quellen in einem mittelgroßem bis großem Einzugsgebiet abzuschätzen ist das sogenannte sediment fingerprinting. Dafür wird das in Senken abgelagerte Sediment sowie Bodenproben der Quellen (z.B. Landnutzung, Lithologie, usw.) auf ihre Tracer-Zusammensetzung (z.B. Geochemie, Pollen, usw.) analysiert. Bevor die Quellenbeiträge berechnet werden, werden üblicherweise (statistische) Tests an den analysierten Tracern durchgeführt, um diejenigen – sogenannte fingerprints (Fingerabdrücke) – zu identifizieren, die das höchste Diskriminierungspotential zwischen den Quellen des Einzugsgebiets aufweisen. Abhängig von den verwendeten fingerprints und daher von dem verwendeten fingerprint Auswahlverfahren können die Ergebnisse variieren. Deshalb sollte das Verfahren bestimmt werden, welches die zuverlässigsten Ergebnisse liefert. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde in dieser Studie einen sediment fingerprinting Ansatz in einem Teileinzugsgebiet des Isábena Einzugsgebiets durchgeführt. Drei Optimum Pakete (OP) wurden durch die Anwendung von drei verschiedenen Verfahren zur Auswahl von fingerprints erzeugt. Diese wurden dann zur Berechnung der relativen Beiträge der Quellen zum erodierten und abgelagerten Material in Senken entlang des Flusslaufes mithilfe des R-Pakets „fingerPro“ von Lizaga et al. (2018) verwendet. Die Validierung der OP‘s und der geschätzten Beiträge wurde mit einer linearen Diskriminanzanalyse (LDA), einem Literaturvergleich und Ergebnissen aus künstlichen Senken durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass die genauesten Beiträge mit einer fingerprint Auswahl erzielt werden, die aus einem range-Test, einem Kruskal-Wallis-Test und einer Diskriminanzfunktion besteht. Die Autoren empfehlen ferner, die Ergebnisse von sediment fingerprinting Untersuchungen mit künstlichen Senkenproben zu validieren, da sie sich als das zuverlässigste Validierungsinstrument erwiesen haben.
description: A widely used tool in order to estimate relative source contributions to the overall eroded sediment of mid to large scale catchments is sediment fingerprinting. In order to do so, the deposited sediment in sinks as well as soil samples of the classified sources (e.g. land use, lithology, …) are analyzed on their tracer (e.g. geochemistry, pollen, …) composition. Before the estimated source contributions are calculated, it is common to apply (statistical) tests on the analyzed tracers to identify those – so called fingerprints – which have the highest discrimination potential between the sources of the catchment. Depending on the fingerprints applied – and therefore depending on the fingerprint selection procedure used – the results may vary. Therefore, there is a need to establish which selection procedure delivers the most reliable results. In order to achieve this aim, this study conducted a sediment fingerprinting approach in a subcatchment of the Isábena catchment. Three optimum packages (OP) were generated using three different fingerprint selection procedures and used to calculate the estimated source contributions to the deposited sediment along the river using the R-package “fingerPro” by Lizaga et al. (2018). Validation of the optimum packages and the estimated contributions was conducted with a linear discriminant analysis (LDA), literature reviews, and artificial sink samples. The results of the study suggest, that the most accurate contributions are produced with a fingerprint selection consisting of a range test, Kruskal-Wallis test, and a discriminant function analysis. The authors further recommend to validate sediment fingerprinting results with artificial sink samples as they have shown to be the most reliable validation tool.