Костычев действительно имел фактические основания еще в 1885 году утверждать, что «древесная растительность может переносить сильные и продолжительные засухи несравненно лучше травянистой растительности».
Вильямс понимал, что исследование почв во время экспедиции должно носить направленный характер, связанный в первую очередь с интересами лесоводства и сохранения водных источников.
Коллективная инструкция для предстоящих работ экспедиции была к весне уже составлена и напечатана. Все авторы этой инструкции (Тилло, Вильямс, Турский, Анучин, Никитин, Зброжек) единодушно пришли к выводу, что «исследование должно иметь площадной характер и обнимать весь бассейн реки с главными ее истоками и притоками».
В агрономическом разделе инструкции, составленном целиком Вильямсом, содержалась стройная программа работ по исследованию почв в лесоводственных и сельскохозяйственных целях. Вильямс требовал от технических сотрудников экспедиции детального изучения «состава и глубины» почвы на лесных и безлесных местах, водопроницаемости почвы, то-есть ее способности пропускать воду сверху вниз, ее волосности — свойства подымать воду из нижних горизонтов в верхние. Большое внимание уделил Вильямс структуре, или строению, почвы: он говорил, что нужно изучать «характер строения поверхности почвы и прочность этого строения».
После завершения всех полевых наблюдений было необходимо установить «относительную пригодность той или другой площади под облесение или под другой вид угодий».
Эта инструкция является замечательным, хотя и мало еще оцененным документом в истории почвенных исследований для строго специальных лесоводческих и сельскохозяйственных целей. Конечно, Вильямс писал ее не только для «лесных кондукторов» — техников, которые должны были производить самостоятельно целый ряд наблюдений. Он написал эту инструкцию прежде всего для себя как руководство при предстоящих больших полевых исследованиях. Так же поступил и другой русский почвовед, В. В. Докучаев, приступая к проведению своих знаменитых полевых исследований русского чернозема.
Вильямс решил, экономя время, не посещать Волжского и Днепровского участков экспедиции. Это не было упущением, ибо, как отмечал Вильямс, «мне приходилось в предшествующие годы изучать эти местности и я знаком с их характером в сельскохозяйственном отношении».
Все свое внимание весной и летом 1894 года он уделяет четырем участкам экспедиции по среднерусским рекам — Оке, Суре, Сызрану и Красивой Мечи.
