Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Avancerat arbetsflöde för att ta högkvalitativa stegkärnor - nya tekniker och enheter

Published: March 10, 2023 doi: 10.3791/64747

Summary

Här presenterar vi ett protokoll om hur man undviker mikrosprickor i stegkärnor genom att applicera en sladdlös borr med en vridmomentmultiplikator för att minimera problem vid kärnning av träd, liksom dess effekt på att förbereda långa mikrosektioner. Detta protokoll innehåller också ett förfarande för att skärpa rälsen i fältet.

Abstract

I dendroekologisk forskning är exakt datering av varje enskild tillväxtring ett grundläggande krav för alla studier, med fokus på endast ringbreddsvariationer, kemiska eller isotopanalyser eller träanatomiska studier. Oberoende av provtagningsstrategin för en viss studie (t.ex. klimatologi, geomorfologi) är det avgörande hur prover tas för att de ska kunna förberedas och analyseras framgångsrikt.

Fram till nyligen var det tillräckligt att använda en (mer eller mindre) skarp stegspärr för att få kärnprover som kunde slipas för ytterligare analyser. Eftersom träanatomiska egenskaper kan tillämpas på långa tidsserier har behovet av att erhålla högkvalitativa tillväxtkärnor fått en ny betydelse. I huvudsak måste kärnan vara skarp (ened) när den används. När du kärnar ett träd för hand finns det några problem med att hantera corer, vilket resulterar i den dolda förekomsten av mikrosprickor längs hela kärnan: När du börjar borra för hand pressas borrkronan starkt mot barken och den yttersta ringen tills tråden har gått in i stammen helt. Samtidigt flyttas borrkronan upp och ner samt åt sidan. Sedan borras corern hela vägen in i bagageutrymmet; Det är dock nödvändigt att stanna efter varje varv, byta grepp och vrida igen. Alla dessa rörelser, liksom start/stopp-coring, sätter mekanisk belastning på kärnan. De resulterande mikrosprickorna gör det omöjligt att skapa kontinuerliga mikrosektioner, eftersom de faller isär längs alla dessa sprickor.

Vi presenterar ett protokoll för att övervinna dessa hinder genom att tillämpa en ny teknik med en sladdlös borr för att minimera dessa problem vid kärnning av ett träd, liksom dess effekt på beredningen av långa mikrosektioner. Detta protokoll inkluderar beredning av långa mikrosektioner, liksom ett förfarande för att skärpa korrar i fältet.

Introduction

Dendroekologisk forskning bygger på olika egenskaper hos tillväxtringar i träd, både ettåriga och andra. "Precursory" disciplin dendrokronologi etablerades med hjälp av ringbreddsvariationer som en parameter för att helt enkelt datera ringarna och som ett resultat upprätta långa kronologier. Därför används många andra egenskaper, såsom densitetsvariationer, isotopkoncentrationer eller träanatomiska egenskaper, för att korrelera enstaka ringar eller deras struktur och innehåll till miljöparametrar för att bättre förstå miljöförhållandenas inverkan på trädtillväxt över tid.

Dendroekologi, liksom dendroklimatologi, har fått betydelse inom miljöforskningen, främst för att rekonstruera tidigare klimatförhållanden 1,2,3. För detta måste ringarna av otaliga träd analyseras i detalj. Även om det finns vissa tekniker för att bestämma trädringens bredd och densitet (t.ex. med akustisk vågteknik4 eller borrmotstånd 5,6), finns det hittills ingen tillförlitlig "icke-destruktiv" metod för att extrahera egenskaperna hos ringar från träd. För mycket detaljerade analyser av ringegenskaper inom ett träd, eller för att uppskatta basareans ökning, är det bäst att klippa skivor från träden av intresse7. Detta skulle kräva att alla potentiella träd av intresse huggs ned för specifika analyser. Med tanke på det stora antalet träd som analyseras över hela världen varje år är denna provtagningsstrategi inte genomförbar. Oavsett att slösa bort otroligt mycket resurser är denna strategi helt enkelt för dyr. På grund av detta har användningen av inkrementskorrar etablerats som en standardprovtagningsteknik i trädringsforskning8. Användningen av stegkorrar möjliggör en minimalt invasiv utvinning av träkärnor från stjälkar, med början från barken och når (i optimala fall) trädets märg9.

Även om coring orsakar en skada på stammen-ett hål med en diameter på ~ 1 cm-träd kan stänga detta sår genom ökad träbildning i närheten av kärnhålet. En nackdel, förutom själva hålet, är förekomsten av en "uppdelningszon", ett område runt hålet där cellerna fylls av fenoler för att förhindra potentiell spridning av svampar från och med hålet10,11. Såvitt vi vet finns det fortfarande inga bevis för att stegvis korning orsakar en betydande ökning av trädförfallsfrekvensen, åtminstone i ostörda höghöjdsskogsbestånd för Picea abies12 och flera lövträdsarter i en tempererad skog13.

Även om denna provtagningsstandard har tillämpats i årtionden över hela världen, kvarstår vissa problem. En av dessa är det faktum att kärnorna måste tas för hand utan något mekaniskt stöd, vilket tar mycket tid och är ganska ansträngande efter ett tag. För att underlätta provtagningen har flera (mer eller mindre praktiskt genomförbara) strategier testats, till exempel användning av motorsågar utrustade med en corer istället för kedjan14,15,16,17. Användningen av motorsågar föredrogs framför borrar eftersom de senare inte var tillräckligt kraftfulla; Denna idé tog dock inte fart på grund av motorsågens stora vikt och det bränsle som krävdes.

Under de senaste åren har träanatomiska tekniker utvecklats avsevärt och integrerats i dendroekologiska studier18,19. Förmågan att analysera träanatomiska parametrar under långa perioder genom att skära mikrosektioner från stegkärnor resulterade dock i oväntade problem. Ofta bröt mikrosektionerna från kärnor i små bitar, vilket gjorde det omöjligt att producera sammanhängande snitt (figur 1). Detta problem orsakades av den manuella tekniken för att kärna träd och oskarpa corers. Den mekaniska belastningen som utövades på träet under borrning resulterade i mikrosprickor i kärnan. Dessa mikrosprickor märktes aldrig under makroskopisk undersökning av inkrementkärnorna och utgjorde därför aldrig ett problem.

Manuell kärnning görs genom att placera handtaget på den bakre änden av corer, trycka spetsen med tråden mot stammen och börja vrida handtaget tills corer har genomborrat drygt hälften av stammens diameter. Medan du gör detta är spetsen på corer (uppenbarligen) fixerad i stammen, men den bakre änden av corer som vrids av handtaget rör sig alltid åt sidan eller upp och ner, åtminstone tills borrhuvudet är helt skruvat in i bagageutrymmet, vilket ger mer vägledning och stabilitet till corer. Som ett resultat av det höga trycket och korrens rörelse förvrängs ökningskärnorna ofta i den yttersta ~ 5 cm (figur 1). Även om friktionen under vridning reduceras till ett minimum, utövar en annan process stress på ökningskärna inuti corer. Manuell kärnning tillåter inte en kontinuerlig rörelse av skäreggen på corer inuti stammen. Man kan göra max ett helt varv, innan man måste stanna för att byta grepp, och sedan fortsätta borra. Varje gång rotationen startar om vrids kärnan något tills friktionen övervinns och borren roterar igen. Dessa mekaniska spänningar orsakar potentiellt mikroskopiska sprickor i kärnans struktur.

Denna mekaniska spänning ökar till och med när skäreggen på corer inte är skarp. Ett synligt tecken för en oskarp kärna är en ojämn kärnyta som visar massor av sprickor längs hela dess förlängning20 (figur 2). Skärpningsfrekvensen beror på tätheten hos de träd som ska kärnas och de mineraler eller sand som finns i barken på trädet som ska kärnas. Generellt bör man inte anta att nya korrar är skarpa. Hittills är skärpning av en corer nästan aldrig gjord i fältet på grund av svårigheten med det, eftersom detta måste göras för hand och kräver mycket erfarenhet11,20.

Sammanfattningsvis resulterar både manuell kärnning och oskarpa skäreggar i mikrosprickor som uppstår i kärnor som tas. Hittills har dessa problem inte analyserats systematiskt och inte heller försök gjorts för att hitta lösningar. Detta dokument presenterar ett protokoll för att övervinna dessa hinder genom att jämföra den manuella kärntekniken med tillämpningen av en ny teknik. Vi föreslår att du använder en trådlös borr utrustad med en speciell adapter för en stegvis corer. Vi presenterar i vilken utsträckning problem minimeras vid borrning av ett träd, liksom effekten av kontinuerlig, mekanisk kärnning på beredningen av långa mikrosektioner. Detta protokoll omfattar beredning av långa mikrosektioner med hjälp av en vattenlöslig tejp som stödmedel och ett förfarande för att skärpa räder i fältet.

Protocol

1. Manuell borrning

  1. Montera ökningskorren och välj kärnpositionen på stammen på ett träd beroende på forskningsfrågan (t.ex. för geomorfa rekonstruktioner, parallellt med riktningen för mekanisk spänning; för åldersbestämning, så lågt ner som möjligt).
    OBS: Ta alltid två kärnor från varje stam, helst i motsatt riktning.
  2. När du har valt kärnpositionen, placera corer i rätt vinkel i förhållande till stammens tillväxtriktning.
  3. Placera en pusher i den bakre änden av corer för att stabilisera den under borrning.
  4. Uppnå en stabil position och luta dig mot påskjutaren för att applicera tryck på skäreggen.
  5. Vrid handtaget på corer med båda händerna tills den gängade delen av borren är helt förvandlad till stammen.
  6. Släpp trycket och ta bort pusher.
  7. Börja vrida handtaget på corer med båda händerna tills corer har nått eller borrat genom märgen. Kontrollera detta genom att hålla extraktorn (som har samma längd som corer) på handtaget åt sidan stammen.
  8. Ta extraktorn med den öppna sidan ovanpå och sätt in den helt i corer. Vrid corern bakåt (ett helt varv) för att bryta kärnan från stammen. Dra ut extraktorn ur corer.
  9. Ta bort kärnan från extraktorn och förvara den i ett papperssugrör.
  10. Ta bort corer från stammen och förvara den i handtaget.

2. Borrning med en sladdlös borr

  1. Ta den sladdlösa borren utrustad med en vridmomentförstärkare och lägg till den speciella adaptern för den stegvisa korren som utvecklats vid WSL.
  2. Placera stegspärren i adaptern på momentförstärkaren och välj position för att fästa på stammen på ett träd beroende på forskningsuppgiften (se steg 1.1).
  3. När du har valt kärnpositionen, placera corer i rätt vinkel i förhållande till stammens tillväxtriktning.
  4. Uppnå en stabil position, håll den sladdlösa borren tätt och tryck på skäreggen.
  5. Starta den sladdlösa borren, vrid långsamt tills den gängade delen av borren är helt kärnad i stammen och öka sedan hastigheten tills kärnan når eller borrar genom märgen.
    OBS: Djupet kan kontrolleras enligt förklaringen i steg 1.7.
  6. Ta bort den sladdlösa borren från corern, placera handtaget på den och använd extraktorn för att ta bort kärnan som förklaras i steg 1.8.
  7. Förvara ökningskärnan i ett papperssugrör.
  8. Ta bort handtaget, placera den trådlösa borren på corer och ta bort corer från stammen.

3. Skärpning av skäreggen på stegkärra

  1. Använda WSL-skärpningsstödet
    1. Ta den nydesignade hållaren och placera den på marken.
    2. Placera den sladdlösa borren, inklusive stegkorset, vid de angivna stödpunkterna och stäng monteringsfästet för att fixera den sladdlösa borren.
    3. Starta den trådlösa borren genom att fästa teflonblocket på startknappen och låt det gå. Ta den koniska slipstenen och slipa insidan av skäreggen med den.
      OBS: Kontaktvinkeln beror på skäreggens insida. Slipstenen ska ha full kontakt med den inre sidoväggen och nå från skäreggen tills den inre breddningen av korren.
    4. Ta den rektangulära slipstenen och slipa utsidan av skäreggen för att avgrada den.
      OBS: Detta är nödvändigt för att ta bort den tidigare formade burren på kanten genom att slipa den från insidan och för att slutligen skärpa kanten.
    5. Ta bort teflonblocket från startknappen för att stoppa borren, öppna monteringsfästet för att lossa den sladdlösa borren och ta ut enheten ur hållaren.
  2. Kontrollera skäreggens skärpa
    1. Ta bort stegspärren från adaptern på den trådlösa borren.
    2. Lägg ett pappersark på skärpstödets träskiva.
    3. Placera skäreggen på korren på papperet medan du håller corern vertikalt.
    4. Vrid corern medan du håller den vertikalt utan att applicera tryck på corer-bara corerens vikt ska trycka på papperet.
    5. Lyft på korren och kontrollera om en rund bit av papperet har stannat kvar innanför skäreggen på korren. I så fall är corern skarp. Om inte, upprepa skärpningsproceduren (steg 3.1). Upprepa hela proceduren (steg 3.1 och 3.2) om utsidan av en kärna inte är jämn.

5. Skär mikrosektioner av hela stegkärnor med en vattenlöslig tejp

  1. Placera en lång glasskiva bredvid mikrotomen och tillsätt lite vatten i mitten av bilden längs hela dess längd.
  2. Placera kärnan i provhållaren på ett kärnmikrotom.
    OBS: För att skära sektionen som ett riktigt tvärsnitt, se till att fibrernas riktning är upprätt.
  3. Lyft provhållaren tills kärnan nästan vidrör bladets kant. Dra bladet över kärnan för att skära av toppen.
  4. Placera kniven i början av kärnan igen, lyft provet ca 10 μm och upprepa skärproceduren tills en plan yta med en bredd på minst 2 mm erhålls.
  5. Tillsätt en majsstärkelselösning på den skurna ytan med en borste21.
  6. Använd en bit trasa för att ta bort överskottslösningen från toppen av kärnan.
  7. Skär en remsa vattenlöslig tejp i samma längd som kärnan; Placera ena sidan av tejpen till början av kärnan, med en överlappning på cirka 1 cm, med början av kärnan mot mikrotomens blad.
  8. Fäst tejpen på kärnans yta genom att stryka tejpen på ytan med ett finger.
  9. Lyft provet i mikrotomen med 15-20 μm, lyft den överlappande biten av tejpen lite och placera mikrotombladet vid kärnans kant.
  10. Klipp av sektionen medan du håller i tejpens ände.
  11. Ta tejpen med den tunna sektionen fast på den och placera den med snittet nedåt på vattenlinjen på glasskivan som förberetts i steg 5.1.
  12. Efter cirka 10 s, börja ta bort tejpen med pincett, genom att hålla tejpen på ena sidan och lyfta upp den, samtidigt som du ser till att sektionen förblir på glasskivan.
  13. Om du vill skapa en permanent bild av det här avsnittet följer du standardprocedurerna22.

Representative Results

När man jämför det manuella kärnningsförfarandet med användningen av en sladdlös borr är fördelarna med den senare uppenbara. Vi jämförde coring granar (Picea abies (L.) H. Karst.) med en stamdiameter i en brösthöjd på 60-80 cm. Vi använde 5 mm corers, med en längd av 40 cm, för alla kärnor som togs och borrade hela längden på corer i stammen. När du tar kärnor manuellt tog hela proceduren för att ta en kärna och ta bort corer från trädet igen i genomsnitt ~ 6 minuter. När du upprepar detta med den trådlösa borren utrustad med en vridmomentförstärkare tog hela proceduren i genomsnitt bara 1 min. Förutom det faktum att kärnning med den trådlösa borren inte alls är utmattande, deformerades ingen av kärnorna på grund av tryck som utövades på skäreggen under den första fasen av borrningen tills tråden är helt inuti stammen. Så snart tråden är inne i stammen stabiliseras corern mer eller mindre och potentiella upp- och nedåtgående rörelser minimeras (figur 3).

Så snart den första kärnan inte längre var slät på utsidan utan visade repor och sprickor, som i figur 2, krävdes skärpning av skäreggen. Eftersom den trådlösa borren kan fixeras, eftersom den används för kärnning (dvs. inklusive adaptern och stegkorren; Figur 4) är skärpningsproceduren också ganska snabb. Med lite övning tar skärpning inte mer än 5 min. Så snart det klippta papperet fastnar inuti corer kan provtagningen fortsättas. De resulterande kärnorna är släta utan repor eller sprickor. Kärnorna som tas med hjälp av den sladdlösa borren har en lägre sannolikhet att visa mikrosprickor; Detta är en förutsättning för att skära mikrosektioner av hela stegkärnor. Appliceringen av den vattenlösliga tejpen (figur 5) gjorde hanteringen av de långa och ömtåliga sektionerna enklare, eftersom tejpen skyddar den tunna sektionen från att riva medan du tar av den från bladet och placerar den på glasskivan. Denna procedur sparar tid i labbet och förbättrar mikrosektionernas kvalitet, eftersom tejplimmet stabiliserar cellväggarna medan det skär utöver den icke-newtonska vätskan (majsstärkelselösning; se protokoll steg 5.5).

Figure 1
Figur 1: Increment corer. (A) Increment corer, som används för manuell coring, och en förstorad vy av gängan och skäreggen. (B) Förvrängd inkrementskärna på grund av högt tryck som utövas på träet i början av manuell korpressning. (C) Mikrosektion av en del av en inkrementskärna som är fragmenterad på grund av mikrosprickor. Skalstång = 0,5 cm. (D-F) Foton som indikerar proceduren för kärnning vid användning av en sladdlös borr. Inget högt tryck behövs för att starta kärnborrning (D,E), handtaget kan enkelt användas för att extrahera kärnan (F) och borren extraheras direkt därefter (G). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Öka kärnan som visar repor och sprickor på utsidan på grund av användningen av en oskarp corer. Skalstång = 0,5 cm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Öka kärnor och relaterade mikrosektioner. (A) Rak kärna tagen med en skarp kärna och en sladdlös borr. (B) Förvrängd kärna tagen manuellt med en oskarp corer. C) Kontinuerlig sektion av en Pinus sylvestriskärna som provtagits med en skarp kärna. (D) Sektion av en Larix decidua-kärna bruten i bitar på grund av användning av en oskarp corer. Skalstänger = 0,5 cm (A,B); 1 cm (C). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Hållare konstruerad för att skärpa skäreggen på stegrädre . (A) Teflonblock för att styra och stabilisera stegkortern. (B) Teflonblock för att fixera startmotorn på den sladdlösa borren. (C) Sexkantsnyckel för att fixera A på andra ställen på brädet, beroende på vilken typ av kärna som används. D) Klämma för att fixera den sladdlösa borren. (E) Placera den koniska slipstenen inuti skäreggen. (F) Placera den raka slipstenen utanför för att avgrada skäreggen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: Applicering av den vattenlösliga tejpen. (A) Skär tejpen till den längd som behövs för att täcka kärnytan. (B) Placera tejpen på kärnans förberedda yta. (C) Skär sektionen genom att hålla tejpens kant i ena handen. (D) Placera tejpen med sektionen nedåt på en glasskiva och tillsätt vatten för att separera tejpen från sektionen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: Mikrosektion av en barrträd som visar en "blå ring". Latewood cellväggar inte lignifierade och för detta blå, i ringen av år 1974 (förstorad ovanför bilden som visar den långa sektionen). Skalstreck = 1 cm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Discussion

Den betydande inkluderingen av träanatomi i dendroekologiska studier23,24, liksom ett intensifierat utbyte mellan forskare specialiserade på trädringsforskning och träanatomister 25, har öppnat ett brett fält av nya och djupgående analyser av tidigare miljöförhållanden. Dessa nya studier har öppnat nya möjligheter och frågor, men har också gett upphov till nya problem.

Den snabba utvecklingen av denna nya era av "dendroanatomi" kräver ett stort antal prover, vilket definitivt stöds av användningen av en sladdlös borr som förklarats tidigare. Förutom att det inte alls är ansträngande att ta kärnor med borren, sparar det mycket tid. Även om resultaten som presenteras i detta dokument innebär provtagningsmöjligheter som är sex gånger snabbare än manuell coring, är det ett test för enskilda kärnor. Under regelbunden provtagning (en person som klippte, med en kodning och lagring av kärnorna) lyckades vi dock kärna 24 granar (två kärnor i full längd vardera), med stamdiametrar på cirka 80 cm, inom 1,5 h. Detta är i genomsnitt <2 minuter för en kärna, inklusive lagring, packning och flytt till nästa träd.

Den snabba hanteringen av hela processen stöds av det faktum att den nydesignade adaptern för stegskydd kan användas utan att behöva fixera corer inuti adaptern med en skruv eller jämförbara stängningar. Som ett resultat är det snabbt och enkelt att byta borr till handtaget på corer för att bryta och extrahera kärnan. Adaptern är utformad så att man till och med kan dra ut korren medan man borrar tillbaka om stammen är ruttet, eller (som är vanligt med vissa stegskikt) om tråden inte griper tag när man vrider tillbaka och corern inte rör sig ut.

Det bör dock noteras att när man tar bort corer från stammen måste man luta adaptern något så att den framgångsrikt kan dras utan att borren glider av (protokollsteg 2.8). Den ökande efterfrågan på trädringsstudier för att skapa långa kronologier baserade på anatomiska proxyer19,26 har krävt beredning av mikrosektioner från stegkärnor, skurna i bitar före beredning eller skurna som hela mikrosektioner22. Även om kvaliteten på upp till 40 cm långa mikrosektioner fortfarande inte alltid är jämförbar med korta sektioner (t.ex. den variabla vinkeln på cellerna i deras vertikala förlängning hindrar ofta cellväggsmätningar), kan de användas för att identifiera och datera specifika tillväxtreaktioner som förekomsten av reaktionsträ eller blå ringar27 (figur 6).

Följaktligen är provernas kvalitet en grundförutsättning för framgångsrik beredning och vidare analys av anatomiska strukturer. Detta krav kräver mer försiktighet när det gäller skärpan i provtagningskampanjen när man tar stegkärnor. Som en konsekvens kan förberedelse av mikrosektioner vara mycket tidskrävande och arbetskrävande, och ibland till och med omöjligt, om proverna inte är inbäddade i förväg28.

Att vässa skäreggen på en stegskärare för hand kräver mycket övning och erfarenhet för att slipa kanten jämnt runt om för hand utan stöd. Möjligheten att använda det nya borrfästet för att slipa stegkärnor gör det möjligt för även användare som är oerfarna att slipa skäreggen på sina korrar i fältet. Att detta nu kan göras snabbt kommer att öka kvaliteten på de prover som tas i framtiden.

Även om användningen av den nya utrustningen visar tydliga fördelar för efterföljande bearbetning av kärnorna, kan den trådlösa borren också kombineras med små anordningar för skärpning, utvecklad och presenterad för nästan 40 år sedan20. Maeglin20 presenterade konstruktionsdetaljer för en modifiering av "Goodchilds borrslipare" av trä och metall29. Numera kan den här enheten modelleras och skrivas ut i en 3D-skrivare utan problem30. Man skulle bara behöva skapa en detaljerad 3D-modell av skärparen för att skriva ut de enskilda delarna och montera den för att använda i fältet. Förbättringsmöjligheterna är ännu inte uttömda och vi är säkra på att denna publikation kommer att inspirera många kollegor att vidareutveckla de verktyg som presenteras här. Ett ännu olöst hinder är det faktum att man måste ta bort borren och lägga till handtaget på corer för att extrahera kärnan.

Det sista steget att skära mikrosektioner av hela stegkärnor22 är fortfarande en knepig fråga. Appliceringen av det vattenlösliga tejpen, som beskrivits tidigare, stöder processen genom att stabilisera sektionen vid skärning och placering på glasskivan. Ändå kräver denna procedur fortfarande att användaren har en hög erfarenhetsnivå.

Disclosures

Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.

Acknowledgments

Ingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BS 18 LTX-3 BL QI Metabo Cordless drill
Core-microtome WSL Microtome to cut micro sections from increment cores
Drill adapter for increment corer WSL Adapter to fix the increment corer on the cordless drill
Increment corer Haglöff 40cm increment corer
Power X3 Metabo Torque amplifyer
Sharpening support board WSL Board to attach the cordless dril to sharpen the cutting edge ofd the corer
Water-soluble tape 5414, transparent 3/4IN 3M Transparent tape to support cutting long sections

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Büntgen, U. Scrutinizing tree-ring parameters for Holocene climate reconstructions. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change. , 778 (2022).
  2. Hadad, M. A., González-Reyes, Á, Roig, F. A., Matskovsky, V., Cherubini, P. Tree-ring-based hydroclimatic reconstruction for the northwest Argentine Patagonia since 1055 CE and its teleconnection to large-scale atmospheric circulation. Global and Planetary Change. 202, 103496 (2021).
  3. Shen, Y., et al. Effects of climate on the tree ring density and weight of Betula ermanii in a cool temperate forest in central Japan. Trees. , 1-9 (2022).
  4. Wang, X. Acoustic measurements on trees and logs: a review and analysis. Wood Science and Technology. 47 (5), 965-975 (2013).
  5. Downes, G. M., et al. Application of the IML Resistograph to the infield assessment of basic density in plantation eucalypts. Australian Forestry. 81 (3), 177-185 (2018).
  6. Tomczak, K., Tomczak, A., Jelonek, T. Measuring radial variation in basic density of pendulate oak: comparing increment core samples with the Iml power drill. Forests. 13 (4), 589 (2022).
  7. Piene, H., D'Amours, J., Bray, A. A. Spruce budworm defoliation and growth loss in young balsam fir: estimation of volume growth based on stem analysis and increment cores at breast height. Northern Journal of Applied Forestry. 13 (2), 73-78 (1996).
  8. Phipps, R. L. Collecting, Preparing, Crossdating,and Measuring Tree Increment Cores. US Department of the Interior, Geological Survey. , No. 85-4148 (1985).
  9. Schweingruber, F. H. Tree Rings and Environment: Dendroecology. , Paul Haupt AG. Bern. (1996).
  10. Toole, E. R., Gammage, J. L. Damage from increment borings in bottomland hardwoods. Journal of Forestry. 57 (12), 909-911 (1959).
  11. Grissino-Mayer, H. D. A manual and tutorial for the proper use of an increment borer. Tree-Ring Research. 59 (2), 63-79 (2003).
  12. Wunder, J., et al. Does increment coring enhance tree decay? New insights from tomography assessments. Canadian Journal of Forest Research. 43 (8), 711-718 (2013).
  13. Helcoski, R., et al. No significant increase in tree mortality following coring in a temperate hardwood forest. Tree-Ring Research. 75 (1), 67-72 (2019).
  14. Hall, A. A., Bloomberg, W. J. A power-driven increment borer. The Forestry Chronicle. 60 (6), 356-357 (1984).
  15. Scott, J. H., Arno, S. F. Using a power increment borer to determine the age structure of old-growth conifer stands. Western Journal of Applied Forestry. 7 (4), 100-102 (1992).
  16. Krottenthaler, S., et al. A power-driven increment borer for sampling high-density tropical wood. Dendrochronologia. 36, 40-44 (2015).
  17. Caetano-Andrade, V. L., et al. Advances in increment coring system for large tropical trees with high wood densities. Dendrochronologia. 68, 125860 (2021).
  18. Edwards, J., et al. Intra-annual climate anomalies in northwestern North America following the 1783-1784 CE Laki eruption. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 126 (3), 033544 (2021).
  19. Zhirnova, D. F., et al. A 495-year wood anatomical record of Siberian stone pine (Pinus sibirica Du Tour) as climatic proxy on the timberline. Forests. 13 (2), 247 (2022).
  20. Maeglin, R. R. Increment Cores: How to Collect, Handle, and Use Them. 25, US Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. Madison WI. (1979).
  21. Gärtner, H., et al. A technical perspective in modern tree-ring research - how to overcome dendroecological and wood anatomical challenges. Journal of Visualized Experiments. (95), e52337 (2015).
  22. Gärtner, H., Banzer, L., Schneider, L., Schweingruber, F. H., Bast, A. Preparing micro sections of entire (dry) conifer increment cores for wood anatomical time-series analyses. Dendrochronologia. 34, 19-23 (2015).
  23. Rodriguez, D. R. O., et al. Exploring wood anatomy, density and chemistry profiles to understand the tree-ring formation in Amazonian tree species. Dendrochronologia. 71, 125915 (2022).
  24. Gärtner, H., Farahat, E. Cambial activity of Moringaperegrina (Forssk.) Fiori in arid environments. Frontiers in Plant Science. 12, 760002 (2021).
  25. von Arx, G., et al. Q-NET-a new scholarly network on quantitative wood anatomy. Dendrochronologia. 70, 125890 (2021).
  26. Seftigen, K., et al. Prospects for dendroanatomy in paleoclimatology-a case study on Picea engelmannii from the Canadian Rockies. Climate of the Past. 18 (5), 1151-1168 (2022).
  27. Matulewski, P., Buchwal, A., Gärtner, H., Jagodziński, A. M., Čufar, K. Altered growth with blue rings: comparison of radial growth and wood anatomy between trampled and non-trampled Scots pine roots. Dendrochronologia. 72, 125922 (2022).
  28. Prislan, P., del Castillo, E. M., Skoberne, G., Špenko, N., Gričar, J. Sample preparation protocol for wood and phloem formation analyses. Dendrochronologia. 73, 125959 (2022).
  29. Heinrichs, J. F. Pocket-sized sharpender for increment borers. Journal of Forestry. 62, 653 (1964).
  30. Schneider, L., Gärtner, H. Additive manufacturing for lab applications in environmental sciences: pushing the boundaries of rapid prototyping. Dendrochronologia. 76, 126015 (2022).

Tags

Miljövetenskap nummer 193
Avancerat arbetsflöde för att ta högkvalitativa stegkärnor - nya tekniker och enheter
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gärtner, H., Schneider, L.,More

Gärtner, H., Schneider, L., Lucchinetti, S., Cherubini, P. Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores - New Techniques and Devices. J. Vis. Exp. (193), e64747, doi:10.3791/64747 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter