مقالة منهجية

كيفية استخراج تقلب المناخ من حلقات الأشجار

DOI:

10.3791/63414

⸱

مارس 9, 2022

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1INIFAP, CENID-RASPA, 2Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, 3Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Autónoma de Querétaro, 4Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Juárez del Estado de Durango, 5Instituto de Geografía, Universidad Nacional Autónoma de México, 6Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales, Universidad Autónoma de Chihuahua

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن أن تكون عمليات إعادة بناء المناخ على شكل حلقات شجرية مفيدة في فهم تقلب المناخ السابق بشكل أفضل بما يتجاوز السجلات الفعالة. يوضح هذا البروتوكول كيفية إعادة بناء المناخ الماضي باستخدام حلقات الأشجار وسجلات أدوات الأرصاد الجوية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم استخدام حلقات الأشجار لإعادة بناء المتغيرات المناخية في العديد من المواقع حول العالم. علاوة على ذلك ، يمكن أن توفر حلقات الأشجار رؤى قيمة حول التباين المناخي في القرون القليلة الماضية ، وفي بعض المناطق ، عدة آلاف من السنين. على الرغم من التطور المهم ، الذي كان لدى علم التأريخ الشجيري في العقود الأخيرة لدراسة إمكانات المناخ لعدد كبير من الأنواع الموجودة في النظم البيئية المختلفة ، لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به واستكشافه. بالإضافة إلى ذلك ، في السنوات القليلة الماضية ، يهتم المزيد من الأشخاص (الطلاب والمعلمين والباحثين) حول العالم بتنفيذ هذا العلم لتمديد الجدول الزمني للمعلومات المناخية إلى الوراء وفهم كيفية تغير المناخ على نطاقات عقود أو قرون أو آلاف السنين. لذلك ، فإن الهدف من هذا العمل هو وصف الجوانب العامة والخطوات الأساسية اللازمة لإجراء إعادة بناء مناخ حلقة الأشجار ، من اختيار الموقع وأخذ العينات الميدانية إلى الأساليب المختبرية وتحليل البيانات. في الفيديو والمخطوطة لهذه الطريقة ، يتم شرح الأساس العام في إعادة البناء المناخي لحلقة الأشجار حتى يتمكن الوافدون الجدد والطلاب من استخدامه كدليل متاح في هذا المجال من البحث.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تعتبر حلقات الأشجار أساسية لفهمنا لكيفية استجابة الأشجار لبيئتها. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لأن المناخ يؤثر على نمو الأشجار ، فإن الأشجار تعمل كمقاييس بيئية تسجل الاختلافات الزمنية خلال عمرها. وبالتالي ، كانت حلقات الأشجار ذات قيمة لإعادة بناء المناخات الماضية بما يتجاوز أي سجل مناخي فعال.

يتم تنظيم عمليات النمو في الجذور والسيقان والفروع والأوراق واستراتيجيات التكاثر في الأشجار من خلال العوامل البيئية مثل الماء والضوء ودرجة الحرارة ومغذيات التربة1. على سبيل المثال ، تنمو السيقان شعاعيا ويتحكم الكامبيوم الوعائي في النمو الشعاعي2. الكامبيوم الوعائي هو نسيج إنشائي ينتج بنشاط خلايا وظيفية جديدة مثل نسيج الخشب واللحاء الموجود على الحدود الخارجية للساق. بالإضافة إلى ذلك ، ينشط الكامبيوم الوعائي بشكل أساسي خلال الدورات الموسمية. ومع ذلك ، يمكن أن ينقطع نشاط النمو هذا خلال فترات السكون وخلال مواسم معينة من السنة. عادة ما تحدث فترة السكون هذه عندما لا تكون المتغيرات البيئية مثالية (على سبيل المثال ، الدورات النهارية الأقصر ، أو فترات الجفاف الممتدة ، أو الشتاء البارد ، أو الفيضانات). علاوة على ذلك ، تترجم دورات النمو والسكون إلى تغيرات في نشاط الكامبيوم مما يؤدي إلى حدود متحدة المركز مميزة تشريحيا في الجذع تسمى حلقات الشجرة3.

تنتج الأشجار عموما حلقة شجرة واحدة كل عام لأن الموسمية المناخية تحدث سنويا. وبالتالي ، فإن حلقات الأشجار هي المظهر المرئي للاستجابة الفيزيولوجية البيئية للكامبيوم الوعائي للظروف المناخية السنوية أثناء نموالشجرة 3. ستتميز المجموعة المبكرة من خلايا نسيج الخشب المتكونة على حلقة شجرة خلال موسم الأمطار بخلايا أكبر تسمى earlywood4. في المقابل ، خلال موسم الجفاف واستجابة لندرة المياه ، ينتج الكامبيوم الوعائي خلايا نسيج الخشب أصغر (القصبات الهوائية أو الأوعية) ذات جدران خلوية أكثر سمكا تسمى الخشب المتأخر. يكون هذا الاختلاف في الهياكل التشريحية أكثر وضوحا في الصنوبريات ، حيث يظهر الخشب المبكر لونا أفتح من الخشب المتأخر ، ويظهر لونا أغمق5. يتم تعريف المسافة بين بداية الخشب المبكر ونهاية الخشب المتأخر على أنها حلقة شجرة واحدة (الشكل 8F).

يمكن أن تتوقع الأشجار التي تنمو في مواقع ذات موسم ممطر وجفاف محدد جيدا سنوات مع كمية أكبر أو أقل من الأمطار. سيؤدي هذا التباين إلى إنتاج الأشجار لإنتاج حلقات أوسع خلال السنوات الرطبة وحلقات أضيق خلال سنوات الجفاف. يمكن اعتبار هذه الأنماط الزمنية للحلقات العريضة والضيقة على أنها رمز شريطي. هذا الاختلاف الزمني لعرض حلقة الشجرة هو الأساس لتطبيق عملية التأريخ المتبادل ، وهو أحد أهم المبادئ في أبحاث حلقةالشجرة 6. تكون عملية التأريخ المتبادل مرضية عندما تتم مزامنة أنماط الحلقات العريضة والضيقة في جميع العينات بنجاح في الوقت المناسب لتعيين سنة التكوين المقابلة.

في العديد من مناطق العالم التي يحدث فيها المناخ الموسمي ، من المحتمل أن تكون الإشارة الأكثر انتشارا المسجلة في حلقات الأشجار مرتبطة بتقلب المناخ7. ومع ذلك ، تحتوي حلقات الأشجار أيضا على معلومات إضافية تتعلق بالعمر (تنمو الأشجار الصغيرة بشكل أسرع من الأشجار الأكبر سنا) ، والتنافس على الموارد مع الأشجار المحيطة ، والاضطرابات الداخلية والخارجية (على سبيل المثال ، أحداث الوفيات أو تفشي الآفات أو الحرائق)8. وبالتالي ، قبل محاولة إعادة بناء المناخات السابقة باستخدام عرض حلقات الأشجار ، يجب إزالة الإشارات غير المناخية من خلال العديد من الإجراءات الإحصائية الموضحة في هذه المخطوطة.

الهدف الرئيسي من هذا البروتوكول هو إظهار كيفية تطوير إعادة بناء مناخية بناء على بيانات حلقة الشجرة لفهم التقلبات المناخية السابقة. وبالتالي ، ستعرض هذه المخطوطة الأساليب الميدانية والمخبرية الأساسية مثل أخذ العينات وإعداد العينات والتأريخ المتبادل وقياس عرض حلقات الأشجار المطلوبة لتطوير إعادة بناء مناخية. بالإضافة إلى ذلك ، سيشرح هذا البروتوكول أيضا التحليلات الإحصائية الأساسية المستخدمة لاستخراج التباين المشترك من عرض حلقات الشجرة وبناء تسلسل زمني لحلقة الشجرة يرتبط بالبيانات المناخية. أخيرا ، باستخدام نموذج انحدار خطي بسيط ، سيوضح البروتوكول كيفية إعادة بناء المناخ الماضي باستخدام التسلسل الزمني لحلقة الشجرة كمتغير متنبئ وبيانات المناخ كتنبؤ.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قبل الرحلات الميدانية الحصول على إذن من المالكين ، في حالة وجود منطقة محمية ، أو السلطات المعنية. من المهم جدا أن يشارك بعض الموظفين الذين يمثلون السلطة في العمل الميداني لتجنب أي مشكلة.

1. استراتيجية أخذ العينات

  1. تحديد منطقة الدراسة
    1. اختيار أنسب منطقة لأخذ العينات بناء على المعلومات المناخية وتكوين الغابات (يمكن أن تكون الغابات غير متجانسة إلى حد كبير؛ الشكل 1 أ ، ب).
    2. تأكد من أن موقع أخذ العينات يظهر موسمية مناخية سنوية واضحة وتباينا مناخيا بين السنوات بما في ذلك الموسم الجاف / الرطب أو البارد / الحار خلال العام. افحص السجلات المناخية من محطات الأرصاد الجوية القريبة لتحديد الموسمية المناخية السنوية والتباين المناخي بين السنوي.
    3. تأكد من وجود تباين مناخي متوسط إلى مرتفع بين السنوات بحيث تظهر الأشجار في موقع الدراسة تباينا كافيا في عرض الحلقة من سنة إلى أخرى لتقاطع العينات بين الأشجار.
    4. القيام برحلات ميدانية في المنطقة ذات الاهتمام لتحديد المواقع المحتملة ذات الأنواع ذات الأهمية (الشكل 1 ب)
    5. استخدم بعض الأدوات الموصى بها مثل رسم الخرائط والطائرات بدون طيار وصور الأقمار الصناعية لاستكشاف منطقة غابات أكبر واكتشاف المزيد من مناطق أخذ العينات المحتملة. تحقق من المعلومات من هذه المصادر في الحقل.
    6. جمع المعلومات من مصادر تكميلية مثل أصحاب المصلحة الإقليميين الذين يشملون مقدمي خدمات الغابات ومنتجي الغابات والمجتمعات الريفية وصغار ملاك الأراضي. اختيار أفضل مواقع الدراسة وأنسب الأفراد لتحقيق الهدف بناء على المعلومات التي تم الحصول عليها من كلا المصدرين.
    7. حدد المناطق التي لوحظ فيها الأفراد الأطول عمرا من الأنواع ذات الأهمية (الشكل 2 أ ، ب). راقب الأشجار الميتة والأشجار المتساقطة وجذوع الأشجار. تعتبر العينات الميتة القديمة مهمة جدا لأنها تسمح بتمديد التسلسل الزمني في الوقت المناسب (الشكل 2 أ ، ج ، د ، ه)
    8. تسجيل موقع الأفراد ذوي الخصائص المذكورة أعلاه باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
  2. اعتبارات اختيار أفضل شجرة
    1. بمجرد تحديد موقع أفضل موقع ، حدد الأشجار المراد أخذ عينات منها بشكل مناسب. الأشجار الموجودة في التربة الضحلة والصخرية والمنحدرات شديدة الانحدار أكثر حساسية للتقلبات المناخية. استخدم هذه الخصائص الفيزيولوجية البيئية لتحديد العوامل المحددة التي من المرجح أن تسجلها الأشجار (الشكل 2 أ).
      ملاحظة: تجنب أخذ عينات من الأشجار في أماكن المنافسة العالية. في هذه المواقع عالية الكثافة ، سيكون للأشجار إشارة ديناميكية قوية لحامل الغابات وإشارة مناخية منخفضة.
    2. سجل معلومات الموقع بتنسيق حقل. جمع المعلومات الجغرافية والبيئية عن المنطقة ، مثل الإحداثيات والارتفاع ومنحدر التضاريس واسم الموقع ونوع الغطاء النباتي والأنواع السائدة والاستخدام الحالي للأراضي.
    3. سجل معلومات الأشجار التي تم أخذ عينات منها ، مثل القطر أو الارتفاع أو وجود الضرر ، إذا كانت تقع بالقرب من مجرى مائي أو عليه أو على منحدر شديد الانحدار أو الوادي.
      ملاحظة: ستكون المعلومات المذكورة أعلاه مفيدة عند تحليل العينات لتأكيد نتائج الدراسة وتفسيرها بشكل أفضل. نظرا لأن الأشجار أو العينات قد تتعرض للتلف أو أن ظروف الموقع حيث تنمو الأشجار يمكن أن تغير الاختلافات السنوية في النمو. ستساعد هذه البيانات الوصفية في تفسير الاختلافات في النمو بشكل مستقل عن العوامل المناخية ، مما يمنح العناصر للنظر في العينات الصاخبة أو القضاء عليها ، مع مراعاة إبراز الإشارة المناخية دائما.
    4. أعط رمزا لكل عينة استنادا إلى اسم الموقع ورقم العينة، والذي يتكون من الأحرف الثلاثة الأولى من اسم الموقع ورقم الشجرة ورقم العينة. على سبيل المثال ، ستحتوي العينة الأولى المأخوذة في هذا الموقع على الكود التالي: RMI01A ، الذي يتوافق مع موقع Río Miravalles (RMI) ، والشجرة رقم واحد (01) ، والعينة الأولى (A).
      ملاحظة: يشير مصطلح العينة في هذه الحالة إلى نواة زيادة أو قطعة من مقطع عرضي مأخوذة من شجرة واحدة.
    5. إجراء أخذ عينات انتقائية كما هو الحال في معظم دراسات النسيج المناخي عن طريق اختيار الأفراد ذوي الخصائص المظهرية المحددة والنمو في ظروف بيئية محددة لتلبية أهداف البحث. قم بإجراء أخذ عينات غير انتقائية إذا كان الهدف هو إسقاط التأثيرات المناخية على نمو الأشجار ودمج حجم الشجرة وديناميكيات الحامل.
    6. حدد الأشجار ذات المظهر طويل العمر ، في بعض المناسبات ذات القمة الجافة ، والموت ، والساق الملتوية (أي الشكل الحلزوني) ، والأغصان المتساقطة (الشكل 3A-C). سيقوم الأفراد الذين يعيشون طويلا بتوسيع السجلات البيئية إلى الوراء في الوقت المناسب.
    7. حدد الأشجار طويلة العمر من خلال مراقبة حلقات ضيقة للغاية وأضيق خلال سنواتها الأخيرة والتي يصعب بالتالي ملاحظتها وتواريخها. حدد الأشجار الأصغر سنا التي تنمو خلال هذه الفترات نفسها لأنها تسجل حلقات أوسع وأكثر وضوحا ، مما يسهل تأريخ الأشجار الأكبر سنا.
    8. ضع في اعتبارك أخذ عينات بين 10٪ -20٪ من الأفراد الشباب بين الأشجار التي تم أخذ عينات منها ضمن استراتيجية أخذ العينات.
    9. تأكد من أن الأشجار لها جذع صلب للحصول على أطول قلب زيادة ممكن. بالإضافة إلى ذلك ، تجنب المناطق الفاسدة لأنها يمكن أن تتسبب في قطع عينات وفقدان الحلقات الداخلية وقد تؤدي إلى تعليق حفار الزيادة.
    10. تأكد من أن الأشجار المختارة ليست مجوفة. اضغط برفق على الشجرة بمطرقة بلاستيكية واستمع إلى صدى الخشب. إذا كان الرنين قويا أو عميقا ، فهذا يعني أن الشجرة قد تكون مجوفة. إذا كان الصوت جافا ، فهناك احتمال ضئيل أن تكون الشجرة مجوفة.
      ملاحظة: هذه الخطوة مهمة لأن حفار الزيادة قد يعلق في الأشجار المجوفة ، مما يجعل من الصعب استخراج حفار الزيادة ، وربما لا تكون العينة ذات نوعية جيدة.
    11. حتى عندما يتم النظر في ما سبق ولم يتم الكشف عن أي تعفن ، انتبه جيدا لما يلي. عند إدخال حفار الزيادة ، استخدم درجة معينة من القوة لاختراق الشجرة. عندما تتغير هذه القوة المطلوبة ، يصبح الحفار أكثر ليونة ، وعند هذه النقطة توقف وارسم العينة.
      تنبيه: إذا استمرت القوة في دفع حفار الزيادة إلى الداخل ، فسوف يتجمع الخشب المتحلل الممزوج بالراتنج في برميل حفار الزيادة ويشكل سدادة يصعب إزالتها باستخدام المستخرج. عندما يحدث هذا ، لا تستخدم سكينا أو بعض المواد الفولاذية لتحرير السدادة الخشبية من حفار الزيادة (قد يؤدي ذلك إلى إتلاف جزء القطع ، مما يجعله عديم الفائدة).
    12. حافة حفار الزيادة حساسة للغاية للصدأ المعدني ، استخدم مادة تشحيم وقطعة من الخشب للضغط على القابس وتحرير أسطوانة حفار الزيادة. لا يسبب الخشب أي ضرر لحافة حفار الزيادة.
    13. عند العمل مع الأشجار الراتنجية أو بكميات كبيرة من النسغ ، قم بتنظيف الحفار كثيرا بالزيت. استخدم مواد التشحيم أو الإيثانول لتنظيف بقايا الراتنج التي تلتصق بالمعدن.
  3. جمع العينات (تجميع النوى المتزايدة)
    1. اجمع العينات باستخدام حفار Pressler increment (الشكل 4 أ) ، وهي أداة دقيقة مصممة لاستخراج نواة صغيرة من شجرة حية دون تلف كبير6. استخدم أيا من حفار الزيادة المتاحة التي تأتي بأطوال مختلفة (100-1000 مم) وأقطار (4 ، 5 ، 10 ، 12 مم) ، والخيوط (2 و 3 ؛ الشكل 4 ب ، ج). كما هو الحال مع أي أداة لقطع الأخشاب ، حافظ على الحفار حادا ونظيفا ؛ قد تؤدي الحفارات غير الحادة إلى نوى ملتوية ومكسورة.
    2. حدد الحفار المناسب اعتمادا على أنواع الأشجار المراد أخذ عينات منها. بالنسبة لمعظم الأخشاب ، استخدم حفار ثلاثي الخيوط من أي طول أو قطر لأخذ العينات. بالنسبة لأنواع الأخشاب الصلبة ، استخدم حفار ثنائي الخيوط بقطر صغير وطول قصير لاختراق أبطأ ، واحتكاك وضغط أقل على الخشب ، واحتمال أقل للكسر أثناء عملية أخذ العينات.
    3. في الأنواع التي تظهر ترددا عاليا من الحلقات الزائفة أو تذبذب الكثافة بين السنوات (IADF) و / أو الحلقات الدقيقة ، استخدم الحفار بقطر 12 مم بدلا من 5 مم. يسمح ذلك باستخراج سطح عينة أوسع لتصور أفضل للحلقات الصعبة ويسهل تحديد هذه المشكلات (الشكل 4 ب). لا تحاول استخدام حفار أطول في الأخشاب الصلبة نظرا لوجود خطر كسرها أثناء عملية أخذ العينات.
    4. من أجل أخذ عينة من الخشب ، قم بتوجيه حفار الزيادة عن طريق توجيهه نحو مركز الشجرة ، 90 درجة (عموديا) على محور الجذع.
    5. ادفع حفار الزيادة إلى الشجرة وأدر المقبض في اتجاه عقارب الساعة في وقت واحد. هذا الجزء ضروري لأن قلة الضغط أثناء الاختراق الأولي لقمة الحفار قد تتسبب في نوى غير منتظمة أو مكسورة. بمجرد اختراق البتة تماما ، قم بإرخاء الضغط وقم بتدوير المقبض حتى يتم الوصول إلى العمق المطلوب (الشكل 5 أ).
    6. احصل على عينتين على الأقل لكل فرد لضمان جودة العينة الجيدة. إذا كانت الأشجار تنمو على منحدر ، فخذ عينات موازية لمحيط المنحدر (الشكل 4 أ) لتجنب خشب التفاعل الذي تنتجه الأشجار7.
      ملاحظة: في الصنوبريات ، تنتج الأشجار خشب تفاعل على شكل حلقات عريضة أسفل المنحدر للحفاظ على الشجرة منتصبة ويسمى خشب الضغط. في كاسيات البذور (الأشجار عريضة الأوراق) ، يتم إنتاج حلقات عريضة أعلى المنحدر وتسميها خشب التوتر. يجب مراعاة خشب التفاعل للعثور على مركز الشجرة وتجنب التأثيرات غير المناخية على عرض حلقة الشجرة.
    7. عندما يتم تدوير الحفار بعمق كاف إلى مركز الشجرة (الشكل 5 ب) ، أدخل المستخرج في الحفار وادفعه نحو مركز الشجرة (الشكل 5 ج).
    8. عندما يتم إدخال المستخرج إلى طوله الكامل ، أدر الحفار قليلا عكس اتجاه عقارب الساعة لكسر الاتصال بين العينة والشجرة (الشكل 5C). بعد ذلك ، قم بإزالة المستخرج الذي يحمل النواة (الشكل 5D ، E) وقم بإنهاء الاستخراج عن طريق إزالة الحفار من الشجرة مع تدويره عكس اتجاه عقارب الساعة (الشكل 5F).
    9. بعد أخذ العينة ، انتبه جيدا إلى أن الشجرة تشكل ختما من الراتنجات أو نضح النسغ متبوعا بنمو ثانوي. في ظل ظروف خاصة ، قد تكون الإصابة هي المسار لدخول مسببات الأمراض التي يمكن أن تلحق الضرر بالشجرة6.
    10. عند العمل في المناطق المحظورة ، على سبيل المثال ، المناطق الطبيعية المحمية والمتنزهات الوطنية ، ضع في اعتبارك اتخاذ تدابير إضافية لحماية الأشجار التي تم أخذ عينات منها. قم بتغطية الإصابة الطفيفة التي أحدثها حفار الزيادة بشمع Campeche أو شمع العسل.
    11. في حالة حدوث مشاكل أثناء العمل الميداني ، مثل وجود خشب عالق داخل الحفار ، أو كسر الطرف ، أو وجود حفار إضافي عالق على شجرة ، راجع الخطوات 1.2.9.-1.2.12. بالإضافة إلى ذلك ، خذ أكثر من حفار زيادة إلى الحقل.
      ملاحظة: تذكر أنه لا توجد قاعدة ذهبية لاستخراج النواة. تجنب المخالفات وحاول الحصول على أفضل المعلومات المطلوبة (الشكل 4). لمزيد من المعلومات حول العناية بنواة الزيادة وأخذ العينات ، استشر أوراق Maeglin9 و Phipps10 المتاحة مجانا عبر الإنترنت.
    12. تعامل مع النوى بعناية لأنها هشة. قم بتخزين كل عينة مباشرة بعد الاستخراج. بالنسبة للعينات التي يبلغ قطرها 5 مم أو أرق ، ضعها في قش بلاستيكي به ثقوب أو قش ورقي لتحسين التهوية وتجنب نمو الفطريات (الشكل 6 أ). بالنسبة للعينات التي يبلغ قطرها 12 مم ، قم بلفها في صحيفة أو أي نوع آخر من الورق (الشكل 6 ب).
    13. أثناء العمل الميداني والنقل إلى المختبر ، قم بحماية العينات وتخزين العينات على أنبوب بلاستيكي صلب بأغطية بلاستيكية.
    14. في الأماكن التي توجد فيها أشجار أو جذوع ميتة ، استخرج المقاطع العرضية باستخدام المنشار. هذا يسمح بأخذ عينات من كل من الأشجار الصغيرة والأشجار الكبيرة (الشكل 6 ج).
      ملاحظة: الهدف من هذا النوع من العينات هو إطالة فترة التسلسل الزمني والمساعدة في اكتشاف الحلقات المفقودة غير الموجودة على النوى. الحلقات المفقودة واضحة أو ستكون واضحة إذا تم الكشف عن محيط الشجرة بالكامل6.
    15. بالنسبة للعينات المأخوذة بالمنشار وبدرجة معينة من تحلل الخشب ، من الممكن أن تفقد شظايا العينة. لف العينات بالبلاستيك لتجنب ذلك (الشكل 6D ، E).

figure-protocol-1
الشكل 1: غابة صنوبرية مختلطة معتدلة. (أ) غابة صنوبرية مختلطة من Pinus montezumae و Pinus arizonica و Pinus ayacahuite. (ب) غابة صنوبرية مختلطة من Pseudotsuga menziesii و Pinus arizonica و Pinus ayacahuite. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-2
الشكل 2: اختيار الموقع. (أ) المناطق الحرجية ذات الظروف المحدودة (التربة الضحلة والجافة والمنحدر الحاد) مع احتمال كبير للعثور على أفراد طويل العمر. (ب) الأفراد الذين يعيشون طويلا ضروريون لدراسات المناخ المنخفض. (ج ، د ، ه) تحديد موقع واختيار الأخشاب الميتة (جذوع الأشجار والأشجار المتساقطة والخشب بدرجة معينة من التدهور) مما يسمح بتمديد التسلسل الزمني في الوقت المناسب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-3
الشكل 3: اختيار أفضل عينات الأشجار. (أ) شجرة ذات مظلة ميتة وأغصان سميكة ، مميزة للأفراد الذين يعيشون طويلا ، و (ب ، ج) صور للأشجار ذات السيقان والأغصان الملتوية ، أي في شكل حلزوني ، تدل على الأفراد الذين يعيشون طويلا. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-4
الشكل 4: الأدوات المستخدمة لجمع العينات. (أ) حفار الزيادة (Pressler) ، أداة استخراج العينات الشجيرية. (ب) حفار قطره 12 مم ، موصى به للحالات التي تتطلب المزيد من المواد لتحديد حلقات الأشجار ، مما يسمح باستخراج حجم عينة أكبر ، مما يحسن تصور الحلقات المعقدة ، ويسهل تحديد مشاكل النمو. (ج) حفار قطره 5 مم يستخدم في معظم الحالات. يستخدم هذا النوع من الحفار لأخذ العينات الأساسية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-5
الشكل 5: عملية جمع العينات. (أ) قم بتوجيه المثقاب الذي يشير إلى مركز الجذع ، ووضعه بزاوية 90 درجة ، عموديا على محور الجذع ، وادفع الحفار في نفس الوقت نحو الشجرة واستدر في اتجاه عقارب الساعة. (ب) عندما يتم إدخال الحفار بعمق 1 بوصة ، استمر في الدوران في اتجاه عقارب الساعة للوصول إلى مركز الجذع ، ويتم إدخال المستخرج في الأسطوانة الداخلية للحفار. (ج) عندما يتم إدخال المستخرج إلى طوله الكامل ، قم بتدوير الحفار بدورة واحدة عكس اتجاه عقارب الساعة لكسر الاتصال بين العينة والشجرة. (د، ه) استخراج عينات الخشب. (و) تتم إزالة الحفار من الجذع عن طريق الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-protocol-6
الشكل 6: تقنيات لحماية عينات الخشب. نظرا لأن العينات يمكن أن تكون هشة ، يجب تخزين كل عينة بشكل صحيح بعد جمعها. (أ) توضع العينات المأخوذة باستخدام الحفار الذي يبلغ قطره 5 مم في قش بلاستيكي به ثقوب أو قش ورقي. تسمح الثقوب بتهوية أفضل وتمنع نمو الفطريات. (ب) العينات التي يبلغ قطرها 12 مم أكثر صلابة. يتم تغليف هذه العينات في صحيفة أو أي نوع آخر من الورق أو مغلفات مانيلا. (ج) عند جمع المقاطع العرضية بالمنشار (دال وهاء)، ينبغي لفها بالبلاستيك لتوفير مزيد من الدعم وتجنب فقدان الشظايا أثناء النقل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. تحضير العينة في المختبر

  1. اتباع الإجراءات القياسية التي أشار إليها ستوكس وسمايلي6 لإعداد وتأريخ العينات في المختبر.
  2. دع العينات تجف في الظل بحيث يقلل فقدان الرطوبة من الخشب تدريجيا من تشوهات الخشب (الشكل 7 أ). بعد أن تفقد النوى رطوبة كافية ، قم بتثبيتها على حوامل خشبية أو قضبان ، وثبتها بالغراء (الشكل 7 ب) واربطها بشريط أو خيط (الشكل 7 ج ، د).
  3. انتبه إلى اتجاه النوى الخشبية عند وضعها على الحوامل. يتم ملاحظة النوى مثل خلايا نسيج الخشب ، الموجهة بشكل عمودي على المستوى ، وظهورها (الشكل 7E). يسمح هذا الاتجاه بالتصور الواضح لتشريح الخشب لحلقات الشجرة.
  4. صنفرة وتلميع العينات باستخدام ورق صنفرة من حبيبات مختلفة ، تتراوح بين 120 إلى 1200 حصى. في المقاطع العرضية التي يمكن أن تظهر مخالفات سطحية كبيرة ، اتبع أحد الخيارين المحتملين.
    1. الخيار 1: اعمل بفرشاة كهربائية ثم قم برمل العينة لاحقا. الخيار 2: ابدأ عملية الصنفرة بحبيبات ورق صنفرة أكثر خشونة ، في حدود 30 وقم بزيادة الحبيبات تدريجيا إلى 1200. سيسمح ذلك برؤية حلقات النمو وتمييزها بسهولة أكبر (الشكل 7F ، G).
  5. قم بتلميع الجزء العلوي بالكامل من العينة (الشكل 7E). قم بتلميع ما لا يقل عن 30٪ وبحد أقصى 50٪ من جزء العينة المقابل للقسم اللاصق على الرف الخشبي. سيسمح ذلك بالحصول على جزء كاف من الخشب لعمليات التلميع اللاحقة بهدف زيادة وضوح الحلقات ونقاط المسح والعلامات التي يتم وضعها أثناء عملية التأريخ.

figure-protocol-7
الشكل 7: تحضير العينة. (أ) يضمن تجفيف العينات في الظل أن فقدان الرطوبة تدريجي لتقليل تشوه الخشب (النوى الملتوية). (ب) مثال على كيفية تركيب العينات على رف خشبي ، مثبت بالغراء ، و (C ، D) يوضح كيفية ربطها بالقطع بشريط أو حبل رفيع. (ه) يشير إلى الموضع الصحيح للألياف الخشبية ، والتي يجب أن تكون موجهة بشكل عمودي على حلقات النمو. سيسمح هذا الاتجاه بتصور واضح لتشريح حلقات النمو. (F ، G) إنه مثال على جودة الصنفرة والتلميع باستخدام حبيبات ورق الصنفرة من 120 إلى 1200. يسمح هذا الإجراء بتصور حلقات النمو وتمييزها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. التأريخ الدائري الشجري

  1. بعد تلميع العينات ، قم بتحليل كل نواة تحت مجسم بتكبير 10x إلى 15x. ضع في اعتبارك مجسما يسمح بمراقبة ومقارنة العديد من حلقات النمو في نفس الوقت.
  2. بمجرد أن يكون لدى الباحث فكرة جيدة عن ماهية حلقة النمو ، اعتمادا على الأنواع المستخدمة ، احسب حلقات النمو لكل عينة. ستوفر هذه الخطوة تقريبا لعمر الشجرة. بالإضافة إلى ذلك ، تعرف على نوع الاختلافات التي قد تتم مواجهتها أثناء عملية التأريخ المتبادل (الشكل 8 أ). لعد حلقات الشجرة ، ابدأ من الحلقة الداخلية (مركز الشجرة) إلى الحلقة الخارجية (اللحاء).
  3. ضع علامات صغيرة على العينة للعودة وإعادة النظر في العينة مع معرفة المكان في الوقت المناسب. ضع نقطة صغيرة لكل عقد ، ونقطتين لكل مقطع مدته خمسين عاما ، وثلاث نقاط لكل مائة عام (الشكل 8 أ).
  4. استخدم أنواعا أخرى من العلامات لتمييز الحلقات التي لها خصائص معينة. على سبيل المثال ، عندما تكون الحلقة الدقيقة مع جزء صغير فقط من نطاق النمو واضحة ، استخدم نقطتين متوازيتين لتمييزهما. عندما يكون هناك شك أو يقين في عدم وجود حلقة ، استخدم نقطتين بديلتين أو دائرة لتمييزها ، وعندما يتم تحديد حلقة زائفة ، استخدم خطا قطريا للإشارة إلى أنها حلقة واحدة.
    ملاحظة: لمزيد من التفاصيل حول تقنية العد ، اتبع الإجراءات القياسية المشار إليها بواسطة Stokes and Smiley6.
  5. بمجرد عد حلقات الشجرة ، استخدم الرسوم البيانية للنمو أو مخططات الهيكل العظمي لمقارنة الأنماط الزمنية والتباين بين الحلقات العريضة والضيقة. يسمح هذا الجزء الرسومي بمقارنة عدة عينات في وقت واحد وتحديد أنماط النمو الشائعة والمتزامنة (الشكل 8 ب). تسمح هذه التقنية بالكشف عن التناقضات في النمو التي يمكن أن تكون قد تم تمييزها عن طريق الخطأ عند عد الحلقات.
    ملاحظة: يرجى الاطلاع على المرجع6 والرابط أدناه لمزيد من التفاصيل حول عمل مؤامرة هيكل عظمي: https://www.ltrr.arizona.edu/skeletonplot/plotting.htm.
  6. في عينات من الأشجار الحية الصغيرة ، حيث يعرف تاريخ الحلقة الخارجية الأخيرة (إلى جانب اللحاء) ، قم بإجراء حلقة شجرة أولية مؤرخة مباشرة على العينة. على سبيل المثال ، إذا تم جمع العينة من غابة في نصف الكرة الشمالي في ديسمبر 2021 ، وهي نهاية موسم النمو واكتمل تكوين حلقة الأشجار ، فسيكون تاريخ آخر حلقة مكتملة التكوين هو 2021. باستخدام هذا ، احسب الحلقات من الجزء الخارجي (اللحاء) إلى مركز العينة.
  7. تظهر العينات من الأشجار القديمة فترات من الحلقات الضيقة ، بشكل عام في الجزء الخارجي من القلب. قم بإنشاء مخطط هيكلي لهذه النوى (الشكل 8 ج) لمقارنة نمط نموها بعينة معروفة ومؤرخة جيدا أو مع تسلسل زمني رئيسي إقليمي سابق بعرض الحلقة (الشكل 8 د).
  8. لمقارنة العينة ، ابحث عن التزامن بين الحلقات الرفيعة والعريضة بين الأشجار المختلفة (الشكل 8 أ ، ب). تعتبر العينة مؤرخة عند العثور على تطابق ناجح بناء على تقنية التأريخ المتبادل.
  9. في العينات التي تكون فيها أنماط تزامن النمو غير واضحة ، بسبب الاختلافات في تباين النمو ، أو الحلقات الغائبة ، أو الحلقات الزائفة ، اكتشف المشكلة من خلال مراجعة حلقة تلو الأخرى بين العينات ومقارنتها بالعينات المؤرخة تماما. استخدم سجلات المناخ من المحطات القريبة للتحقق من الحلقات المفقودة المشبوهة ، لأن هذا النوع من شذوذ الحلقة يحدث في السنوات ذات الظروف الجافة أو الباردة الشديدة.
  10. بعد تحديد المشكلات المحتملة، قم بتصحيح العد واختبر ما إذا تم تحقيق التزامن.
  11. بعد أن يتم تقاطع جميع الأشجار الحية ، قم بتطوير مخطط متوسط للنمو يسمى عادة التسلسل الزمني الرئيسي (الشكل 8 د) ، وهو متوسط جميع قطع النمو المؤرخة ويشير إلى نمط نمو الموقع في مجال زمني6. إنه مفيد كأداة تأريخ لمزيد من العينات التي تحتاج إلى تأريخ متقاطع ، مثل الأشجار الميتة ذات تاريخ الوفاة غير المعروف (الشكل 8 ج).

4. قياس حلقة الشجرة

  1. بمجرد تأريخ العينات ، قم بقياس عرض حلقة الشجرة. قم بقياس عرض الحلقة الإجمالي بالإضافة إلى النطاق بين السنوات - العرض المبكر والخشب المتأخر إن أمكن. استخدم نظام قياس بدقة 0.001 مم11 لإجراء هذه القياسات (الشكل 8E).
  2. قم بقياس حلقات النمو والحلقات الجزئية واحدة تلو الأخرى عن طريق تحريك مرحلة نظام القياس ومراقبة العينة من خلال مجسم بعدسة متشابكة. اعتمادا على نظام القياس ، ابدأ القياس بالحلقة الأعمق للحلقة الخارجية (الشكل 8F).
  3. إذا لم يكن نظام القياس الميكانيكي متاحا ، في هذه الحالة ، استخدم ماسحا ضوئيا لالتقاط صور عالية الدقة وإجراء قياسات حلقة الشجرة باستخدام برنامج متخصص مثل CooRecorder أو قياس R من CRAN.

figure-protocol-8
الشكل 8: التأريخ المتقاطع وقياس حلقة الشجرة. (أ) يوضح عدد الحلقات ومقارنة نمط النمو بين عينتين. (ب) مثال على كيفية انعكاس تباين نمو كلتا العينتين في الرسوم البيانية الورقية (مخطط الهيكل العظمي). يسمح هذا النوع من الرسم البياني بإجراء مقارنات بين نمو العديد من العينات في وقت واحد (التأريخ المتبادل) وهو تقنيات أساسية لتحقيق التأريخ الصحيح. تشير العلامات الموجودة أعلى الرسم البياني 0 ، 50 ، 60 ، وما إلى ذلك ، إلى عدد الحلقات المحسوبة في العينة الموضحة في A. (C) مخطط هيكل عظمي لعينة من الخشب الميت مؤرخة إلى السنة المحددة باستخدام التسلسل الزمني الرئيسي. (د) مثال على التسلسل الزمني الرئيسي ، متوسط الأشجار الحية المؤرخة بشكل صحيح. (ه) استخدم نظام قياس بدقة 0.001 مم لقياس كل من الزيادات السنوية. (و) تخطيطي يوضح النمو السنوي في Pinus lumholtzii وأجزاء الشريط الثلاثة المختلفة للحلقة السنوية (الحلقة الكلية ، والخشب المبكر ، والخشب المتأخر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. التحقق من التعارف المتقاطع

  1. بمجرد قياس عرض الحلقة ، اختبرها للتأكد من دقة التأريخ وجودتها. استخدم برنامج COFECHA12 (https://ltrr.arizona.edu/research/software) و dplR13 للتحقق الإحصائي من التواريخ المتبادلة. تحديد الارتباطات غير الهامة (< 0.3281 ؛ ص > 0.01) بين أجزاء من سلسلة الحلقات بين التسلسل الزمني الرئيسي الذي تم إنشاؤه باستخدام نفس العينات في برنامج تحليل COFECHA.
  2. ابحث عن العلامات في البرنامج التي تحدد قيم ارتباط المقطع غير المهمة ، مما يجعل من السهل تحديد التناقضات المحتملة بين مقاطع أي عينة مع التسلسل الزمني الرئيسي العام (متوسط جميع القيم الموحدة لكل عينة تم تحليلها).
  3. قد تكون التناقضات مرتبطة بالأخطاء الناجمة عن القياس أو تحديد الحلقة المنسوبة إلى ظروف دقيقة محددة لأشجار مختارة ، والتي لا تتزامن مع التباين الكلي بين بقية العينات. تحقق من ذلك من خلال الملاحظات والملاحظات التي تم تدوينها في الميدان وقرر ما إذا كنت تريد الحفاظ على هذه العينة أو إزالتها.
  4. لمزيد من التفاصيل حول تفسير إحصاءات COFECHA ، انظر Speer7.

6. تطوير التسلسل الزمني

  1. قم بتغيير اتجاه قياسات حلقات الأشجار أو توحيدها لإزالة جميع المعلومات غير المناخية (الضوضاء) ، مثل العمر وهندسة الشجرة وديناميكيات الحامل وتأثيرات الاضطراب كما هو موصوف.
    1. قم بملاءمة معادلة رياضية مع العينة - البيانات السالبة الأسية (الشكل 9 أ) ، أو الخط المستقيم (الشكل 9 ج) ، أو الشرائح المكعبة - اعتمادا على المعايير والاتجاهات الزمنية الموجودة في العينات (الشكل 9 أ). ثم اقسم كل عرض حلقة مقاس على قيمته الملائمة أو المتوقعة.
    2. متوسط القيم الموحدة للأشجار الفردية معا في دالة متوسط القيمة وضبط معدلات النمو التفاضلية بسبب اختلاف أعمار الأشجار والاختلافات في معدل النمو الإجمالي. سيؤدي ذلك إلى إنشاء سلسلة زمنية موحدة مع تباين ثابت نسبيا ومتوسط يساوي8 واحد (الشكل 9 ب ، د)
  2. لا توجد وصفة مثالية لتوحيد سلسلة عرض حلقة الشجرة. قم بإجراء فحص رسومي لجميع قياسات عرض الحلقة لتحديد الاتجاهات المضمنة في العينات قبل تطبيق أي طريقة detrending.
  3. استخدام أي منصة إحصائية لتحقيق التوحيد القياسي. برامج مثل ARSTAN أو dplR مخصصة لهذا النوع من التحليل13،18 وهي متاحة مجانا في https://ltrr.arizona.edu/research/software وكحزمة R من CRAN.
  4. قم بإجراء إزالة الارتباط التلقائي باستخدام الإجراء الإحصائي المسمى نمذجة المتوسط المتحرك الذاتي الانحدار (نمذجة ARMA) والتي يتم تطبيقها تلقائيا في البرنامجين المذكورين سابقا. هذا مطلوب لدراسة تأثير التباين المناخي بين السنوات على حلقات الأشجار.
  5. بمجرد توحيد قياسات حلقة الشجرة وإزالة الارتباط التلقائي ، قم بتطوير التسلسل الزمني للموقع (الشكل 10 أ). التسلسل الزمني لموقع حلقة الشجرة هو متوسط جميع السلاسل الموحدة باستخدام متوسط قوي ثنائي الوزن ، على عكس المتوسط الحسابي ، يخفف من تأثير السنوات غير النمطية (القيم المتطرفة).
  6. تقييم الجودة وإمكانية إعادة بناء المناخ باستخدام المؤشرات الإحصائية الرئيسية الثلاثة من التسلسل الزمني للموقع الذي تم إنشاؤه بواسطة ARSTAN أو dplR ، وهي الإشارة السكانية المعبر عنها (EPS) ، ومتوسط الحساسية (MS) ، والعلاقة المتبادلة بين السلسلة (ISC).
  7. تقدير درجة التشابه بين العينات المختلفة المستخدمة في التسلسل الزمني والتسلسل الزمني الافتراضي مع عدد لا حصر له من العينات باستخدام EPS (الشكل 10 ب). تعتبر القيمة الأكبر من 0.85 مقبولة وتشير إلى أن التسلسل الزمني يحتوي على عدد كاف من العينات للتعبير عن الإشارة المشتركة لموقع معين19.
  8. قم بقياس التباين النسبي بين عروض الحلقة باستخدام MS. تتراوح قيمة متوسط الحساسية من صفر إلى اثنين ، مع وجود قيم صفرية تعني أنه لا يوجد فرق بين حلقتين متجاورتين واثنتين مما يعني أن الحلقة لها قيمة صفرية بجوار حلقة حيث تكون القيمة أكبر من صفر3. يشير متوسط قيمة الحساسية الأكبر من 0.3 إلى تباين كاف بين السنوات وإمكانية إعادة البناء المناخي.
    ملاحظة: يمكن تفسير متوسط الحساسية على أنه مقياس للعلاقة المحتملة بين نمو الأشجار والمناخ.
  9. احسب متوسط معامل ارتباط بيرسون لكل عينة مقابل التسلسل الزمني الرئيسي الناتج عن جميع السلاسل الزمنية الأخرى في الموقع باستخدام مركز الدراسات الدولي. تشير هذه الإحصائية إلى الإشارة الشائعة لنمو الأشجار بين الأشجار.

figure-protocol-9
الشكل 9: أمثلة على إجراءات تغيير الاتجاه والتوحيد القياسي لقياسات عرض حلقة الشجرة (RW) ، من القياسات إلى المؤشرات. يتم حساب التوحيد القياسي لمؤشر عرض الحلقة (RWI) ، وبالتالي فإن المتوسط حوالي واحد وله تباين متجانس. (أ) تشير سلسلة عرض الحلقة RW إلى الانخفاض الأسي في النمو بسبب تأثير العمر ، ويتم تطبيق منحنى detrend من أفضل ملاءمة ، وفي هذا المثال ، نستخدم منحنى أسي سالب (اللون الأحمر). (ج) هذا مثال ثان على خط مستقيم (اللون الأحمر). (ب ، د) يتم إنشاء المؤشرات الطبيعية (RWI) بعد قسمة قيمة المنحنى على سلسلة RW. يلغي هذا التقسيم الاتجاهات الملائمة للمنحنى ، مما يزيد من الإشارة المناخية (السلاسل الزمنية باللون الرمادي) وشريحة تنعيم لمدة 20 عاما (اللون الأحمر) لمراقبة الأحداث منخفضة التردد مثل الجفاف والفترات الرطبة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

7. تحليل الارتباط الشهري

  1. قم بإجراء تحليل الارتباط لتحديد العلاقة بين نمو الأشجار السنوي (التسلسل الزمني للموقع) والمتغيرات المناخية الشهرية (هطول الأمطار ودرجة الحرارة والتبخر والرطوبة النسبية وغيرها). استخدم هذا التحليل لتقييم الفترة لإعادة بناء حلقة الشجرة بناء على أعلى قيم الارتباطات بين المتغيرات المناخية الموسمية والتسلسل الزمني للموقع.
  2. إجراء تحليل الارتباط مع السجلات المناخية الشهرية للعام السابق والحالي (الشكل 11 أ). استخدم أحد البرامج العديدة المتاحة لتشغيل هذا النوع من التحليل ، انظر المراجع 3،20،13.
    ملاحظة: يشير التحليل بدقة شهرية إلى موسمية إلى درجة الارتباط ، باستخدام معاملات ارتباط بيرسون ، بين المتغيرات المناخية والتسلسل الزمني لموقع حلقة الشجرة.
  3. استخدم سجلات المناخ من أقرب محطات الأرصاد الجوية أو أقرب نقطة شبكة من مجموعة بيانات شبكية لإجراء تحليل الارتباط. بالإضافة إلى ذلك ، قم بتقييم جودة السجلات واستخدم أفضل خيار متاح.
  4. عند إجراء تحليل الارتباط على محطات أرصاد جوية متعددة ، استكشف كل سجل إقليمي واحدا تلو الآخر قبل تجميع سجل مناخي إقليمي واحد. استخدم فقط تلك المحطات التي تعرض أعلى قيم الارتباط مع التسلسل الزمني لحلقة الشجرة.
  5. قارن المتوسط الإقليمي مع أفضل مجموعة بيانات شبكية متاحة لتقييم وتجنب فقدان تقلبات المناخ عند الجمع بين محطات أرصاد جوية متعددة.

8. نموذج الانحدار الخطي البسيط وإعادة بناء المتغير المناخي

  1. بمجرد تحديد الفترة الموسمية التي تظهر أقوى نمو مناخي (الشكل 11 ب والشكل 12 أ) ، قم بإجراء تحليل انحدار خطي بسيط أو متعدد لبناء نموذج إعادة الإعمار (الشكل 12 ب).
  2. قم بتنفيذ هذا الإجراء على مجموعة واسعة من المجموعات الشهرية للحصول على أفضل نموذج لإعادة البناء (النموذج الذي يتمتع بأعلى قوة توضيحية ، قيمة R2 المعدلة). في هذا التحليل ، ضع في اعتبارك مؤشر التسلسل الزمني لحلقة الشجرة كمتغير مستقل ، وهطول الأمطار لفترة شهرية موسمية متراكمة كمتغير تابع.
  3. بعد إنشاء نموذج الانحدار ، قم بتطبيقه على التسلسل الزمني في الفترة المشتركة للبيانات المرصودة.
  4. بعد ذلك ، قسم الفترة المشتركة للبيانات المرصودة والمعاد بناؤها إلى فترتين تحتوي كل منهما على نصف البيانات المستخدمة في نموذج الانحدار المشترك بأكمله للتحقق من صحة النموذج إحصائيا وإجراء اختبار معايرة والتحقق.
  5. حدد المتغيرات الإحصائية التالية للتحقق من القوة التنبؤية الإحصائية وعدم اليقين لنموذج الانحدار (انظر المناقشة للحصول على وصف مفصل): معامل الارتباط (r) ، R2 المعدل ، تقليل الخطأ (RE) ، اختبار العلامات ، اختبار t العينة المقترنة ، الخطأ المعياري للتقدير (SE) ، خطأ الجذر متوسط التربيع للتحقق من الصحة (RMSEv) ، واختبار Durbin-Watson.
  6. بمجرد التحقق من صحة نموذج الانحدار إحصائيا ، استخدمه لإعادة بناء المتغير المناخي للاستجابة باستخدام التسلسل الزمني لحلقة الشجرة.
  7. أخيرا ، لتوفير موثوقية ويقين إضافيين لأي إعادة بناء مناخ ، تحقق من إعادة الإعمار من خلال السجلات التاريخية الموثقة أو غيرها من عمليات إعادة البناء المناخية من المواقع القريبة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

باتباع الخطوتين 1.1 و 1.2 من البروتوكول ، Pinus lumholtzii B.L. روب. وتم اختيار فيرنالد لهذه الدراسة. من بين أهم الجوانب التي تم النظر فيها ، هناك عدد قليل منها كما يلي: إنه صنوبرية من جنس الصنوبر مع توزيع جغرافي واسع ودراسات قليلة جدا من وجهة نظر الشجيرات. ويتطور في المواقع الفقيرة ذات النتوءات الصخرية، وذات القدرة المنخفضة على تخزين المياه، ويقيد نموه قلة توافر المياه والتغذية، مما يؤدي إلى بطء معدلات النمو وذو قيمة تجارية ضئيلة؛ نظرا لشكلها الظاهري وقلة اهتمامها التجاري ، من الممكن العثور على مواقع ذ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

السجلات البديلة هي أنظمة طبيعية تعتمد على الطقس ، والتي كانت موجودة في الماضي ولا تزال موجودة ، مثل الرواسب البحيرية والبحرية ، وحبوب اللقاح ، والشعاب المرجانية ، والنوى الجليدية ، ووسطاء الحزم ، وحلقات الأشجار ، لذلك يمكن اشتقاق المعلومات منها24. ومع ذلك ، من معظم الوكلاء الحساسين للمناخ ، تمثل حلقات الأشجار الوكيل بأعلى دقة ودقة بين السنوات ، مما يسمح بتأريخ الأحداث المناخية والبيئية إلى سنة الحدوث بالضبط ، والتي تمتد لعدة قرون ، وأحيانا تصل إلى عدة آلاف من السن...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تنفيذ المشروع البحثي بفضل التمويل من خلال مشاريع CONAFOR-2014 و C01-234547 و UNAM-PAPIIT IA201621.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
ARSTAN Softwarehttps://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software
حزام ساندرDewalt Dwp352vs-b3 3x21 PuLGلعينات الصنفرة
سلسلة المنشار الفصولالغابات مورديPGI 5-Ply Para-Aramidhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Chain%20Saw%20Chaps
ChainsawStihl أو Husqvarna ل مثالMS 660المعدات الأساسية لأخذ عينات المقاطع العرضية (مثال: شريط 18-24 بوصة)
موردو الغاباتمقياس ClinometerSuunto PM5 / 360PC بمقاييس النسبة المئوية والدرجةhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Clinometer
COFECHAhttps://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software
Compass Forestry الموردينSuunto MC2 Navigator Mirror Sightinghttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=compass
العمل الميداني الشجيريالبرامج التي يمكن فيها اكتساب مهارات المواعدة أو شحذها
الغابات بقطرالشريط موديل 283D / 10M النسيج أو الصلب.https://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Diameter%20tape
كاميرا رقميةCANONEOS 90D DSLRلالتقاط صور للموقع والعينات التي تم جمعها (https://www.canon.com.mx/productos/fotografia/camaras-eos-reflex)
كاميرا رقمية للمجهرأوليمبوسDP27https://www.olympus-ims.com/es/microscope/dp27/
شريط كهربائي أو غلاف بلاستيكي لحمايةالعينات uline.comhttps://www.uline.com/Product/Detail/S-6140/Mini-Stretch-Wrap-Rolls/
تنسيقلا توجد أي خاصية محددةلجمع المعلومات من كل عينة
الملاحظاتلتدوين الملاحظات حول معلومات موقع الدراسة
قفازاتللحماية الميدانية
Haglö f زيادة الحفار بت كاتبالغابات الموردينhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Increment%20borer
حماية السمعالغاباتلا توجد أي خاصية محددةhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Hearing%20protection
موردي الغاباتخوذةلا توجد أي خاصيةمحددةhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Wildland%20Fire%20Helmet
حفارالموردين الغاباتHaglofhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Increment%20borer
حقائب الظهرلا توجد أي خاصية محددةحقيبة ظهر قوية لنقل المقاطع العرضية في هذا المجال
نظارات السلامةموردي الغاباتلا يوجد أي خاصية محددةhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Safety%20Glasses
ورقمن 40 إلى 1200 حصى
مقياس برنامج J2Xالإصدار 4.2http://www.voortech.dreamhosters.com/projectj2x/tringSubscribeV2.html
برنامج STATISTICAKernel الإصدار 5.5 (Stat Soft Inc. 2000)التحليل
المجهر المجهريOLYMPUSSZX10https://www.olympus-ims.com/en/microscope/szx10/
خريطة طبوغرافية ، خريطةتم الحصول عليها من مؤسسة عامة أو تم إنشاؤها في المرحلة الأولى من البحث
أنبوب للرسوماتلا يوجد أي خاصية محددةأنبوب قوي لنقل العينات في هذا المجال
معدات VelmexVelmex ، Inc.0.001 ممwww.velmex.com
برنامج برامج http://dendrolab.indstate.edu/NADEF.htm موردي الحقل دفتر الميداني زيادة الكبيرة الصنفرة برنامج الإحصائي الغطاء الأرضي دقة

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Oliver, C., Larson, B. Brief Notice: Forest Stand Dynamics (Update Edition). Forest Science. 42 (3), 397(1996).
  2. Dickison, W. C. Integrative Plant Anatomy. Integrative Plant Anatomy. , Academic press. (2000).
  3. Fritts, H. C. Tree-Ring and Climate. UCAR Center for Science Education. , Available from: https://scied.ucar.edu/learning-zone/how-climate-works/tree-rings-and-climate (2022).
  4. Creber, G. T., Chaloner, W. G. Environmental influences on cambial activity. The Vascular Cambium. , Research Studies Press. Tauton, UK. 159-199 (1990).
  5. Schweingruber, F. H. Tree Rings: Basics and Applications of Dendrochronology. , Springer. Dordrecht. (1988).
  6. Stokes, M. A., Smiley, T. L. An introduction to tree-ring dating. , The University of Arizona Press. (1996).
  7. Speer, J. H. Fundamentals of tree-ring research. , University of Arizona Press. (2010).
  8. Cook, E. R., Kairiukstis, L. A. Methods of dendrochronology: applications in the environmental sciences. , Springer. Dordrecht. (1990).
  9. Maeglin, R. R. Increment Core Specific Gravity of Wisconsin Hardwoods and Minor Softwoods. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. , (1973).
  10. Phipps, R. L. Collecting, preparing, crossdating, and measuring tree increment cores. Water-Resources Investigations Report. U.S. Department of the Interior, Geological Survey. , (1985).
  11. Robinson, W. J., Evans, R. A Microcomputer-Based Tree-Ring Measuring System. Tree-Ring Bulletin. , (1980).
  12. Holmes, R. L. Computer-Assisted Quality Control in Tree-Ring Dating and Measurement. Tree-Ring Bulletin. 43, 51-67 (1983).
  13. Bunn, A. G. A dendrochronology program library in R (dplR). Dendrochronologia. 26, 115-124 (2008).
  14. Cook, E. R. The Decomposition of Tree-Ring Series for Environmental Studies. Tree-Ring Bulletin. 47, 37-59 (1987).
  15. Lorimer, C. G. Methodological considerations in the analysis of forest disturbance history. Canadian Journal of Forest Research. 15 (1), 200-213 (1985).
  16. Nowacki, G. J., Abrams, M. D. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from presettlement-origin oaks. Ecological Monographs. 67 (2), 225-249 (1997).
  17. Cook, E. R., Peters, K. The Smoothing Spline: A New Approach to Standardizing Forest Interior Tree-Ring Width Series for Dendroclimatic Studies. Tree-Ring Bulletin. 41, 45-53 (1981).
  18. Cook, E. R. A Time Series Analysis Approach to Tree Ring Standardization. School of Renewable Natural Resources. , (1985).
  19. Briffa, K. R. Interpreting High-Resolution Proxy Climate Data - The Example of Dendroclimatology. Analysis of Climate Variability. , Springer. Berlin, Heidelberg. 77-94 (1995).
  20. Biondi, F., Waikul, K. DENDROCLIM2002: A C++ program for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies. Computers and Geosciences. 30, 303-311 (2004).
  21. Ostrom, C. W. Time Series Analysis (Regression Techniques). Journal of the Royal Statistical Society Series D (The Statistician). , (1991).
  22. Chávez-Gándara, M. P., et al. Reconstrucción de la precipitación invierno-primavera con base en anillos de crecimiento de árboles para la región de San Dimas, Durango, México. Bosque. 38 (2), 387-399 (2017).
  23. Cerano-Paredes, J., Villanueva-Díaz, J., Valdez-Cepeda, R. D., Méndez-González, J., Constante-García, V. Reconstructed droughts in the last 600 years for northeastern Mexico. Revista mexicana de ciencias agrícolas. 2, 235-249 (2011).
  24. Bradley, R. S. Paleoclimatology: Reconstructing Climates of the Quaternary: Third Edition. , Academic Press. (2013).
  25. Bull, W. B. Tectonic Geomorphology of Mountains: A New Approach to Paleoseismology. , Wiley Online Library. (2007).
  26. Stahle, D. W., et al. Major Mesoamerican droughts of the past millennium. Geophysical Research Letters. 38 (5), (2011).
  27. Black, B. A., Copenheaver, C. A., Frank, D. C., Stuckey, M. J., Kormanyos, R. E. Multi-proxy reconstructions of northeastern Pacific sea surface temperature data from trees and Pacific geoduck. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 278 (1-4), 40-47 (2009).
  28. Suess, H. E. The Radiocarbon Record in Tree Rings of the Last 8000 Years. Radiocarbon. 22 (2), 200-209 (1980).
  29. Reimer, P. J. IntCal04 terrestrial radiocarbon age calibration, 0-26 Cal Kyr BP. Radiocarbon. 46 (3), 1029-1058 (2004).
  30. Muñoz, A. A., et al. Multidecadal environmental pollution in a mega-industrial area in central Chile registered by tree rings. Science of the Total Environment. 696, 133915(2019).
  31. Briffa, K. R., Melvin, T. M. A Closer Look at Regional Curve Standardization of Tree-Ring Records: Justification of the Need, a Warning of Some Pitfalls, and Suggested Improvements in Its Application. Dendroclimatology. Developments in Paleoenvironmental Research. Hughes, M., Swetnam, T., Diaz, H. 11, Springer. Dordrecht. (2011).
  32. Cook, E. R., Peters, K. Calculating unbiased tree-ring indices for the study of climatic and environmental change. The Holocene. 7 (3), 361-370 (1997).
  33. Brienen, R. J. W., Gloor, E., Zuidema, P. A. Detecting evidence for CO2 fertilization from tree ring studies: The potential role of sampling biases. Global Biogeochemical Cycles. 26 (1), 1-13 (2012).
  34. Wright, W. E., Baisan, C., Streck, M., Wright, W. W., Szejner, P. Dendrochronology and middle Miocene petrified oak: Modern counterparts and interpretation. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 445, 38-49 (2016).
  35. Stahle, D. W., et al. The Mexican Drought Atlas: Tree-ring reconstructions of the soil moisture balance during the late pre-Hispanic, colonial, and modern eras. Quaternary Science Reviews. 149, 34-60 (2016).
  36. Cook, E. R., et al. Old World megadroughts and pluvials during the Common Era. Science Advances. 1 (10), 1500561(2015).
  37. Morales, M. S., et al. Six hundred years of South American tree rings reveal an increase in severe hydroclimatic events since mid-20th century. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (29), 16816-16823 (2020).
  38. Wilson, R., et al. Last millennium northern hemisphere summer temperatures from tree rings: Part I: The long term context. Quaternary Science Reviews. 134, 1-18 (2016).
  39. Anchukaitis, K. J., et al. Last millennium Northern Hemisphere summer temperatures from tree rings: Part II, spatially resolved reconstructions. Quaternary Science Reviews. 163, 1-22 (2017).
  40. Villanueva-Diaz, J., et al. Hydroclimatic variability of the upper Nazas basin: Water management implications for the irrigated area of the Comarca Lagunera, Mexico. Dendrochronologia. 22 (3), 215-223 (2005).
  41. Sauchyn, D. J., St-Jacques, J. M., Luckman, B. H. Long-term reliability of the Athabasca River (Alberta, Canada) as the water source for oil sands mining. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (41), 12621-12626 (2015).
  42. Woodhouse, C. A., Pederson, G. T., Morino, K., McAfee, S. A., McCabe, G. J. Increasing influence of air temperature on upper Colorado River streamflow. Geophysical Research Letters. 43 (5), 2174-2181 (2016).
  43. Muñoz, A. A., et al. Streamflow variability in the Chilean Temperate-Mediterranean climate transition (35°S-42°S) during the last 400 years inferred from tree-ring records. Climate Dynamics. 47, 4051-4066 (2016).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Tree Ring AnalysisClimate ReconstructionDendrochronologyTree Ring ChronologyField SamplingLaboratory MethodsData AnalysisDendroclimatic PotentialClimate Change History
الفيديو قريباً

مقالات ذات صلة