Labor und Feld-Protokoll für die Schätzung der Blatt-Erosion-Raten von Dendrogeomorphology

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen auf dem Gebiet der Dendrogeomorphologie über die Bedeutung der mikrotopographischen Bodencharakterisierung für die Erzielung zuverlässiger Blecherosionsraten zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie akzeptable Schätzungen der Bodenerosion über vergleichbar große Flächen an einem vernünftigen Ort liefert. Die Implikation dieser Techniken erstreckt sich auf die Verbesserung der Reproduzierfähigkeit und des Nutzens der Dendrogeomorphologie, indem die Typologie von Bioindikatoren erweitert wird, die zur Quantifizierung von Erosionsraten verwendet werden können.

Im Allgemeinen, Personen neu in dieser Technik wäre in der Lage, es leicht aufgrund der Vielseitigkeit der Methodik zu replizieren. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da sie auf dem Abschluss mehrerer Schritte im Zusammenhang mit verschiedenen methodischen Ansätzen basiert. Beginnen Sie, indem Sie freiliegende Wurzeln lokalisieren, die weiter als 1,5 Meter vom Stamm entfernt sind.

Und mit einer Handsäge mindestens 30 freiliegende Wurzeln mit einem Durchmesser von mehr als fünf Zentimetern in 15 Zentimeter lange Abschnitte schneiden. Wählen Sie zwei etwa 1,5 Zentimeter dicke Scheiben aus und verwenden Sie eine Messkelle, eine Handsäge und ein Maßband, um mindestens 1/3 der gesamten exponierten Wurzeln in verschiedenen Bodentiefen bis zu einem Maximum von 20 Zentimetern zu beproben, um die minimale Bodendicke zu ermitteln, unterhalb deren die Wurzeln aufgrund der Exposition eine anatomische Reaktion zu erhalten beginnen. Verwenden Sie für die mikrotopografische Charakterisierung der freiliegenden Wurzeln eines leicht zugänglichen Ortes ein terrestrisches Laserscanning-Gerät, das bis zu 50.000 Punkte pro Sekunde mit einer Millimetergenauigkeit bei einem Scanabstand von weniger als 120 Metern messen kann, um mindestens zwei verschiedene konventionelle terrestrische Laserscan-Standorte ohne Schattenzonen zu berücksichtigen.

Verwenden Sie mindestens vier hochauflösende Vermessungsziele, die positioniert sind, um den gesamten Bereich abzudecken, um die beiden Positionen zusammenzuführen. Scannen einer durchschnittlichen Fläche von 300 Zentimetern, die von den ausgewählten Positionen mit einer räumlichen Auflösung von einem Millimeter quadriert wird. Zur mikrotopographischen Charakterisierung der exponierten Wurzeln in schwierigem und steilem Gelände platzieren Sie ein mikrotopographisches Profilmessgerät senkrecht zur exponierten Wurzel und nivellieren anschließend das Messgerät horizontal für alle Messungen so, dass verschiedene Datensätze verglichen werden können.

Die mikrotopografische Charakterisierung der Bodenoberfläche ist entscheidend für die Erzielung genauer Erosionsraten und kann kostengünstig mit einem mikrotopografischen Messgerät unabhängig von der Topographie des Untersuchungsortes durchgeführt werden. Zeichnen Sie dann das profil, das auf Diagrammpapier erhalten wurde, um die Menge des erodierten Bodens entlang des Profils mit Submillimeter-Präzision abzuschätzen. Um das Timing der Wurzelexposition durch makroskopische Analyse zu bestimmen, verwenden Sie den Anstieg des späten Holzanteils und größere Wachstumsringbreiten als Indikatoren für Die durch Exposition induzierte Spannung.

Und markieren Sie mindestens vier bis fünf Radien entlang des Durchmessers der Scheiben, die die höchste Variabilität in den Wachstumsringbreiten aufweisen. Verwenden Sie dann ein Bildanalysesystem, um die Baumringbreite zu messen und die Variabilität der Wachstumsringbreiten zwischen den verschiedenen Radien für die visuelle Querdatierung zu vergleichen, um sowohl die Datierungsgenauigkeit für das erste Jahr der Exposition gegenüber Bodenerosion zu verbessern als auch die nachfolgenden Ringe korrekt zu datieren. Um das Timing der Wurzelexposition durch mikroskopische Analyse zu bestimmen, verwenden Sie sowohl für exponierte als auch für nicht exponierte Wurzelproben ein gleitendes Mikrotom, um etwa einen Zentimeter breiten, 20 Mikrometer dicken radialen Querschnittzuprofilen zu erhalten.

Die Querschnitte mit Safranin färben und die Proben mit aufsteigendem Ethanolwasser in bis zu 96% Ethanol dehydrieren, bis das Wasser klar läuft. Die Proben in einem geeigneten Clearing-Mittel einweichen und auf codierten Dias mit einem Abdeckschlupf aus härtendem Epoxid montieren. Nachdem die Proben bei Raumtemperatur trocknen lassen wurden, stellen Sie die Abschnitte unter der 125-fachen Vergrößerung ab, um den anatomischen Fußabdruck sowohl der exponierten als auch der nicht exponierten Wurzelproben zu vergleichen.

Verwenden Sie dann einen geeigneten Bildanalysator, um mikroskopische Messungen der Wachstumsringbreiten, der Anzahl der Zellen pro Ring, des Anteils des Spätholzes und der Lumenfläche im frühen Holz zu erhalten. In dieser makroskopischen Analyse wurden Veränderungen im Baumringwachstumsmuster aufgrund des Todes des Cambiums auf dem oberen Teil der Wurzel beobachtet. Einschließlich einer Verschiebung vom konzentrischen zum exzentrischen Wachstum und dem Vorhandensein einiger teilweise zerstörter äußerer Baumringe.

In dieser mikroskopischen Analyse kann das erste Mal der Exposition beobachtet werden, wenn sich die Ringbreite dramatisch verändert. Eine Zunahme der Anzahl der Gefäße ist auch spürbar, und traumatische Harzpunkte erscheinen in einigen vernarbten Wurzeln. Spätholz ist durch seine vielen Reihen dickwandiger Tracheiden leicht zu visualisieren.

Mit einem signifikanten Rückgang des Tracheidlumen des frühen Holzes, das bei Exposition beobachtet wurde. Die Charakterisierung der Bodenoberflächenmikrotopographie spielt eine entscheidende Rolle bei der Erzielung genauer Blecherosionsraten. Dieses morphologische exponierte Wurzelmuster endet in einem bestimmten Abstand, von dem aus die Bodenoberfläche nur durch Blecherosion geformt wird, was die Stelle angibt, an der die Erosion gemessen werden soll.

Hier wurden 114 exponierte Wurzelproben analysiert. Ermöglicht eine multidekadale Charakterisierung der Blecherosion. Die Analyse von 10 vergrabenen Wurzeln ergab, dass sie anatomisch auf die Exposition reagierten, wenn sie etwa drei Zentimeter unter der Bodenoberfläche lagen.

Dies ist ein wesentlicher Indikator für die Verbesserung der Genauigkeit der Erosionsraten. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass die richtige mikrotopographische Charakterisierung der Wurzeln und ihrer unmittelbaren Umgebung nachweislich ein Schlüsselfaktor für die zuverlässige Schätzung der Blatterosionsraten ist. Das Protokoll ist in jedem geografischen Gebiet reproduzierbar, sofern die verfügbaren Baumarten eine gute Eignung für den Einsatz in der Baumwurzelforschung nachweisen, wie sie für Bodenerosionsbewertungen angewendet wird.

Nach diesem Verfahren kann die Hinzufügung anderer Methoden, die instrumentelle Einzugsgebiete oder Versuchsflächen verwenden, die räumliche Repräsentativität der Erosionsanalyse verbessern. Diese Technik kann verwendet werden, um beste Managementpraktiken zu entwerfen, die letztlich Bodenerosion verhindern oder zumindest verringern könnten. Erleichterung der Anwendung nachhaltigerer Bewirtschaftungspraktiken.