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Identificazione degli alberi: come utilizzare una chiave dicotomica

Tree Identification: How To Use a Dichotomous Key

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Tree Identification: How To Use a Dichotomous Key

1.15: Analysis of Earthworm Populations in Soil

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12:06 min

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April 30, 2023

Overview

Fonte: Laboratori di Margaret Workman e Kimberly Frye – Depaul University

Una chiave dicotomica è uno strumento che identifica gli oggetti in natura, come le foglie. Questo metodo si basa sull’idea di scegliere tra due caratteristiche. La parola dicotomo deriva da due parole greche che significano “dividere in due parti”. In una chiave dicotomica per l’identificazione delle foglie, ogni coppia di frasi descrive diverse caratteristiche della foglia. Solo una delle frasi si applica correttamente alla foglia da eliminare. La frase corretta porta alla prossima coppia di frasi o indica il nome dell’albero da cui proviene la foglia. L’utilizzo di una guida sul campo agli alberi e dell’iTree National Tree Benefits Calculator aiuta a identificare gli alberi in un’indagine sul campo, che mostra l’importanza degli alberi in termini di benefici ambientali, come la gestione delle acque piovane, l’aumento del valore della proprietà, l’efficienza energetica, la qualità dell’aria e il sequestro del carbonio.

Principles

Esaminare le foglie è uno dei modi più comuni per identificare gli alberi. Le foglie sono molto caratteristiche di una particolare specie arborea. Ci sono molti indizi da cercare su una foglia per aiutare a identificare l’albero da cui proviene. Questi includono la forma delle foglie, la disposizione delle foglie e i margini delle foglie.

Gli alberi a foglia larga sono molto comuni negli Stati Uniti (Figura 1). Questi alberi hanno foglie con lame larghe che espovano una vasta superficie per la fotosintesi(ad esempio querce e aceri). Per lo più, questi alberi sono decidui e lasciano cadere le foglie in autunno.

L’altro tipo di albero è un albero sempreverde. Questi hanno foglie aghiformi o squamose. Alberi come pini e abeti rossi hanno foglie aghiformi, e alberi come ginepri e cedri hanno foglie squamose. Generalmente, queste foglie rimangono sull’albero per più di un anno.

Le foglie aghiformi hanno una superficie molto piccola; pertanto, non sono in grado di catturare molta luce solare per la fotosintesi. Le foglie aghiformi hanno anche un rivestimento spesso per prevenire un’eccessiva perdita d’acqua. Gli alberi con foglie aghiformi sono adatti a siti in cui la conservazione dell’acqua è molto importante per la sopravvivenza. Poiché questi aghi durano diversi anni su un albero mentre le latifoglie vivono solo per una stagione di crescita, gli alberi con aghi hanno un vantaggio rispetto agli alberi a foglia larga, in quanto il costo metabolico della produzione di foglie può essere recuperato con la fotosintesi in diverse stagioni di crescita.

La forma delle foglie di un albero si forma nel corso della storia evolutiva di una specie arborea. La forma conferisce all’albero le sue migliori possibilità di sopravvivenza in base ai fattori ambientali nell’ecosistema. Il compito di una foglia è quello di catturare la luce solare per la fotosintesi, producendo cibo per l’albero. In questo processo, la foglia riceve anche calore. La forma della foglia si è quindi sviluppata nel tempo per bilanciare queste esigenze: massimizzare la luce solare ma ridurre al minimo l’assorbimento di calore e/o la perdita d’acqua.

Le foglie a forma di cuore sembrano esattamente come suggerisce il nome: la foglia ha la forma di un cuore (Figura 2). Le foglie obovate sono più larghe sopra il centro e più lunghe di quanto non siano larghe. Le foglie ellittiche sono più larghe al centro e si assottigliano vicino alle estremità. Le foglie ovate sono più larghe sotto il centro e più lunghe di quanto siano larghe. Come le foglie a forma di cuore, le foglie triangolari sembrano come suggerisce il nome: la foglia ha la forma di un triangolo. Le foglie di lancia sono molto più lunghe di quanto non siano larghe (in genere 4 volte più lunghe) e, sebbene generalmente la stessa larghezza in tutto, possono essere leggermente più larghe nel mezzo.

Ci sono altre forme di foglie, a seconda della fonte utilizzata. Tuttavia, quelli menzionati sono alcune forme molto comuni e semplici.

Le foglie possono essere disposte su un ramoscello in uno dei tre modi (Figura 3):

Opposto – foglie che si verificano in coppie ai nodi.
Alternativo: lascia sfalsate o non direttamente l’una di fronte all’altra.
Whorled – foglie che si verificano tre o più su un singolo nodo.

La disposizione delle foglie riduce al minimo la sovrapposizione tra una foglia e l’altra. Ciò massimizza la disponibilità di luce solare e aria. Le foglie opposte di solito hanno i livelli adiacenti incrociati ad angolo retto per ridurre al minimo la sovrapposizione. Le foglie alternative sono generalmente distribuite a spirale.

La maggior parte degli alberi ha una disposizione alternativa delle foglie, rendendo gli alberi con gli altri due arrangiamenti un gruppo limitato. Per vedere la disposizione delle foglie, le foglie devono essere osservate mentre sono ancora sul ramoscello.

Il margine della foglia è il nome per la forma del bordo della foglia (Figura 4). Una foglia che è liscia fino in fondo senza denti o andulazioni ha un margine fogliare liscio. Una foglia con un bordo ondulato o irregolare nel piano della foglia è chiamata arrotondata o sinuata. Un margine con denti continui e affilati sul bordo è finemente seghettato.

I denti delle foglie servono come indizi nel processo di identificazione delle foglie di un albero. In ambienti con acqua e sostanze nutritive sufficienti, la percentuale di foglie dentate è correlata negativamente alla temperatura, cioè maggiore è la temperatura, minore è la percentuale di alberi con foglie dentate. Pertanto, nei climi freddi, le foglie hanno denti più grandi e più grandi. I paleobiologi lo usano spesso nella ricostruzione paleoclimatica.

Quando si guarda una foglia con una forma a foglia larga (al contrario di aghiforme o squamose), la prossima cosa da cercare è se è semplice o composta (Figura 5). Una foglia semplice ha un foglietto, un picciolo (gambo) e una gemma alla base del picciolo. Una foglia composta ha due o più foglioline e una gemma alla base del picciolo. Una foglia una volta pinnatamente composta ha un picciolo principale e foglioline disposte in modo pinnato su ciascun lato del picciolo. Una foglia due volte composta in modo pennato ha un picciolo principale e poi piccioli secondari disposti su ciascun lato del picciolo principale. La differenza tra una foglia e un volantino può essere controllata dove la foglia si attacca al gambo. Se non c’è gemma, allora è un volantino e non una foglia.

Figura 1. Esempi di foglie a foglia larga, aghiformi e squamose.

Figura 2. Esempi di foglie a forma di cuore, obovate, ellittiche, ovate, triangolari e lanceole.

Figura 3. Esempi di disposizioni di foglie opposte, alternate e a spirale.

Figura 4. Esempi di vari margini fogliari, tra cui liscio, arrotondato, finemente seghettato e doppio seghettato.

Figura 5. Esempi di tipo di foglia, tra cui foglie semplici, una volta composte e due volte composte.

Procedure

1. Identificazione di un insieme di 10 campioni sconosciuti

Utilizzare la chiave dicotomica (Tabella 1) per identificare i 10 campioni di foglie sconosciute (Figure 6-15).

Scegli una foglia e, a partire dal numero 1 sulla chiave, rispondi a ciascuna delle domande.
Scegli l’affermazione che meglio descrive la foglia in questione.
La colonna a destra elenca le specie arboree o un numero che elenca la serie successiva di istruzioni da considerare.
Continuare fino a quando la chiave elenca il nome dell’albero da cui proviene il campione di foglie e compilare la tabella vuota fornita (Tabella 2).

2. Indagine sul campo

Raccogliere campioni di foglie da 5 alberi, identificare correttamente gli alberi utilizzando una guida sul campo agli alberi e registrare su una scheda tecnica (Tabella 3).

Selezionare un albero da identificare.
Raccogli un campione di foglie rappresentativo dall’albero.
Incollalo su un foglio di erbario con colla normale.
Si noti se le foglie hanno una disposizione alternativa o opposta sugli steli.
Registrarlo sul foglio dell’erbario e sulla scheda tecnica.
Misurare il diametro all’altezza del seno (dbh) dell’albero in pollici.
1. Questo viene fatto misurando la circonferenza dell’albero a 4 piedi e mezzo sopra il grado esistente. Il diametro dell’albero è calcolato dalla circonferenza usando la formula d = C/Π. Registrare la circonferenza e il diametro sulla scheda tecnica.
Nota sulla scheda tecnica quale tipo di uso del suolo è più vicino all’albero: residenziale unifamiliare, residenziale plurifamiliare, piccola impresa commerciale, industriale / grande attività commerciale o parco / altro terreno libero.
Ripetere i passaggi 2.1 – 2.7 per 4 alberi aggiuntivi. Devono essere raccolti 5 campioni di foglie totali.
Utilizzando una guida sul campo agli alberi di scelta, identificare i campioni di foglie. Registrare la specie sulla scheda tecnica.

3. Calcolatore dei benefici dell’albero nazionale

Utilizzando questo software, è possibile calcolare i vantaggi degli alberi sul lato della strada. Ciò include i benefici annuali di un albero per la gestione delle acque piovane, il valore della proprietà, l’efficienza energetica e il sequestro del carbonio.

Apri lo strumento software iTree per l’istruzione trovato in http://www.treebenefits.com/calculator/ creato dal Servizio forestale USDA, il che significa che gli strumenti iTree sono di dominio pubblico.
Utilizzando il National Tree Benefits Calculator (Figura 16) e i dati raccolti sugli alberi, calcolare il beneficio ambientale di ciascun albero.
Registrare i risultati.

Figure 6-15. Campioni di foglie sconosciuti.

Figura 16. Calcolatore nazionale dei benefici dell’albero.

1	La foglia è aghiforme o squamosa? La foglia è una foglia larga?				Riga 2 Riga 3
2	La foglia è simile alla scala? La foglia è aghiforme?				Cedro Rosso Pino scozzese
3	La foglia è semplice? Il composto fogliare è?				Riga 4 Riga 5
4	La foglia è lobata? La foglia non è lobata?				Riga 6 Riga 7
5	La foglia è una volta composta? La foglia è due volte composta?				Cenere Verde Honeylocust
6	La foglia è pinnatamente lobata? La foglia è palmatamente lobata?				Bur Rovere Riga 8
7	La foglia ha i denti sul margine? La foglia NON ha denti sul margine?				Riga 9 Redbud
8	La foglia ha 3 – 5 lobi profondi con disposizione fogliare opposta? La foglia ha 3 – 5 lobi poco profondi con disposizione alternativa delle foglie?				Acero Argentato Sicomoro
9	Il margine fogliare ha denti doppi, di forma ellittica e asimmetrica alla base? La foglia ha un solo margine dei denti?				Olmo americano Pioppo

Tabella 1. Chiave dicotomica di identificazione dell’albero.

Esempio sconosciuto	Specie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tabella 2. Una tabella vuota per compilare le specie arboree per ogni campione di foglie sconosciute.

Numero di esempio dell’albero	Disposizione delle foglie (opposta, alternativa o a spirale)	Circonferenza a 4 piedi e mezzo sopra il grado (pollici)	Diametro a 4 piedi e mezzo sopra il grado (pollici) *calcolato	Uso del suolo	Specie	Note
1
2
3
4
5

Tabella 3. Una scheda tecnica vuota per compilare la disposizione delle foglie, la circonferenza, il dbh, l’uso del suolo, le specie e le note.

Le chiavi dicotomiche sono comunemente usate nella scienza per identificare oggetti in natura, compresi gli alberi. Gli utenti progrediscono attraverso una serie di domande a due scelte, portando all’identità del campione.

In una chiave dicotomica, le domande vengono poste come frasi o domande accoppiate, in cui solo una può essere corretta. La frase corretta porta quindi alla domanda o alla frase successiva, fino a quando, finalmente, dopo una serie di passaggi, porta all’identificazione dell’elemento da eliminare.

Per l’identificazione dell’albero con chiave dicotomica, gli utenti studiano le caratteristiche delle foglie e della disposizione delle foglie e si spostano attraverso le frasi accoppiate fino a raggiungere l’identificazione dell’albero da cui proviene la foglia.

Questo video illustrerà il layout di una chiave dicotomica, come usarla e alcune delle caratteristiche foglia utilizzate nelle chiavi dicotomiche per l’identificazione dell’albero.

Le foglie sono molto caratteristiche delle singole specie arboree e sono comunemente usate per identificare gli alberi. La forma delle foglie, la disposizione, i margini e molte altre caratteristiche possono essere prese in considerazione quando si identifica un campione di albero.

Gli alberi a foglia larga sono comuni negli Stati Uniti e sono caratterizzati da foglie con lame larghe che espongono una vasta area per la fotosintesi. La maggior parte delle latifoglie sono decidue, lasciando cadere le foglie in autunno.

Il secondo tipo di albero principale negli Stati Uniti è il sempreverde. Questi hanno foglie ad ago o squame, che generalmente rimangono sugli alberi tutto l’anno. Le foglie aghiche hanno poca superficie per la fotosintesi e uno spesso rivestimento ceroso per prevenire la perdita d’acqua, rendendo i sempreverdi agugliati adatti alle aree in cui la conservazione dell’acqua è importante per la sopravvivenza.

La forma della foglia è legata alla storia evolutiva di una specie arborea e, a seconda delle esigenze dell’ecosistema, la foglia ha bisogno di massimizzare la cattura della luce solare riducendo al minimo l’assorbimento di calore e la perdita d’acqua. La forma complessiva delle foglie è un tratto spesso usato per classificare le latifoglie in chiavi dicotomiche.

Le foglie possono essere classificate come a forma di cuore, triangolari, lance, ovate o obovate. Si verificano altre foglie sagomate, ma queste sono le più comuni. La disposizione delle foglie sul ramoscello è un’altra caratteristica utilizzata nell’identificazione chiave degli alberi. Le foglie opposte sono quelle che si verificano in coppia ai nodi, di solito visualizzando livelli adiacenti ad angolo retto per ridurre al minimo la sovrapposizione. Le foglie alternative, la disposizione più comune, sono sfalsate, non direttamente l’una di fronte all’altra, e spesso disposte a spirale lungo il ramoscello. Gli arrangiamenti a spirale hanno tre o più foglie che si verificano in un singolo nodo.

Il bordo della foglia, o margine fogliare, può anche fornire caratteristiche per facilitare l’identificazione. Possono essere lisci, avere proiezioni, denti o indulazioni. Un bordo ondulato o irregolare è chiamato arrotondato o sinuoso. Ancora una volta, questo può essere correlato alle condizioni ambientali. Nei climi più freddi, gli alberi nativi tendono ad avere denti più grandi e più grandi.

Con gli alberi a foglia larga, le foglie possono essere classificate come semplici o composte. Le foglie semplici hanno un foglietto, un picciolo o “gambo” e una gemma alla base del picciolo. Le foglie composte hanno due o più foglioline e una gemma alla base del picciolo. Inoltre, le foglie una volta composte in modo pennato hanno un picciolo principale e foglioline disposte su ciascun lato del picciolo. Le foglie due volte composte hanno un picciolo principale e piccioli secondari disposti su entrambi i lati del picciolo principale. Questo può essere usato per controllare la differenza tra una foglia e un volantino; se non c’è gemma dove si attacca al gambo, è un volantino, non una foglia.

Ora che abbiamo familiarità con alcuni dei tratti di alberi e foglie comuni e alcune categorie utilizzate per l’identificazione degli alberi, passiamo attraverso l’uso di una chiave.

Prima di tentare di identificare i campioni di foglie, è necessario prima acquisire familiarità con i tratti e le categorie esaminate all’interno della chiave stessa.

La prima domanda nella chiave chiede se l’esemplare di foglia è aghiforme o squamoso, o se è a foglia larga. I primi due sono classificati come sempreverdi e il secondo come deciduo. Se la risposta è “aghiforme o simile a una scala”, procedere alla riga 2 della chiave. Se è “a foglia larga”, procedere alla riga 3.

La riga 2 si riferisce a foglie aghiformi o squamose e chiede quale di queste descrive meglio il campione. Le foglie aghiformi hanno una superficie molto piccola e hanno un rivestimento spesso e ceroso per prevenire un’eccessiva perdita d’acqua. Le foglie squamose hanno anche una superficie ristretta, ma sono composte da piccole squame individuali. Se le foglie sono simili a squame, la chiave afferma che l’esemplare è un cedro rosso. Se le foglie sono aghiformi, la chiave afferma che l’esemplare è un pino silvestre.

La domanda 3 chiede se la foglia è semplice o composta. Le foglie semplici sono quelle con un foglietto per picciolo o gambo e una gemma alla base del picciolo. Le foglie composte sono quelle con due o più foglioline, un picciolo e un bocciolo alla base. Se la foglia è semplice, passare alla riga 4 e, se composta, alla riga 5.

La quarta domanda chiede se la foglia è lobata o non lobata. Le foglie lobate sono quelle con proiezioni che danno forma alla foglia. Le foglie non lobate hanno un bordo fogliare coerente. Se la foglia è lobata, la chiave indica di passare alla riga 6. Per le foglie non lobate, la riga 7 dovrebbe essere consultata successivamente.

La riga 5 segue la domanda 3 e chiede se la foglia è una o due volte composta. Le foglie una volta composte hanno due o più foglioline disposte in modo pennato su ciascun lato del picciolo. Una foglia composta due volte ha un picciolo principale e poi piccioli secondari disposti su ciascun lato del picciolo principale. Questa è una domanda terminale, con foglie una volta composte elencate come appartenenti a Green Ash e due volte composte come Honeylocust.

La domanda 6 riguarda le latifoglie lobate. La foglia è pinnatamente o palmately lobata? I lobi pennati sono quelli in cui i lobi si attaccano tutti a un asse centrale o a una vena. Al contrario, nelle foglie palmate, i lobi si irradiano tutti da un unico punto. Per le foglie pennate lobate, le foglie appartengono a Bur Oak. Per le foglie palmately lobate, la chiave passa alla riga 8.

Nella riga 7, la chiave chiede se i campioni di foglie hanno denti sul margine. I denti sono classificati come continui e seghettati, rispetto a una foglia liscia, che non ha proiezioni seghettate o appuntite sul margine. I campioni dentate portano alla domanda 9 e gli stoccioli sono classificati come foglie di Redbud.

La domanda 8 chiede se i campioni di foglie hanno 3-5 lobi profondi con disposizione fogliare opposta o 3-5 lobi poco profondi con disposizione fogliare alternativa. I lobi profondi sono quelli che si estendono fino alla superficie fogliare e la disposizione opposta delle foglie si vede quando le foglie si verificano in coppia ai nodi. I lobi poco profondi sono quelli che si estendono meno nella superficie fogliare e le disposizioni fogliari alternative sono quelle in cui le foglie sono sfalsate o non direttamente l’una di fronte all’altra. Lobi profondi e disposizione delle foglie opposte portano all’acero argentato, mentre i lobi poco profondi e la disposizione alternativa portano al sicomoro.

Infine, la domanda 9 chiede se il margine fogliare ha denti doppi, di forma ellittica, ed è asimmetrico alla base, o se invece ha un singolo margine dentato. Se il primo è vero, il campione viene identificato come American Elm, e se la foglia ha un singolo margine dentato, proviene da un albero di Cottonwood.

Ora, usa le foglie raffigurate insieme alla chiave dicotomica per praticare l’identificazione.

Dopo l’esame della chiave e delle caratteristiche descritte, è possibile eseguire l’identificazione sul campo degli alberi. Innanzitutto, seleziona un albero da identificare. Raccogli un campione di foglie rappresentative dall’albero e apponilo sulla carta dell’erbario usando la colla.

Quindi, nota se le foglie hanno una disposizione alternativa o opposta sugli steli e registralo sul foglio dell’erbario. Misura il diametro all’altezza del seno dell’albero in pollici prendendo la circonferenza dell’albero a 4,5 piedi sopra il grado esistente e calcola il diametro. Registrare la circonferenza e il diametro.

Nota quale tipo di uso del suolo è più vicino all’albero: residenziale, piccolo commerciale, industriale, parco o terreno libero. Utilizzando la chiave dicotomica, identificare i campioni di foglie e registrare le specie arboree sul foglio dell’erbario.

L’identificazione degli alberi ha molte applicazioni pratiche e le chiavi dicotomiche sono strumenti utili e pratici per un’identificazione rapida.

L’identificazione degli alberi è un primo passo importante per comprendere i benefici che alberi o specie arboree specifici forniscono in un ambiente comunitario. Utilizzando i dati di identificazione degli alberi e il National Tree Benefits Calculator, scienziati e urbanisti possono utilizzare i dati degli alberi per informare le decisioni su edifici, infrastrutture o strategie di piantagione per massimizzare i benefici per la salute e l’ambiente e ridurre il consumo di energia.

Le chiavi dicotomiche sono comunemente usate per identificare molti diversi tipi di organismi. Ad esempio, possono essere utilizzati per identificare qualsiasi cosa, dalle specie di serpenti velenosi, agli insetti nocivi degli agrumi o ai tipi di piante acquatiche. Questa tecnica può consentire agli utenti che non hanno familiarità con un campione di individuare i soggetti semplicemente sul campo o in laboratorio.

La capacità di identificare gli alberi o i loro parassiti per chiave può essere estremamente utile nel controllo dei parassiti o delle malattie. Ad esempio, lo scarabeo asiatico dalle corna lunghe sta diventando un parassita sempre più comune nei boschi degli Stati Uniti. Una chiave di identificazione degli insetti può essere utilizzata per identificarli e distinguerli da altri coleotteri nativi longhorn e anche identificare le specie arboree a rischio nei boschi in cui è stato trovato questo parassita. A sua volta, questo può aiutare a frenare la diffusione di questo parassita altamente invasivo.

Hai appena visto l’introduzione di JoVE all’identificazione degli alberi usando una chiave dicotomica. Ora dovresti capire come funzionano le chiavi dicotomiche e come applicare una chiave dicotomica all’identificazione dell’albero. Grazie per l’attenzione!

Results

La Tabella 4 contiene le foglie correttamente identificate per l’identificazione di un insieme di 10 specie sconosciute.

I risultati per l’indagine sul campo varieranno a seconda dei campioni raccolti. I risultati rappresentativi per gli alberi trovati nell’area di Chicagoland (codice postale 60031) possono essere trovati nella Tabella 5.

I risultati per l’utilizzo del Tree Benefit Calculator sono disponibili nella Tabella 6. Questo calcolatore fornisce una stima dei vantaggi offerti dai singoli alberi sul lato della strada. Quando vengono inseriti i dati dell’indagine sul campo, inclusi codice postale, specie, diametro e uso del suolo, è possibile vedere il beneficio ambientale ed economico fornito da ciascun albero.

Esempio sconosciuto	Specie
1	Olmo americano
2	Sicomoro
3	Cenere Verde
4	Acero Argentato
5	Bocciolo rosso
6	Pioppo
7	Honeylocust
8	Pino scozzese
9	Bur Rovere
10	Cedro Rosso

Tabella 4. I campioni di foglie sconosciute e le loro specie arboree correttamente identificate.

Numero di esempio dell’albero	Diametro a 4 piedi e mezzo sopra il grado (pollici) *calcolato	Uso del suolo	Specie
1	5.2	Multifamiliare Residenziale	Basswood americano
2	6.1	Multifamiliare Residenziale	Olmo americano
3	4.3	Multifamiliare Residenziale	Sicomoro americano
4	4.5	Famiglia Singola Residenziale	Corniolo
5	5.3	Famiglia Singola Residenziale	Boxelder

Tabella 5. Risultati rappresentativi per gli alberi trovati nell’area di Chicagoland.

Numero di esempio dell’albero	Beneficio complessivo	Gestione delle acque piovane (galloni)	Valore della proprietà	Efficienza energetica (kW/h)	Sequestro del carbonio (libbre)
1	20 dollari	173	4 dollari	38	109
2	24 dollari	217	8 dollari	41	133
3	22 dollari	161	11 dollari	27	113
4	11 dollari	69	2 dollari	22	74
5	46 dollari	356	22 dollari	56	169

Tabella 6. Risultati del calcolatore dei benefici dell’albero.

Applications and Summary

Comprendere i benefici che gli alberi forniscono a una comunità è importante. La conversione di questo beneficio in un valore monetario o in un valore dei servizi ecosistemici consente una comprensione concreta del ruolo che gli alberi svolgono in un ecosistema. Gli alberi sono importanti per la salute, l’economia e l’ambiente, e una volta che questo è realizzato, può iniziare una discussione sui modi per proteggere gli alberi e aumentare i loro benefici. Man mano che gli alberi invecchiano e crescono, i loro benefici aumentano. Questo fornisce un motivo per proteggere gli alberi maturi (Figura 17).

Queste informazioni possono essere utilizzate per determinare quali alberi sarebbero più utili da piantare in una comunità. Può anche essere utilizzato dai funzionari della città per informare le decisioni sulla costruzione di infrastrutture(ad esempio la politica sul numero / tipi di alberi che devono essere piantati sulla costruzione di nuovi edifici). Le parti interessate possono anche decidere quanti / tipo di alberi piantare sulla loro proprietà per contribuire a ridurre le bollette energetiche(ad esempio scuole, aziende, uffici governativi).

Figura 17. Un esempio di un albero vecchio e maturo.

Transcript

Dichotomous keys are commonly used in science to identify items in nature, including trees. Users progress through sets of two-choice questions, leading to the identity of the sample.

In a dichotomous key, questions are posed as paired phrases or questions, in which only one can be correct. The correct phrase then leads to the next question or phrase, until finally, after a number of steps, it leads to identification of the item being keyed out.

For tree identification by dichotomous key, users study the features of leaves and leaf arrangement, and move though the paired phrases until reaching identification of the tree the leaf came from.

This video will illustrate the layout of a dichotomous key, how to use it, and some of the leaf features used in dichotomous keys for tree identification.

Leaves are very characteristic of individual tree species, and are commonly used to identify trees. Leaf shape, arrangement, margins, and multiple other characteristics can be taken into account when identifying a tree sample.

Broadleaf trees are common in the United States, and are characterized by leaves with wide blades that expose a large area for photosynthesis. Most broadleaves are deciduous, dropping their leaves in autumn.

The second major tree type in the United States is the evergreen. These have needle or scale-like leaves, which generally stay on the trees year round. Needle-like leaves have little surface area for photosynthesis, and a thick waxy coating to prevent water loss, making needled evergreens well suited to areas where water conservation is important for survival.

Leaf shape is tied to the evolutionary history of a tree species, and depending on the ecosystem demands, the leaf’s needs to maximize sunlight capture while minimizing heat absorption and water loss. Overall leaf shape is a trait often used to categorize broadleaves in dichotomous keys.

Leaves may be categorized as heart shaped, triangular, lance, ovate, or obovate. Other shaped leaves occur, but these are most common. Leaf arrangement on the twig is another characteristic used in key identification of trees. Opposite leaves are those occurring in pairs at the nodes, usually displaying adjacent tiers at right angles to minimize overlap. Alternate leaves, the most commonly seen arrangement, are staggered, not directly across from one another, and often arranged in a spiral along the twig. Whorled arrangements have three or more leaves occurring at a single node.

The edge of the leaf, or leaf margin, may also provide features to aid identification. They may be smooth, have projections, teeth, or undulations. A wavy or bumpy edge is called rounded or sinuate. Again, this may be related to environmental conditions. In colder climates, native trees tend to have larger and more teeth.

With broadleaf trees, leaves may be categorized as simple or compound. Simple leaves have one leaflet, a petiole or “stalk”, and a bud at the base of the petiole. Compound leaves have two or more leaflets and a bud at the base of the petiole. Further, once-pinnately compound leaves have one main petiole and leaflets arranged on each side of the petiole. Twice-pinnately compound leaves have one main petiole, and secondary petioles arranged on either side of the main petiole. This can be used to check the difference between a leaf and a leaflet; if there is no bud where it attaches to the stem, it is a leaflet, not a leaf.

Now that we are familiar with some of the traits of common trees and leaves, and some categories used for tree identification, let us walk through the use of a key.

Before attempting to identify leaf samples, it is necessary to first become familiar with the traits and the categories examined within the key itself.

The first question in the key asks whether the leaf specimen is needlelike or scalelike, or if it is broadleaf. The first two are categorized as evergreen, and the second as deciduous. If the answer is “needlelike or scalelike” proceed to row 2 of the key. If it is “broadleaf”, proceed to row 3.

Row 2 relates to needlelike or scalelike leaves, and asks which of these best describes the sample. Needlelike leaves have very little surface area, and have a thick, waxy coating to prevent excessive water loss. Scalelike leaves also have narrow surface area, but are comprised of small, individual scales. If the leaves are scalelike, the key states that the specimen is a Red Cedar. If the leaves are needlelike, the key states that the specimen is a Scotch Pine.

Question 3 asks if the leaf is simple or compound. Simple leaves are those with one leaflet per petiole or stem, and a bud at the base of the petiole. Compound leaves are those with two or more leaflets, a petiole, and bud at the base. If the leaf is simple, move to row 4, and if compound, to row 5.

The fourth question asks if the leaf is lobed or unlobed. Lobed leaves are those with projections that give the leaf shape. Unlobed leaves have a consistent leaf edge. If the leaf is lobed, the key instructs to move to row 6. For unlobed leaves, row 7 should be consulted next.

Row 5 follows on from question 3 and asks if the leaf is once or twice compound. Once-compound leaves have two or more leaflets arranged pinnately on each side of the petiole. A twice-compound leaf has one main petiole, and then secondary petioles arranged on each side of the main petiole. This is a terminal question, with once-compound leaves listed as belonging to Green Ash, and twice-compound as Honeylocust.

Question 6 deals with lobed broadleaves. Is the leaf pinnately or palmately lobed? Pinnate lobes are those where the lobes all attach to a central axis or vein. Conversely, in palmate leaves, the lobes all radiate from a single point. For pinnately lobed leaves, the leaves belong to Bur Oak. For palmately lobed leaves, the key moves on to Row 8.

In row 7, the key asks if the leaf samples have teeth on the margin. Teeth are classed as continuous and serrate, versus a smooth leaf, which has no serrate or pointed projections on the margin. Toothed samples lead on to Question 9, and untoothed are classified as Redbud leaves.

Question 8 asks if the leaf samples have 3-5 deep lobes with opposite leaf arrangement, or 3-5 shallow lobes with alternate leaf arrangement. Deep lobes are those that extend far into the leaf surface, and opposite leaf arrangement is seen when leaves occur in pairs at the nodes. Shallow lobes are those that extend less into the leaf surface, and alternate leaf arrangements are those in which leaves are staggered, or not directly across from one another. Deep lobes and opposite leaf arrangement leads to Silver Maple, whereas shallow lobes and alternate arrangement leads to Sycamore.

Finally, question 9 asks if the leaf margin has double teeth, elliptical shape, and is asymmetrical at the base, or if instead it has a single toothed margin. If the former is true, the sample is identified as American Elm, and if the leaf has a single toothed margin, it is from a Cottonwood tree.

Now, use the leaves pictured along with the dichotomous key to practice identification.

After examination of the key and the characteristics described, field identification of trees can be carried out. First, select a tree to be identified. Collect one representative leaf sample from the tree, and affix it to herbarium paper using glue.

Next, note whether the leaves have an alternate or opposite arrangement on the stems, and record this on the herbarium sheet. Measure the diameter at breast height of the tree in inches by taking the circumference of the tree at 4.5 ft above the existing grade, and calculate the diameter. Record the circumference and diameter.

Note what type of land use is nearest to the tree: residential, small commercial, industrial, park or vacant land. Using the dichotomous key, identify the leaf samples and record the tree species on the herbarium sheet.

Tree identification has many practical applications, and dichotomous keys are useful and practical tools for quick identification.

Tree identification is an important first step in understanding the benefits specific trees or tree species provide in a community environment. Using tree identification data, and the National Tree Benefits Calculator, scientists and urban planners can use tree data to inform decisions about building, infrastructure, or planting strategies to maximize benefits to health and the environment, and decrease energy consumption.

Dichotomous keys are commonly used to identify many different types of organisms. For example, they can be used to identify anything from species of venomous snake, to insect pests of citrus trees, or types of aquatic plant. This technique can allow users unfamiliar with a specimen to key out an identify subjects simply in the field or laboratory setting.

The ability to identify trees or their pests by key can be extremely useful in pest or disease control. For example, the Asian Longhorned Beetle is becoming an increasingly common pest in US woodlands. An insect identification key can be used to identify and distinguish these from other native longhorn beetles, and also identify at-risk tree species in woodlands where this pest has been found. In turn, this can help to curb the spread of this highly invasive pest.

You’ve just watched JoVE’s introduction to identifying trees using a dichotomous key. You should now understand how dichotomous keys work, and how to apply a dichotomous key to tree identification. Thanks for watching!

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