7 januari 2019
Karakterisering van erosie van dendrogeomorphology is meestal gericht op nauwkeurig het vinden van de begintijd van de blootstelling van de wortel, door onderzoek van macroscopische of cel niveau veranderingen als gevolg van blootstelling. Hier bieden wij een gedetailleerde beschrijving van verschillende nieuwe technieken om zeer nauwkeurige microtopographic gegevens nauwkeuriger erosie tarieven te verkrijgen.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het veld voor de dendrogeomorfologie over het belang van grondmicropografische karakterisering voor het verkrijgen van betrouwbare plaaterosie tarieven. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het aanvaardbare schattingen van bodemerosie oplevert over vergelijkbare grote gebieden op een redelijke plaats. De implicatie van deze technieken strekt zich uit tot het verbeteren van de replibiliteit en het nut van dendrogeomorfologie door de typologie van bio-indicatoren die kunnen worden gebruikt voor het kwantificeren van erosiepercentages te verbreden.
Over het algemeen, individuen nieuw aan deze techniek zou in staat zijn om het gemakkelijk te repliceren als gevolg van de veelzijdigheid van de methodologie. Visuele demonstratie van deze methode is van cruciaal belang omdat deze is gebaseerd op de voltooiing van verschillende stappen met betrekking tot verschillende methodologische benaderingen. Begin met het lokaliseren van blootgestelde wortels die verder zijn dan 1,5 meter van de stam.
En met behulp van een handzaag om ten minste 30 blootgestelde wortels te snijden met een diameter van meer dan vijf centimeter in 15 centimeter lange secties. Selecteer twee plakjes van ongeveer 1,5 centimeter dik en gebruik een meeslepende troffel, een handzaag en een meetlint om ten minste 1/3 van de totale blootgestelde wortels op verschillende bodemdieptes te bemonsteren, tot een maximum van 20 centimeter om de minimale bodemdikte vast te stellen waaronder de wortels beginnen een anatomische respons te hebben als gevolg van blootstelling. Voor microtografische karakterisering van de blootgestelde wortels van een gemakkelijk toegankelijke locatie, gebruik maken van een terrestrische laser scannen apparaat dat kan meten tot 50.000 punten per seconde met een een millimeter precisie op een scanafstand van minder dan 120 meter, om ten minste twee verschillende conventionele terrestrische laser scannen locaties zonder schaduwzones te overwegen.
Gebruik minimaal vier high definition-landmeetdoelen die zijn gepositioneerd om het hele gebied te bestrijken om de twee locaties samen te voegen. Het scannen van een gemiddeld gebied van 300 centimeter in het kwadraat van de geselecteerde locaties met een ruimtelijke resolutie van een millimeter. Voor microtografische karakterisering van de blootgestelde wortels in moeilijk en steil terrein, plaats een microtografische profielmeter loodrecht op de blootgestelde wortel en vervolgens het niveau van de meter horizontaal voor alle metingen op een zodanige wijze dat verschillende gegevenssets kunnen worden vergeleken.
Grondoppervlak microtografische karakterisering is van cruciaal belang voor het verkrijgen van nauwkeurige erosie tarieven en kan goedkoop worden bereikt met behulp van een micropografische meter, ongeacht de studie site topografie. Teken vervolgens het profiel verkregen op grafiekpapier om een schatting van de hoeveelheid geërodeerde grond langs het profiel met sub-millimeter precisie mogelijk te maken. Om de basisblootstellingstiming te bepalen door middel van macroscopische analyse, gebruikt u de toename van het percentage laat hout en grotere groeiringbreedtes als indicatoren van stress die door blootstelling worden veroorzaakt.
En markeer ten minste vier tot vijf stralen langs de diameter van de plakjes die de hoogste variabiliteit in groeiring breedtes vertonen. Gebruik vervolgens een beeldanalysesysteem om de breedte van de boomring te meten en de variabiliteit in de breedte van de groeiring tussen de verschillende stralen voor visuele kruisdalingen te vergelijken om zowel de dateringsprecisie voor het eerste jaar van blootstelling aan bodemerosie te verbeteren als de daaropvolgende ringen correct te dateren. Om de basisblootstellingstiming te bepalen door middel van microscopische analyse, voor zowel blootgestelde als niet-blootgestelde wortelmonsters, gebruikt u een glijdende microtome om ongeveer een centimeter breed, 20 micron dikke radiale dwarsdoorsnedes te verkrijgen.
Bevlek de dwarsdoorsnedes met safranine en dehydrateer de monsters met oplopende ethanolwateronderdompelingen tot 96%-ethanol, totdat het water helder is. Week de monsters in een geschikte clearing agent, en monteer ze op gecodeerde dia's met een cover slip van verharding epoxy. Nadat de monsters bij kamertemperatuur zijn laten drogen, geeft u de secties onder 125x vergroting een beeld om de anatomische voetafdruk van zowel de blootgestelde als niet-blootgestelde wortelmonsters te vergelijken.
Gebruik vervolgens een geschikte beeldanalyser om microscopische metingen te verkrijgen van de groeiringbreedtes, het aantal cellen per ring, percentage laat hout en lumengebied in vroeg hout. In deze macroscopische analyse werden veranderingen in het groeipatroon van de boomring waargenomen als gevolg van de dood van het cambium op het bovenste deel van de wortel. Inclusief een verschuiving van de concentrische naar excentrieke groei en de aanwezigheid van een aantal gedeeltelijk vernietigde buitenste boomringen.
In deze microscopische analyse kan de eerste keer van blootstelling worden waargenomen wanneer er dramatische verandering in de ringbreedte is. Een toename van het aantal bloedvaten is ook merkbaar, en traumatische hars stippen verschijnen in sommige gehavende wortels. Laat hout is gemakkelijk gevisualiseerd vanwege de vele rijen dikwandige tracheids.
Met een aanzienlijke daling van het tracheidlumen van het vroege hout waargenomen bij blootstelling. Karakterisering van het grondoppervlak microtopografie speelt een cruciale rol bij het verkrijgen van nauwkeurige plaaterosie tarieven. Dit morfologische blootgestelde wortelpatroon eindigt op een specifieke afstand van waaruit het grondoppervlak alleen wordt gevormd door bladerosie, wat aangeeft op de plaats waar de erosie moet worden gemeten.
Hier werden 114 blootgestelde wortelmonsters geanalyseerd. Het inschakelen van een multidecadale karakterisering van bladerosie. De analyse van 10 begraven wortels bleek dat ze begonnen te anatomisch reageren op blootstelling toen ze ongeveer drie centimeter onder het grondoppervlak.
Dat is een essentiële indicator voor het verbeteren van de nauwkeurigheid van erosie tarieven. Tijdens een poging tot deze procedure, is het belangrijk om te onthouden dat de juiste micropografische karakterisering van de wortels en hun directe omgeving is aangetoond dat een belangrijke factor in de betrouwbare schatting van de plaaterosie tarieven. Het protocol is in elk geografisch gebied repliceerbaar, op voorwaarde dat de beschikbare boomsoorten een goede geschiktheid aantonen voor het gebruik in boomwortelonderzoek, zoals toegepast voor bodemerosiebeoordelingen.
Na deze procedure kan de toevoeging van andere methoden die gebruik maken van instrumentele stroomgebieden of experimentele percelen de ruimtelijke representativiteit van de erosieanalyse verbeteren. Deze techniek kan worden gebruikt om best management praktijken te ontwerpen, die uiteindelijk bodemerosie kunnen voorkomen of op zijn minst verminderen. Het vergemakkelijken van de toepassing van duurzamere beheerpraktijken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel bespreekt nieuwe technieken in de dendrogeomorfologie voor het nauwkeurig bepalen van erosiesnelheden aan de hand van microtopografische gegevens. Er wordt nadruk gelegd op het belang van microtopografische karakterisering van de bodem voor het verkrijgen van betrouwbare schattingen van bodemerosie.
Nauwkeurige kwantificering van bodemerosie is cruciaal voor milieurisicobeoordeling in de landbouw en bij ruimtelijke planning. Dit dendrogeomorfologische protocol verhoogt het voorspellende vertrouwen door microtopografische karakterisering te integreren met anatomische wortelresponsen, waardoor schattingen van erosiesnelheden over meerdere decennia mogelijk worden. De methode ondersteunt mechanische risicoreductie in landbeheersstrategieën door reproduceerbare, in het veld gevalideerde gegevens te leveren voor de ontwikkeling van duurzame praktijken.
De methode past binnen workflows voor milieuentdekking, van de initiële locatiebeoordeling tot longitudinale monitoring en voorspellende modellering voor landgebruikbeslissingen.