Waiting
Login processing...

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

Environment

Kalibrering og brug af kapacitans sensorer til at overvåge stilk vandindholdet i træer

Published: December 27, 2017 doi: 10.3791/57062
Automatic Translation
1, 2, 3
1Department of Geological Sciences, Jackson School of Geosciences, University of Texas at Austin, 2METER Group, Inc., USA, 3Department of Civil, Environmental and Geodetic Engineering, Ohio State University

Summary

Den hydrauliske kapacitans af biomasse er en nøglekomponent i vegetation vand budget, som fungerer som en buffer mod kort- og langsigtede tørke understreger. Vi præsenterer her, en protokol til kalibrering og brug af jordfugtighed kapacitans sensorer til overvågning af vandindholdet i stængler af store træer.

Abstract

Vandtransport og lagring gennem jord-plante-atmosfære kontinuum er afgørende for det jordbaserede vandkredsløbet, og er blevet en væsentlig forsknings fokusområde. Biomasse kapacitans spiller en integrerende rolle i undgåelse af hydrauliske værdiforringelse til transpiration. Men høj tidsmæssige opløsning målinger af dynamiske ændringer i de hydrauliske kapacitans af store træer er sjældne. Vi præsenterer her, procedurer for kalibrering og brug af kapacitans sensorer, typisk bruges til at overvåge jord vandindhold, for at måle volumetrisk vandindholdet i træer i området. Frekvens domæne reflectometry-stil observationer er følsomme for massefylden af medierne undersøges. Det er derfor nødvendigt at foretage artsspecifikke kalibreringer konvertere fra de sensor-rapporterede værdier af dielektriske Permittivitet til volumetrisk vandindhold. Kalibrering udføres på et fældet gren eller stilken skæres i segmenter, der er tørret eller fornyet hydreret for at producere en bred vifte af vand indhold bruges til at generere en Best-fit regression med sensor observationer. Sensorer er indsat i kalibrering segmenter eller installeret i træer efter forboring huller til en tolerance passer ved hjælp af en opdigtet skabelon for at sikre ordentlig drill justering. Særlig omhu at sikre at sensor tænder får god kontakt med den omkringliggende medier, samtidig med at tillade dem at blive indsat uden overdreven kraft. Volumetriske vand indhold dynamik observeret via metoden præsenteres Juster med sap flow målinger registreres ved hjælp af termisk varmeafledning teknikker og tvinger miljødata. Biomasse vand indhold data kan bruges til at observere udbrud af vand stress, tørke respons og helbredelse, og har potentiale til at blive anvendt til kalibrering og evaluering af nye plante-niveau hydrodynamik modeller og partitionering af fjernt fornemmede fugt produkter i over- og belowground komponenter.

Introduction

Vand gemt i plantemateriale spiller en integrerende rolle i planternes evne til at håndtere kort og lang sigt vand stress1,2. Planter opbevare vand i rødder, stængler, og blade i både intracellulære og ekstracellulære (fx vedvævet fartøjer) rum 2,3,4. Dette vand har vist sig at bidrage mellem 10 og 50% af diurnally viste sig vand2,5,6,7,8. Som sådan plante hydraulisk kapacitans er et nøgleelement i den jordbaserede vandbalance, kan bruges som en indikator for inddrivelse1vand stress og tørke svar og er en kritisk faktor nødvendigt at korrigere for observerede tidsforskydninger mellem transpiration og sap flow9,10,11. Real-time overvågning af vegetation vandindhold kan også bruges i landbruget til at begrænse orchard og beskære kunstvanding for at øge vanding effektivitet12,13. Dog målinger af kontinuerte, in situ stilk-vand indhold af woody arter7,14,15,16,17,18, 19 er sjældne i forhold til sap flux målinger20. Her, skitsere vi en procedure for kalibrering af kapacitans sensorer til at overvåge volumetrisk vandindholdet i stængler af træer5,21.

Hydrodynamisk adfærd og vandforbrug forordning af vegetation er en integreret del af jord-plante-atmosfære kontinuum22,23 og er derfor vigtige Kontroller for vand og CO2 strømme mellem den biosfæren og atmosfære24,25. Dynamikken i stilken vandindholdet er påvirket af både biotiske og abiotiske faktorer. Udtynding og infiltration af stilk-gemt vand påvirkes af kort - og langsigtede tendenser i de miljømæssige forhold, navnlig damptryk underskud og jord vand indhold1,26. De fysiske egenskaber af det træ27 (fx, tæthed, fartøjets struktur) og emergent hydraulisk strategi25 (fx, iso- eller anisohydric spalteåbningernes regulering) bestemme en plantens evne til at gemme og bruge vand 19 , 26 , 28, og kan variere meget af arter29,30. Tidligere undersøgelser har vist forskellige roller i kapacitans i tropiske16,27,31,32,33 og tempererede5,7 ,21 arter, og i begge dækfrøede1,2,34 og nøgenfrøede6,11,17,19.

Forbedret viden om biomasse vandindhold vil forbedre forståelsen af vegetation strategier for vand erhvervelse og bruge1,2, sammen med artens sårbarhed til forventede ændringer i nedbør regimer35 ,36. Yderligere forståelse af planten vandforbrug strategier vil hjælpe med at forudsige shifting demografiske mønstre under fremtidige klimaændringer scenarier37,38. Gennem modeldata fusion teknikker39, stilken vandindhold data indhentet ved hjælp af denne metode kan bruges til at informere og teste skalerbare, plante-niveau hydrodynamik modeller40,41, 42,43,44 for at forbedre beregninger af spalteåbningernes ledningsevne og dermed simuleringer af både transpiration og fotosyntetiske carbon optagelse. Disse avancerede hydrodynamiske modeller kan give en betydelig reduktion i usikkerhed og fejl når de indarbejdes i større arealet og jordens systemer modeller25,45,46, 47,48.

Metoder, der anvendes til at overvåge eller beregne stilk vandindhold omfatter træ coring33,49, elektronisk dendrometers2,15,50, elektrisk modstand 51, gamma stråling dæmpning52, deuterium røbestoffer19, netværk af sap flux sensorer32,33,53, stammer psycrometre også samt49, og amplitude11 og tid4,12,13 domæne reflectometry (TDR). Seneste bestræbelser har testet levedygtigheden af kapacitans sensorer, der traditionelt har været brugt til at måle jorden volumetriske vand indhold5,18,21,27. Frekvens domæne reflectometry (FRD)-stil kapacitans sensorer er lave omkostninger og bruger relativt små mængder af energi til kontinuerlige målinger, hvilket gør dem en attraktiv værktøj for høj tidsmæssige opløsning målinger i marken scenarier. Lethed af automatisering af FDR over TDR-stil sensorer letter samling af kontinuerlig sun-time data sæt, og eliminerer mange af de udfordringer, der er iboende i TDR målinger kræver betydelige kabellængder13. Anvendelsen af in situ kapacitans sensorer eliminerer behovet for gentagne coring eller gren høst, og kan levere forbedret nøjagtighed for hårdttræ arter.Woody arter, at trække vand hovedsageligt fra ekstracellulære rum, såsom vedvævet fartøjer, eller har høje træ eller bark moduli af elasticitet, er generelt ikke gode kandidater til populære dendrometer måleteknik på grund af lav elastisk stilk udvidelse 2. kapacitans sensorer anslå dielektrisk Permittivitet, som kan omdannes direkte til volumetrisk vandindhold. Men kapacitans målinger er følsomme for massefylden af medierne omkring sensoren. Derfor går vi ind for artsspecifikke kalibreringer, at konverterer outputtet af sensorer til volumetriske træ-vand indhold5,21.

Vi præsenterer en protokol for en artsspecifik kalibrering konvertere kapacitans sensor output til volumetrisk vandindhold i træ. Desuden er vejledningen for inden installation af kapacitans sensorer i modne træer og en diskussion af metodens styrker, svagheder og antagelser. Disse teknikker er designet til at overvåge volumetrisk vandindhold i stammen, den største træ vand opbevaring reservoir8, men let kan udvides til hele træet med installation af yderligere sensorer langs grenene. Målinger af dynamiske plante vandindhold vil forhånd felterne vegetation hydrodynamik, biometeorology og jord-overfladen modellering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Vælg et træ Instrumentation

  1. Vælg træer for måling. Ideelt, Vælg træer, der er sunde med et generelt runde stilk tværsnit, og en diameter mellem 1 - 2 gange tine længde eller afgrenet dybde større end længden af sensor tænderne (~ 5 cm for specifikke kapacitans sensorer vist her). Måle dybde afgrenet bruger træ kerner, eller for mange arter, beregne afgrenet dybde gennem allometric ligninger vedrørende afgrenet område for at dæmme op diameter 29,54, som målt af en standard diameter tape.
    Bemærk: Nogle typer af kapacitans sensorer kan dog stand skal trimmes til en passende længde efter trin 1.2 uden at skade målenøjagtighed. Eneste kapacitans sensorer med stive måling tænder, der ikke indeholder ledninger kan trimmes eller skære. Separat kalibrering er nødvendigt afpudset sensorer. Derfor, Marker træ og bestemme den passende tine længde før kalibrering.
  2. Bestemme den passende længde af sensor tænderne baseret på træets diameter og afgrenet dybde.
    Bemærk: Kapacitans sensorer integrere fugt oplysninger over længden af sensor tænderne, L. antages derfor at integreret observation giver de er repræsentative for hele stammen når diameteren er mellem L og 2 L . Bark og phloem vil ikke påvirke måling, som de er fjernet fra området måling inden installation (Se afsnit 4.2).
    1. Trim sensorer for træer hvor L er større end diameteren stilk (Se trin 1.3) sådan, at tænderne ikke trænge gennem den modsatte side af stænglen.
    2. Måle den kombinerede signal fra afgrenet og kernetræ med sensor for træer hvor diameteren er større end 2L, men afgrenet dybden er mindre end L.
      Bemærk: Som vandindhold afviger i disse to vævstyper, dette kan medføre en bias hvis det antages, at observationen er repræsentant for hele stammen. I sådanne tilfælde, eller når brugeren er kun interesseret i afgrenet vand udsving, sensoren tines skal trimmes til afgrenet dybde, således at bemærkningerne vil repræsentere vand indhold udsving afgrenet (aktive vedvævet) kun. Når afgrenet dybden er større end L, observationer repræsenterer kun afgrenet, men sensoren behøver ikke at være trimmet.
  3. Hvis det er nødvendigt (som fastsat i trin 1.2.1 og punkt 1.2.2), skåret sensoren til at passe til det angivne program. For at skære sensor tænderne, klemme sensor sikkert til et arbejdsbord, og mens iført passende beskyttelsesudstyr, bruge en magt roterende værktøj udstyret med en stål opskæring disk til at skære hver tine til netop den samme længde.

2. høst og forberede træ prøver af alle arter af interesse til at generere en artsspecifik kalibrering

  1. Indsamle en trunk, juvenil stilk eller store gren mindst 6 cm i diameter fra arter af interesse. Større diameter er foretrukket for at maksimere mængden træ omslutter sensoren og ligne mest trunk tæthed for feltmålinger. Fjerne alle vedlagte grene eller blade, og lichen eller løst materiale.
    Bemærk: Diskussion afsnittet for yderligere diskussion af usikkerhed, der skyldes forskelle i gren og dæmme op for tæthed.
  2. Segmentere stilken i 25 eller mere cylindrisk sektioner af ~ 15 cm længde.
  3. Label hver segment og optage den gennemsnitlige diameter og længde af hver. Tilnærme de segmenters volumen som volumen af en cylinder.
  4. Adskille segmenterne i to grupper for differential rehydrering og tørring. Læg ca 1/3 af segmenterne i et vandbad til at rehydreres, og de andre 2/3 af segmenterne i en tørring ovn ved 60 ° C til at dehydrere. Holde to segmenter separat for øjeblikkelig måling: helst en fra midten af længden af stammen, og ene fra ophør.
    Bemærk: Typisk segmenter tørring på 60 ° C vil være helt udtørret efter ~ 2 uger, og fuldt rehydreret efter ~ 3 dage. Fjerne individuelle segmenter fra ovn/vandbadet og måler dagligt eller to gange daglig intervaller (Se trin 3.7). For at producere en graduering af målinger, der spænder over de største udvalg af mulige volumetriske vand indhold.

3. Opret en kalibrering forholdet mellem Sensor Output og volumetriske vand indhold

  1. Tilslut en kapacitans sensor til en datalogning enhed, følge anvisningerne fra producenten, og til en computer for real-time sensor udlæsning visualisering. Angive tidsintervallet for indsamling af data til 30 s.
  2. Ved hjælp af en premade boring skabelon holdes sikkert på plads til at opretholde justering og en boret lidt mindre end diameteren af tænderne af kapacitans sensor (3.57 mm for den sensor, der anvendes i dette eksperiment), bore to lodrette slags tre huller med den andet sæt ligger cirka 150 ° væk omkring den træ segment med en vertikal adskillelse af et par centimeter til at sikre, at der er nogen potentiel overlapning mellem hullerne. Brug de træ segmenter, der er afsat i trin 2.4 for det første sæt af målinger.
  3. Veje segment og post vægt til en nøjagtighed på 0,01 g ved målingen. Cap enderne af segmenter med plastic wrap til at forhindre yderligere udtørring.
  4. Umiddelbart efter vejning, rense tænderne af kapacitans sensor med en spritserviet og indsætte det i stilken segment helt, således at ingen del af stål tænderne er synlige. Vent til måling læsning på skærmen output til at stabilisere (2 eller 3 min, generelt). Optage sensor output af temperatur, elektriske ledningsevne og dielektriske Permittivitet (εb) hver 30 s til 5 min og beregne gennemsnittet af de 10 målinger.
  5. Forsigtigt fjerne sensoren fra målgruppen, rense tænder med en spritserviet, og vente på output aflæsninger at vende tilbage til nul. Gentag målingen fra trin 3.3 videre i det andet sæt af forborede huller.
  6. Fjerne plastik fra enderne og placere stilk segment i tørring ovnen. Gør det muligt at udtørre helt (generelt 2 uger, eller indtil vægt har stabiliseret i flere dage).
  7. Gentag trin 3.3 gennem 3.7 for alle segmenter. Fjern segmenter fra tørring ovnen og måle oftere (to gange dagligt) inden for de første mange dage til at tørre, på grund af de højere indledende fugttab end i løbet af de sidste mange dage (dagligt). Tør overskydende vand fra overfladen af segmenter fjernes fra vandbadet ved hjælp af en køkkenrulle før vejning og måling.
Måle en rehydreret stilk segment per dag, indtil alle rehydreret segmenter er blevet målt.
  • Efter fuldstændig udtørring bremse post den endelige tørvægt af alle segmenter.
  • Beregn volumetrisk vandindhold (VWC, cm3vand /cm3træ) af hver stilk segment på målingen, ved hjælp af følgende formel:
    Equation 1(1)
    Hvor Vw er mængden af vand (cm3), og Vstammer er mængden af stilken segment (cm3) beregnet i trin 1.2.
    1. Beregne mængden af vand i hvert segment på målingen som:
      Equation 2(2)
      Hvor mw er den masse vand i stilken segment (g) på tidspunktet for måling og Rhow er massefylden af vand (1 g cm-3)
    2. Beregn massen af vandet i hvert segment på målingen som:
      Equation 3(3)
      Hvor Mvåd er massen af stilken segment på tidspunktet for måling (g), og Mtør er den endelige vægt af segment (g).
  • Ved hjælp af en statistisk analyse softwarepakke, oprette en tilpasset lineær regression mellem sensor-observerede dielektrisk Permittivitet og VWC (figur 1, tabel 1).

    • Figure 1
    Figur 1: eksempel kalibreringskurver. Kalibreringskurverne for Quercus rubra, Acer rubrum, Betula papyrifera, Populus grandidentataog Pinus strobus efter del 1 og 2 i denne protokol. Ligninger og koefficienter til bestemmelse er fastsat for hver i tabel 1. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

    m b R2
    B. paprifera 0,048 -0.098 0.967
    A. rubrum 0.067 -0.158 0.853
    Q. rubra (forkortet) 0.120 0.041 0.636
    Q. rubra 0.058 -0.109 0.718
    P. grandidentata 0,023 -0.028 0.887
    P. strobus 0.030 -0.072 0,900

    Tabel 1: kalibrering ligninger for konvertering af Ε b til VWC for fem tempereret træarter. Koefficienter er ' og 'b' er præsenteret for en lineær ligning i standardformularen: VWC = m * εb+ b.

    4. installere kapacitans sensorer i træer for feltmålinger

    1. Før sensor installation, optage stilk diameter og højden over jordoverfladen for hver sensor placering. Typisk, for at overvåge VWC i bagagerummet, placere en sensor ~0.5 m over jordoverfladen, og placere en anden en lige under den første større forgrening split (~7.5 m over vejbanen, figur 2).

    Figure 2
    Figur 2: eksempel eksperiment feltopsætning. Et skematisk diagram over sensor placering og orientering i et modne træ støder op til en datalogning station. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

    1. Fjerne bark til cambium og oprette en flad overflade hvor sensoren vil være installeret ved hjælp af en uafgjort klinge. Sikre, at denne overflade er bred og flad, at sensoren sidder flush mod overfladen af træet, når det er installeret, således at ingen del af tænderne er udsat. Fjerne bark og cambium til at sikre, at målinger omfatter kun vandindholdet i vedvævet, mens bortset fra vandindholdet i bark eller phloem.
    2. Bore huller i tænderne. Bruge en boret lidt mindre end diameteren af tænderne for blødere træ, mens du bruger en smule tættere til den reelle størrelse af tænderne for sværere træ (3.57 mm som anvendes i denne protokol). Høj kvalitetsmålinger, sikre at sensor tænderne gøre god kontakt med træ. Da der ikke vil være behov for at fjerne sensoren regelmæssigt, som det var tilfældet under kalibreringen, en lidt mindre borehoved kan bruges her end den, der anvendes til kalibrering.
    3. Ren sensor tænderne med en spritserviet hen til ophæve hvilken som helst snavs eller hud olier, og Indsæt sensoren i de forborede huller. Hvis sensoren opfylder for meget modstand ved indsættelse, forsigtigt ud igen og igen bore huller for at udvide dem lidt. Sikre, at alle tre tænder er sat helt og kroppen af sensoren sidder flush mod træstamme.
    4. Brug en silicium-baseret fugemasse til at forsegle sensor mod træstamme at hjælpe holde dæmme op for strømmen fra ind i hullerne og forhindre skadedyrsangreb.
    5. Dække sensoren med reflekterende isolering til at undgå ekstern opvarmning.
    6. Efter fabrikantens specifikationer, skal du tilslutte alle sensorer til et 12 V power source og en kompatibel datalogger. Brug data indsamling intervaller på 5 min til sensorer indsat i feltet, men brug længere intervaller at spare på strømmen i steder, hvor strøm er begrænsende, fx, solar/batteri drives websteder.

    5. processen rådata til stilk-vand opbevaring ved hjælp af kalibreringskurven

    1. Ved hjælp af ligningen af kalibreringskurven genereret i trin 2.9, konvertere sensor output til VWC for alle observationer. VWC er generelt udtrykt som cm3 /cm3 eller som en procent. Procent VWC vil derfor variere mellem 0 og 100%.
    2. Integrere det samlede volumen af interesse (cm3) mellem to målinger højderne (f.eks. i figur 2: 0,5 m og 7,5 m) ved at påtage sig stilk diameterændringer lineært med højden.
    For træer hvor observation repræsenterer hele stammen (dvs., træer af diametre mellem L og 2L, ved hjælp af uændrede sensorer, eller tyndere træer hvor sensoren blev trimmet til stilken diameter, se afsnit 2.2), bruge ligning 4:
    Equation 4(4)
    hvor H er højdeforskellen (lodrette afstand) mellem sensorer (f.eks.i figur 2: 700 cm) og f1 og f2 er radier i stem (cm) på nederst og øverste sensorer lokaliteter, henholdsvis.
    For træer hvor sensorer giver en skøn kun over vandets splintved (Se sensor længde beslutsomhed, afsnit 1.2) indhold bruge eq. 5:
    Equation 5(5)
    hvor s1 og s2 er afgrenet dybder (cm) på den nederste og øverste sensorer steder, henholdsvis.
  • Beregning af volumen af stilk- eller afgrenet - gemt vand ved at multiplicere træets gennemsnitlige VWC af det samlede volumen af interesse.

    • Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    I dette afsnit præsenterer vi kalibreringsdata for fem fælles østlige skov træarter, efterfulgt af en detaljeret analyse af feltmålinger af stilk-vand opbevaring i tre Acer rubrum enkeltpersoner i 2016 vækstsæsonen. Kalibreringskurverne blev genereret for Acer rubrum, Betula papyrifera, Pinus strobus, Populus grandidentata, og Quercus rubra (figur 1). Skråningerne af kurverne afveg med 97,7% for P. grandidentata og A. rubrum (tabel 1) demonstrerer behovet for at udføre artsspecifikke kalibrering at opnå nøjagtig VWC målinger. Volumetrisk vandindhold blev overvåget i bunden af træet stilken 0,5 m over jordoverfladen, og i bunden af den levende krone, 7,5 m over jordoverfladen (figur 2). Temperaturprofil udtynding og opfyldning af VWC blev observeret i begge steder, med VWC på den øverste målepunkt viser større temperaturprofil variation end den lavere placering (figur 3). VWC på den øverste måling placering varierede fra 0,55 til 0,88 cm3/cm3, mens VWC på lavere måling placering varierede fra 0.72 til 0,95 cm3/cm3. Under transpiration, er vand tabt fra blade og forarmet mest hurtigt fra distale grene. Det følger heraf, at VWC målt i bunden af den levende crown bør være lavere end i bunden af stammen når opbevaring er ved at blive aktivt inddraget. Målinger på begge steder viste de samme generelle tendenser i vækstsæsonen (figur 3).

    For at evaluere den observerede temperaturprofil dynamikken i skiftende stilk vandindhold, beregnet vi tid sats af forandringer i stem-gennemsnitlige samlede vandindhold, ΔStorage (g/s), (figur 4). ΔStorage blev sammenlignet med sap flux data indsamlet samtidig i det samme træ ved hjælp af Granier-stil termisk varmeafledning sensorer55. Negative værdier i ΔStorage angive fradrag i kuffert vand opbevaring. Ændringer i opbevaring begyndte at forekomme kort efter daggry (6:00 am), mens sap flux haltet bagefter mellem en time og et halvt og to timer (~ 8:00 am). I almindelighed, anslås lag-gange mellem sap flux og transpiration til lidt mere end en time9. Aftagende nedbrydningen af opbevaring mellem middag og 4:00 pm kan henføres til midt på dagen spalteåbningernes lukning, som også er ansvarlig for sap flux kurves hele den eftermiddag56,57asymmetriske form. Kongruens i resultater, der opnås ved hjælp af veletablerede sap flux teknikker og vores opbevaring måleprocedure demonstrere kapacitans sensorer evne til at indfange hurtig dynamics af ændringer i stilken vand opbevaring i ældre træer.

    Tre forskellige modne Acer rubrum (diametre i bryst højde, DBH: 29,1 cm, 28,3 cm, 22,7 cm) i en skov forskning site i det nordlige Michigan blev overvåget i 2016 vækstsæsonen. Mens samlede stilk vand opbevaring er afhængig af mængden af stammen (figur 5A), alle tre personer udstillet mønstre af infiltration og genbestilling overensstemmelse med årstidens trends i sap flux (figur 5B) og tilgængelige jordfugtighed i den øverste 1 m dybde (figur 5 c). Stilk-gemt vand, sap flux og jordfugtighed var alle på deres laveste i slutningen af sommeren udvidet interstorm periode, dag af året (DOY) 200-225. På dette tidspunkt, sap flux og stilk vandindhold blev reduceret betydeligt i alle overvågede personer. Vi vurderede tørke inddrivelse tid som reaktion på den observerede tilbagegang i jordvand indhold fra 10% til 5,6% for at være ca. 10 dage for A. rubrum, baseret på den nødvendige tid til stilk-vand opbevaring til rebound til pre tørke niveauer.

    Figure 3
    Figur 3: eksempel resultater fra et felt eksperiment overvågning bremse vandindhold på 0,5 og 7,5 m højder i Acer rubrum (DBH = 29,1 cm). Vandindhold på 7,5 m over jorden forblev generelt lavere end vandindhold på 0,5 m. temperaturprofil udsving i vandindhold på 7,5 m var større end dem, der registreres tættere på jordoverfladen. Stigninger i stilken vandindholdet i begge højder svarede til dage efter nedbør (vist i lilla), med et stort fald i stilken vandindhold mellem DOY 210 og 225 i 2016 da lidt at ingen nedbør indtraf. Manglende data er resultatet af midlertidige strømafbrydelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

    Figure 4
    Figur 4: eksempel resultater fra et felt eksperiment sammenligne tidsforskydning i vand flux målt som sap flow og antallet af ændring af stilken vandindhold. SAP flow blev overvåget samtidig med stilk vandindholdet i en Acer rubrum følgende metoden beskrevet i Matheny, et al. 29 den gennemsnitlige temperaturprofil sap strømningshastighed (blå) og tid afledt af stilken vand opbevaring (ΔStorage, orange) som beregnet følgende Matheny, et al. 5 er vist i 5 dage når jordfugtighed ikke var-begrænsende (DOY 245-250, 2016). Skyggelagte områder repræsenterer standardafvigelsen på tværs af 5-dages-vindue. ΔStorage begynder at falde kort efter daggry (6:00), mens sap flux begynder at stige ca 2 timer senere (8:00). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

    Figure 5
    Figur 5: Eksempel resultater fra et felt eksperiment overvågning stilk vand opbevaring i tre Acer rubrum i løbet af 110 dage. Stilk vand opbevaring blev overvåget i stammerne af tre Acer rubrum af forskellige trunk størrelser i løbet af vækstsæsonen 2016 (A). Årstidens trends i stilken vand opbevaring svarede til tendenser ses i sap flux overvåges i 15 Acer rubrum i den samme skov efter procedurerne i Matheny, et al. 29 (B).Skraverede område svarer til standardafvigelse mellem individuelle træer, mens den faste linje repræsenterer den gennemsnitlige daglige integreret sap flux. Begge dæmme vand opbevaring og sap flux fra Acer rubrum fulgt mønstre af jordens vandindhold (SWC), som integreret over toppen 1 m jord dybde og nedbør (C). Manglende data er resultatet af midlertidige strømafbrydelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Sæsonbestemte og temperaturprofil mønstre i stilken vandindhold observerede via kapacitans sensorer Juster med tendenser i samtidige sap flux og miljømæssige tvinger målinger (figur 3, figur 4, figur 5). Reservoirer for stilk vand opbevaring er forarmet diurnally når tempoet i transpiration overgår rente af genoplade gennem woody væv og sæsonmæssigt jordfugtighed begrænser root-vand tilgængelighed5. Denne interne kapacitans giver en værdifuld buffer mod hydraulisk begrænsninger til spalteåbningernes ledningsevne og er ansvarlig for forsinkelse mellem udbrud af transpiration og sap flux9. I denne undersøgelse konstaterede vi en maksimal daglig vand tilbagetrækning fra opbevaring spænder mellem 23.3 og 49,9 L (14,6 og 22,3%) af den samlede dæmme vandindhold. Den relativt hurtige stigning i stilken vand indhold efter regn begivenheder observeret i denne undersøgelse var konsekvent på tværs af alle overvågede maples og har været vist tidligere5. Denne type adfærd kan foreslå kavitation refill eller hurtige stigninger i vandindhold i andre omkringliggende væv21. Der er behov for yderligere forskning for at forbinde disse målinger med observationer af kavitation genpåfyldning21,58. Brugen af kapacitans sensorer letter overvågning dette kritiske aspekt af den vegetation vandbalance løbende, og i situ felt miljøer. Denne metode blev udviklet ved hjælp af GS-3 ruggedized jord fugt sensor. Disse sensorer har tre stive rustfrit stål tænder (3,26 mm diameter, 5,5 cm længde). Mens metoden kan være tilpasset til brug med andre kapacitans sensorer, er det afhængig af tilstedeværelsen af stive måling tænder.

    Artsspecifikke kalibrering tillader konvertering af målte dielektrisk Permittivitet til volumetrisk vandindhold for træarter med forskellige træ tætheder (figur 1). Der er dog flere iboende antagelser i præsenteres kalibreringsproceduren. Mest bemærkelsesværdig er den antagelse, at træ tætheden af de filial eller stilk segmenter, der anvendes til kalibrering svarer nogenlunde til tætheden af træ på installationsstedet i feltet. Mens gren og stilk tætheder har vist sig at være i god aftale for nogle arter59, det er ikke altid den sag60, på grund af forskelle i vedvævet fartøj koniske og arrangement. En anden vigtig overvejelse under kalibreringen er mængden af træ omgivende sensor tænderne. Nogle FDR-stil sensorer kræver en betydelig dybde af medier nedstøbning (≥5 cm) på alle sider for at undgå inddragelse af andet materiale (dvs., luft) i aflæsninger. Anvendelse af større diameter segmenter til kalibrering kan markant forbedre aftalen mellem lab beregnet VWC og εb ved at hjælpe med at minimere indvirkningen af både tæthed forskelle og nedstøbning dybder.

    Radial og omkredsen forskelle i sap flow er veldokumenteret61,62,63,64,65,66. Det følger heraf, at forskelle i træ vandindhold ville ligeledes variere med placering og dybde. I en undersøgelse ved hjælp af x-ray computertomografi, Fromm, Sautter, et al. 67 demonstreret, at det faktisk er tilfældet. Fromm, et al. arbejde 67 fremgår også betydelige tæthed og VWC forskelle mellem første - og latewood i ring porøse arter, Q. robur. Udfordringer på grund af omkredsen forskelle i flow og ledningsevne kan overvindes ved hjælp af yderligere sensorer; radial og tidsmæssige variationer fremsætte flere problemer. Den nuværende metode antager, at tætheden er konstant i både tid og rum. For mere langsigtede målekampagner, kan ændringer i tæthed og flow mønstre på grund af såret effekter68 også være af bekymring. Nogle forskelle i vandindhold med radial dybde kan rettes ved ændring af længden af sensor tænderne. Stilen i kapacitans sensor, der anvendes i dette arbejde beskæftiger 5,5 cm lange solid rustfrit stål tænder, der kan skæres uden at beskadige sensorfunktionen. Det er vigtigt, at alle tænderne skæres præcist den samme længde og en ny kalibrering udføres ved hjælp af den modificerede sensor (Se figur 1 og tabel 1, Q. rubra forkortet). Ved hjælp af sensorer med tænderne forkortet til 2 cm, Matheny, et al. 5 viste forskellige dynamik mellem lavvandede aktivt gennemføre afgrenet og bulk afgrenet i Q.rubra. Mens denne metode giver et middel til at undersøge vandindholdet i lavvandede dybder (0 < skære tine længde < 5,5 cm), det mangler evnen til at skelne mellem specifikke dybder (jeg. e. VWC mellem 2 og 4 cm) eller på dybder større end den oprindelige sensor længde.

    De mest almindelige problemer med denne metode opstår under installationen, og er ofte et resultat af under-boret eller fejljusteret huller. Det er nødvendigt at sikre god kontakt mellem sensoren og træ, men overdreven magtanvendelse under installationen kan forårsage sensor til at bryde. I tilfælde af at de forborede huller eller sensor tænderne, selv er ude af trit, kan flexure til selve sensor også resultere i instrument fiasko. Den tætte pasform forpligtet til at opretholde tilstrækkelig kontakt med træ gør også fjernelse fra træet eller prøve segment vanskeligt og ekstra pleje er nødvendig under kalibrering når sensorer skal fjernes og genanvendes efter hver måling. Huden olier evne til at påvirke aflæsninger er det rimeligt at antage, at brugen af fedt eller en anden smøremiddel til at lette installation og fjernelse ligeledes ville påvirke sensor output. Under feltet operation er den mest sandsynlige årsag til instrument manglende magt eller kommunikation tab på grund af kabel skader. Store stigninger i VWC er overholdt, sandsynligvis som følge af stilken flow gennemtrængende sensoren, hvis silicium forsegling omkring sensoren er beskadiget eller ufuldstændig. Disse pigge skal filtreres fra dataene i løbet efterbehandling.

    Frekvens domæne reflectometry-stil kapacitans sensorer aktiverer volumetrisk vandindhold skal måles i stængler af store træer på højere tidsmæssige opløsning end de fleste tidligere metoder.Denne teknik kan også give betydelig indsigt i adgangen til og brugen af stamceller-vand kapacitans især for hårdttræ træer med lavt elastiske moduli, som er de mindst tilbøjelige til at generere elastisk udvidelser og sammentrækninger overvåges af elektronisk microdentrometers2. VWC målinger kan også bruges til at forbedre nøjagtigheden af sap fluksmålinger som indsamlet af anvendte metoder, såsom termisk spredning teknik69, der bygger på en maksimal referencetemperaturen, som har vist sig at være følsomme over for ændringer i stilk VWC. Lave omkostninger, lav power karakter af sensorerne letter udvidelsen af metoden præsenteres til grene og rødder til mere vurdere nemt hele-træ vandbalance. Kombinationen af vandindhold og vand flow data, giver som overvåges af sap flux, avanceret indsigt i vegetation hydrauliske funktioner.

    Den tilgang, vi præsenterer her er generaliserbart til enhver træarter, og derfor kunne være brugt til at måle eventuelle træ vand opbevaring, inden for en række diametre tykkere end halv tine længde, men ikke så tyk, at tænderne er for kort til at repræsentere dynamikken inden for splintved. Lave omkostninger og drift kravene i den præsenterede tilgang gør det muligt at instrument mange træer for at opnå en stor og meningsfuld stikprøvestørrelse inden for en hel skov plot, selv i tilfælde af høje arternes mangfoldighed. Potentielle anvendelser omfatter skov hydrologi og ecohydrology, inklusive undersøgelser der kræver vand budgettet for en skov stå til at være kendt og overvåges, undersøgelser af plante transpiration og svar til vand tilgængelighed, og undersøgelser af plante svar på tørke og potentiale dødeligheden som følge af vand stress. Data indhentet via denne metode kan anvendes til kalibrering af plante-niveau hydrodynamiske modeller. Observationer af volumetriske stilk vandindhold giver også en unik ressource for validering af radar målinger af jordens fugt fra telemåling, for hvilke overjordiske vegetation vand opbevaring er en støj begreb, der kan nu fjernes. Denne teknik kan også bruges i landbruget plantager til at overvåge statussen effektiv vand af træer og lette den dynamiske optimering af kunstvanding ordninger.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    Steven R. Garrity er ansat af MÅLEREN Group Inc., der fremstiller GS3 Ruggedized jord fugt Sensor bruges i denne artikel.

    Acknowledgments

    Finansiering af denne undersøgelse blev leveret af amerikanske Department of Energy's Office of Science, Office af biologiske og miljømæssige forskning, terrestriske økosystemer Sciences Program Award No. DE-SC0007041, Ameriflux Management program under Flux Core Site aftale nr. 7096915 ved Lawrence Berkeley National Laboratory og National Science Foundation hydrologiske Science give 1521238. Eventuelle udtalelser, resultater og konklusioner og henstillinger udtrykt i dette materiale er dem af forfatterne og nødvendigvis afspejler ikke synspunkter, de finansieringsorganer.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Ruggedized Soil Moisture Sensor METER Group Inc. GS-3 Capacitance sensors
    1/8" drill bit Any N/A
    9/64" drill bit Any N/A
    Drying oven Any N/A
    Chainsaw Any N/A
    Electric drill Any N/A
    Bucket for water bath Any N/A
    Alcohol swabs Any N/A
    Draw knife Any N/A
    Data logger Any N/A
    Silicon sealant Any N/A

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Matheny, A. M., et al. Contrasting strategies of hydraulic control in two codominant temperate tree species. Ecohydrol. 10 (3), e1815 (2017).
    2. Kocher, P., Horna, V., Leuschner, C. Stem water storage in five coexisting temperate broad-leaved tree species: significance, temporal dynamics and dependence on tree functional traits. Tree Physiol. 33 (8), 817-832 (2013).
    3. Holbrook, N. M. Chapter 7. Plant stems: physiology and functional morphology. Gartner, B. L. , Academic Press, Inc. 151-174 (1995).
    4. Wullschleger, S. D., Hanson, P. J., Todd, D. E. Measuring stem water content in four deciduous hardwoods with a time-domain reflectometer. Tree Physiol. 16 (10), 809-815 (1996).
    5. Matheny, A. M., et al. Observations of stem water storage in trees of opposing hydraulic strategies. Ecosphere. 6 (9), 165 (2015).
    6. Waring, R. H., Running, S. W. Sapwood water storage: its contribution to transpiration and effect upon water conductance through the stems of old-growth Douglas-fir. Plant Cell Environ. 1 (2), 131-140 (1978).
    7. Cermak, J., Kucera, J., Bauerle, W. L., Phillips, N., Hinckley, T. M. Tree water storage and its diurnal dynamics related to sap flow and changes in stem volume in old-growth Douglas-fir trees. Tree Physiol. 27 (2), 181-198 (2007).
    8. Betsch, P., et al. Drought effects on water relations in beech: The contribution of exchangeable water reservoirs. Agric. For. Meteorol. 151 (5), 531-543 (2011).
    9. Schäfer, K. V. R., Oren, R., Tenhunen, J. D. The effect of tree height on crown level stomatal conductance. Plant Cell Environ. 23 (4), 365-375 (2000).
    10. Burgess, S. S. O., Dawson, T. E. Using branch and basal trunk sap flow measurements to estimate whole-plant water capacitance: a caution. Plant Soil. 305 (1-2), 5-13 (2008).
    11. Kumagai, T., Aoki, S., Otsuki, K., Utsumi, Y. Impact of stem water storage on diurnal estimates of whole-tree transpiration and canopy conductance from sap flow measurements in Japanese cedar and Japanese cypress trees. Hydrol. Process. 23 (16), 2335-2344 (2009).
    12. Nadler, A., Raveh, E., Yermiyahu, U., Green, S. Stress induced water content variations in mango stem by time domain reflectometry. Soil Sci. Soc. Am. J. 70 (2), 510-520 (2006).
    13. Nadler, A., Raveh, E., Yermiyahu, U., Green, S. R. Evaluation of TDR use to monitor water content in stem of lemon trees and soil and their response to water stress. Soil Sci. Soc. Am. J. 67 (2), 437-448 (2003).
    14. Hernandez-Santana, V., Martinez-Fernandez, J. TDR measurement of stem and soil water content in two Mediterranean oak species. Hydrolog Sci J. 53 (4), 921-931 (2008).
    15. Cocozza, C., et al. Simultaneous measurements of stem radius variation and sap flux density reveal synchronisation of water storage and transpiration dynamics in olive trees. Ecohydrol. 8 (1), 33-45 (2015).
    16. Andrade, J. L., et al. Regulation of water flux through trunks, branches, and leaves in trees of a lowland tropical forest. Oecologia. 115 (4), 463-471 (1998).
    17. Domec, J. C., Gartner, B. L. Cavitation and water storage capacity in bole xylem segments of mature and young Douglas-fir trees. Trees-Struct. Funct. 15 (4), 204-214 (2001).
    18. Holbrook, N. M., Burns, M. J., Sinclair, T. R. Frequency and time-domain dielectric measurements of stem water-content in the arborescent palm, Sabal palmetto. J. Exp. Bot. 43 (246), 111-119 (1992).
    19. Meinzer, F. C., et al. Dynamics of water transport and storage in conifers studied with deuterium and heat tracing techniques. Plant Cell Environ. 29 (1), 105-114 (2006).
    20. Poyatos, R., et al. SAPFLUXNET: towards a global database of sap flow measurements. Tree Physiol. 36 (12), 1449-1455 (2016).
    21. Hao, G. Y., Wheeler, J. K., Holbrook, N. M., Goldstein, G. Investigating xylem embolism formation, refilling and water storage in tree trunks using frequency domain reflectometry. J. Exp. Bot. 64 (8), 2321-2332 (2013).
    22. Bonan, G. B., Williams, M., Fisher, R. A., Oleson, K. W. Modeling stomatal conductance in the earth system: linking leaf water-use efficiency and water transport along the soil-plant-atmosphere continuum. Geosci. Model Dev. 7 (5), 2193-2222 (2014).
    23. Brantley, S. L., et al. Reviews and syntheses: on the roles trees play in building and plumbing the critical zone. Biogeosciences Discuss. 2017, 1-41 (2017).
    24. Bonan, G. B. Forests and climate change: Forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests. Science. 320 (5882), 1444-1449 (2008).
    25. Matheny, A. M., Mirfenderesgi, G., Bohrer, G. Trait-based representation of hydrological functional properties of plants in weather and ecosystem models. Plant Diversity. 39 (1), 1-12 (2017).
    26. Chapotin, S. M., Razanameharizaka, J. H., Holbrook, N. M. Water relations of baobab trees (Adansonia spp.L.) during the rainy season: does stem water buffer daily water deficits. Plant Cell Environ. 29 (6), 1021-1032 (2006).
    27. Oliva Carrasco, L., et al. Water storage dynamics in the main stem of subtropical tree species differing in wood density, growth rate and life history traits. Tree Physiol. 35 (4), 354-365 (2015).
    28. Wullschleger, S. D., Meinzer, F. C., Vertessy, R. A. A review of whole-plant water use studies in trees. Tree Physiol. 18 (8-9), 499-512 (1998).
    29. Matheny, A. M., et al. Species-specific transpiration responses to intermediate disturbance in a northern hardwood forest. J. Geophys. Res. 119 (12), 2292-2311 (2014).
    30. Ford, C. R., Hubbard, R. M., Vose, J. M. Quantifying structural and physiological controls on variation in canopy transpiration among planted pine and hardwood species in the southern Appalachians. Ecohydrol. 4 (2), 183-195 (2011).
    31. Holbrook, N. M., Sinclair, T. R. Water-Balance in the arborescent palm, Sabal palmetto. II. Transpiration and stem water storage. Plant Cell Environ. 15 (4), 401-409 (1992).
    32. Goldstein, G., et al. Stem water storage and diurnal patterns of water use in tropical forest canopy trees. Plant Cell Environ. 21 (4), 397-406 (1998).
    33. Borchert, R. Soil and stem water storage determine phenology and distribution of tropical dry forest trees. Ecology. 75 (5), 1437-1449 (1994).
    34. Hernandez-Santana, V., Martinez-Fernandez, J., Moran, C. Estimation of tree water stress from stem and soil water monitoring with time-domain reflectometry in two small forested basins in Spain. Hydrol. Process. 22 (14), 2493-2501 (2008).
    35. Climate change 2013: the physical science basis contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. , Cambridge University Press. 1535 (2013).
    36. Konings, A. G., Williams, A. P., Gentine, P. Sensitivity of grassland productivity to aridity controlled by stomatal and xylem regulation. Nat. Geosci. , (2017).
    37. Fei, S., et al. Divergence of species responses to climate change. Science Advances. 3 (5), (2017).
    38. Fisher, R. A., et al. Vegetation demographics in Earthsystem models: a review of progress and priorities. Glob. Change Biol. , (2017).
    39. Dietze, M. C., Lebauer, D. S., Kooper, R. O. B. On improving the communication between models and data. Plant Cell Environ. 36 (9), 1575-1585 (2013).
    40. Bohrer, G., et al. Finite element tree crown hydrodynamics model (FETCH) using porous media flow within branching elements: A new representation of tree hydrodynamics. Water Resour. Res. 41 (11), (2005).
    41. Mirfenderesgi, G., et al. Tree level hydrodynamic approach for resolving aboveground water storage and stomatal conductance and modeling the effects of tree hydraulic strategy. J. Geophys. Res. 121 (7), 1792-1813 (2016).
    42. Gentine, P., Guérin, M., Uriarte, M., McDowell, N. G., Pockman, W. T. An allometry-based model of the survival strategies of hydraulic failure and carbon starvation. Ecohydrol. 9 (3), 529-546 (2015).
    43. Huang, C. -W., et al. The effect of plant water storage on water fluxes within the coupled soil-plant system. New Phytol. 213 (3), 1093-1106 (2017).
    44. Bittner, S., et al. Functional-structural water flow model reveals differences between diffuse- and ring-porous tree species. Agric. For. Meteorol. 158, 80-89 (2012).
    45. Matheny, A. M., et al. Characterizing the diurnal patterns of errors in the prediction of evapotranspiration by several land-surface models: an NACP analysis. J. Geophys. Res. 119 (7), 1458-1473 (2014).
    46. Matthes, J. H., Goring, S., Williams, J. W., Dietze, M. C. Benchmarking historical CMIP5 plant functional types across the Upper Midwest and Northeastern United States. J. Geophys. Res. 121 (2), 523-535 (2016).
    47. Musavi, T., et al. The imprint of plants on ecosystem functioning: A data-driven approach. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinf. 43, 119-131 (2015).
    48. Wullschleger, S. D., et al. Plant functional types in Earth system models: past experiences and future directions for application of dynamic vegetation models in high-latitude ecosystems. Ann. Bot. 114 (1), 1-16 (2014).
    49. Scholz, F. G., et al. Biophysical properties and functional significance of stem water storage tissues in Neotropical savanna trees. Plant Cell Environ. 30 (2), 236-248 (2007).
    50. Scholz, F. G., et al. Temporal dynamics of stem expansion and contraction in savanna trees: withdrawal and recharge of stored water. Tree Physiol. 28 (3), 469-480 (2008).
    51. Borchert, R. Electric resistance as a measure of tree water status during seasonal drought in a tropical dry forest in Costa Rica. Tree Physiol. 14 (3), 299-312 (1994).
    52. Edwards, W. R. N., Jarvis, P. G. A method for measuring radial differences in water content of intact tree stems by attenuation of gamma radiation. Plant Cell Environ. 6 (3), 255-260 (1983).
    53. Phillips, N. G., Scholz, F. G., Bucci, S. J., Goldstein, G., Meinzer, F. C. Using branch and basal trunk sap flow measurements to estimate whole-plant water capacitance: comment on Burgess and Dawson (2008). Plant Soil. 315 (1-2), 315-324 (2009).
    54. Bovard, B. D., Curtis, P. S., Vogel, C. S., Su, H. -B., Schmid, H. P. Environmental controls on sap flow in a northern hardwood forest. Tree Physiol. 25, 31-38 (2005).
    55. Granier, A. Evaluation of transiration in a Douglas-Fir stand by means of sap flow measurements. Tree Physiol. 3 (4), 309-319 (1987).
    56. Brodribb, T. J., Holbrook, N. M. Stomatal closure during leaf dehydration, correlation with other leaf physiological traits. Plant Physiol. 132 (4), 2166-2173 (2003).
    57. Brodribb, T. J., Holbrook, N. M. Stomatal protection against hydraulic failure: a comparison of coexisting ferns and angiosperms. New Phytol. 162 (3), 663-670 (2004).
    58. Taneda, H., Sperry, J. S. A case-study of water transport in co-occurring ring- versus diffuse-porous trees: contrasts in water-status, conducting capacity, cavitation and vessel refilling. Tree Physiol. 28 (11), 1641-1651 (2008).
    59. Schuldt, B., Leuschner, C., Brock, N., Horna, V. Changes in wood density, wood anatomy and hydraulic properties of the xylem along the root-to-shoot flow path in tropical rainforest trees. Tree Physiol. 33 (2), 161-174 (2013).
    60. Sarmiento, C., et al. Within-individual variation of trunk and branch xylem density in tropical trees. Am. J. Bot. 98 (1), 140-149 (2011).
    61. Barij, N., Cermak, J., Stokes, A. Azimuthal variations in xylem structure and water relations in cork oak (Quercus suber). Iawa J. 32 (1), 25-40 (2011).
    62. Domec, J. C., Pruyn, M. L., Gartner, B. L. Axial and radial profiles in conductivities, water storage and native embolism in trunks of young and old-growth ponderosa pine trees. Plant Cell Environ. 28 (9), 1103-1113 (2005).
    63. Ewers, B. E., Oren, R. Analyses of assumptions and errors in the calculation of stomatal conductance from sap flux measurements. Tree Physiol. 20 (9), 579-589 (2000).
    64. Fan, Z. X., Cao, K. F., Becker, P. Axial and radial variations in xylem anatomy of angiosperm and conifer trees in Yunnan, China. Iawa J. 30 (1), 1-13 (2009).
    65. James, S. A., Clearwater, M. J., Meinzer, F. C., Goldstein, G. Heat dissipation sensors of variable length for the measurement of sap flow in trees with deep sapwood. Tree Physiol. 22 (4), 277-283 (2002).
    66. James, S. A., et al. Axial and radial water transport and internal water storage in tropical forest canopy trees. Oecologia. 134 (1), 37-45 (2003).
    67. Fromm, J. H., et al. Xylem water content and wood density in spruce and oak trees detected by high-resolution computed tomography. Plant Physiol. 127 (2), 416-425 (2001).
    68. Steppe, K., De Pauw, D. J. W., Doody, T. M., Teskey, R. O. A comparison of sap flux density using thermal dissipation, heat pulse velocity and heat field deformation methods. Agric. For. Meteorol. 150 (7-8), 1046-1056 (2010).
    69. Vergeynst, L. L., Vandegehuchte, M. W., McGuire, M. A., Teskey, R. O., Steppe, K. Changes in stem water content influence sap flux density measurements with thermal dissipation probes. Trees. 28 (3), 949-955 (2014).

    Tags

    Miljøvidenskab spørgsmålet 130 stilken vandindhold biomasse vand opbevaring frekvens domæne reflectometry ecohydrology sap flux vegetation kapacitans
    Kalibrering og brug af kapacitans sensorer til at overvåge stilk vandindholdet i træer
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Matheny, A. M., Garrity, S. R.,… More

    Matheny, A. M., Garrity, S. R., Bohrer, G. The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees. J. Vis. Exp. (130), e57062, doi:10.3791/57062 (2017).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

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

    Waiting X
    Simple Hit Counter