Waiting
Login processing...

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

Environment

المختبر وبروتوكول الميدانية لتقدير معدلات تحات ورقة من ديندروجيومورفولوجي

Published: January 7, 2019 doi: 10.3791/57987
Automatic Translation
1, 2,3, 4,5, 2,3
1University of Castilla-La Mancha (UCLM), 2Department of Earth Sciences, University of Geneva, 3Institute for Environmental Sciences, University of Geneva, 4Departamento de Sistemas y Recursos Naturales, Universidad Politécnica de Madrid, 5Departamento de Biodiversidad, Ecología y Evolución, Universidad Complutense de Madrid

Summary

وصف تآكل من ديندروجيومورفولوجي وقد تركز عادة على دقة البحث عن وقت بدء التعرض الجذر، بدراسة عيانية أو التغييرات على مستوى الخلية الناجمة عن التعرض. وهنا، نحن نقدم وصفاً مفصلاً لتقنيات رواية مختلفة للحصول على معدلات التعرية أكثر دقة من بيانات دقيقة للغاية ميكروتوبوجرافيك.

Abstract

تحات ورقة من بين القوى المحركة الحاسمة لتدهور التربة. ويسيطر تآكل العوامل البيئية والأنشطة البشرية، التي غالباً ما تؤدي إلى آثار بيئية خطيرة. فهم تآكل ورقة، ونتيجة لذلك، مشكلة في جميع أنحاء العالم مع الآثار المترتبة على البيئة والاقتصادات. ومع ذلك، المعارف بشأن كيفية تطور تآكل في المكان والزمان لا تزال محدودة، فضلا عن إثارة على البيئة. أدناه، ونحن شرح بروتوكول ديندروجيومورفولوجيكال جديدة لاشتقاق تآكل التربة سمك (هس) بالحصول على بيانات دقيقة ميكروتوبوجرافيك باستخدام الليزر الأرضية المسح الضوئي (TLS) ومقاييس الشخصية ميكروتوبوجرافيك. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم الإجراءات القياسية ديندروجيومورفيك، اعتماداً على الاختلافات التشريحية في حلقات الجذر، إنشاء توقيت التعرض. الشخصية TLS وميكروتوبوجرافيك المقاييس المستخدمة للحصول على profiles سطح الأرض، الذي يقدر هس بعد أن يتم تحديد المسافة عتبة (الدفتيريا)، أي المسافة بين الجذر والرواسب كنيكبوينت، الذي يسمح defining تخفيض سطح الأرض الناتجة عن تآكل ورقة. لكل ملف تعريف، قمنا بقياس الارتفاع بين ظهر المركب الجذر وطائرة ظاهري عرضية إلى سطح الأرض. وبهذه الطريقة، ونحن تهدف إلى تجنب الآثار الصغيرة من تشوه التربة، الذي قد يكون بسبب الضغوط التي تمارس بنظام الجذر، أو بترتيب الجذور المكشوفة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى كميات صغيرة من ترسب التربة أو تآكل تبعاً للكيفية التي تؤثر فعلياً الجريان السطحي للمياه. أن تثبت أننا توصيف ميكروتوبوجرافيك الكافي من الجذور المكشوفة وعلى سطح الأرض يرتبط بها قيمة للغاية للحصول على معدلات التعرية دقيقة. هذا الاستنتاج يمكن أن تستخدم لتطوير أفضل الممارسات الإدارية الرامية إلى وقف في نهاية المطاف أو ربما، على الأقل، يقلل من تآكل التربة، وحيث أن أكثر من سياسات إدارة مستدامة يمكن أن توضع موضع التنفيذ.

Introduction

الآثار الاقتصادية والبيئية التي تنتجها تآكل ورقة يجعل هذا الموضوع ب اهتمام في جميع أنحاء العالم1. وتستخدم العديد من الأساليب، من تقنيات مباشرة إلى النهج القائم على أساس المادية والتجريبية، لحساب معدلات تحات التربة على مجموعة متنوعة من الجداول الزمنية والمكانية. تقنيات مباشرة استخدام القياسات الميدانية تحت الظروف الطبيعية وتستند أساسا إلى استخدام غيرلاخ أحواض2، المياه جامعي3، وتآكل دبابيس4 وبروفيلوميتيرس5. وعلاوة على ذلك، نماذج تآكل التربة قد تركزت متزايدة على تمثل بالتفصيل العمليات الفيزيائية الحقيقية المسؤولة عن تآكل6.

ديندروجيومورفولوجي7 قسم فرعي من مختصا8 فإن النجاح في تحديد وتيرة وحجم عمليات جيومورفولوجية9،10،،من1112، 13،،من1415،،من1617. فيما يتعلق بتآكل ورقة، وعادة ما يعمل ديندروجيومورفولوجي لتحسين أو استبدال المنهجيات المذكورة أعلاه، لا سيما في المناطق التي تكون فيها معدلات التعرية المستمدة من تقنيات مباشرة أما نادرة أو غير متوفرة. ديندروجيومورفولوجي هو طريقة مرنة للغاية لتقييم تحات التربة ويمكن أن تستخدم لمعايرة النماذج المستندة إلى المادية والتجريبية، أو ربما كبيانات مصدر لتعزيز موثوقية تقدير المباشر تقنيات18، 19-ديندروجيومورفولوجي تمكن تآكل التربة إنشاء مساحات كبيرة تتوفر فيها الجذور المكشوفة. يجب إظهار حدود خواتم شجرة واضحة هذه الجذور المكشوفة والاستجابة لأنماط النمو السنوي يعتبر الأمثل لتطبيق تقنيات ديندروجيومورفولوجيكال20. يجب أن يكون موجوداً الجذور علاوة على ذلك، يتعرض تذوق يفضل في وحدات متجانسة استناداً إلى ردود أفعالهم21من تآكل التربة.

ويستند بالطريقة التقليدية ديندروجيومورفيكال من تقدير تآكل ورقة على قياس في الموقع سمك التربة المنجرفة (هس) من وقت التعرض الأولى إلى22،الحالي23، 24. وتستخدم النسبة بين هذه المتغيرات اثنين لحساب قيمة تآكل في mm∙yr1. الكثير من البحوث التي أجريت حتى الآن وقد تركز كلياً على كفاءة تحديد السنة الأولى من التعرض. كنتيجة، يتم تحليل التعديلات في الجذر بسبب التعرض في مستوى العيانية25، أو في الأنسجة والمستويات الخلوية26،،من2728. التغيير التشريحية الرئيسية موجودة في الجذور المكشوفة من الصنوبريات هو زيادة سمك خاتم النمو، نتيجة لعدد كبير من الخلايا داخل إيرليوود (مصريات)26. وبالمثل تم العثور على تقليص داخل منطقة التجويف tracheids مصريات جنبا إلى جنب مع سمك جدار الخلية زيادة هيكل لاتيوود (LW) tracheids24،،من2729. تم وصف هذه التعديلات وكمياً كبداية عندما يخفض تآكل سطح الأرض فوق جذر تقريبا ثلاثة سم30. منحت قدرا أقل من الاهتمام الكافي تحديد المعلمة هx . عمر الجذور المكشوفة عادة ترتبط بذروة مركز المحور الجذر للنمو على مدى السطحية31،الأرض32. تم تصحيح تقدير هx وبالتالي النظر في استمرار النمو الثانوي30،33. في الآونة الأخيرة، أدمجت هذه الأساليب المنهجية أيضا وصف ميكروتوبوجرافي التربة للحصول على تآكل موثوقية معدلات34،،من3536.

نقدم بروتوكول المختبرية والميدانية لتقدير أكثر دقة وموثوقية ورقة تآكل معدلات من ديندروجيومورفولوجي. في هذا البروتوكول خاصة، ندرس الفرضية القائلة بأن أخذ عينات من جميع الجذور المكشوفة، بغض النظر عن التوجه بالنسبة إلى مسار جولة الإعادة، وبالاقتران مع تحليل الطوبوغرافيا، يتيح معدلات التعرية التحديد أعيد بناؤها وتقديرها كمياً. ، ولذلك، يتمثل هدفنا في توفير بروتوكول لتقدير معدلات تآكل من تعظيم حجم العينة من الجذور المكشوفة، واستخدام المعلومات العيانية والمجهرية الموجودة في سلسلة شجرة-خاتم النمو وأيضا البيانات الطبوغرافية ذات الدقة العالية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1-أخذ العينات الاستراتيجية

  1. تحديد عملية جيومورفولوجية
    1. تنفيذ نهج (وحدة حقوق الإنسان) "وحدات الاستجابة الهيدرولوجية"21. وتحقيقا لهذه الغاية، تحديد مناطق متجانسة داخل موقع الدراسة، تضم الرواسب السطحية وعلم الخصائص الحجرية، والغطاء التاجي، وبقايا الخضري على اتصال بسطح التربة والمنحدر. حدد من بين جميع هراس تلك التي يسود فيها عملية تآكل ورقة.

Figure 1
رقم 1: مثال هراس المرتبطة أخدود رملي. وفيما يتعلق بالبروتوكول المقترح هنا، أخذ عينات الجذور المكشوفة يجب أن تجري بوحدة حقوق الإنسان التي عملية التآكل فعالة تآكل ورقة (في هذه الأسطورة الرقم المقابل للرمال المكشوفة مع منحدرات معتدلة). وقد تم تعديل هذا الرقم من بودوقوي et al. 21 . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. أخذ عينات جذور المكشوفة
    1. حدد موقع في جذور الموقع تعرض الدراسة المقابلة لأنواع الأشجار مفيدة للشجرة-خاتم يؤرخ (يفضل الصنوبرية)20.
    2. تقديم وصف مفصل للخصائص المكانية والمورفولوجية للمناطق المحيطة بالجذور المكشوفة أخذ عينات. جمع المعلومات التالية: الموقع الجغرافي (إحداثيات الجامعة التكنولوجية الماليزية)؛ الارتفاع؛ الارتفاع في درجات ساكسجسمل، سواء للتلال وموقع جذر معين (الجانب المحلي)؛ مسافة المقطع الجذر إلى جذع شجرة؛ منحدر التلال والمنحدر من الموقع الجذر المحددة (أعربا في درجات)؛ التوجه لجذر مكشوف فيما يتعلق بمسار جولة الإعادة.
    3. تأخذ عينة التربة واحدة من حوالي 1 كغم من المنطقة المحيطة بكل جذر المكشوفة. المعلمات لتوصيف نسيج، النسبة المئوية لهيكل هذه المسألة والتربة العضوية.
    4. قياس في الموقع الموصلية الهيدروليكية استخدام إينفيلتروميتير حلقة واحدة تحت الرأس المستمر.
      ملاحظة: تنفيذ الخطوات 1.2.2 و 1.2.3 لتحديد خصائص التربة شجراء.
    5. تحديد الجذور المكشوفة التي أبعد من 1.5 متر من الجذع. على مسافات أقل التعرض يمكن أن يكون مرتبطاً بنمو الأشجار.
    6. قطع بالمنشار الجذور المكشوفة على الأقل 30، يبلغ قطرها أكبر من 5 سم، إلى 15 سم طوله أقسام. وبعد ذلك، تأخذ شريحتين من حوالي 1.5 سم.
    7. باستخدام مجرفة قياس, المنشار وشريط قياس، العينة مجموعة فرعية جذور مدفونة (على الأقل ثلث مجموع الجذور المكشوفة عينات) في أعماق التربة مختلفة (كحد أقصى 20 سم) تحديد سمك التربة الحد الأدنى أدناه التي تبدأ الجذور استجابة التشريحية بسبب التعرض.

Figure 2
الشكل 2: مثال عن كيفية إجراء أخذ العينات الميدانية. تحديد الجذور المكشوفة 30 على الأقل، وبعد ذلك قطع مع المنشار. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

2-ميكروتوبوجرافيك وصف سطح الأرض والجذور المكشوفة في أماكن يسهل الوصول إليها

  1. استخدام جهاز "المسح الضوئي الليزر الأرضية" التي يمكن قياس يصل إلى 50,000 نقطة في الثانية بدقة 1 ملم على مسافة مسح < 120 مترا مربعا.
  2. النظر على الأقل تقليدية TLS موقعين مختلفين لتجنب مناطق الظل.
  3. دمج مواقع مختلفة باستخدام الحد أدنى من أربعة عالية الوضوح المسح (ويي) الأهداف المتمركزة لتغطية المنطقة بأكملها.
  4. من أجل الحصول على بيانات طبوغرافية دقيقة للغاية، مسح متوسط مساحة 300 سم2 من المواقع المحددة استخدام قرار مكانية من 1 مم-تضمين الجذور المكشوفة والمنطقة المحيطة بها التي هي الممثل لسطح الأرض.

3-ميكروتوبوجرافيك وصف سطح الأرض والجذور المكشوفة، في الأماكن ذات التضاريس الصعبة وحاد (البيئات الجبلية)

  1. وضع مقياس الشخصية ميكروتوبوجرافيك عمودي الجذرية المكشوفة، وفي وقت لاحق، مستوى أفقياً لكافة القياسات في مثل هذه طريقة أنه يمكن مقارنة مجموعات البيانات المختلفة.
  2. رسم الشخصية التي تم الحصول عليها في الخطوة 3، 1 في ورقة الرسم البياني ليتمكن من الاستدلال كمية تآكل التربة على طول الشخصية بدقة ملليمتر الفرعية.

Figure 3
الشكل 3: مثال لتوصيف ميكروتوبوجرافي الأرض باستخدام مقياس الشخصية ميكروتوبوجرافيك- (أ) رسم توضيحي للجذور المكشوفة كما ملاحظته على امتداد درب المشي لمسافات طويلة؛ (ب) إجراء قياسات للتربة ميكروتوبوجرافي profile ميكروتوبوجرافيك باستخدام قياس؛ (ج) تقدير هx من خلال اقتناء profiles ميكروتوبوجرافيك عن طريق الرسم على ورقة الرسم البياني للسماح لاستدلال كمية تآكل التربة على طول profile ومع الدقة ملليمتر الفرعية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

4-تحديد توقيت التعرض للجذر

  1. تحليل عيانية
    1. الهواء الجاف للمقاطع التي تم الحصول عليها في الخطوة 1.2.6 لمدة شهرين.
    2. الحصول على من شريحتين المقاطع الأولية كل ما يقرب من 2 سم.
    3. الرمال والبولندية الشرائح مع الصنفرة (تصل إلى 400 الحصباء) لتسهيل الاعتراف بحلقات النمو.
    4. مسح الشرائح بدقة الحد أدنى من 2,800 نقطة في البوصة حيث أن هم يمكن دقة تحليلها حتى عندما تكون خواتم رقيقة خاصة.
    5. استخدام الزيادة في النسبة المئوية لاتيوود وأكبر نمو-خاتم عرض كمؤشرات للإجهاد الناجم عن التعرض.
    6. وضع علامة على الأقل 4-5 إنصاف أقطار على طول أقطار الشرائح التي تظهر تباين أعلى بعرض حلقة النمو.
    7. استخدام نظام تحليل صورة أو جدول قياس لقياس عرض شجرة الدائري.
    8. تطبيق الإجراءات البصرية عبر تاريخها بمقارنة التغير في عرض خاتم النمو بين إنصاف أقطار مختلفة، على حد سواء تحسين دقة يؤرخ للسنة الأولى من التعرض لتآكل التربة بشكل صحيح حتى الآن الحلقات اللاحقة وتعترف بوجود متعددة أو حلقات متقطع.

Figure 4
الشكل 4: مثال على كيفية إعداد قسم من الجذرية المكشوفة لإنجاز يؤرخ dendrochronological سلسلة حلقة النمو. في كل قسم، يتم وضع علامة إنصاف أقطار أربعة أو خمسة على طول الإرشادات التي تظهر تباين أعلى فيما يتعلق بعرض شجرة-خاتم. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. التحليل المجهري
    1. لكل العينات الجذرية المكشوفة وغير المكشوفة، واستخدام مبضع انزلاق للحصول على المقاطع العرضية شعاعي لحوالي 1 سم في العرض و 20 ميكرون سميكة.
    2. وصمة عار المقاطع العرضية مع سافرانين (أي، 1 غرام من سافرانين + 50 جرام من الماء + 50 جرام من الإيثانول 96%)، ويذوي مع الحل الإيثانول-المياه يزداد ثراء تصل إلى 96% إيثانول (مثل الإيثانول 50% و 96%) حتى الإيثانول يدير واضحة. نقع العينات في إكسيلول أو من زيت الحمضيات مسح عامل (مثلاً، هيستوكلير).
    3. جبل المقاطع العرضية على شرائح المغلفة، وكشف الغطاء الإيبوكسي تصلب (مثلاً، يوكيت، كندا بلسم وجاف في درجة حرارة الغرفة (أي حوالي 5-8 ح يوكيت، على الأقل 24 ساعة لكندا بلسم).
    4. ملاحظة (في إطار التكبير X 125) وتصوير العينات مع نظام تصوير رقمي تحت المجهر الضوئي.
    5. مقارنة تحت مجهر ضوئي بصمة التشريحية لكلا المعرضين وعينات الجذر غير مكشوف (الخطوات 1.2.5 و 1.2.6).
    6. أخذ القياسات المجهرية باستخدام محلل صورة على الصور الرقمية من المعلمات التي تلت ذلك:) عرض حلقة النمو؛ ب) عدد الخلايا كل حلقة؛ ج) النسبة المئوية لاتيوود؛ ود) منطقة التجويف في إيرليوود.
    7. اختبار مع محلل الصورة (الخطوة 4.2.6) حدوث مجاري الراتنج وأخذ قياسات لكل حلقة النمو.
    8. إجراء تحليل ANOVA أحادي اتجاه مع مجموعة اختبارات متعددة (الأسلوب: LSD 95% – أقل فرق كبير) التشريحية المتغيرات تعتبر (الخطوة 4.2.6) للتحقق من وجود فروق يعتد بها إحصائيا بين هاتين المجموعتين من القياسات (الجذور المكشوفة قبل مباراة مكشوف).

5-تقدير سمك طبقة التربة تتآكل منذ التعرض الأولية (سابقا)

  1. السيناريو 1: كشف جذور بموازاة طريق الجريان السطحي.
    1. استناداً إلى البيانات التي تم الحصول عليها في الخطوة 2، 4، استخدم المسافة معكوس الترجيح كأسلوب الاستنتاج للحصول على نماذج الارتفاع الرقمية عالية الدقة (الديمقراطيين) مع قرار مكانية من 3 مم.
    2. استخدام أدوات نظام المعلومات الجغرافية لاستخراج من ملامح الجذرية المكشوفة ماركاً ألمانيا متعامدة مع مسافة 150 سم الخام.
    3. نفذ الخطوات 5.1.1 و 5.1.2 في مواقع يسهل الوصول إليها (الخطوة 2).
    4. استخدام ملفات تعريف عمودي من الجذر المكشوفة التي تم الحصول عليها في الخطوة 3، 2 عندما يقع موقع الدراسة في المناطق حيث التضاريس الصعبة وحاد (البيئات الجبلية) (الخطوة 3).
    5. في ملفات التعريف التي تم الحصول عليها في الخطوات 5.1.2 و 5.1.3 استخدام التفسير البصري لتحديد عتبة المسافة (الدفتيريا)، تعرف بأنها المسافة بين الجذر وكنيكبوينت على سطح الأرض. وهذا يضع تخفيض سطح الأرض للملامح بسبب تآكل الورقة.
    6. تقدير سمك طبقة التربة تتآكل، بقياس الارتفاع بين الجزء العلوي من الجذر وكنيكبوينت على سطح الأرض المقدرة في خطوة 5.1.5.
    7. تصحيح القياس التي تم الحصول عليها في الخطوة 5.1.6 بطرح ذلك من نمو ثانوي الجارية (أي نمو الجذر منذ السنة التعرض) وسمك اللحاء في الجهة العلوية/السفلية من الجذر. انظر الإكليل et al. 30 للحصول على وصف مفصل.

Figure 5
الشكل 5: مثال هو توضيح كيفية وضع TD عندما تكون الجذور المكشوفة عينات الموجه وفقا لمسار جولة الإعادة. هذا الرقم يظهر صورة مستعرضة ميكروتوبوجرافيك مشتركة لكشف الجذر والمنطقة المجاورة لها مباشرة. هx1 هو موقع تطبيق نهج ديندروجيومورفيكال التقليدية لتحديد سمك التربة المتآكلة؛ هx2 ينتمي إلى الموضع حيث هذه المعلمة يحتاج إلى تقييم. TD مأخوذ كموقف دليل الذي يتم تغيير سطح الأرض من تآكل ورقة فقط. وقد تم تعديل هذا الرقم من بودوكو et al. 34 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

  1. السيناريو 2: كشف جذور تشغيل عمودي على مسار الجولة الثانية
    1. تنفيذ خطوات 5.1.1 إلى 5.1.4 كما ورد ضمن الخطوة 5، 1.
    2. استخدام الحاسبة النقطية متوفرة في أي برنامج نظام المعلومات الجغرافية (GIS)، لكل تدبير من التدابير الشخصية عمودي الارتفاع بين الجزء العلوي من الجذر وسطح الأرض باستخدام كنيكبوينت على سطح الأرض كمرجع. عند هذه النقطة قياسات ه س لم تتأثر بالترسب و/أو نظف تآكل، وذلك، من الممكن قياس تعرية التربة.
    3. تصحيح القياس التي تم الحصول عليها في الخطوة 5.2.2 استخدام الإجراء الموجود في الخطوة 5.1.7.

Figure 6
رقم 6: مثال الرسم كيفية التصرف عندما تكون الجذور المكشوفة عينات الموجه وفقا لعمودي للمسار. الجريان السطحي وهذا الرقم يظهر عرض تخطيطي لملف تعريف سطح الأرض تتصل جذر عمودي مكشوفة بشأن المسار الجريان السطحي. هو كمية سمك التربة المنجرفة (هس) في كنيكبوينت التزامن لعمليات التعرية الترسيب ونظف السائدة القريبة الجذر. وقد تم تعديل هذا الرقم من باليستيروس كانوفاس et al. 35 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

6. تقدير معدل تآكل ورقة

  1. تبعاً لخصائص التربة ميكانيكي لموقع الدراسة، تطبيق معادلة 1 (أي، يفترض أن ضغط النمو شعاعي المطبقة بالجذر أقل من قوة القص للتربة)، أو المعادلة 2 (أي، يفترض استقرار محور الجذر عبر الزمن)30:
    Equation 1(1)
    Equation 2(2)
    حيث:
    هص (mm∙yr-1)، وهو معدل تآكل ورقة تقدير.
    هX (مم)، هو تآكل سمك طبقة التربة منذ التعرض الأولى. يتم الحصول على هذه الخطوات 5.1.1 إلى 5.2.3.
    زr1 و r2من ز(مم) يمثل النمو (اللاحقة) الثانوية في الجزء تصاعدي/تنازلي من الجذر بعد التعرض. يتم الحصول عليها بعد إجراء الخطوة 5.1.7.
    ب1 و ب2 (مم) هي سمك اللحاء في الجزء العلوي/السفلي من الجذر. يتم الحصول عليها مع الإجراء في الخطوة 5.1.7.
    اليورو (مم)، تعرف بأنها أدنى عمق التربة أسفل الجذر الذي يبدأ بتغيير شكلها التشريحية.
    NRالسابقين (سنة)، هو عدد حلقات الأشجار نمواً بعد السنة التعرض. يتم الحصول عليها باستخدام الخطوات 4.1.1 إلى 4.2.8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

عينات جذور المكشوفة تعاني تدهورا خطيرا كامبيل بسبب التأثير التعرض (مثل التعديلات في درجة الحرارة، ومعدل الضوء) بالإضافة إلى الإجهاد البدني، بسبب وطء المتجولون أو رعي الحيوانات والتصفح التي الجذور ويخضع بعد يتعرضون لها. وأنجزت تحديد وجود عصابات متقطع، فضلا عن دقة يؤرخ السنة الأولى من الاستجابة للتعرض في المختبر كما هو الحال في البروتوكول 4 (الخطوات 4.1.6 ل 4.1.8). لقد اخترنا الزيادة في النسبة المئوية لاتيوود ووجود شجرة-خاتم أوسع بكثير من المتوسط كمؤشرات للتعرض الأولى.

أقسام 114 يتعرض راموند أونسيناتا صنوبر ex DC، لام حراجية فاغوس ، صنوبر بيناستير آيت. وقد استخدمت جذور صنوبر بري لهذا الغرض. نتيجة وفاة كامبيوم في الجزء العلوي من الجذر، وجدنا تغيرات شديدة في نمط نمو شجرة الدائري، الذي تحول من متحدة المركز إلى نمو غريب الأطوار (الشكل 7)، فضلا عن حلقات الأشجار متقطع أو حتى بعض التي كانت تماما دمرت في الشجرة-حلقات الخارجي. ما ورد أعلاه يوحي بأن النهج الذي قمنا بتنفيذ قد نجح في تحديد السن من الجذور وخاصة السنة التي شكلت الحلقة الأولى التعرض بما يكفي من الدقة.

Figure 7
رقم 7: أمثلة من شجرة غريب الأطوار-خاتم نمط في الجذور بسبب التعرض. يعرض هذا الشكل طريقة عرض مقطع مصقول من جذر مكشوف في الغياب ندوب (A) ومع ندوب (ب). وفي كلتا الحالتين، من الممكن لمراقبة نمط حلقات الأشجار غريب الأطوار كرد فعل واضح لتآكل التربة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

وأجريت تجربة مختبر كما هو الحال في البروتوكول 4 (الخطوات من 4.2.1 إلى 4.2.8) لتحديد كيفية الاستجابة الشعبية تشريحيا للتعرض. وتحقيقا لهذه الغاية، تم استخدام نفس العينة الجذور المكشوفة الموصوفة أعلاه. عينات فحص تحت المجهر الضوئي وتصوير مع نظام تصوير رقمي. وجرى تحليل الصور المجهرية في 50 × التكبير مع دقة من 1 ميكرومتر في القياسات. يمكن تبينه من المرة الأولى من التعرض للتغيرات التشريحية المميزة. وتظهر حلقات الأشجار النمو زيادة واضحة (وبخاصة معترف بها في الحلقات اللاحقة اثنين أو ثلاثة)، ونتيجة لزيادة عدد تراتشيد وحجمها. كما لوحظ أيضا زيادة في عدد السفن التي. عادة ما تظهر القنوات الراتنج في صفوف عرضية في إيرليوود. لاتيوود سهولة ملاحظتها، كما أن له عدة صفوف من تراتشيدس السميكة. كما يحدث انخفاض كبير في التجويف تراتشيد إيرليوود حالما يتم كشفها الجذر. فيما يتعلق ببصمة التشريحية لجذور دفن عشر عينات، تشير النتائج إلى أن يبدأ هذا الفريق عينة للرد وفقا لسلوك الموصوفة أعلاه عندما تقل الغطاء التضاريس 3 سم (الشكل 8).

Figure 8
الشكل 8: مثال على استجابة التشريحية للجذور للتعرض- الخشب تشريح راموند أونسيناتا صنوبر ex DC جذور: (أ) تشريح لدفن جذور (200 ميكرومتر)؛ (ب) تشريح الخشب المكشوفة (500 ميكرومتر). الخشب التشريح من جذور حراجية فاغوس لام: تشريح الجذر المدفون (500 ميكرومتر)؛ (ج) (د) تشريح الخشب المكشوفة (500 ميكرومتر). وقد تم تعديل هذا الرقم من بودوكو et al. 36 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

توصيف لتقلب ميكروتوبوجرافي السطحية يلعب دوراً حاسما في الحصول على معدلات تحات ورقة موثوقة المستمدة من ديندروجيومورفولوجي (الشكل 9). وتحقيقا لهذه الغاية، قمنا بتصميم التجريبية وتجربة ميدانية تهدف إلى التقاط ملامح سطح ميكروتوبوجرافيك درجة عالية من الدقة يتم تحليلها باستخدام بروتوكول 5 على عينات 114 من الجذور المكشوفة. يمكننا الاستفادة من المسافة بين الجذر وكنيكبوينت، من الذي يعرف التشكيل الجانبي لتخفيض سطح الأرض بسبب تآكل الورقة كمعيار لتقدير سمك طبقة التربة تتآكل منذ التعرض الأولى (هس). وفيما يتعلق بعينات الجذور المكشوفة مواز لطريق الجريان السطحي، أظهرت كافة التشكيلات الجانبية لتحليل تكوين مقعرة على كلا الجانبين من الجذور المكشوفة التي اتسمت. وينتهي هذا النمط المورفولوجية على مسافة معينة (الدفتيريا)، الذي يتشكل سطح الأرض فقط بتآكل ورقة، وتحديد مكان قياس هس فيها، ولذلك. فيما يتعلق بالجذور المكشوفة أن تشغيل عمودي على مسار الجولة الثانية، لدينا الإجراء مكن لتحديد الارتفاع بين ظهر المركب الجذر وطائرة ظاهري عرضية إلى سطح الأرض بصورة منتظمة. كما أنه يسمح بتحديد آثار التعرية الترسيب ونظف الصغيرة، وضمان ومن ثم فإن تآكل ورقة تقدر بدقة.

Figure 9
الشكل 9: قياس المثال النواتج لتوصيف ميكروتوبوجرافي سطح الأرض التي تم الحصول عليها من بروتوكول TLS وملف ميكروتوبوجرافيك. (A) نموذج هيلشادي تحقيق استخدام التشكيلات الجانبية ميكروتوبوجرافيك وخطوط المسح (ب) من منحدرات مستمدة من طراز هيلشادي؛ (ج) نموذج هيلشادي التي تم الحصول عليها من TLS و (د) النقطية الناتجة من المنحدرات. يتم التعبير عن المنحدرات في درجات ساكسجسمل. في مؤامرات ب ود، تشير الخطوط المتقطعة إلى الدفتيريا الذي يجب أن يقاس هx . وقد تم تعديل هذا الرقم من بودوكو et al. 36 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

قد تم الحصول على تقديرات لمعدلات تحات ورقة طبقاً للمعادلة المدرجة في البروتوكول 6 (الشكل 10). فيما يتعلق بتحليل العينات 114، السنة الأولى الجذر التعرض يتقلب من 1900-2012، الذي يتيح لتوصيف معدلات التعرية المتوسطة الأجل (مولتيديكادال). بالإضافة إلى ذلك، قمنا بدراسة جذور دفن عشر، التي لا تزال محمية بغطاء تربة رقيقة. وأظهرت النتائج أن جذور مدفونة بدأت تشريحيا الاستجابة لآثار التعرض عندما كانوا 2.3 1.1 سم تحت سطح الأرض (الشكل 11). نظرنا في هذا المستوى التربة محددة كقيمة تضاف إلى سمك لاييريروديد التربة (هس).

Figure 10
رقم 10: مثال لمعدلات تحات ورقة تقدر من ديندروجيومورفولوجي- الرسم البياني ربط معدلات التعرية وسنوات من التعرض للجذور المكشوفة. معدلات التعرية داخل الساحة تلك التي تستخدم لأغراض القياس الكمي. وقد تم تعديل هذا الرقم من بودوقوي et al. 21 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 11
رقم 11: مثال على استجابة التشريحية في الأقسام الجذر المدفونة. إظهار الهالات الرمادية دفن الجذور مع أدلة التعرض. ويبين حجم الدوائر قطر الجذر، بينما تشير الأرقام إلى أعماق الجذر. وقد تم تعديل هذا الرقم من باليستيروس كانوفاس et al. 35 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

بروتوكول نشر يوضح قيمة توصيف مفصل وسليم ميكروتوبوجرافي سطح الأرض، كما أنها تمكن من قياس معدلات تحات ورقة جديرة بالثقة من ديندروجيومورفولوجي. لدينا نهج منهجي يركز على أهمية تميز ميكروتوبوجرافي في المنطقة المحيطة بجذور التعرض لتحسين تقدير معدل تآكل. تم تجاهل هذا العامل إلى حد كبير في دراسات سابقة، أدى إلى إساءة تفسير معدلات تآكل التربة المستمدة من ديندروجيومورفولوجي34. يسمح بإدراج ميكروتوبوجرافي معدلات التعرية تقدير بغض النظر عن اتجاه الجذر، الذي يفضل إمكانية تكرار أساليب35. قد يتم الحصول على ميكروتوبوجرافي باستخدام تقنيات مختلفة. ولذلك، نحن ندرك الاختلافات بين ماركاً ألمانيا المنتجة من التشكيلات الجانبية ميكروتوبوجرافيك (الخطوة 5.2.1) و TLS (الخطوات 5.1.1 إلى 5.1.2). وبالرغم من هذه الاختلافات يجري أحياناً حتى داخل النظام لتصل إلى 50 في المائة الفرق من تدابير36، نسلط الضوء على أن موثوقية بروتوكولنا استناداً إلى ملفات تعريف ميكروتوبوجرافيك (الخطوة 5.2.1) مشابه لتحقيقها مع TLS (~ مم).

وتوضح هذه الدراسة أيضا أنه يمكن استخدام بروتوكول نشر هنا في المناطق الجبلية كنهج بديل ل TLS. استخدام TLS في هذا السياق الجغرافي المحدد غير عملي نظراً لحجم ووزن الجهاز، والتي تعيق انتقاله عن طريق مناطق يتعذر الوصول إليها. تطبيق معايير TD كما مؤشرا على المسافة التي على سطح الأرض الذي لا يتغير نتيجة للضغوط المحورية وشعاعي من37،الجذر38، أو عندما يكون هناك لا الترسب (مائل للأعلى جذر) أو نظف تآكل (منحدر الجذر)35 ويتضح كذلك (الخطوات 5.1.5 و 5.2.2). عقدنا العزم أن هذه المسافة خاصة يجب أن يستفاد في الأعمال المقبلة المتعلقة بتعريف النقطة التي يقاس هx .

الملاحظات العيانية والمجهرية (خطوات 4.1 و 4.2) ضرورية لفك الإشارات البيئية في سجلات شجرة الدائري. فقط استخدام قياسات عرض شجرة-خاتم قد لا تكون كافية لتحديد لحظة التعرض، نظراً للتغيرات التشريحية أكثر حساسية39 ويمكن أن تنتج حتى عندما الجذر لا تزال مدفونة ب طبقة رقيقة من تربة30. وبالتالي، تشير الدراسات القائمة إلى أن أنواع الأشجار الصنوبرية المستخدمة في هذه الورقة (أي صنوبر أونسيناتا راموند ex DC، آيت بيناستير صنوبر . و صنوبر sylvestris) الرد على التعرض مع نمو غريب الأطوار وتطور هام لاتيوود تراتشيدس، ومتطابقة مع النتائج السابقة الأخرى الصنوبرية21،الأنواع27،،من2930. ردود الفعل ابدأ يحدث عند رفض تغطية التربة من الجذر أدناه كمند 2.3 1.1 ولذلك تتفق مع الملاحظة من الأراضي الوعرة marly في فرنسا الذي كان ركز التحليل على صنوبر sylvestris وبينوسنيجرا30.

يترجم رد فعل التعرض الأولى كرد فعل لزيادة تقلب درجات الحرارة فضلا عن إجهاد الجفاف سوف يحدث بسرعة أكبر في الجزء العلوي من مستوى فضفاض الرواسب القريبة من التربة السطحية29،30، ديتريتال ،من 4041. ويمكن اعتبار هذا التعديل التشريحية أيضا استجابة يمكن التنبؤ بها من الجذر لتقليل فرصة tracheids مختلة سبب التجويف، الناجمة عن وضع بلورات الثلج في ساب42، أو حتى بسبب الانسداد المتنقلة المرتبطة المياه الإجهاد43. ملاحظاتنا، ونتيجة لذلك، التحقق من فرضية الإكليل et al. 30 ويقترح أيضا أن التقييمات السابقة التي لم تر هذا التحيز يمكن أن يستهان بها معدلات التعرية. في حالة حراجية فاغوس L.، يمكننا تأكيد أوجه التشابه في أنماط والتفاعلات بين هذه الأنواع وغيرها من الأنواع المتساقطة وناقش في الأدب26،28،29 .

وقد ديندروجيومورفولوجي مزايا تنافسية مقارنة بالأساليب الأخرى لتقدير مباشرة. لذا، تمكن التحليل القائم على الجذور المكشوفة الطموح من حيث وصف تآكل التربة حتى على مستوى الحوض، توفير معدلات التعرية الممثل خلال العقود الماضية. على النقيض من ذلك، يتم استخدام الأساليب المباشرة، كأحواض2غيرلاخ أو هواة جمع المياه3 محطات قياس44، عادة ما تكون محدودة لبضع سنوات واستخدام مقياس هيلسلوبي، بسبب ارتفاع تكاليف صيانة وتشغيل هذه 21من الأجهزة. يمكن أيضا تطبيق التفكير مشابهة للنماذج التي تهدف إلى تقدير تآكل التربة45، نظراً لأنها تتطلب أجهزة القياس الموجودة في الميدان للسماح التحقق من صحة ومعايرة46. وفيما يتعلق بتحليل تآكل التربة في مسارات الترفيه، لدينا بروتوكول تطبيقها بسهولة أكثر بكثير من البروتوكولات القياسية، أي مساحة مقطعية (CSA)، متغير وكالة الفضاء الكندية، شق الحد الأقصى إلى درب أو عمليات المسح الطوبوغرافي47، ،من 4849، خاصة إذا تم وضع درب في المناطق الجبلية. وفي هذا السياق الجغرافي خاصة، تحد لاستخدام البروتوكولات أعلاه نظراً للمعدات الثقيلة المطلوبة، التي من الصعب التحرك في مثل هذه البيئات. هذا القيد يمكن أن تحد من العدد من المقاطع التي تم جمعها ويمكن أن تؤثر بالتالي التقديرات الزمانية المكانية ل تآكل التربة50. وعلاوة على ذلك، فإنه يمثل تحديا لدقة تحديد الموضع الأفقي وضمان أن ينظر في نفس الارتفاع فوق النقاط الثابتة، كما زحف التربة يميل إلى أن تلعب دوراً في مثل هذه البيئات49.

القيود المفروضة على معدلات التعرية المستمدة من ديندروجيومورفولوجي تتصل بحقيقة أن عمر الجذور المكشوفة يقتصر عادة على بضعة عقود. ومع ذلك، هذه النافذة الزمنية عادة أكبر من المعرفة بمعدلات التعرية التي تم الحصول عليها من تقنيات مباشرة. عبر تاريخها، المبدأ الأساسي مختصا، كما ثبتت صعوبة ستنفذ في الجذور، على الرغم من أنها تتصل بنفس شجرة51،52. وإلى جانب ذلك، اتساق تقدير معدلات التعرية المستندة إلى الجذر المحتمل أن تتأثر بقيود مماثلة لتلك التي لوحظت لمصادر وثائقية أو النهج القائمة على النظائر المشعة53. فيما يتعلق بما سبق، سوف تكون تعرية التربة نتيجة لاستجابة غير خطية لهطول الأمطار. متوسط تآكل قد تكون معدلات الحصول عليها من ديندروجيومورفولوجي، ولذلك، يمكن أن تكون أقل موثوقية لتوصيف تحات التربة في المناطق التي فيها هذه العملية في الغالب بسبب قلة هطول الأمطار الغزيرة الأحداث، منذ تحت هذا الظرف تآكل معدلات الانحراف55 . بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي أخذ عينات الجذور المكشوفة الكبيرة أن نقلل من معدلات التعرية نظراً لأنه قد ثبت أن تآكل معدلات والجذر بسمك المقلوب علاقة التناسبية19.

النتائج التي تنتج من البروتوكول بنشرها هنا نقدم معلومات مفيدة بشأن تدهور التربة. وبهذا المعني، ديندروجيومورفولوجي قد تساعد صانعي القرار على تصميم خطط الإدارة الطويلة الأجل، نظراً للطابع التمثيلي الزمانية المكانية لمعدلات التعرية المستمدة من الجذور المكشوفة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

كانت مشاريع البحوث التي تمول هذه البحوث: ماركوني (CGL2013-42728-R)؛ الشجر-أفينيداس (CGL2007-62063)؛ ماس الشجر-أفينيداس (CGL2010-19274) الإسبانية وزارة العلوم والتكنولوجيا والمشروع فكرة-جيسبن (أوبن 163/2010)، التي مولتها "وزارة البيئة في إسبانيا".

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Topographic map, soil map, land cover map To be obtained from public institutions or generate at the first phase of research
Single ring infiltometer Turf-Tec International IN16-W http://www.turf-tec.com/IN16Lit.html
Handsaw There is noy any specific characteristics to be considered regarding the model
Measuring tape With accuracy of 1 mm
Terrestrial Laser Scanning (TLS) Leica-Geosystems Leica ScanStation P16 https://leica-geosystems.com/products/laser-scanners/scanners/leica-scanstation-p16
Microtopographic Profile Gauge RS Online Facom, 19 https://www.classic-conservation.com/es/herramientas-para-talla-y-escultura-en-madera/511-galga-medidora-de-perfiles.html
Sandpaper from 80 to 400 grit
Scanner EPSON Perfection V800 Photo https://www.epson.co.uk/products/scanners/consumer-scanners/perfection-v800-photo
Image analysis system Regent Instruments Inc. WinDENDRO http://www.regentinstruments.com/assets/windendro_analysisprocess.html
Measuring table IML https://www.iml-service.com/product/iml-measuringtable/
Sliding microtome Thermo Fisher SCIENTIFIC Microm HM 450-387760 http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/910020
Optical microscope OLYMPUS MX63/MX63L https://www.olympus-ims.com/en/microscope/mx63l/
Digital camera for microscope OLYMPUS DP74 https://www.olympus-ims.com/en/microscope/dc/
Safranin Empirical Formula (Hill Notation) C20H19ClN4 
Astrablue Empirical Formula C47H52CuN14O6S3
Alcohol Alcohol by volume (50%, 75% and 100%)
Distilled water H2O
Citrus oil clearing agent https://www.nationaldiagnostics.com/histology/product/histo-clear
Coated slides Thermo Fisher SCIENTIFIC https://www.fishersci.com/us/en/products/I9C8JXMT/coated-glass-microscope-slides.html
Hardening epoxy MERCK https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/03989?lang=es&region=ES

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Montgomery, D. R. Soil erosion and agricultural sustainability. Proceedings of the National Academic of Sciences of the United States of America. 104 (33), 13268-13272 (2007).
  2. Novara, A., Gristina, L., Saladino, S. S., Santoro, A., Cerdà, A. Soil erosion assessment on tillage and alternative soil managements in a Sicilian vineyard. Soil & Tillage Research. 117, 140-147 (2011).
  3. Desir, G., Marín, C. Factors controlling the erosion rates in a semi-arid zone (Bardenas Reales, NE Spain). Catena. 71 (1), 31-40 (2007).
  4. Shi, Z., Wen, A., Zhang, X., Yan, D. Comparison of the soil losses from 7Be measurements and the monitoring data by erosion pins and runoff plots in the Three Gorges Reservoir region, China. Applied Radiation and Isotopes. 69 (10), 1343-1348 (2011).
  5. Sirvent, J., Desir, G., Gutierrez, M., Sancho, C., Benito, G. Erosion rates in badland areas recorded by collectors, erosion pins and profilometer techniques (Ebro Basin, NE-Spain). Geomorphology. 18 (2), 61-75 (1997).
  6. Flanagan, D., Ascough, J., Nearing, M., Laflen, J. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) model. Landscape Erosion and Evolution Modelling. Harmon, R. S., Doe, W. W. III , Kluwer Academic. New York. 145-199 (2001).
  7. Alestalo, J. Dendrochronological interpretation of geomorphic processes. Fennia -International Journal of Geography. 105, 1-139 (1971).
  8. Cook, E. R., Kalriukstis, L. A. Methods of Dendrochronology. Methods of Dendrochronology. , 97-104 (1990).
  9. Pelfini, M. Dendrogeomorphological study of glacier fluctuations in the Italian Alps during the Little Ice Age. Annals of Glaciology. 28 (1639), 123-128 (1999).
  10. Malik, I., Matyja, M. Bank erosion history of a mountain stream determined by means of anatomical changes in exposed tree roots over the last 100 years (Bílá Opava River - Czech Republic). Geomorphology. 98 (1-2), 126-142 (2008).
  11. Stoffel, M., Bollschweiler, M., Butler, D., Luckman, B. Tree Rings and Natural Hazards: A State-of-the-art. , Springer. Berlin. (2010).
  12. Ballesteros, J. A., Bodoque, J. M., Díez-Herrero, A., Sanchez-Silva, M., Stoffel, M. Calibration of floodplain roughness and estimation of flood discharge based on tree-ring evidence and hydraulic modelling. Journal of Hydrology. 403 (1-2), 103-115 (2011).
  13. Procter, E., Stoffel, M., Schneuwly-Bollschweiler, M., Neumann, M. Exploring debris-flow history and process dynamics using an integrative approach on a dolomitic cone in western Austria. Earth Surface Processes and Landforms. 37 (9), 913-922 (2012).
  14. Corona, C., Saez, J. L., Stoffel, M., Rovéra, G., Edouard, J. L., Berger, F. Seven centuries of avalanche activity at Echalp (Queyras massif, southern French Alps) as inferred from tree rings. Holocene. 23 (2), 292-304 (2013).
  15. Ballesteros-Cánovas, J. A., et al. Can tree tilting be used for paleoflood discharge estimations? Journal of Hydrology. 529 (P2), 480-489 (2015).
  16. Šilhán, K. Dendrogeomorphic chronologies of landslides: Dating of true slide movements. Earth Surface Processes and Landforms. 42 (13), 2109-2118 (2017).
  17. Ballesteros Cánovas, J. A., et al. Gully evolution and geomorphic adjustments of badlands to reforestation. Scientific Reports. , (2017).
  18. Ballesteros-Cánovas, J. A., et al. Dendrogeomorphology in badlands: Methods, case studies and prospects. Catena. 106, 113-122 (2013).
  19. Stoffel, M., Corona, C., Ballesteros-Cánovas, J. A., Bodoque, J. M. Dating and quantification of erosion processes based on exposed roots. Earth-Science Reviews. 123, 18-34 (2013).
  20. Grissino-Mayer, H. D. An updated list of species used in tree-ring research. Tree-Ring Bulletin. 53, 17-43 (1993).
  21. Bodoque, J. M., Lucía, A., Ballesteros, J. A., Martín-Duque, J. F., Rubiales, J. M., Genova, M. Measuring medium-term sheet erosion in gullies from trees: A case study using dendrogeomorphological analysis of exposed pine roots in central Iberia. Geomorphology. 134 (3-4), 417-425 (2011).
  22. LaMarche, V. Rate of slope erosion in the White Mountains, California. Geological Scociety of America Bulletin. 72 (10), 1579-1580 (1961).
  23. LaMarche, V. C. Rates of Slope Degradation as Determined from Botanical Evidence White Mountains California Rates of Slope Degradation as Determined from Botanical Evidence White Mountains California. U.S. Geological Survey Professional Paper. 352 (1), 354-376 (1968).
  24. Bodoque, J. M., Dies-Herrero, A., Martin-Duque, J. F., Rubiales, J. M., Godfrey, A., Pedraza, J., Carrasco, R. M., Sanz, M. A. Sheet erosion rates determined by using dendrogeomorphological analysis of exposed tree roots: Two examples from Central Spain. Catena. 64 (1), 81-102 (2005).
  25. Carrara, P. E., Carroll, T. R. The determination of erosion rates from exposed tree roots in the piceance basin, colorado. Earth Surface Processes and Landforms. 4 (4), 307-317 (1979).
  26. Fayle, D. Radial Growth in Tree Roots - Distribution, Timing, Anatomy. , Toronto. (1968).
  27. Gärtner, H., Schweingruber, F., Dikau, R. Determination of erosion rates by analyzing structural changes in the growth pattern of ex- posed roots. Dendrochronologia. 19, 81-91 (2001).
  28. Hitz, O. M., Gärtner, H., Heinrich, I., Monbaron, M. Application of ash (Fraxinus excelsior L.) roots to determine erosion rates in mountain torrents. Catena. 72 (2), 248-258 (2008).
  29. Rubiales, J. M., Bodoque, J. M., Ballesteros, J. A., Diez-Herrero, A. Response of Pinus sylvestris roots to sheet-erosion exposure: An anatomical approach. Natural Hazards and Earth System Science. 8 (2), 223-231 (2008).
  30. Corona, C., Lopez Saez, J., Rovéra, G., Stoffel, M., Astrade, L., Berger, F. High resolution, quantitative reconstruction of erosion rates based on anatomical changes in exposed roots at Draix, Alpes de Haute-Provence - critical review of existing approaches and independent quality control of results. Geomorphology. 125 (3), 433-444 (2011).
  31. McAuliffe, J. R., Scuderi, L. A., McFadden, L. D. Tree-ring record of hillslope erosion and valley floor dynamics: Landscape responses to climate variation during the last 400 yr in the Colorado Plateau, northeastern Arizona. Global and Planetary Change. 50 (3-4), 184-201 (2006).
  32. Danzer, S. Rates of slope erosion determined from exposedroots of ponderosa pine at Rose Canyon Lake, Arizona. Tree Rings, Environment, and Humanity. Dean, J., Meko, D. M., Sewtnam, T. W. , Department of Geosciences, The University of Arizona, Tucson. 671-678 (1996).
  33. Gärtner, H. Tree roots - Methodological review and new development in dating and quantifying erosive processes. Geomorphology. 86 (3-4), 243-251 (2007).
  34. Bodoque, J. M., Ballesteros-Cánovas, J. A., Lucía, A., Díez-Herrero, A., Martín-Duque, J. F. Source of error and uncertainty in sheet erosion rates estimated from dendrogeomorphology. Earth Surface Processes and Landforms. 40 (9), 1146-1157 (2015).
  35. Ballesteros-Cánovas, J. A., Corona, C., Stoffel, M., Lucia-Vela, A., Bodoque, J. M. Combining terrestrial laser scanning and root exposure to estimate erosion rates. Plant and Soil. 394 (1-2), 127-137 (2015).
  36. Bodoque, J. M., Ballesteros-Cánovas, J. A., Rubiales, J. M., Perucha, M. Á, Nadal-Romero, E., Stoffel, M. Quantifying Soil Erosion from Hiking Trail in a Protected Natural Area in the Spanish Pyrenees. Land Degradation & Development. 28, 2255-2267 (2017).
  37. Misra, R., Dexter, A., Alston, A. Maximum axial and radial growth pressures of plant-roots. Plant and Soil. 95 (3), 315-326 (1996).
  38. Clark, L. J., Bengough, A. G., Whalley, W. R., Dexter, A. R., Barraclough, P. B. Maximum axial root growth pressure in pea seedlings: Effects of measurement techniques and cultivars. Plant and Soil. 209 (1), 101-109 (1999).
  39. Gärtner, H., Cherubini, P., Fonti, P., von Arx, G., Schneider, L., Nievergelt, D., Verstege, A., Bast, A., Schweingruber, F. H., Büntgen, U. A. A Technical Perspective in Modern Tree-ring Research - How to Overcome Dendroecological and Wood Anatomical Challenges. Journal of Visualized Experiments. (97), 1-10 (2015).
  40. Antonova, G., Stasova, V. Effects of environmental factors on wood formation in Scots pine stems. Trees. 7 (4), 214-219 (1993).
  41. Saez, J. L., Corona, C., Stoffe, M., Rovéra, G., Astrade, L., Berger, F. Mapping of erosion rates in marly badlands based on a coupling of anatomical changes in exposed roots with slope maps derived from LiDAR data. Earth Surface Processes and Landforms. 36 (9), 1162-1171 (2011).
  42. Zimmermann, M. Xylem Structure and the Ascent of Sap. , Springer Verlag. New York. (1983).
  43. Tyree, M., Sperry, J. Characterization and propagation of acoustic emission signals in woody plants: towards an improved acoustic emission counter. Plant, Cell and Environment. 12, 371-382 (1989).
  44. Zheng, M., Chen, X. Statistical determination of rainfall-runoff erosivity indices for single storms in the Chinese Loess Plateau. PLoS One. 10 (3), 1-18 (2015).
  45. Morgan, R. P., Quiton, J. N., Smith, R. E., Govers, G., Poesen, J. W., Auerswald, K., Chisci, G., Torri, D., Stycaen, M. E. The European Soil Erosion Model (Eurosem): a Dynamic Approach for Predicting Sediment Transport From. Earth Surface Processes and Landforms. 23, 527-544 (1998).
  46. Ciampalini, R., Follain, S., Le Bissonnais, Y. LandSoil: A model for analysing the impact of erosion on agricultural landscape evolution. Geomorphology. 175, 25-37 (2012).
  47. Hammitt, W., Cole, D. Wildland recreation: ecology and management. , Wiley. New York. (1998).
  48. Marion, J. L., Leung, Y. F., Nepal, S. K. Monitoring trail conditions: new methodological considerations. George Wright Society Forum. 23 (2), 36-49 (2006).
  49. Tomczyk, A. M., Ewertowski, M. W. Recreational trails in Poprad Landscape Park , Poland the spatial pattern of trail impacts and use-related, environmental and managerial factors. Journal of Maps. 12, 1227-1235 (2015).
  50. Jewell, M. C., Hammitt, W. E. Assessing soil erosion on trails: A comparison of techniques. Proceedings: Wilderness Science in a time of change Conference Volume 5: Wilderness Ecosystems, Threats, and Management (Proceedings RMRS-P-15-VOL-5). Cole, D. N., McCool, S. F., Borrie, W. T., O'Loughlin, J. , USDA FS, Rocky Mountain Research Station. Ogden. 133-140 (2000).
  51. Krause, C., Eckstein, D. Dendrochronology of roots. Dendrochronologia. 11, 9-23 (1993).
  52. Krause, C., Morin, H. Root growth and absent rings in mature black spruce and balsam fir, Quebec, Canada. Dendrochronologia. 16, 21-35 (1999).
  53. Poesen, J. Gully erosion and environmental change: importance and research needs. Catena. 50 (2-4), 91-133 (2003).
  54. Favis-Mortlock, D., Boardman, J. Nonlinear responses of soil erosion to climate change: a modelling study on the UK South Downs. Catena. 25 (1-4), 365-387 (1995).
  55. Boardman, J., Favis-mortlock, D. Frequency-magnitude distributions for soil erosion, runoff and rainfall - a comparative analysis. Zeitschrift für Geomorphologie. 115, 51-70 (1999).
  56. Haubrock, S. N., Kuhnert, M., Chabrillat, S., Güntner, A., Kaufmann, H. Spatiotemporal variations of soil surface roughness from in situ laser scanning. Catena. 79 (2), 128-139 (2009).

Tags

العلوم البيئية وجذور المسألة 143، تآكل التربة، ديندروجيومورفولوجي، يتعرض، وخاتم الشجرة، ميكروتوبوجرافي الأرض، الخشب التشريح
المختبر وبروتوكول الميدانية لتقدير معدلات تحات ورقة من ديندروجيومورفولوجي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bodoque, J. M.,… More

Bodoque, J. M., Ballesteros-Cánovas, J. A., Rubiales, J. M., Stoffel, M. Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology. J. Vis. Exp. (143), e57987, doi:10.3791/57987 (2019).

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