Summary
通过检查暴露引起的宏观或细胞水平变化, 对树状地貌的侵蚀进行表征通常侧重于准确地寻找根系暴露的起始时间。在这里, 我们提供了不同的新技术的详细描述, 以获得更精确的侵蚀率从高精度的微地形数据。
Abstract
板材侵蚀是土壤退化的关键驱动因素之一。侵蚀受到环境因素和人类活动的控制, 往往导致严重的环境影响。因此, 对板材侵蚀的理解是一个世界性的问题, 对环境和经济都有影响。然而, 关于侵蚀如何在空间和时间上演变的知识仍然有限, 以及对环境的影响。下面, 我们解释了一种新的树状地貌协议, 通过使用地面激光扫描 (tls) 和微地形剖面仪获取准确的微地形数据, 得出侵蚀的土壤厚度 (ex)。此外, 标准的树突地貌程序, 取决于根环的解剖变化, 被用来确定接触的时间。tls 和微地形剖面仪都用于获取地表剖面, 在确定阈值距离 (td) 后, 即根部与沉积物之间的距离,从地表剖面中估计ex 针织点, 它允许定义由板材侵蚀引起的地表的降低。对于每个轮廓, 我们测量了根的顶部和与地面的虚拟平面切线之间的高度。通过这种方式, 我们打算避免小规模的土壤变形的影响, 这可能是由于根系施加的压力, 或暴露的根系的安排。这可能会引起少量的土壤沉积或侵蚀, 这取决于它们对地表径流的物理影响。我们证明, 充分的微地形表征暴露的根及其相关的地面表面是非常有价值的, 以获得准确的侵蚀率。这一发现可用于制定最佳管理做法, 以便最终或至少减轻土壤侵蚀, 从而将更可持续的管理政策付诸实施。
Introduction
板材侵蚀造成的经济和环境影响使这一话题成为全世界关注的话题 1。从直接技术到基于物理和经验的方法, 有几种方法被用来计算各种时间和空间尺度上的土壤侵蚀率。直接技术在自然条件下使用现场测量, 主要基于 gerlach 槽2、集水器3、侵蚀销4和轮廓计5.此外, 土壤侵蚀模型越来越注重详细地描述造成侵蚀的实际物理过程.
树状地貌7是树突年代学的一个分支, 它成功地表征了地貌过程的频率和大小9,10,11, 12, 13,14,15,16,17。关于片状侵蚀, 通常采用树状地貌来加强或取代上述方法, 特别是在直接技术产生的侵蚀率稀缺或无法获得的地区。树状地貌是一种非常灵活的土壤侵蚀评估方法, 可用于校准基于物理和经验的模型, 也可作为数据来源, 以提高直接估算技术的可靠性 1819. 树状地貌使土壤侵蚀能够在有裸露根系的大片地区建立。这些暴露的根应该显示明确的树环限制, 并响应年生长模式, 被认为是最佳的应用树突地貌技术20。此外, 要取样的暴露根最好根据其对土壤侵蚀的反应21位于同质单元中。
传统的单层侵蚀估算方法是以现场测量的侵蚀土厚度 (ex) 为基础的, 从第一次接触到现在的 22,23, 24岁这两个变量之间的比率被用来计算以毫米 * yr 1 为1的侵蚀值。迄今为止进行的许多研究完全侧重于有效地确定接触的最初年份。因此, 在宏观水平 25或组织和细胞水平 26,27, 28, 在根部的修改分析.由于木耳 (ew) 26 内相当数量的细胞, 针叶树外露根部存在的主要解剖变化是生长环厚度的增加.在 ew 气管的腔区内也发现了类似的削减, 同时还增加了 24、27、29的乳木 (lw) 气管的细胞壁结构厚度。这些修改被描述和量化为开始时, 侵蚀降低了地面在根部约3厘米30。对ex 参数的充分确定给予的关注较少。暴露的根系年龄通常与根部在地表上生长的中心轴的高度有关, 为31 3、3 2.因此, 考虑到正在进行的二次增长30、33, 对 ex 的估计得到了纠正。最近, 这些方法还结合了土壤微观地形的特征, 以获得可靠的侵蚀率34,35,36。
我们提出了一个实验室和现场协议, 以估计更准确和可靠的板材侵蚀率从树突地貌。在这个特定的协议中, 我们研究了这样一个假设, 即对所有暴露的根系进行采样, 而不考虑相对于径流路径的方向, 并结合微观地形分析, 使侵蚀率能够精确地重建和量化。因此, 我们的目标是利用生长树环系列中的宏观和微观信息以及高分辨率地形数据, 提供一种通过最大化暴露根系样本大小来估计侵蚀率的协议。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. 抽样战略
- 地貌过程识别
- 实施水文响应单元方法 (hru)21。为此, 确定研究地点内的同质区域, 包括岩性和表层沉积、树冠覆盖、与土壤表面和坡度接触的植物残渣。在所有的人力资源单位中选择那些板材侵蚀过程中占主导地位的国家。
图 1: 与沙质沟渠相关联的 hr 的示例.关于这里提出的协议, 暴露的根系的取样必须在一个 hru 中进行, 其中有效的侵蚀过程是片状侵蚀 (在这个图中, 传说与中等坡度的暴露的沙子相对应)。这一数字已从 bodoque等人处修改。21. 请点击这里查看此图的较大版本.
- 外露根部的取样
- 在研究地点中找到与树木物种相对应的根系, 对树环测年有帮助 (最好是针叶树)20。
- 提供要取样的外露根的空间和形态特征的详细描述。收集以下信息: 地理位置 (utm 坐标);海拔高度;方面在六角度, 为山坡和为特定的根位置 (地方方面);根部分与树干的距离;山坡坡度和坡度的具体根位置 (均以度表示);外露根相对于径流路径的方向。
- 从每个暴露的根部周围区域抽取一个约1公斤的土壤样本。表征参数为质地、有机质百分比和土壤结构。
- 使用固定头下的单环渗透计测量原位液压电导率。
注: 实施步骤1.2.2 和 1.2.3, 以表征土壤的侵蚀性。 - 找到距离树干1.5 米的暴露根。在较小的距离内, 接触可能与树木生长有关。
- 用手锯切割至少30个外露的根, 直径大于5厘米, 进入15厘米长的部分。随后, 取两片约1.5 厘米厚。
- 通过使用测量的铲子、手锯和测量带, 在不同的土壤深度 (最大20厘米) 对埋地根部的子集 (至少占总外露根的三分之一) 进行采样, 以确定下面的最小土壤厚度, 而这些土质厚度开始有由于暴露而产生的解剖反应。
图 2: 如何进行现场采样的示例.至少选择了30个暴露的根, 然后用手锯切割。请点击这里查看此图的较大版本.
2. 容易进入的地点的地面和暴露根的微观地形表征
- 使用可测量高达 50, 000点/秒的地面激光扫描设备, 扫描距离 < 120 米, 精度为1毫米。
- 考虑至少两个不同的常规 tls 位置, 以避免阴影区域。
- 通过使用至少四个定位在整个区域的高清测量 (hds) 目标来合并不同的位置。
- 为了获得高度准确的地形数据, 使用1毫米的空间分辨率从选定的地点扫描平均300厘米2的区域, 包括代表地表的外露根和周围地区。
3. 在地形困难和陡峭的地区 (山区环境) 对地表和暴露的根系进行微观特征分析
- 放置垂直于外露根的微地形剖面测量仪, 然后水平水平的所有测量, 以便可以比较不同的数据集。
- 在图形纸上绘制步骤3.1 中获得的剖面, 以便能够以亚毫米精度推断沿剖面侵蚀的土壤的数量。
图 3: 使用微地形剖面仪表征地面微观地形的示例.(a) 沿着远足小径观察到的裸露根部的插图;(b) 使用微地形剖面仪测量土壤微观地形;(c) 通过获取微地形剖面来估计ex , 方法是在图表纸上绘制这些剖面, 以便推断沿剖面并具有亚毫米精度的侵蚀土壤的数量。请点击这里查看此图的较大版本.
4. 确定根系接触的时间
- 宏观分析
- 空气干燥在步进1.2.6 获得的部分2个月。
- 从初始部分获得两个切片, 每个切片约2厘米厚。
- 用砂纸 (最多400粒砂砾) 对切片进行砂光和抛光, 以便于识别生长环。
- 以 2, 800 dpi 的最小分辨率扫描切片, 以便即使在环特别薄的情况下也能准确地对其进行分析。
- 使用增加的迟到率和较大的生长环宽度作为压力的指标引起的暴露。
- 沿切片的直径标记至少4-5 半径, 以显示生长环宽度的最大变异性。
- 使用图像分析系统或测量台测量树环宽度。
- 通过比较不同半径之间生长环宽度的变异性来应用视觉交叉测年程序, 既能提高接触土壤侵蚀第一年的测年精度, 又能正确测年后环, 并认识到存在多个或不连续的环。
图 4: 如何准备暴露的根的一部分, 以完成生长环系列的树突年代学测定的示例.在每个部分中, 四个或五个半径沿显示树环宽度最高变异性的方向进行标记。请点击这里查看此图的较大版本.
- 显微分析
- 对于外露和非外露的根样本, 使用滑动微束获得宽度约为1厘米、厚度约为20微米的径向横截面。
- 用 safranin 染色横截面 (即 1克 safranin + 50 克水 + 50% 的乙醇), 并以高达96% 乙醇 (如50% 和96% 乙醇) 的乙醇溶液脱水, 直到乙醇耗尽。将样品浸泡在木糖或柑橘油清除剂中 (例如,组织清除剂)。
- 在涂层幻灯片上安装横截面, 用硬化环氧树脂覆盖滑移 (例如, eukitt, canada 香脂和干燥在环境温度下 (即, eukitt 约 5-8, 加拿大香脂至少 24小时)。
- 在光学显微镜下使用数字成像系统观察 (在125x 放大倍率下) 和拍摄样品。
- 在光学显微镜下比较暴露和非暴露的根系样品的解剖足迹 (步骤1.2.5 和 1.2.6)。
- 使用图像分析仪对随后的参数的数码照片进行微观测量: a) 生长环的宽度;b) 每个环的细胞数;(c) 有关木材的百分比;和 d) 木材早期的流明面积。
- 使用图像分析仪 (步骤 4.2.6) 测试树脂管道的出现, 并对每个生长环进行测量。
- 对考虑的解剖变量 (步骤 4.2.6) 进行单向分析方差分析 (方法: 95% lsd–最小显著差异), 以验证两组的统计显著差异。测量 (预暴露与暴露的根部)。
5. 自初始接触以来侵蚀的土层厚度的估计 (ex)
- 方案 1: 公开与径流路径平行的根。
- 基于步骤2.4 中获得的数据, 采用逆距离加权作为插值方法, 获得空间分辨率为 3 mm 的高精度数字高程模型 (dom)。
- 使用 gis 工具从粗糙距离为150厘米的暴露根的 dem 垂直轮廓中提取。
- 在易于访问的位置执行步骤5.1.1 和 5.1.2 (步骤 2)。
- 当研究地点位于地形困难和陡峭的地区 (山区环境) 时, 使用步骤3.2 中获得的外露根的垂直轮廓 (步骤 3)。
- 在5.1.2 和5.1.3 步骤中获得的剖面中, 使用视觉解释来定位阈值距离 (td), 定义为地面上的根点和小点之间的距离。这就建立了由于板材侵蚀而导致的型材地面的降低。
- 通过测量根部顶部与地面上的小点之间的高度来估计被侵蚀的土层厚度, 以步骤5.1.5 估计。
- 通过从正在进行的次生生长 (即接触年份以来的根系生长) 和根部上下部的树皮厚度中减去5.1.6 步进获得的测量来纠正测量。见 corona等人.30用于详细说明。
图 5: 示例说明了当根据径流路径对曝光的根进行定位时, 如何放置td 。此图显示了一个常见的微地形横向剖面的未发现的根及其附近。ex1 是应用于传统树状地貌方法来确定侵蚀土厚度的位置;ex2 属于需要评估此参数的位置。td被认为是一个引导位置, 从那里地面改变只通过片状侵蚀。这一数字已从 bodoque等人处修改。34请点击这里查看此图的较大版本.
- 场景 2: 垂直于径流路径的公开根
- 按照步骤5.1 的规定, 实施 5.1.4 5.1.1 的步骤。
- 使用任何地理信息系统 (gis) 软件中可用的栅格计算器, 对于每个垂直轮廓, 使用地面上的针织点作为参考来测量根顶部和地面之间的高度。在这一点上, ex 的测量不受沉积和/或冲刷侵蚀的影响, 因此, 可以测量土壤侵蚀。
- 使用步骤5.1.7 中的过程5.2.2 更正在步骤中获得的测量。
图 6: 当所采样的外露根根据垂直于径流路径的方向方向时, 如何进行绘制示例图.此图显示了与与径流路径相关的外露垂直根相关的地表剖面示意图。侵蚀土厚度 (ex) 在与盛行的沉积和根部附近的冲刷侵蚀过程重合的小点进行量化。这一数字已从 Ballesteros-Cánovas等人那里修改。35请点击这里查看此图的较大版本.
6. 板材侵蚀速率估计
- 根据研究地点的土壤力学特性, 应用方程 1 (即假设根部施加的径向生长压力低于土壤的抗剪强度) 或方程 2 (即假设的稳定性根轴通过时间)30:
(2)
(3)
在哪里:
ER (毫米 *y-1), 是要估计的板材侵蚀率。
EX (毫米), 是自最初接触以来被侵蚀的土层厚度。这是通过执行 5.1.1 5.2.3 的步骤来实现的。
gr1 和gr1(毫米) 代表接触后根部向上向下部分的二次 (后续) 生长。它是在执行步骤5.1.7 后获得的。
b1 和b2 (mm) 是根部上/下部的树皮厚度。它是通过步骤5.1.7 得到的。
(毫米), 被定义为土壤的最小深度, 低于这一点的根开始改变其解剖结构。
nrex (年), 是在接触年后形成的树环数量。它是使用步骤 4.1.1 4.2.8 得到的。
(2)
(3)Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
暴露的根部样本由于暴露的影响 (例如温度的变化、光线的入射) 加上身体的压力, 加上身体的压力, 由于徒步者或动物放牧和浏览根部的踩踏, 使根部严重退化经历后, 他们暴露。确定不连续环的存在以及准确确定对接触反应的第一年的日期是在实验室中完成的, 如第4议定书 (4.1.6 4.1.8 步骤) 所述。我们选择了增加木的百分比和树环的存在明显地大于平均水平作为首次接触的指标。
114节暴露的松饼. 和红松根被用于这个目的。由于根部顶部的死亡, 我们发现树环生长模式发生了严重变化, 从同心生长转变为偏心生长 (图 7), 以及不连续的树环甚至是一些完全完全的树环在外树环中被摧毁上述情况表明, 我们实施的方法成功地确定了根部的年龄和形成第一个曝光环的特定年份。
图 7: 由于暴露而在根部的偏心树环图案的例子.此图显示了在缺失疤痕 (a) 和带疤痕 (b) 的情况下暴露的根部抛光部分的视图。在这两种情况下, 观察偏心树环的模式作为对土壤侵蚀的明确反应是可行的。请点击这里查看此图的较大版本.
按照第4议定书 (从4.2.1 到4.2.8 的步骤) 进行了实验室实验, 以确定根系对接触的解剖反应。为此, 使用了上述相同的暴露根样品。在光学显微镜下对样品进行了检查, 并使用数字成像系统进行了拍照。在测量中, 以50x 放大倍率对显微图像进行了分析, 精度为1μm。第一次暴露可以从特征解剖变化中看到。树环显示明显的增长增长 (特别是在两个或三个后续环中可以识别), 这是由于气管数和它们的大小的增加。船只数量的增加也很明显。树脂管道通常出现在早期木材的切向行中。乳胶木很容易观察到, 因为它有几排厚壁气管。一旦根部暴露, 木耳气管腔也会显著下降。关于取样的十个埋地根部的解剖足迹, 结果表明, 当导花盖低于3厘米时, 该样本组开始根据上述行为做出反应 (图 8)。
图 8: 根系对暴露的解剖反应示例.松的木材解剖: (a) 埋根 (200 微米) 的解剖;(b) 外露木材 (500μm) 的解剖结构。木材解剖从根从法古斯的根: (c) 埋没的根 (500μm) 的解剖;(d) 外露木材 (500μm) 的解剖结构。这一数字已从 bodoque等人处修改。36请点击这里查看此图的较大版本.
表面微观地形变异性的特征在获得从树状地貌中获得可靠的板材侵蚀速率方面发挥着至关重要的作用 (图 9)。为此, 我们设计了一个实验和现场实验, 旨在捕获高精度的微地形表面剖面, 并使用协议5对114个暴露的根系样本进行分析。我们利用根和针织点之间的距离, 从这一距离, 轮廓定义了由于片状侵蚀而导致的地表下降, 作为估计最初接触后被侵蚀的土层厚度的标准 (e x)。对于与径流路径平行运行的采样暴露根部, 所分析的所有剖面均显示暴露根部两侧的凹面结构, 具有特征。这种形态模式在特定的距离 (td) 结束, 地面只能通过片状侵蚀来塑造, 因此, 决定了必须测量 ex 的位置。关于垂直于径流路径的外露根, 我们的程序可以系统地确定根部顶部与地面的虚拟平面切线之间的高度。它还使沉积和冲刷侵蚀的小规模影响得以确定, 从而确保准确估计板材侵蚀。
图 9: 从 tls 和微地形剖面仪获得的地表微观地形特性的输出示例.(a) 利用从山体阴影模型得出的山坡的微地形剖面和 (b) 栅格实现的山体阴影模型;(c) 从 tls 和 (d) 产生的斜坡栅格中获得的山体阴影模型。坡度以六分度表示。在图 b 和 d 中, 虚线表示必须测量ex 的 td 。这一数字已从 bodoque等人处修改。36请点击这里查看此图的较大版本.
根据议定书6中的公式 (图 10), 获得了板材侵蚀率的估计数。关于所分析的114个样本, 第一次根系接触年从19年到2012年一直在波动, 这使得对侵蚀率的中期 (多年代) 特征成为可能。此外, 我们还检查了10个埋在地下的根部, 这些根仍然受到薄薄的土壤覆盖的保护。结果表明, 埋在地下的根部在地表以下 2.3. 1 厘米处开始对暴露效应做出解剖反应 (图 11)。我们认为这个特定的土壤水平是一个值, 以增加厚度的土层侵蚀 (ex)。
图 10: 从树状地貌估计的板材侵蚀速率示例.将侵蚀率和暴露根系暴露年限联系起来的图表。正方形内部的侵蚀速率是用于量化目的的侵蚀速率。这一数字已从 bodoque等人处修改。21请点击这里查看此图的较大版本.
图 11: 埋在根部的解剖响应示例.深灰色圆圈显示埋在地下的根部与曝光证据。圆的大小显示根直径, 而数字表示根深度。这一数字已从 Ballesteros-Cánovas等人那里修改。35请点击这里查看此图的较大版本.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
所采用的协议证明了对地表微观地形进行详细和适当定性的价值, 因为它能够从树状地貌中测量值得信赖的片状侵蚀率。我们的方法侧重于描述暴露根系周围的微观地形的重要性, 以提高侵蚀率估计。这一因素在以前的研究中基本上被忽视, 导致对从树状地貌34中得出的土壤侵蚀率的误解。包含微观地形可以估计侵蚀速率, 而不考虑根方向, 这有利于方法35的可复制性。微地形的采集可以使用不同的技术。因此, 我们认识到由微地形剖面 (步骤 5.2.1) 产生的 dem 与 tls (5.1.1 到5.1.2 的步骤) 之间的差异。尽管这些差异有时甚至在措施36方差的50% 以内, 但我们强调, 我们基于微地形剖面 (步骤 5.2.1) 的协议的可靠性与 tls (~ mm) 的可靠性相当。
这项研究还表明, 这里部署的协议可以在山区使用, 作为 tls 的替代方法。在这一特定的地理环境中使用 tls 是不实际的, 因为该装置的大小和重量阻碍了其通过交通不便的地区的运输。应用 td标准来指示由于根部37、38施加的轴向和径向压力而不改变地面的距离, 或没有沉积的距离 (根) 或冲刷侵蚀 (根的下坡)35也说明了 (步骤5.1.5 和 5.2.2)。我们确定, 在今后涉及对ex 的测量点的定义的工作中, 必须利用这一特定距离。
宏观和微观观测 (步骤4.1 和 4.2) 对于破译树环记录中的环境信号至关重要。树环宽度测量的唯一用途可能不足以确定接触的时刻, 因为解剖变化更敏感, 39, 甚至可能产生时,根仍然被薄土层30。因此, 现有的研究表明, 本文中使用的针叶树物种 (即雷松, 即松香,松子, 松子, 松子, 针叶树, 并对暴露偏心生长和显著发展的前木气管, 这与以前关于其他针叶树物种21、27、29、30 的发现是一致的。当根部的土壤覆盖率下降到 2.3 1.1 cmand 以下时, 就开始发生反应, 因此同意法国马利荒原的观察结果, 在这一观察中, 分析的重点是松子和松子 30.
第一次接触反应被转化为对温度变异性升高以及干旱胁迫的反应, 干旱胁迫将在靠近土壤表面的松散沉积物的碎屑水平顶部更快地发生, 40,41。这种解剖修饰也可以被看作是根部的一种可预测的反应, 以减少因空化而导致的气管功能失调的机会, 这些气管是由 sap42中冰晶的发展引起的, 甚至是由于与之相关的移动栓塞。水的压力43。因此, 我们的观察证实了电晕等人的假设.30并提出, 以前没有考虑到这种偏见的评估可能低估了侵蚀率。就法古斯·西瓦蒂而言, 我们可以证实这个特定物种与文献26、28、29中讨论的其他落叶物种的模式和反应的相似性.
与其他直接估计方法相比, 树状地貌具有竞争优势。因此, 基于暴露根系的分析使其能够雄心勃勃地描述土壤侵蚀, 即使在盆地尺度上也是如此, 从而提供了过去几十年具有代表性的侵蚀率。相比之下, 直接方法的使用, 如 gerlach 槽2、集水器 3或测量站44号, 通常限于几年内和在山坡规模上的使用, 因为这些方法的维护和运行成本很高。设备21。类似的想法也可适用于旨在估计土壤侵蚀45的模型, 因为这些模型需要位于实地的仪表, 以便能够对其进行验证和校准46。关于对游憩小道土壤侵蚀的分析, 我们的协议比标准协议更容易应用,即横截面面积 (csa)、可变 csa、小道最大切口或地形测量47, 4 8、4 9, 特别是如果小路定位在山区的话。在这一特殊的地理环境中, 由于所需设备很重, 很难在这种环境中移动, 因此使用上述协议是一项挑战。这种限制会限制所收集的横断面的数量, 从而影响土壤侵蚀的时空估计50。此外, 准确确定水平位置并保证考虑到固定点以上的相同高度也是一项挑战, 因为土壤蠕变往往在这种环境中发挥作用49。
从树状地貌中得出的侵蚀速率的局限性与暴露的根系的年龄通常被限制在几十年内有关。然而, 这个时间窗口通常大于从直接技术中获得的侵蚀率所定义的时间窗口。交叉测年是树形年代学的基本原则, 也证明很难在根部实现, 尽管它们与同一棵树5 1、5 2 有关。此外, 基于根的侵蚀率估计的一致性很可能受到类似于以放射性同位素53为基础的文献来源或方法所指出的限制的影响。关于上述情况, 土壤侵蚀将是对降雨的非线性反应的结果。因此, 从树状地貌学中获得的平均侵蚀速率可能不太可靠, 无法在主要由于几次强降雨事件而造成土壤侵蚀的地区确定土壤侵蚀的特性, 因为在这种情况下, 侵蚀速率可能会出现偏差 55.此外, 对大暴露根系的取样可能会导致低估侵蚀率, 因为已经证明侵蚀速率和根系厚度具有倒置比例关系 19。
此处部署的协议得出的结果提供了有关土壤退化的有用信息。从这个意义上说, 树突地貌可能有助于决策者设计长期的管理计划, 因为从暴露的根系中得出的侵蚀率具有时空代表性。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
资助这项研究的研究项目是: marconi (cgl2013-42728-r);dendro-avenidas (CGL2007-62063);西班牙科技部 mas dendro-avenidas (CGL2010-19274) 和由西班牙环境部资助的 idea-gesppnn (oapn 163/2010) 项目。
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®ion=ES |
References
- 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).
- 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).
- Desir, G., Marín, C. Factors controlling the erosion rates in a semi-arid zone (Bardenas Reales, NE Spain). Catena. 71 (1), 31-40 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- Alestalo, J. Dendrochronological interpretation of geomorphic processes. Fennia -International Journal of Geography. 105, 1-139 (1971).
- Cook, E. R., Kalriukstis, L. A. Methods of Dendrochronology. Methods of Dendrochronology. , 97-104 (1990).
- Pelfini, M. Dendrogeomorphological study of glacier fluctuations in the Italian Alps during the Little Ice Age. Annals of Glaciology. 28 (1639), 123-128 (1999).
- 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).
- Stoffel, M., Bollschweiler, M., Butler, D., Luckman, B. Tree Rings and Natural Hazards: A State-of-the-art. , Springer. Berlin. (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ballesteros-Cánovas, J. A., et al. Can tree tilting be used for paleoflood discharge estimations? Journal of Hydrology. 529 (P2), 480-489 (2015).
- Šilhán, K. Dendrogeomorphic chronologies of landslides: Dating of true slide movements. Earth Surface Processes and Landforms. 42 (13), 2109-2118 (2017).
- Ballesteros Cánovas, J. A., et al. Gully evolution and geomorphic adjustments of badlands to reforestation. Scientific Reports. , (2017).
- Ballesteros-Cánovas, J. A., et al. Dendrogeomorphology in badlands: Methods, case studies and prospects. Catena. 106, 113-122 (2013).
- 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).
- Grissino-Mayer, H. D. An updated list of species used in tree-ring research. Tree-Ring Bulletin. 53, 17-43 (1993).
- 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).
- LaMarche, V. Rate of slope erosion in the White Mountains, California. Geological Scociety of America Bulletin. 72 (10), 1579-1580 (1961).
- 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).
- 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).
- 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).
- Fayle, D. Radial Growth in Tree Roots - Distribution, Timing, Anatomy. , Toronto. (1968).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Gärtner, H. Tree roots - Methodological review and new development in dating and quantifying erosive processes. Geomorphology. 86 (3-4), 243-251 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- Misra, R., Dexter, A., Alston, A. Maximum axial and radial growth pressures of plant-roots. Plant and Soil. 95 (3), 315-326 (1996).
- 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).
- 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).
- Antonova, G., Stasova, V. Effects of environmental factors on wood formation in Scots pine stems. Trees. 7 (4), 214-219 (1993).
- 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).
- Zimmermann, M. Xylem Structure and the Ascent of Sap. , Springer Verlag. New York. (1983).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Hammitt, W., Cole, D. Wildland recreation: ecology and management. , Wiley. New York. (1998).
- Marion, J. L., Leung, Y. F., Nepal, S. K. Monitoring trail conditions: new methodological considerations. George Wright Society Forum. 23 (2), 36-49 (2006).
- 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).
- 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).
- Krause, C., Eckstein, D. Dendrochronology of roots. Dendrochronologia. 11, 9-23 (1993).
- Krause, C., Morin, H. Root growth and absent rings in mature black spruce and balsam fir, Quebec, Canada. Dendrochronologia. 16, 21-35 (1999).
- Poesen, J. Gully erosion and environmental change: importance and research needs. Catena. 50 (2-4), 91-133 (2003).
- 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).
- Boardman, J., Favis-mortlock, D. Frequency-magnitude distributions for soil erosion, runoff and rainfall - a comparative analysis. Zeitschrift für Geomorphologie. 115, 51-70 (1999).
- 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).
