Waiting
Login processing...

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

Environment

Avanceret arbejdsgang til at tage inkrementkerner af høj kvalitet - nye teknikker og enheder

Published: March 10, 2023 doi: 10.3791/64747

Summary

Her præsenterer vi en protokol om, hvordan man undgår mikrorevner i trinkerner ved at anvende en trådløs boremaskine med en momentmultiplikator for at minimere problemer ved kernetræer samt dens virkning på forberedelse af lange mikrosektioner. Denne protokol indeholder også en procedure til at skærpe corers i marken.

Abstract

I dendroøkologisk forskning er præcis datering af hver enkelt vækstring et grundlæggende krav til alle undersøgelser, der kun fokuserer på ringbreddevariationer, kemiske analyser eller isotopanalyser eller træanatomiske undersøgelser. Uafhængigt af prøveudtagningsstrategien for en bestemt undersøgelse (f.eks. klimatologi, geomorfologi) er den måde, hvorpå prøver tages, afgørende for deres vellykkede forberedelse og analyser.

Indtil for nylig var det tilstrækkeligt at bruge en (mere eller mindre) skarp inkrementkorer til at opnå kerneprøver, der kunne slibes til yderligere analyser. Da træanatomiske egenskaber kan anvendes på lange tidsserier, har behovet for at opnå højkvalitets inkrementkerner fået en ny betydning. I det væsentlige skal coreren være skarp (ened), når den bruges. Når man spænder et træ i hånden, er der nogle problemer med håndteringen af coreren, hvilket resulterer i den skjulte forekomst af mikrorevner langs hele kernen: Når man begynder at bore i hånden, presses boret kraftigt mod barken og den yderste ring, indtil tråden er helt kommet ind i stammen. Samtidig bevæges boret op og ned samt sidelæns. Derefter bores coreren helt ind i bagagerummet; Det er dog nødvendigt at stoppe efter hver tur, skifte greb og dreje igen. Alle disse bevægelser, såvel som start/stop-coring, lægger mekanisk belastning på kernen. De resulterende mikrorevner gør det umuligt at skabe kontinuerlige mikrosektioner, da de falder fra hinanden langs alle disse revner.

Vi præsenterer en protokol til at overvinde disse forhindringer ved at anvende en ny teknik ved hjælp af en trådløs boremaskine for at minimere disse problemer, når man kerner et træ, samt dens virkning på forberedelsen af lange mikrosektioner. Denne protokol omfatter forberedelse af lange mikrosektioner samt en procedure til at skærpe corers i marken.

Introduction

Dendroøkologisk forskning er baseret på forskellige karakteristika ved vækstringe i træer, både årlige og ellers. "Precursory" disciplin dendrokronologi blev etableret ved hjælp af ringbreddevariationer som en parameter for blot at datere ringene og som følge heraf etablere lange kronologier. Derfor bruges mangfoldige andre egenskaber, såsom densitetsvariationer, isotopkoncentrationer eller træanatomiske egenskaber, til at korrelere enkeltringe eller deres struktur og indhold til miljøparametre for bedre at forstå miljøforholdenes indvirkning på trævækst over tid.

Dendroøkologi såvel som dendroklimatologi har fået større betydning inden for miljøforskning, hovedsageligt ved rekonstruktion af tidligere klimaforhold 1,2,3. Til dette skal ringene af utallige træer analyseres detaljeret. Selvom der findes nogle teknikker til bestemmelse af træringes bredde og densitet (f.eks. ved akustisk bølgeteknologi4 eller boremodstand 5,6), er der til dato ingen pålidelig "ikke-destruktiv" metode til at udtrække ringenes egenskaber fra træer. For meget detaljerede analyser af ringkarakteristika i et træ eller for at estimere tilvæksten i basalarealet ville det være bedst at skære skiver fra træerne af interesse7. Dette ville kræve fældning af alle potentielle træer af interesse for specifikke analyser. I betragtning af det enorme antal træer, der analyseres over hele verden hvert år, er denne prøveudtagningsstrategi ikke gennemførlig. Uanset at spilde en utrolig mængde ressourcer, er denne strategi simpelthen for dyr. På grund af dette er brugen af inkrementkorere blevet etableret som en standardprøvetagningsteknik i træringforskning8. Brugen af inkrementkerner muliggør en minimalt invasiv udvinding af trækerner fra stilke, startende fra barken og når (i optimale tilfælde) træets pith9.

Selvom kerne forårsager en skade på stammen - er et hul med en diameter på ~ 1 cm - træer i stand til at lukke dette sår gennem øget trædannelse i nærheden af kernehullet. En ulempe, bortset fra selve hullet, er forekomsten af en "rumopdelingszone", et område omkring hullet, hvor cellerne fyldes med phenoler for at forhindre potentiel spredning af svampe startende fra hullet10,11. Så vidt vi ved, er der stadig ingen beviser for, at tilvækst i kernedannelse forårsager en signifikant stigning i træernes forfaldsfrekvens, i det mindste i uforstyrrede højtliggende skovbevoksninger for Picea abies12 og flere løvtræsarter i en tempereret skov13.

Selv om denne prøveudtagningsstandard er blevet anvendt i årtier over hele verden, er der stadig nogle problemer. En af disse er det faktum, at kernerne skal tages i hånden uden mekanisk støtte, hvilket tager meget tid og er ret udmattende efter et stykke tid. For at lette prøveudtagningen er flere (mere eller mindre praktiske) strategier blevet testet, såsom brugen af motorsave udstyret med en corer i stedet for kæden14,15,16,17. Brugen af motorsave blev foretrukket frem for bor, fordi sidstnævnte ikke var kraftige nok; Denne idé fangede imidlertid ikke på grund af motorsavens store vægt og det krævede brændstof.

I de senere år har træanatomiske teknikker udviklet sig betydeligt og er blevet integreret i dendroøkologiske undersøgelser18,19. Imidlertid resulterede evnen til at analysere træanatomiske parametre over lange perioder ved at skære mikrosektioner fra inkrementkerner i uventede problemer. Ofte brød mikrosektionerne taget fra kerner i små stykker, hvilket gjorde det umuligt at producere sammenhængende snit (figur 1). Dette problem skyldtes den manuelle teknik til at kerne træer og uskarpe corers. Den mekaniske belastning, der blev udøvet på træet under kernen, resulterede i mikrorevner i kernen. Disse mikrorevner blev aldrig bemærket under makroskopisk undersøgelse af inkrementkernerne og udgjorde derfor aldrig et problem.

Manuel coring udføres ved at placere håndtaget på bagenden af coreren, trykke spidsen med gevindet til stilken og begynde at dreje håndtaget, indtil coreren har gennemboret lidt over halvdelen af stilkens diameter. Mens du gør dette, er spidsen af coreren (naturligvis) fastgjort i stammen, men den bageste ende af coreren, der drejes af håndtaget, bevæger sig altid sidelæns eller op og ned, i det mindste indtil borehovedet er skruet helt ind i bagagerummet, hvilket giver mere vejledning og stabilitet til coreren. Som et resultat af det høje tryk og korerens bevægelse forvrænges tilvækstkernerne ofte i det yderste ~ 5 cm (figur 1). Selvom friktionen under drejning reduceres til et minimum, udøver en anden proces stress på inkrementkernen inde i coreren. Manuel coring tillader ikke en kontinuerlig bevægelse af corerens skærkant inde i stammen. Man kan maksimalt gøre en fuld omdrejning, før man skal stoppe for at ændre grebet, og derefter fortsætte med at bore. Hver gang rotationen genstarter, drejes kernen let, indtil friktionen er overvundet, og boret roterer igen. Disse mekaniske belastninger kan potentielt forårsage mikroskopiske revner i kernernes struktur.

Denne mekaniske belastning øges endda, når corerens skærkant ikke er skarp. Et synligt tegn på en uskarp korer er en ujævn kerneoverflade, der viser masser af revner langs hele dens forlængelse20 (figur 2). Hyppigheden af slibning afhænger af tætheden af de træer, der skal kernes, og de mineraler eller sand, der er til stede i barken af træet, der skal cored. Generelt bør man ikke antage, at nye korere er skarpe. Til dato er slibning af en corer næsten aldrig gjort i marken på grund af vanskeligheden ved det, da dette skal gøres manuelt og kræver meget erfaring11,20.

For at opsummere resulterer manuel kernedannelse og uskarpe skærkanter begge i mikrorevner, der opstår i udtagne kerner. Hidtil er disse problemer ikke blevet analyseret systematisk, og der er heller ikke gjort forsøg på at finde løsninger. Dette papir præsenterer en protokol til at overvinde disse forhindringer ved at sammenligne den manuelle kerneteknik med anvendelsen af en ny teknik. Vi foreslår at bruge en trådløs boremaskine udstyret med en speciel adapter til en inkrementkorer. Vi præsenterer, i hvilket omfang problemer minimeres ved coring af et træ, samt effekten af kontinuerlig, mekanisk coring på forberedelsen af lange mikrosektioner. Denne protokol omfatter forberedelse af lange mikrosektioner ved hjælp af et vandopløseligt bånd som støttehjælp og en procedure til at skærpe corers i marken.

Protocol

1. Manuel kerneboring

  1. Saml tilvækstkoreren, og vælg kernepositionen på stammen af et træ afhængigt af forskningsspørgsmålet (f.eks. for geomorfe rekonstruktioner, parallelt med retningen af mekanisk belastning; for aldersbestemmelse, så lavt ned som muligt).
    BEMÆRK: Tag altid to kerner fra hver stilk, helst i modsat retning.
  2. Når du har valgt kernepositionen, skal du placere coreren i en ret vinkel i forhold til stilkens vækstretning.
  3. Placer en skubber i bagenden af coreren for at stabilisere den under boring.
  4. Opnå en stabil position, og læn dig mod skubberen for at lægge pres på skærkanten.
  5. Drej håndtaget på coreren med begge hænder, indtil den gevindskårne del af boret er helt drejet ind i stammen.
  6. Slip trykket, og fjern skubberen.
  7. Start med at dreje håndtaget på coreren med begge hænder, indtil coreren har nået eller boret gennem pith. Kontroller dette ved at holde emhætten (som har samme længde som coreren) på håndtaget til side for stammen.
  8. Tag emhætten med den åbne side ovenpå, og sæt den helt ind i coreren. Drej coreren bagud (en hel omgang) for at bryde kernen fra stammen. Træk emhætten ud af coreren.
  9. Fjern kernen fra emhætten og opbevar den i et papirsugerør.
  10. Fjern coreren fra stilken og opbevar den i håndtaget.

2. Coring med en trådløs boremaskine

  1. Tag den batteridrevne boremaskine, der er udstyret med en momentforstærker, og tilføj den specielle adapter til tilvækstcoreren, der er udviklet hos WSL.
  2. Placer tilvækstkoreren i adapteren på momentforstærkeren, og vælg positionen for kerneboring på træstammen afhængigt af forskningsopgaven (se trin 1.1).
  3. Når du har valgt kernepositionen, skal du placere coreren i en ret vinkel i forhold til stilkens vækstretning.
  4. Opnå en stabil position, hold batteridrevet boremaskine stramt, og tryk på skærkanten.
  5. Start den batteridrevne boremaskine, drej langsomt, indtil den gevindskårne del af boret er helt korrigeret ind i stilken, og øg derefter hastigheden, indtil coreren når eller borer gennem molen.
    BEMÆRK: Dybden kan kontrolleres som forklaret i trin 1.7.
  6. Fjern det batteridrevne bor fra coreren, placer håndtaget på det, og brug emhætten til at fjerne kernen som forklaret i trin 1.8.
  7. Opbevar vækstkernen i et papirsugerør.
  8. Fjern håndtaget, placer den trådløse boremaskine på coreren, og fjern coreren fra stammen.

3. Skærpning af skærkanten af inkrementkerner

  1. Brug af WSL-slibningsunderstøttelse
    1. Tag den nydesignede holder og læg den på jorden.
    2. Placer batteridrevet boremaskine, inklusive tilvækstkorer, på de angivne støttepunkter, og luk monteringsbeslaget for at fastgøre den batteridrevne boremaskine.
    3. Start den batteridrevne boremaskine ved at fastgøre teflonblokken på startknappen , og lad den køre. Tag den koniske slibesten og slib indersiden af skærkanten med den.
      BEMÆRK: Kontaktvinklen afhænger af indersiden af skærkanten. Slibestenen skal have fuld kontakt med den indre sidevæg og nå fra skærekanten til den indre udvidelse af coreren.
    4. Tag den rektangulære slibesten og slib ydersiden af skærkanten for at afgrate den.
      BEMÆRK: Dette er nødvendigt for at fjerne den tidligere dannede burr på kanten ved at slibe den indefra og til sidst skærpe kanten.
    5. Fjern teflonblokken fra startknappen for at stoppe boret, åbn monteringsbeslaget for at frigøre den trådløse boremaskine, og tag enheden ud af holderen.
  2. Kontrol af skærkantens skarphed
    1. Fjern inkrementkoreren fra adapteren på den batteridrevne boremaskine.
    2. Placer et ark papir på træpladen på slibestøtten.
    3. Placer corerens skærkant på papiret, mens du holder coreren lodret.
    4. Drej coreren, mens du holder den lodret uden at lægge pres på coreren - kun vægten af coreren skal trykke på papiret.
    5. Løft coreren, og kontroller, om et rundt stykke papir er forblevet inde i corerens skærkant. I så fald er coreren skarp. Hvis ikke, gentages slibeproceduren (trin 3.1). Gentag hele proceduren (trin 3.1 og 3.2), hvis ydersiden af en kerne ikke er glat.

5. Skæring af mikrosektioner af hele tilvækstkerner ved hjælp af et vandopløseligt bånd

  1. Placer et langt glasglas ved siden af mikrotomet, og tilsæt lidt vand midt på diaset i hele dets længde.
  2. Kernen anbringes i prøveholderen af et kernemikrotom.
    BEMÆRK: For at skære sektionen som et ægte tværsnit skal du sørge for, at fibrenes retning er lodret.
  3. Løft prøveholderen, indtil kernen næsten rører bladets kant. Træk bladet over kernen for at afskære toppen.
  4. Kniven anbringes igen i begyndelsen af kernen, prøven løftes ca. 10 μm, og skæreproceduren gentages, indtil der opnås en plan overflade med en bredde på mindst 2 mm.
  5. Tilsæt en majsstivelsesopløsning på skærefladen med en børste21.
  6. Brug et stykke klud til at fjerne overskudsopløsningen fra toppen af kernen.
  7. Skær en strimmel vandopløseligt tape i samme længde som kernen; Anbring den ene side af båndet til starten af kernen med en overlapning på ca. 1 cm, hvor begyndelsen af kernen vender mod mikrotomets blad.
  8. Fastgør båndet til overfladen af kernen ved at stryge båndet på overfladen med en finger.
  9. Løft prøven i mikrotomet med 15-20 μm, løft det overlappende stykke af båndet lidt, og placer mikrotombladet ved kanten af kernen.
  10. Klip sektionen, mens du holder enden af båndet.
  11. Tag båndet med den tynde sektion fast på det, og læg det med snittet nedad på vandlinjen på glasglasset, der er forberedt i trin 5.1.
  12. Efter ca. 10 sekunder skal du begynde at fjerne båndet ved hjælp af pincet ved at holde båndet på den ene side og løfte det op, mens du sørger for, at sektionen forbliver på glasrutschebanen.
  13. For at producere et permanent dias i dette afsnit skal du følge standardprocedurerne22.

Representative Results

Når man sammenligner den manuelle coring-procedure med brugen af en trådløs boremaskine, er fordelene ved sidstnævnte indlysende. Vi sammenlignede kernegrantræer (Picea abies (L.) H. Karst.) med en stængeldiameter i en brysthøjde på 60-80 cm. Vi brugte 5 mm corers med en længde på 40 cm til alle borekerner og borede corerens fulde længde ind i stammen. Når du tager kerner manuelt, tog den fulde procedure med at tage en kerne og fjerne coreren fra træet igen i gennemsnit ~ 6 min. Når du gentager dette ved hjælp af den trådløse boremaskine udstyret med en momentforstærker, tog hele proceduren i gennemsnit kun 1 min. Ud over det faktum, at coring med den trådløse boremaskine slet ikke er udmattende, blev ingen af kernerne deformeret på grund af tryk, der udøves på skærkanten under den første fase af boringen, indtil tråden er helt inde i stammen. Så snart tråden er inde i stammen, er coreren mere eller mindre stabiliseret, og potentielle opadgående og nedadgående bevægelser minimeres (figur 3).

Så snart den første kerne ikke længere var glat på ydersiden, men viste ridser og revner, som i figur 2, var det nødvendigt at slibe skærkanten. Fordi den trådløse boremaskine kan fastgøres, da den bruges til coring (dvs. inklusive adapteren og inkrementkoreren; Figur 4), er slibningsproceduren også ret hurtig. Med lidt øvelse tager slibning ikke mere end 5 min. Så snart det udskårne papir sidder fast inde i coreren, kan prøveudtagningen fortsættes. De resulterende kerner er glatte uden ridser eller revner. Kernerne taget ved hjælp af den trådløse boremaskine har en lavere sandsynlighed for at vise mikrorevner; Dette er en forudsætning for at skære mikrosektioner af hele inkrementkerner. Påføringen af den vandopløselige tape (figur 5) gjorde håndteringen af de lange og skrøbelige sektioner lettere, da tapen beskytter den tynde sektion mod at rive den af, mens den tages af bladet og placeres på glasrutschebanen. Denne procedure sparer tid i laboratoriet og forbedrer kvaliteten af mikrosektionerne, fordi båndlimmen stabiliserer cellevæggene under skæring ud over den ikke-newtonske væske (majsstivelsesopløsning; se protokoltrin 5.5).

Figure 1
Figur 1: Forøgelse af korer. (A) Increment corer, som anvendes til manuel coring, og et forstørret billede af gevindet og skærkanten. (B) Forvrænget tilvækstkerne på grund af højt tryk, der udøves på træet i begyndelsen af manuel coring. C) Mikrosnit af en del af en tilvækstkerne, der er fragmenteret på grund af mikrorevner. Skalastang = 0,5 cm. (D-F) Fotos, der angiver kerneproceduren, når du bruger en trådløs boremaskine. Der kræves ikke højt tryk for at starte coring (D,E), håndtaget kan let bruges til at udtrække kernen (F), og boret ekstraheres direkte derefter (G). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Increment core, der viser ridser og revner på ydersiden på grund af brugen af en uskarp corer. Skalastang = 0,5 cm. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Tilvækstkerner og relaterede mikrosektioner . (A) Lige kerne taget med en skarp corer og en trådløs boremaskine. (B) Forvrænget kerne taget manuelt med en uskarp corer. C) Kontinuerligt snit af en Pinus sylvestris-kerne udtaget med en skarp korer. (D) Sektion af en Larix decidua kerne brudt i stykker på grund af brug af en uskarp corer. Skalastænger = 0,5 cm (A, B); 1 cm (C). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Holder konstrueret til skærpelse af tilvækstkerners skærkant . (A) Teflonblok til styring og stabilisering af tilvækstkoreren. (B) Teflonblok til fastgørelse af starteren på den batteridrevne boremaskine. (C) Sekskantnøgle til fastgørelse af A på andre positioner på tavlen, afhængigt af den anvendte type korer. (D) Klemme til fastgørelse af den batteridrevne boremaskine. (E) Anbringelse af den koniske slibesten inde i skærkanten. (F) Anbringelse af den lige slibesten udenfor for at afgrate skærkanten. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Påføring af den vandopløselige tape . (A) Båndet skæres i den længde, der er nødvendig for at dække kerneoverfladen. (B) Anbring båndet på den forberedte overflade af kernen. (C) Skær sektionen ved at holde kanten af tapen i den ene hånd. (D) Anbring tapen med sektionen nedad på et glasglasglas, og tilsæt vand for at adskille tapen fra sektionen. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 6
Figur 6: Mikrosnit af et nåletræ med en "blå ring". Latewood cellevægge ikke lignificeret og for dette blå, i ringen af året 1974 (forstørret over diaset, der viser den lange sektion). Vægtstang = 1 cm. Klik her for at se en større version af denne figur.

Discussion

Den betydelige inddragelse af træanatomi i dendroøkologiske undersøgelser 23,24 samt en intensiveret udveksling mellem forskere specialiseret i træringforskning og træanatomister25 har åbnet et bredt felt af nye og dybtgående analyser af tidligere miljøforhold. Disse nye undersøgelser har åbnet nye muligheder og spørgsmål, men har også givet anledning til nye problemer.

Den hurtige udvikling af denne nye æra af "dendroanatomi" kræver et stort antal prøver, hvilket helt sikkert understøttes af brugen af en trådløs boremaskine som forklaret før. Ud over det faktum, at det slet ikke er udmattende at tage kerner med boret, sparer det meget tid. Selvom resultaterne præsenteret i dette papir indebærer prøveudtagningsmuligheder, der er seks gange hurtigere end manuel coring, er det en test for enkeltkerner. Ikke desto mindre lykkedes det os under regelmæssig prøveudtagning (en person, der coring, med en kodning og opbevaring af kernerne) at kerne 24 grantræer (to kerner i fuld længde hver) med stammediametre på ca. 80 cm inden for 1,5 time. Dette er i gennemsnit <2 minutter for en kerne, inklusive opbevaring, pakning og flytning til det næste træ.

Den hurtige håndtering af hele processen understøttes af, at den nydesignede adapter til inkrementkerner kan bruges uden behov for at fastgøre coreren inde i adapteren med en skrue eller tilsvarende lukninger. Som et resultat er det hurtigt og nemt at skifte boret til håndtaget på coreren for at bryde og udtrække kernen. Adapteren er designet, så man endda kan trække coreren ud, mens man borer tilbage, hvis stammen er rådden, eller (som det er almindeligt med nogle inkrementkerner), hvis tråden ikke griber fat, når man vender tilbage, og coreren ikke bevæger sig ud.

Det skal dog bemærkes, at når man fjerner coreren fra stammen, skal man vippe adapteren lidt, så den med succes kan trækkes uden at boret glider af (protokoltrin 2.8). Den stigende efterspørgsel efter træringundersøgelser for at skabe lange kronologier baseret på anatomiske proxyer19,26 har krævet forberedelse af mikrosektioner fra inkrementkerner, skåret i stykker før forberedelse eller skåret som hele mikrosektioner 22. Selvom kvaliteten af op til 40 cm lange mikrosektioner stadig ikke altid kan sammenlignes med korte sektioner (f.eks. hæmmer cellernes variable vinkel i deres lodrette forlængelse ofte cellevægsmålinger), kan de bruges til at identificere og datere specifikke vækstreaktioner som forekomsten af reaktionstræ eller blå ringe27 (figur 6).

Derfor er kvaliteten af prøverne en grundlæggende forudsætning for vellykket forberedelse og yderligere analyser af anatomiske strukturer. Dette krav kræver mere forsigtighed med hensyn til prøveudtagningskampagnens skarphed, når der tages inkrementkerner. Som følge heraf kan forberedelse af mikrosektioner være meget tidskrævende og arbejdskrævende og undertiden endda umulig, hvis prøverne ikke er indlejret på forhånd28.

Slibning af skærkanten af en inkrementkorer i hånden kræver meget øvelse og erfaring for at slibe kanten jævnt rundt i hånden uden støtte. Muligheden for at bruge det nye borebeslag til slibning af inkrementkerner gør det muligt for selv brugere, der ikke har erfaring med slibning, at skærpe skærkanten af deres kerner i marken. Det faktum, at dette nu kan gøres hurtigt, vil øge kvaliteten af de prøver, der tages i fremtiden.

Selvom brugen af det nye udstyr viser klare fordele for efterfølgende behandling af kernerne, kunne den trådløse boremaskine også kombineres med små enheder til slibning, udviklet og præsenteret for næsten 40 år siden20. Maeglin20 præsenterede konstruktionsdetaljer om en modifikation af "Goodchilds borersliber" lavet af træ og metal29. I dag kan denne enhed modelleres og udskrives i en 3D-printer uden problemer30. Man behøver kun at oprette en detaljeret 3D-model af slibemaskinen for at udskrive de enkelte dele og samle den til brug i marken. Mulighederne for forbedring er endnu ikke udtømt, og vi er sikre på, at denne publikation vil inspirere mange kolleger til at videreudvikle de værktøjer, der præsenteres her. En endnu uløst hindring er det faktum, at man skal fjerne boret og tilføje håndtaget på coreren for at udtrække kernen.

Det sidste trin med at skære mikrosektioner af hele inkrementkerner22 er stadig et vanskeligt problem. Påføringen af det vandopløselige bånd, som beskrevet tidligere, understøtter processen ved at stabilisere sektionen, når den skæres og placeres på glasglasset. Ikke desto mindre kræver denne procedure stadig, at brugeren har et højt erfaringsniveau.

Disclosures

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende økonomiske interesser.

Acknowledgments

Ingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BS 18 LTX-3 BL QI Metabo Cordless drill
Core-microtome WSL Microtome to cut micro sections from increment cores
Drill adapter for increment corer WSL Adapter to fix the increment corer on the cordless drill
Increment corer Haglöff 40cm increment corer
Power X3 Metabo Torque amplifyer
Sharpening support board WSL Board to attach the cordless dril to sharpen the cutting edge ofd the corer
Water-soluble tape 5414, transparent 3/4IN 3M Transparent tape to support cutting long sections

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Büntgen, U. Scrutinizing tree-ring parameters for Holocene climate reconstructions. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change. , 778 (2022).
  2. Hadad, M. A., González-Reyes, Á, Roig, F. A., Matskovsky, V., Cherubini, P. Tree-ring-based hydroclimatic reconstruction for the northwest Argentine Patagonia since 1055 CE and its teleconnection to large-scale atmospheric circulation. Global and Planetary Change. 202, 103496 (2021).
  3. Shen, Y., et al. Effects of climate on the tree ring density and weight of Betula ermanii in a cool temperate forest in central Japan. Trees. , 1-9 (2022).
  4. Wang, X. Acoustic measurements on trees and logs: a review and analysis. Wood Science and Technology. 47 (5), 965-975 (2013).
  5. Downes, G. M., et al. Application of the IML Resistograph to the infield assessment of basic density in plantation eucalypts. Australian Forestry. 81 (3), 177-185 (2018).
  6. Tomczak, K., Tomczak, A., Jelonek, T. Measuring radial variation in basic density of pendulate oak: comparing increment core samples with the Iml power drill. Forests. 13 (4), 589 (2022).
  7. Piene, H., D'Amours, J., Bray, A. A. Spruce budworm defoliation and growth loss in young balsam fir: estimation of volume growth based on stem analysis and increment cores at breast height. Northern Journal of Applied Forestry. 13 (2), 73-78 (1996).
  8. Phipps, R. L. Collecting, Preparing, Crossdating,and Measuring Tree Increment Cores. US Department of the Interior, Geological Survey. , No. 85-4148 (1985).
  9. Schweingruber, F. H. Tree Rings and Environment: Dendroecology. , Paul Haupt AG. Bern. (1996).
  10. Toole, E. R., Gammage, J. L. Damage from increment borings in bottomland hardwoods. Journal of Forestry. 57 (12), 909-911 (1959).
  11. Grissino-Mayer, H. D. A manual and tutorial for the proper use of an increment borer. Tree-Ring Research. 59 (2), 63-79 (2003).
  12. Wunder, J., et al. Does increment coring enhance tree decay? New insights from tomography assessments. Canadian Journal of Forest Research. 43 (8), 711-718 (2013).
  13. Helcoski, R., et al. No significant increase in tree mortality following coring in a temperate hardwood forest. Tree-Ring Research. 75 (1), 67-72 (2019).
  14. Hall, A. A., Bloomberg, W. J. A power-driven increment borer. The Forestry Chronicle. 60 (6), 356-357 (1984).
  15. Scott, J. H., Arno, S. F. Using a power increment borer to determine the age structure of old-growth conifer stands. Western Journal of Applied Forestry. 7 (4), 100-102 (1992).
  16. Krottenthaler, S., et al. A power-driven increment borer for sampling high-density tropical wood. Dendrochronologia. 36, 40-44 (2015).
  17. Caetano-Andrade, V. L., et al. Advances in increment coring system for large tropical trees with high wood densities. Dendrochronologia. 68, 125860 (2021).
  18. Edwards, J., et al. Intra-annual climate anomalies in northwestern North America following the 1783-1784 CE Laki eruption. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 126 (3), 033544 (2021).
  19. Zhirnova, D. F., et al. A 495-year wood anatomical record of Siberian stone pine (Pinus sibirica Du Tour) as climatic proxy on the timberline. Forests. 13 (2), 247 (2022).
  20. Maeglin, R. R. Increment Cores: How to Collect, Handle, and Use Them. 25, US Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. Madison WI. (1979).
  21. Gärtner, H., et al. A technical perspective in modern tree-ring research - how to overcome dendroecological and wood anatomical challenges. Journal of Visualized Experiments. (95), e52337 (2015).
  22. Gärtner, H., Banzer, L., Schneider, L., Schweingruber, F. H., Bast, A. Preparing micro sections of entire (dry) conifer increment cores for wood anatomical time-series analyses. Dendrochronologia. 34, 19-23 (2015).
  23. Rodriguez, D. R. O., et al. Exploring wood anatomy, density and chemistry profiles to understand the tree-ring formation in Amazonian tree species. Dendrochronologia. 71, 125915 (2022).
  24. Gärtner, H., Farahat, E. Cambial activity of Moringaperegrina (Forssk.) Fiori in arid environments. Frontiers in Plant Science. 12, 760002 (2021).
  25. von Arx, G., et al. Q-NET-a new scholarly network on quantitative wood anatomy. Dendrochronologia. 70, 125890 (2021).
  26. Seftigen, K., et al. Prospects for dendroanatomy in paleoclimatology-a case study on Picea engelmannii from the Canadian Rockies. Climate of the Past. 18 (5), 1151-1168 (2022).
  27. Matulewski, P., Buchwal, A., Gärtner, H., Jagodziński, A. M., Čufar, K. Altered growth with blue rings: comparison of radial growth and wood anatomy between trampled and non-trampled Scots pine roots. Dendrochronologia. 72, 125922 (2022).
  28. Prislan, P., del Castillo, E. M., Skoberne, G., Špenko, N., Gričar, J. Sample preparation protocol for wood and phloem formation analyses. Dendrochronologia. 73, 125959 (2022).
  29. Heinrichs, J. F. Pocket-sized sharpender for increment borers. Journal of Forestry. 62, 653 (1964).
  30. Schneider, L., Gärtner, H. Additive manufacturing for lab applications in environmental sciences: pushing the boundaries of rapid prototyping. Dendrochronologia. 76, 126015 (2022).

Tags

Miljøvidenskab nr. 193
Avanceret arbejdsgang til at tage inkrementkerner af høj kvalitet - nye teknikker og enheder
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gärtner, H., Schneider, L.,More

Gärtner, H., Schneider, L., Lucchinetti, S., Cherubini, P. Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores - New Techniques and Devices. J. Vis. Exp. (193), e64747, doi:10.3791/64747 (2023).

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