تحليل قلب الشجرة مع التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية

Summary

نوضح هنا كيفية معالجة نوى الأشجار باستخدام سلسلة أدوات التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية. باستثناء الاستخراج الكيميائي لبعض الأغراض ، لا حاجة إلى مزيد من المعالجة المعملية الفيزيائية. يمكن استخدام سلسلة الأدوات لتقديرات الكتلة الحيوية ، للحصول على بيانات عرض MXD / حلقة الشجرة وكذلك للحصول على بيانات تشريح الخشب الكمية.

Abstract

يتم تقديم سلسلة أدوات التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية (CT) للحصول على عرض حلقة الشجرة (TRW) ، والحد الأقصى لكثافة الخشب المتأخر (MXD) ، ومعلمات الكثافة الأخرى ، وبيانات تشريح الخشب الكمي (QWA) دون الحاجة إلى معالجة سطحية كثيفة العمالة أو أي تحضير مادي للعينات. ينصب التركيز هنا على نوى الزيادة وإجراءات المسح بدقة تتراوح من 60 ميكرومتر إلى 4 ميكرومتر. يتم تحديد ثلاثة مقاييس يجب النظر إليها في الخشب: (i) مقياس بين الحلقات ، (ii) مقياس الحلقة ، أي تحليل حلقة الشجرة ومقياس قياس الكثافة ، وكذلك (iii) مقياس تشريحي ، وهذا الأخير يقترب من جودة المقطع الرقيق التقليدية. تتيح حوامل العينات المصممة خصيصا لكل من هذه المقاييس إجراء مسح ضوئي عالي الإنتاجية لنوى الزيادة المتعددة. تم تطوير سلسلة من إجراءات البرامج خصيصا لمعالجة صور الأشعة السينية المقطعية ثلاثية الأبعاد بكفاءة لنوى الأشجار من أجل TRW وقياس الكثافة. يشرح هذا العمل بإيجاز المبادئ الأساسية للتصوير المقطعي المحوسب ، وهي ضرورية لفهم البروتوكول بشكل صحيح. يتم تقديم البروتوكول لبعض الأنواع المعروفة التي يشيع استخدامها في علم التسلسل الزمني للشجيرات. يتيح لنا الجمع بين تقديرات الكثافة التقريبية وبيانات TRW و MXD ، بالإضافة إلى بيانات التشريح الكمي ، توسيع وتعميق التحليلات الحالية لإعادة بناء المناخ أو استجابة الأشجار ، بالإضافة إلى مواصلة تطوير مجال علم البيئة الشجرية / علم المناخ وعلم الآثار.

Introduction

كثافة الخشب^{هي متغير 1} سهل القياس يعكس كل من الخصائص التشريحية والكيميائية للخشب². في تقديرات الكتلة الحيوية للكتلة الحيوية فوق الأرض ، تعد كثافة الخشب متغيرا مهما للوزن ^3،4،5 ، مضروبا في أبعاد الشجرة وعاملا يمثل محتوى الكربون في الخشب. ترتبط كثافة الخشب ارتباطا وثيقا بالخواص الميكانيكية للأخشاب⁶ وتعكس تاريخ حياة الشجرة⁷.

تقاس كثافة جدار الخلية على أنها حوالي 1500 كجم / متر مكعب وتعتبر ثابتة إلى حد ما⁸ ، ولكن يجب مراعاة اختلافات كث....

Protocol

1. أخذ العينات الأساسية

1. تذوق الشجرة مع حفار بريسلر. استشر المراجع حول كيفية قلب الشجرة يدويا³⁹. يتم تقديم سلسلة الأدوات هذه لنوى 5.15 مم.
2. ضع نوى الشجرة غير الملصقة في قش ورقي 6 مم أو في أي مستقبل آخر لا يتطلب الغراء. لا تلصق نوى الشجرة على دعامة خشبية. إذا كانت النوى مثبتة بالفعل ، فقم بفكها بمشرط / منشار أو مذيب حسب نوع الغراء.
3. تجنب لفها في أنابيب بلاستيكية ، حاول تجفيفها أولا لتجنب نمو العفن والعفن الفطري.
4. استخدم قلم رصاص للكتابة على القش الورقي ، لأن الاستخراج قد يتلاشى كتابات العلامة.
   ملاحظة: سلسلة الأدوات هذه مناسبة أيضا للنوى مقاس 4 مم. يمكن استخدام النوى المثبتة والرملية بالفعل ....

النتائج

إذا كان الهدف هو تقدير الكتلة الحيوية أو زيادة نمو الأشجار للعديد من العينات ، أي مقياس بين الحلقات (الشكل 1) ، استخدام حامل العينة 1 (الشكل 5) لمسح العينات للحصول على ملفات تعريف الكثافة (انظر الخطوة 5.4.3) وتقديرات نمو الأشجار ، على سبيل المثال ، للأشجار سريعة ا.......

Discussion

الخطوات الحاسمة داخل البروتوكول
تتضمن الخطوات الحاسمة داخل البروتوكول المعالجة المناسبة لحفار الزيادة للحصول على نوى زيادة عالية الجودة (الخطوة 1.1. وانظر³⁹) لتجنب القطع والقطع. بعد ذلك ، من الضروري ترك النوى غير مثبتة (ولكن انظر²⁶) ، سواء لإدخالها في حامل العينة (<.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
6 mm paper straws	http://artstraws.com/education/product/artstraws-thick-asst-cols/		Coring
Aluminium core holders
ASTM standard ASTM D 1107 – 96
Cardboard postal tubes	https://www.rajapack.co.uk/envelopes-mailing-bags/postal-tubes/1-5-2mm-brown-cardboard-postal-tubes_PDT05623.html
Column drill
Computer hardware for reconstruction and analysis			X-ray CT scanning
Cooling
Drying oven
Ethanol
Flask for under soxhlet (2000 ml)
Floral foam	https://www.oasisfloral.eu/		Sample holder type 1
Glass beads to fill void volume of Soxhlet to save solvent
Glue
Hot water bath	https://www.memmert.com/products/water-baths/water-bath/#!filters=%7B%7D		Soxhlet extraction
Increment borer	https://haglofsweden.com/project/increment-borers/
Plastic cylinder	Moonen et al. 2022		Sample holder type 2
Plastic cylinders
Reservoir
Tailored soxhlet apparatus
Toluene
Water pump
X-ray CT scanner