JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

אפיון שחיקה של dendrogeomorphology בדרך כלל התמקדה במדויק מציאת שעת ההתחלה של חשיפה הבסיס, על ידי בחינת מאקרוסקופית או שינויים ברמת התא הנגרם על ידי חשיפה. כאן, אנו מציעים תיאור מפורט של טכניקות הרומן שונות כדי להשיג יותר מדויק שחיקת המחירים מנתונים microtopographic ומדויקים.

Abstract

גיליון שחיקה היא בין הנהגים מכריע של אדמת השפלה. שחיקת נשלטת על ידי גורמים סביבתיים ופעילות האדם, אשר לעיתים קרובות להוביל השפעות סביבתיות חמורות. ההבנה של גיליון שחיקה היא, אפוא, בעיית ברחבי העולם עם השלכות על הסביבה והן הכלכלות. עם זאת, הידע על איך שחיקה מתפתח בחלל ובזמן הוא עדיין מוגבלת, כמו גם את ההשפעות שלו על הסביבה. להלן נסביר שפרוטוקול dendrogeomorphological חדש שיניעו להתערער אדמה עובי (Ex) על-ידי רכישת נתונים microtopographic מדויק באמצעות לייזר יבשתי סריקה (TLS) והן microtopographic פרופיל מאבחנים. בנוסף, נהלים סטנדרטיים dendrogeomorphic, תלויים וריאציות אנטומי ב שורש טבעות, מנוצלים כדי לבסס את התזמון של חשיפה. פרופיל TLS ו- microtopographic מאבחנים משמשים להשגת profiles משטח הקרקע, שממנו Ex מוערך לאחר נקבע המרחק הסף (TD), קרי, המרחק בין הבסיס המשקע . knickpoint, אשר מאפשר defining שתנוע פני הקרקע הנגרמת על ידי גיליון שחיקה. עבור כל פרופיל, מדדנו את הגובה בין למעלה את השורש מטוס וירטואלי וצורניים אל פני הקרקע. בדרך זו, שהתכוונו להימנע ההשפעות בקנה מידה קטן של אדמת דפורמציה, אשר יכול להיות בגלל הלחץ המופעל על ידי מערכת השורשים, או על ידי הסידור של שורשים חשופים. זה עלול לעורר כמויות קטנות של משקעי סחף אדמה או שחיקה בהתאם וכיצד הם משפיעים פיזית את מי נגר. נדגים כי נאותה microtopographic אפיון שורשים חשופים, משטח הקרקע המשויך שלהם הוא מאוד יקר כדי לקבל מדויק שחיקת המחירים. ממצא זה יכול להיות מנוצל כדי לפתח העבודה המומלצות לניהול נועד בסופו של דבר לעצור או אולי, לפחות, להפחית את סחף הקרקע, כך מדיניות ניהול בר קיימא יותר יכול להיות בפרקטיקה.

Introduction

השפעות כלכליות וסביבתיות המיוצר על ידי גיליון הסחף הופך נושא זה הדאגה ברחבי העולם1. מספר שיטות, טכניקות ישירה גישות מבוססות פיזית ואמפירית, משמשים לחישוב המחירים סחף אדמה על מגוון רחב של סולמות הגיאופוליטיות והמרחביות טמפורלית. טכניקות ישירה להשתמש בתחום המדידות בתנאים טבעיים, מבוססים בעיקר על השימוש שקתות גרלך2, אספנים מים3, שחיקה פינס4 ו- profilometers5. יתר על כן, מודלים של סחף אדמה היה יותר ויותר התמקדו המייצג בפירוט את התהליכים פיזי רציני אחראי על שחיקת6.

Dendrogeomorphology7 הוא תת-חלוקה של תיארוך באמצעות טבעות עצים8 שזה מוצלח באפיון בתדירות ובהיקף של תהליכים גאומורפיים9,10,11,12, 13,14,15,16,17. לגבי שחיקת גיליון, dendrogeomorphology הוא מועסק בדרך כלל כדי לשפר או להחליף את מתודולוגיות הנ ל, במיוחד באזורים איפה שחיקת המחירים נובע מטכניקות ישירה נדיר או לא זמין. Dendrogeomorphology היא שיטה מאוד גמיש להערכת סחף, יכול להיות מנוצל כדי לכייל מודלים אמפיריים מבוסס-פיזית, או אולי כמו נתונים מקור כדי לשפר את המהימנות של טכניקות הערכה ישירה18, 19. Dendrogeomorphology מאפשר סחף אדמה שתוקם על פני שטחים גדולים בו שורשים חשופים זמינים. שורשים חשופים אלה צריך להראות מגבלות טבעות העץ ברור ולהגיב דפוסי הצמיחה השנתי להיחשב אופטימליים ליישם טכניקות dendrogeomorphological20. עוד, חשוף שורשים מתחננות שיטעמו צריך להיות ממוקם רצוי הומוגנית יחידות בהתבסס על התגובה שלהם קרקע סחף21.

הדרך המקובלת dendrogeomorphical של הערכת גיליון שחיקה מבוססת על מדידה בחיי עיר העובי בירוא היערות גורם לאדמה (Ex) מרגע החשיפה הראשונה נוכח22,23, 24. היחס בין שני משתנים אלו מנוצל לצורך חישוב ערך סחף mm∙yr1. מרבית המחקרים שנערכו עד כה התמקדה לגמרי ביעילות זיהוי השנה הראשונית של חשיפה. כפועל, ניתוח השינויים בספריית הבסיס עקב חשיפה ברמה מאקרוסקופית25, או רקמות, רמות הסלולר26,27,28. השינוי האנטומי המנהל נוכח שורשי עצי מחט חשוף היא הגדלת עובי טבעת צמיחה, בעקבות מספר משמעותי של תאים בתוך earlywood (EW)26. קיצוץ באופן דומה נמצאה בתוך אזור לומן של איכס tracheids יחד עם עובי מבנה דופן התא מוגברת27,24,tracheids latewood (LW)29. יש לבצע שינויים אלה המתוארים, לכמת כמו בהתחלה כאשר שחיקת מוריד את פני הקרקע מעל הבסיס ל- 3 ס מ בערך30. פחות. תשומת לב הוענקה הקביעה נאותה של הפרמטר Ex . עידן חשוף שורשים היה מקושר בדרך כלל עם הגובה של ציר מרכז של השורש של צמיחה על פני31,הקרקע32. ההערכה של Ex תוקנה אפוא לשקול את המשך צמיחתה משני30,33. לאחרונה, גישות מתודולוגיים אלה השתלבו גם אפיון אדמת microtopography להשיג אמין שחיקת המחירים34,35,36.

אנו מציגים פרוטוקול המעבדה ושדה להעריך יותר מדויק ואמין גיליון שחיקת המחירים מ- dendrogeomorphology. ב פרוטוקול מסוים זה, אנו בוחנים את ההשערה כי דגימה רק שורשים חשופים, ללא קשר התמצאות ביחס נתיב נגר, בשילוב עם ניתוח microtopographical, מאפשר שחיקת המחירים בדיוק שיחזר, לכמת. המטרה שלנו, לכן, היא לספק פרוטוקול כדי להעריך שחיקת המחירים של הגדלת גודל המדגם של שורשים חשופים, באמצעות מידע מאקרוסקופית מיקרוסקופיות שנמצאו סדרת עץ-טבעת צמיחה וגם נתונים טופוגרפיים ברזולוציה גבוהה.

Protocol

1. דגימה אסטרטגיה

  1. תהליך גאומורפיים זיהוי
    1. ליישם את הגישה (HRU) של יחידות התגובה הידרולוגיה21. לשם כך, לזהות אזורים הומוגנית בתוך האתר לימוד, הכוללת פיקדונות פטרולוגיה, משטח, כיסוי חופה, שאריות וגטטיבי בקשר עם פני האדמה ועל המדרון. בחר בין כל HRUs אלה שבהם תהליך שחיקה גיליון הוא השולט.

figure-protocol-432
איור 1: דוגמה HRUs משויך לתעלה החולי. לגבי הפרוטוקול המוצע כאן, הדוגמאות של שורשים חשופים להתבצע ב- HRU שבו תהליך סחף יעיל הוא גיליון סחף (באגדה זו הדמות המתאימה חול חשוף עם מדרונות מתונים). דמות זו שונתה מ. Bodoque et al. 21 . אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. דגימה של שורשים חשופים
    1. אתר שורשים האתר נחשף המחקר המתאים עץ המינים שימושי עבור עץ-טבעת היכרויות (רצוי מחטניים)20.
    2. לספק תיאור מפורט של מאפייני הסביבה של השורשים חשוף מתחננות שיטעמו המרחבי, מורפולוגיים. לאסוף את המידע הבא: מיקום גיאוגרפי (רשת UTM קואורדינטות); גובה; היבט במעלות בסיס סקסגסימלי, על צלע ההר והן עבור המיקום שורש מסוים (היבט מקומי); מרחק של המקטע השורש לתא המטען עץ; מדרון הגבעה והשיפוע של המיקום שורש ספציפי (שניהם הביעו במעלות); הכיוון של השורש החשוף לגבי הדרך נגר.
    3. קחו דוגמא אחת קרקע כ- 1 ק ג האזור שסביב כל שורש חשוף. שאר הפרמטרים לאפיין הם מרקם, אחוז חומר אורגני ומבנה קרקע.
    4. למדוד בחיי עיר מוליכות הידראולית באמצעות של infiltrometer הטבעת אחת מתחת לראש מתמיד.
      הערה: ליישם את הצעדים 1.2.2 ו- 1.2.3 לאפיין אדמת erodibility.
    5. אתר שורשים חשופים כי הם רחוקים יותר מאשר 1.5 m מתא המטען. במרחקים פחותה החשיפה יכול להיות קשור צמיחת עצים.
    6. לחתוך עץ חלול שורשים חשופים לפחות 30, עם קוטר גדול יותר 5 ס מ, למקטעים באורך ס מ 15. לאחר מכן, לקחת שתי פרוסות של 1.5 ס מ עבה.
    7. באמצעות שפכטל gauging, עץ חלול, סרט מדידה, לטעום תת-קבוצה של שורשים קבור (לפחות שליש השורשים חשוף הכולל שנדגמו) בעומק האדמה שונים (מקסימום 20 ס מ) להקים העובי המינימלי אדמה מתחת אשר שורשים מתחילים לתגובה הגופנית עקב חשיפה.

figure-protocol-2367
איור 2: כיצד לנהל שדה דגימה. שורשים חשופים לפחות 30 נבחרים ו, לאחר מכן, לחתוך עץ חלול. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

2. Microtopographic אפיון של פני קרקע ושורשים חשוף במיקומים נגישים בקלות

  1. השתמש בהתקן סריקת לייזר יבשתי שיכול למדוד עד 50,000 נקודות בשנייה עם דיוק של 1 מ מ ממרחק סריקה של < 120 מ'.
  2. שקול לפחות שני קונבנציונאלי TLS במקומות שונים כדי למנוע אזורי צל.
  3. למזג את המיקומים השונים בעזרת מינימום של ארבע באיכות high-definition ודיגום (כוננים קשיחים) מטרות ממוצבת כדי לכסות את האזור כולו.
  4. על מנת לקבל נתונים טופוגרפיים ומדויקים, סריקת שטח ממוצע של 300 ס מ2 מן המיקומים שנבחרו באמצעות רזולוציה מרחבית של 1 מ מ. כלול את השורשים חשוף ואת האזור שמסביב זה נציג של פני הקרקע.

3. Microtopographic אפיון של פני קרקע ושורשים חשוף, במקומות עם השטח תלולה וקשה (סביבות ההר)

  1. המקום פרופיל microtopographic מד בניצב שורש חשוף ורמת, לאחר מכן, אופקית למדידות כל כך כי ניתן להשוות נתונים (datasets) שונות.
  2. לצייר את הפרופיל שהושג בשלב 3.1 על גרף נייר כדי להיות מסוגל להסיק את כמות אדמה השחוקים לאורך הפרופיל בדייקנות מילימטר.

figure-protocol-3797
איור 3: דוגמה של אפיון microtopography הקרקע באמצעות מד פרופיל של microtopographic- (א) איור של שורשים חשופים כפי שנצפה לאורך שביל הליכה; (ב) מדידות של אדמת microtopography באמצעות profile microtopographic מד; (ג) הערכה של Ex באמצעות רכישת microtopographic profiles על ידי ציור אותם על נייר גרף כדי לאפשר מסקנה של כמות אדמה השחוקים לאורך של profile, עם דיוק מילימטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

4. קביעת עיתוי חשיפת שורש

  1. ניתוח מאקרוסקופית
    1. האוויר יבש הסעיפים שהושג בשלב 1.2.6 למשך חודשיים.
    2. השג הפרוסות שני מקטעים הראשונית הם כל אחד כ 2 ס מ עבה.
    3. חול ולהבריק את הפרוסות עם נייר זכוכית (עד 400 חצץ) כדי להקל על זיהוי של טבעות צמיחה.
    4. סרוק את פרוסות ברזולוציה מינימלית של 2,800 dpi כך הם יכולים להיות במדויק ניתחו גם כאשר טבעות דקים במיוחד.
    5. להשתמש הגדלת אחוז latewood ורוחב צמיחה-טבעת גדולה יותר אינדיקטורים של הלחץ הנגרם על ידי חשיפה.
    6. לסמן לפחות 4-5 רדיוס לאורך הקוטר הפרוסות המציגים ההשתנות הגבוהה בצמיחה-טבעת רוחבי.
    7. השתמש מערכת ניתוח תמונה או שולחן מדידה כדי למדוד את רוחב עץ-טבעת.
    8. להחיל הליכים הכרויות הצלב חזותית על-ידי השוואת ההשתנות בצמיחה-טבעת רוחב בין רדיוס שונה, הן לשפר את הדיוק היכרויות עבור השנה הראשונה של חשיפה כדי סחף אדמה וכדי כראוי תאריך טבעות הבאים ולהכיר את נוכחות רבים או טבעות מקוטע.

figure-protocol-5438
איור 4: דוגמה כיצד להכין קטע שורש חשוף כדי להשיג היכרויות dendrochronological של סדרת צמיחה טבעת. בכל מקטע, מסומנים ארבעה או חמישה רדיוס לאורך בהוראות המצורפות להראות ההשתנות הגבוהה ביותר ביחס רוחב עץ-טבעת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. ניתוח מיקרוסקופי
    1. עבור שתי דגימות שורש חשוף, שאינו חשוף, השתמש מיקרוטום הזזה להשגת רדיאלי חתכי רוחב של 1 ס מ רוחב ו עבה 20 מיקרון.
    2. כתם חתכים עם safranin (קרי: 1 g של safranin + 50 גרם של מים + 50 גרם של 96% אתנול), מייבשים עם פתרון אתנול-מים עשירים יותר ויותר עד 96% אתנול (לדוגמה, 50% ו- 96% אתנול) עד האתנול פועל ברורים. משרים את הדגימות xylol או של שמן הדרים ניקוי הסוכן (למשל, Histoclear).
    3. הר חתכים בשקופיות מצופה, כיסוי-slip אפוקסי התקשות (למשל, Eukitt, קנדה בלזם, יבש בטמפרטורת החדר (קרי, בערך 5-8 h עבור Eukitt, לפחות 24 שעות ביממה עבור קנדה בלזם).
    4. להתבונן (תחת 125 X הגדלה) ולצלם דגימות עם מערכת הדמיה דיגיטלית תחת מיקרוסקופ אופטי.
    5. השווה תחת מיקרוסקופ אופטי טביעת רגל אנטומי של שניהם חשוף ודוגמאות שאינו חשוף שורש (שלבים 1.2.5 ו 1.2.6).
    6. לבצע מדידות מיקרוסקופיות באמצעות מנתח של התמונה על התמונות הדיגיטליות של הפרמטרים שהתפתח:) רוחב הטבעת צמיחה; b) מספר התאים לפי הטבעת; ג) אחוז latewood; וד') לומן באזור earlywood.
    7. מבחן עם מנתח תמונה (שלב 4.2.6) המופע של ברקמותיו צינורות ולקחת מידות עבור כל טבעת צמיחה.
    8. ביצוע ניתוח חד-כיווני אנובה עם מספר בדיקות טווח (שיטה: 95% LSD – הבדל משמעותי לפחות) עבור אנטומי המשתנים נחשב (שלב 4.2.6) לוודא את קיום הבדלים משמעותיים סטטיסטית בין שתי הקבוצות של מדידות (לעומת מראש חשוף חשוף שורשים).

5. אומדן של עובי השכבה אדמה נשחק מאז החשיפה הראשונית (Ex)

  1. תרחיש 1: חשוף את השורשים בשבילים לצד השביל נגר.
    1. בהתבסס על הנתונים שהושגו בשלב 2.4, השתמש הופכי למרחק ניפוח כמו שיטת אינטרפולציה כדי להשיג דגמים ומדויקים העלאת הדיגיטלי (DEMs) עם רזולוציה מרחבית של 3 מ מ.
    2. השתמש בכלים GIS כדי לחלץ DEM בניצב הפרופילים של שורש חשוף עם מרחק קשה של 150 ס"מ.
    3. בצע שלבים 5.1.1 ו- 5.1.2 במיקומים נגישים בקלות (שלב 2).
    4. להשתמש את הפרופילים בניצב של השורש החשוף המתקבל בשלב 3.2 כאשר האתר המחקר ממוקם באזורים שבהם השטח היא תלולה וקשה (סביבות ההר) (שלב 3).
    5. בפרופילים שהושג בשלבים 5.1.2 ו- 5.1.3 השתמש פרשנות חזותית לאיתור המרחק הסף (TD), מגדירים את המרחק בין הבסיס את knickpoint על פני הקרקע. זה יוצר הנמכת משטח הקרקע עבור הפרופילים עקב שחיקת גיליון.
    6. להעריך את עובי השכבה אדמה נשחקה, על ידי מדידת גובה בין החלק העליון של השורש את knickpoint על פני הקרקע מוערך בשלב 5.1.5.
    7. תקן את המדידה מושגת בשלב 5.1.6 על-ידי חיסור זה הגידול מתמשך משנית (קרי, גידול של השורש מאז שנת חשיפה), את עובי הקליפה בצד עליונים/תחתונים של השורש. ראה Corona. et al. 30 עבור תיאור מפורט.

figure-protocol-8584
איור 5: דוגמה זו הממחישות כיצד למקם TD כאשר השורשים חשוף לטעום orientated על פי הדרך נגר. איור זה מציג פרופיל חציה microtopographic נפוצים של השורש חשפו והאזור שמסביבו. Ex1 הוא המיקום להחיל את הגישה המסורתית dendrogeomorphical כדי לקבוע את עובי בירוא היערות גורם לאדמה; Ex2 שייך המיקום שבו פרמטר זה צריך להיות מוערך. TD נלקח בתור עמדה מדריך שממנו משתנה על פני הקרקע על ידי גיליון שחיקה בלבד. דמות זו שונתה מ. Bodoque et al. 34 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

  1. תרחיש 2: חשוף שורשים לרוץ בניצב לנתיב נגר
    1. ליישם צעדים 5.1.1 כדי 5.1.4 כאמור תחת שלב 5.1.
    2. באמצעות המחשבון רסטר זמין כל תוכנה מערכת מידע גיאוגרפי (GIS), עבור כל פרופיל בניצב מדד גובה בין החלק העליון של השורש פני הקרקע באמצעות את knickpoint על פני הקרקע כנקודת התייחסות. בשלב זה מדידות של Ex לא מושפעים שקיעת ו/או לסרוק את הסחף, לכן אפשר למדוד את סחף הקרקע.
    3. תקן את המדידה מושגת בשלב 5.2.2 באמצעות ההליך בשלב 5.1.7.

figure-protocol-9917
איור 6: דוגמה ציור כיצד להמשיך כאשר חשופים שנדגמו השורשים orientated על פי מאונך שביל נגר איור זה מציג תצוגה סכמטי של פרופיל משטח הקרקע הקשורים לשורש בניצב חשוף בדבר הדרך נגר. בירוא היערות גורם לאדמה עובי (Ex) לכמת ב knickpoint בד בבד לתהליכים הרווחת שיקוע, ויחשוף שחיקה בקרבת הבסיס. איור זה שונה מ-. Ballesteros-Cánovas et al. 35 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

6. גיליון שחיקת שער שערוך

  1. בהתאם המאפיינים מכונאי הקרקע של אתר המחקר, להגיש בקשה משוואה 1 (קרי, hypothesizes כי הלחץ מוקדי צמיחה שהוחלו על-ידי השורש הוא נמוך יותר מאשר כוח ההטיה של הקרקע), או משוואה 2 (קרי, נניח יציבות שורש ציר הזמן)30:
    figure-protocol-10868(1)
    figure-protocol-10940(2)
    איפה:
    ER (mm∙yr-1), הוא שיעור שחיקת גיליון להערכה.
    EX (מ מ), מתפורר בעובי של שכבת האדמה מאז החשיפה הראשונית. זה מתקבל על-ידי ביצוע השלבים 5.1.1 כדי 5.2.3.
    Gr1 ו- Gr2(מ מ) מייצגים את הצמיחה (עוקבות) משני על החלק הפונה כלפי מעלה/מטה של השורש לאחר חשיפה. זה מתקבל לאחר ביצוע שלב 5.1.7.
    B1 B2 (מ מ) העובי לנבוח על החלק עליונים/תחתונים של השורש בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. זה מתקבל עם ההליך בשלב 5.1.7.
    חדוה (מ מ), מוגדר של עומק מינימלי של אדמה מתחת איזה שורש יתחיל לשנות את התצורה האנטומי שלה.
    טייסתלשעבר (שנה), הוא המספר של עץ-טבעות פיתחה לאחר השנה של חשיפה. זה מתקבל באמצעות צעדים 4.1.1 כדי 4.2.8.

תוצאות

דוגמאות של שורשים חשופים סובלים הידרדרות רצינית cambial עקב ההשפעה של חשיפה (למשל, שינויים בטמפרטורה, השכיחות של אור) וגם הלחץ הפיזי, עקב דריכה-פטיש רגליים על ידי מטיילים או חיות מרעה גלישה זה השורשים עוברים לאחר הם נחשפים. קביעת קיומה של טבעות מקוטע, וכן בדיוק יוצא השנה ?...

Discussion

הפרוטוקול לפרוס מדגים את הערך של אפיון מפורט ונכון של microtopography משטח הקרקע, שכן היא מאפשרת למדוד גיליון אמין שחיקת המחירים מ- dendrogeomorphology. הגישה מתודולוגי שלנו מתמקד החשיבות של אפיון של microtopography בסביבה של חשיפה שורשים כדי לשפר את הערכת קצב השחיקה. גורם זה התעלמה במידה רבה במחקרים קודמים, וכתו?...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

הפרויקטים במחקר זה במימון מחקר זה היו: מרקוני (CGL2013-42728-R); Dendro-אבנידאס (CGL2007-62063); MAS Dendro-אבנידאס (CGL2010-19274) של משרד המדע הספרדית ואת הטכנולוגיה הפרויקט רעיון-GESPPNN (OAPN 163/2010), אשר מומן על ידי משרד איכות הסביבה של ספרד.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Topographic map, soil map, land cover mapTo be obtained from public institutions or generate at the first phase of research
Single ring infiltometerTurf-Tec InternationalIN16-Whttp://www.turf-tec.com/IN16Lit.html
HandsawThere is noy any specific characteristics to be considered regarding the model
Measuring tapeWith accuracy of 1 mm
Terrestrial Laser Scanning (TLS)Leica-GeosystemsLeica ScanStation P16https://leica-geosystems.com/products/laser-scanners/scanners/leica-scanstation-p16
Microtopographic Profile GaugeRS OnlineFacom, 19https://www.classic-conservation.com/es/herramientas-para-talla-y-escultura-en-madera/511-galga-medidora-de-perfiles.html
Sandpaperfrom 80 to 400 grit
ScannerEPSONPerfection V800 Photohttps://www.epson.co.uk/products/scanners/consumer-scanners/perfection-v800-photo
Image analysis systemRegent Instruments Inc.WinDENDROhttp://www.regentinstruments.com/assets/windendro_analysisprocess.html
Measuring tableIMLhttps://www.iml-service.com/product/iml-measuringtable/
Sliding microtomeThermo Fisher SCIENTIFICMicrom HM 450-387760http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/910020
Optical microscopeOLYMPUSMX63/MX63Lhttps://www.olympus-ims.com/en/microscope/mx63l/
Digital camera for microscopeOLYMPUSDP74https://www.olympus-ims.com/en/microscope/dc/
SafraninEmpirical Formula (Hill Notation) C20H19ClN4 
AstrablueEmpirical Formula C47H52CuN14O6S3
AlcoholAlcohol by volume (50%, 75% and 100%)
Distilled waterH2O
Citrus oil clearing agenthttps://www.nationaldiagnostics.com/histology/product/histo-clear
Coated slidesThermo Fisher SCIENTIFIChttps://www.fishersci.com/us/en/products/I9C8JXMT/coated-glass-microscope-slides.html
Hardening epoxyMERCKhttps://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/03989?lang=es&region=ES

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., Harmon, R. S., Doe, W. W. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) model. Landscape Erosion and Evolution Modelling. , 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. , (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. , (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., Dean, J., Meko, D. M., Sewtnam, T. W. Rates of slope erosion determined from exposedroots of ponderosa pine at Rose Canyon Lake, Arizona. Tree Rings, Environment, and Humanity. , 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. &. #. 1. 9. 3. ;., 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. , (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. , (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., Cole, D. N., McCool, S. F., Borrie, W. T., O'Loughlin, J. 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). , 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

143dendrogeomorphologymicrotopography

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved