JoVE Logo

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

שחזורי אקלים של טבעות עצים יכולים להיות מועילים להבנה טובה יותר של השתנות האקלים בעבר מעבר לרשומות אינסטרומנטליות. פרוטוקול זה מראה כיצד לשחזר את אקלים העבר באמצעות טבעות עצים ורשומות אינסטרומנטליות מטאורולוגיות.

Abstract

טבעות עצים שימשו לשחזור משתנים אקלימיים במקומות רבים ברחבי העולם. יתר על כן, טבעות עצים יכולות לספק תובנות חשובות לגבי השונות האקלימית של המאות האחרונות, ובאזורים מסוימים, כמה אלפי שנים. למרות ההתפתחות החשובה, שהייתה לדנדרוכרונולוגיה בעשורים האחרונים לחקור את הפוטנציאל הדנדרוקלימטי של מספר רב של מינים הנמצאים במערכות אקולוגיות שונות, יש עוד הרבה מה לעשות ולחקור. בנוסף לכך, בשנים האחרונות יותר אנשים (סטודנטים, מורים וחוקרים) ברחבי העולם מעוניינים ליישם את המדע הזה כדי להאריך את ציר הזמן של מידע האקלים לאחור ולהבין כיצד האקלים השתנה בקנה מידה של עשורים, מאות או אלפי שנים. לכן, מטרת עבודה זו היא לתאר את ההיבטים הכלליים והצעדים הבסיסיים הדרושים לביצוע שחזור אקלים טבעת עצים, החל מבחירת האתר ודגימת שדה ועד לשיטות מעבדה וניתוח נתונים. בסרטון ובכתב היד של שיטה זו, מוסבר הבסיס הכללי בשחזורי אקלים של טבעות עצים כך שמצטרפים חדשים וסטודנטים יכולים להשתמש בו כמדריך זמין לתחום מחקר זה.

Introduction

טבעות עצים הן בסיסיות להבנתנו כיצד עצים מגיבים לסביבתם. בנוסף, מכיוון שהאקלים משפיע על צמיחת העצים, עצים משמשים כמדדים סביבתיים המתעדים את השינויים הזמניים במהלך חייהם. לפיכך, טבעות עצים היו בעלות ערך לשחזור אקלים עבר הרבה מעבר לכל תיעוד אקלימי אינסטרומנטלי.

תהליכי צמיחה בשורשים, גבעולים, ענפים, עלים ואסטרטגיות רבייה בעצים מוסדרים על ידי גורמים סביבתיים כגון מים, אור, טמפרטורה וחומרי הזנה בקרקע1. לדוגמה, גבעולים גדלים באופן רדיאלי והקמביום של כלי הדם שולט בצמיחה רדיאלית2. קמביום כלי הדם הוא רקמה מריסטמטית שתייצר באופן פעיל תאים פונקציונליים חדשים כגון קסילם וקליפה הממוקמים בגבול החיצוני של הגבעול. בנוסף, הקמביום של כלי הדם פעיל בעיקר במהלך מחזורים עונתיים. עם זאת, פעילות גידול זו יכולה להיקטע בתקופות תרדמה ובעונות מסוימות של השנה. תקופת תרדמה זו מתרחשת בדרך כלל כאשר משתנים סביבתיים אינם אופטימליים (למשל, מחזורי יום קצרים יותר, תקופות בצורת ממושכות, חורפים קרים או שיטפונות). יתר על כן, מחזורי הצמיחה והתרדמה מתורגמים לשינויים בפעילות הקמביום וכתוצאה מכך גבולות קונצנטריים מובהקים מבחינה אנטומית בגבעול הנקראים טבעות עץ3.

עצים בדרך כלל מייצרים טבעת עץ אחת בכל שנה מכיוון שהעונתיות האקלימית מתרחשת מדי שנה. לפיכך, טבעות עצים הן הביטוי החזותי של התגובה האקופיזיולוגית של קמביום כלי הדם לתנאי האקלים התוך-שנתיים במהלך צמיחת העץ3. האשכול המוקדם של תאי קסילם שנוצר על טבעת עץ במהלך העונה הרטובה יתאפיין בתאים גדולים יותר הנקראים עץמוקדם 4. לעומת זאת, במהלך העונה היבשה ובתגובה למחסור במים, קמביום כלי דם מייצר תאי קסילם קטנים יותר (טרכאידים או כלי דם) עם דפנות תאים עבות יותר הנקראים עץ מאוחר. שונות זו במבנים אנטומיים בולטת יותר בעצי מחט, שבהם העץ המוקדם מראה צבע בהיר יותר מעץ מאוחר, ומראה צבע כהה יותר5. הרווח בין תחילת העץ המוקדם לסוף העץ המאוחר מוגדר כטבעת עץ אחת (איור 8F).

עצים הגדלים במקומות עם עונה גשומה ויבשה מוגדרת היטב יכולים לצפות לשנים עם כמות משקעים גבוהה או נמוכה יותר. שונות זו תוביל עצים לייצר טבעות רחבות יותר בשנים גשומות וטבעות צרות יותר בשנים יבשות. ניתן לראות את הדפוסים הזמניים הללו של טבעות רחבות וצרות כברקוד. וריאציה זמנית זו של רוחב טבעת העץ היא הבסיס ליישום תהליך התיארוך המוצלב, אחד העקרונות הקריטיים ביותר בחקר טבעות עצים6. תהליך ההצלבה משביע רצון כאשר הדפוסים של טבעות רחבות וצרות בכל הדגימות מסונכרנים בהצלחה בזמן כדי להקצות את שנת היווצרות המתאימה.

באזורים רבים בעולם שבהם מתרחש אקלים עונתי, האות הדומיננטי ביותר שנרשם בטבעות עצים קשור ככל הנראה לשונות האקלים7. עם זאת, טבעות עצים מכילות גם מידע נוסף הקשור לגיל (עצים צעירים גדלים מהר יותר מעצים מבוגרים), תחרות על משאבים עם עצים סמוכים, והפרעות פנימיות וחיצוניות (למשל, אירועי תמותה, התפרצויות מזיקים או שריפה)8. לפיכך, לפני שמנסים לשחזר אקלים בעבר באמצעות רוחב טבעות עצים, יש להסיר אותות לא אקלימיים באמצעות מספר הליכים סטטיסטיים המוסברים בכתב יד זה.

המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא להראות כיצד לפתח שחזור אקלימי המבוסס על נתוני טבעות עצים כדי להבין את השונות האקלימית בעבר. לפיכך, כתב יד זה יציג את שיטות השדה והמעבדה החיוניות כגון דגימה, הכנת דגימות, תיארוך צולב ומדידת רוחב טבעות עצים הנדרשות לפיתוח שחזור אקלימי. בנוסף, פרוטוקול זה יסביר גם את הניתוחים הסטטיסטיים הבסיסיים המשמשים לחילוץ השונות הנפוצה מרוחב טבעות עצים ובניית כרונולוגיה של טבעות עצים שתהיה מתואמת עם נתוני האקלים. לבסוף, באמצעות מודל רגרסיה ליניארי פשוט, הפרוטוקול יראה כיצד לשחזר את אקלים העבר באמצעות כרונולוגיה של טבעת העצים כמשתנה המנבא ונתוני האקלים כמנבא.

Protocol

לפני טיולי השטח יש לקבל אישור מהבעלים, במקרה של אזור שימור, או הרשויות המתאימות. חשוב מאוד שחלק מאנשי הצוות המייצגים את הרשות ישתתפו בעבודת השטח כדי למנוע כל בעיה.

1. אסטרטגיית דגימה

  1. קביעת אזור המחקר
    1. בחר את אזור הדגימה המתאים ביותר על סמך מידע אקלימי והרכב היער (יערות יכולים להיות הטרוגניים מאוד; איור 1A,B).
    2. בדוק שבאתר הדגימה ניכרת עונתיות אקלימית שנתית ושונות אקלימית בין-שנתית כולל עונה יבשה/רטובה או קרה/חמה במהלך השנה. בדוק את רשומות האקלים מתחנות מטאורולוגיות סמוכות כדי לקבוע את העונתיות האקלימית השנתית ואת השונות האקלימית הבין-שנתית.
    3. ודא שקיימת שונות אקלימית בין-שנתית בינונית עד גבוהה כך שהעצים באתר המחקר יראו מספיק שונות ברוחב הטבעת משנה לשנה כדי להצליב דגימות בין עצים.
    4. לבצע סיורי שטח באזור המעניין כדי לזהות אתרים פוטנציאליים עם המינים המעניינים (איור 1B)
    5. השתמש בכמה מהכלים המומלצים כגון קרטוגרפיה, רחפנים ותמונות לוויין כדי לחקור אזור מיוער גדול יותר ולזהות אזורי דגימה פוטנציאליים נוספים. אמת את המידע ממקורות אלה בשטח.
    6. אסוף מידע ממקורות משלימים כגון בעלי העניין האזוריים הכוללים ספקי שירותי יער, יצרני יערות, קהילות כפריות ובעלי קרקעות קטנים. בחר את אתרי המחקר הטובים ביותר ואת האנשים המתאימים ביותר להגשמת המטרה על סמך המידע המתקבל משני המקורות.
    7. בחרו אזורים שבהם נצפים הפרטים בעלי תוחלת החיים הארוכה ביותר של המינים המעניינים (איור 2A,B). התבונן בעצים מתים עומדים, עצים שנפלו וגדמים. דגימות מתות ישנות חשובות מאוד מאחר שהן מאפשרות להרחיב את הכרונולוגיה אחורה בזמן (איור 2A,C,D,E)
    8. רשום את מיקומם של אנשים עם המאפיינים שהוזכרו לעיל באמצעות GPS.
  2. שיקולים לבחירת העץ הטוב ביותר
    1. לאחר איתור האתר הטוב ביותר, בחר את העצים שיידגמו כראוי. עצים הממוקמים בקרקעות רדודות וסלעיות ובמדרונות תלולים רגישים יותר לשונות אקלימית. השתמשו במאפיינים האקופיזיוגרפיים האלה כדי לקבוע את הגורמים המגבילים שעצים ככל הנראה יתעדו (איור 2A).
      הערה: הימנע מלקיחת דגימות עצים במקומות של תחרות גבוהה; במקומות צפופים אלה, לעצים יהיה אות דינמיקה חזק של מעמד יער ואות אקלים מופחת.
    2. רשום את פרטי האתר בתבנית שדה. לאסוף מידע גיאוגרפי ואקולוגי על האזור, כגון קואורדינטות, גובה, שיפוע השטח, שם המקום, סוג הצמחייה, המינים הדומיננטיים ושימושי הקרקע הנוכחיים.
    3. רשום מידע על העצים שנדגמו, כגון קוטר, גובה, נוכחות נזק, אם הוא ממוקם ליד נחל או עליו, במדרון תלול או בגיא.
      הערה: המידע לעיל יהיה שימושי בעת ניתוח הדגימות כדי לאמת ולפרש טוב יותר את תוצאות המחקר. מכיוון שעצים או דגימות עלולים להיחשף לנזק או שתנאי האתר שבהם העצים גדלים יכולים לשנות את השינויים השנתיים בצמיחה. מטא-נתונים אלה יעזרו להסביר שינויים בצמיחה ללא תלות בגורמים אקלימיים, ויתנו את האלמנטים לשקול או לחסל דגימות רועשות, תוך התחשבות תמיד בהדגשת האות האקלימי.
    4. תן קוד עבור כל דוגמה בהתבסס על שם האתר ומספר המדגם, הכולל את שלוש האותיות הראשונות של שם האתר, מספר העץ ומספר המדגם. לדוגמה, הדגימה הראשונה שנלקחה באתר זה תכלול את הקוד הבא: RMI01A, המתאים לאתר Río Miravalles (RMI), עץ מספר אחד (01) והדגימה הראשונה (A).
      הערה: המונח מדגם במקרה זה מתייחס לליבת תוספת או חתיכה של חתך רוחב שנלקח מעץ אחד.
    5. בצע דגימה סלקטיבית כפי שנעשה ברוב המחקרים הדנדרוקלימטיים על ידי בחירת פרטים בעלי מאפיינים פנוטיפיים ספציפיים וגידול בתנאים סביבתיים ספציפיים כדי לענות על מטרות המחקר. בצע דגימה לא סלקטיבית אם המטרה היא לחזות השפעות אקלימיות על צמיחת העצים ולשלב גודל עץ ודינמיקה של עמידה.
    6. בחרו עצים עם מראה ממושך, במקרים מסוימים עם צמרת יבשה, גסיסה, גבעול מעוות (כלומר, צורה ספירלית) וענפים נושרים (איור 3A-C). אנשים מאריכי חיים ירחיבו את הרשומות הסביבתיות אחורה בזמן.
    7. זהה עצים מאריכי חיים על ידי התבוננות בטבעות קומפקטיות וצרות יותר במהלך שנותיהם האחרונות שכתוצאה מכך קשה לצפות בהן ולהצליב אותן. זהה עצים צעירים הגדלים באותן תקופות מכיוון שהם רושמים טבעות רחבות ובולטות יותר, מה שמקל על תיארוך של מבוגרים יותר.
    8. שקול לדגום בין 10%-20% מהפרטים הצעירים בין העצים שנדגמו במסגרת אסטרטגיית הדגימה.
    9. ודא שלעצים יש גזע מוצק כדי להשיג את הליבה המרווחת הארוכה ביותר האפשרית. בנוסף, הימנע מאזורים רקובים מכיוון שהם עלולים לגרום לדגימות חתוכות ולאובדן טבעות פנימיות ועלולים להיתקע במקדח התוספת.
    10. ודא שהעצים שנבחרו אינם חלולים. הקש בעדינות על העץ עם פטיש פלסטיק והאזין לתהודה של העץ. אם התהודה חזקה או עמוקה, זה אומר שהעץ עשוי להיות חלול. אם הצליל יבש, קיימת סבירות נמוכה שהעץ חלול.
      הערה: שלב זה חשוב מכיוון שמקדח התוספת עלול להיתקע בעצים חלולים, מה שמקשה על חילוץ מקדח התוספת, וייתכן שהדגימה לא תהיה באיכות טובה.
    11. גם כאשר האמור לעיל נלקח בחשבון ולא מתגלה ריקבון, שימו לב היטב לדברים הבאים. בעת הכנסת מקדח התוספת, הפעל מידה מסוימת של כוח כדי לחדור לעץ. כאשר הכוח הנדרש הזה משתנה, המקדח הופך רך יותר, בשלב זה עצור וצייר את הדגימה.
      זהירות: אם הכוח ממשיך לדחוף את מקדח התוספת פנימה, העץ הנרקב המעורבב עם שרף יתאסף בחבית המקדח התוספת, וייצור פקק שקשה להסיר עם המחלץ. כאשר זה קורה, אל תשתמש בסכין או בחומר פלדה כלשהו כדי לשחרר את פקק העץ ממקדח התוספת (הדבר עלול לפגוע בחלק החיתוך, ולהפוך אותו לחסר תועלת).
    12. קצה מקדח התוספת רגיש מאוד לחלודה מתכתית, השתמש בחומר סיכה ובחתיכת עץ כדי ללחוץ על התקע ולשחרר את גליל מקדח התוספת. העץ אינו גורם נזק לקצה מקדח התוספת.
    13. כאשר עובדים עם עצי שרף או עם כמויות גדולות של מוהל, יש לנקות את המקדח לעתים קרובות עם שמן. השתמש בחומרי סיכה או אתנול, לניקוי שאריות השרף שנדבקות למתכת.
  3. איסוף דגימות (איסוף ליבות תוספת)
    1. אסוף את הדגימות עם מקדח התוספת של פרסלר (איור 4A), כלי מדויק שנועד לחלץ ליבה קטנה מעץ חי ללא נזק משמעותי6. השתמש בכל אחד ממקדחי התוספת הזמינים המגיעים באורכים שונים (100-1000 מ"מ), בקטרים (4, 5, 10, 12 מ"מ) ובחוטים (2 ו-3; איור 4B,C). כמו בכל כלי לחיתוך עץ, שמור על המקדח חד ונקי; מקדחים לא מושחזים עלולים להוביל לליבות מעוותות ושבורות.
    2. בחר את המקדח הנכון בהתאם למין העצים שיש לדגום. עבור רוב העצים, השתמש במקדח בעל שלושה הברגה בכל אורך או קוטר לדגימה. עבור מיני עצים קשים, השתמש במקדח דו-הברגה בקוטר קטן ובאורך קצר לחדירה איטית יותר, פחות חיכוך ולחץ על העץ, וסבירות נמוכה יותר להישבר במהלך תהליך הדגימה.
    3. במינים המראים שכיחות גבוהה של טבעות שווא או תנודות צפיפות בין-שנתיות (IADF) ו/או מיקרו-טבעות, השתמשו במקדח בקוטר 12 מ"מ במקום ב-5 מ"מ. זה מאפשר לחלץ משטח דגימה רחב יותר עבור הדמיה טובה יותר של הטבעות הקשות ומקל על זיהוי הבעיות הללו (איור 4B). אל תנסה להשתמש במקדחים ארוכים יותר בעצים קשים מכיוון שקיים סיכון לשבור אותו במהלך תהליך הדגימה.
    4. על מנת לקחת דגימת עץ, כוון את מקדח התוספת על ידי כיוונו לכיוון מרכז העץ, 90 מעלות (בניצב) לציר הגזע.
    5. דחוף את מקדח התוספת לתוך העץ וסובב את הידית בכיוון השעון, בו זמנית. חלק זה חיוני מכיוון שחוסר הלחץ במהלך החדירה הראשונית של מקדח המקדח עלול לגרום לליבות לא סדירות או שבורות. לאחר שהמקדח חדר לחלוטין, הרפו את הלחץ וסובבו את הידית עד שמגיעים לעומק הרצוי (איור 5A).
    6. השג לפחות שתי דגימות לאדם כדי להבטיח איכות דגימה טובה. אם עצים גדלים על מדרון, קחו דגימות מקבילות לקווי המתאר של המדרון (איור 4A) כדי להימנע מהתגובה של עץ שמיוצר על ידי העצים7.
      הערה: בעצי מחט, עצים מייצרים עץ תגובה בצורת טבעות רחבות במורד המדרון כדי לשמור על העץ זקוף וזה נקרא עץ דחיסה. באנגיוספרמים (עצים רחבי עלים) נוצרות טבעות רחבות במעלה המדרון וקוראות לזה עץ מתח. יש לקחת בחשבון עץ תגובה כדי למצוא את מרכז העץ ולהימנע מהשפעות לא אקלימיות על רוחב טבעת העצים.
    7. כאשר המקדח סובב עמוק מספיק למרכז העץ (איור 5B), הכניסו את המחלץ לתוך המקדח ודחפו אותו לכיוון מרכז העץ (איור 5C).
    8. כאשר המחלץ מוכנס לאורכו המלא, סובב את המקדח מעט נגד כיוון השעון כדי לנתק את החיבור בין הדגימה לעץ (איור 5C). לאחר מכן, הסר את המחלץ הנושא את הליבה (איור 5D,E) וסיים את החילוץ על ידי הסרת המקדח מהעץ וסיבוב אותו נגד כיוון השעון (איור 5F).
    9. לאחר לקיחת הדגימה, שימו לב היטב שהעץ יוצר חותם של שרפים או הפרשה של מוהל ואחריו צמיחה משנית. בתנאים מיוחדים, הפגיעה עשויה להיות הנתיב לכניסת פתוגנים שעלולים לפגוע בעץ6.
    10. כאשר עובדים באזורים מוגבלים, למשל, אזורי טבע מוגנים ופארקים לאומיים, שקול לנקוט באמצעים נוספים כדי להגן על העצים שנדגמו. כסו את הפציעה הקלה שנגרמה על ידי מקדח התוספת בשעוות קמפצ'ה או שעוות דבורים.
    11. במקרה שמתרחשות בעיות במהלך עבודת שדה, כגון עץ תקוע בתוך המקדח, קצה שבור, או שהמקדח המרווח תקוע על עץ, עיין בשלבים 1.2.9.-1.2.12. בנוסף, קח יותר ממקדח תוספת אחד לשדה.
      הערה: זכור שאין כלל זהב לחילוץ הליבה. הימנעו מאי סדרים ונסו להשיג את המידע הטוב ביותר הדרוש (איור 4). למידע נוסף על טיפול בליבת התוספת והדגימה, עיין במאמרים של Maeglin9 ו-Phipps10 הזמינים בחינם באינטרנט.
    12. טפל בליבות בזהירות מכיוון שהן שבירות. אחסן כל דגימה מיד לאחר המיצוי. עבור דגימות בקוטר של 5 מ"מ או דק יותר, הניחו אותן בקשיות פלסטיק עם נקבים או קשיות נייר לאוורור טוב יותר וכדי למנוע גדילה פטרייתית (איור 6A). עבור דוגמאות בקוטר 12 מ"מ, עטפו אותן בעיתון או בכל סוג אחר של נייר (איור 6B).
    13. במהלך עבודת השטח וההובלה למעבדה, הגן על הדגימות ואחסן את הדגימות על צינור פלסטיק מוצק עם מכסי פלסטיק.
    14. במקומות בהם נמצאים עצים או גדמים מתים, חלץ חתכים באמצעות מסור חשמלי. זה מאפשר דגימות גם מעצים קטנים וגם מעצים גדולים (איור 6C).
      הערה: המטרה של סוג זה של דגימה היא להאריך את תקופת הכרונולוגיה ולסייע באיתור טבעות חסרות שאינן נמצאות על הליבות. הטבעות החסרות ניכרות או יהיו ניכרות אם כל היקף העץ נחשף6.
    15. עבור דגימות שנלקחו עם המסור החשמלי ובמידה מסוימת של פירוק עץ, ניתן לאבד שברי דגימה. עטפו את הדגימות בניילון כדי להימנע מכך (איור 6D,E).

figure-protocol-10186
איור 1: יער מחטני מעורב ממוזג. (A) יער מחטני מעורב של Pinus montezumae, Pinus arizonica ו-Pinus ayacahuite. (B) יער מחטני מעורב של Pseudotsuga menziesii, Pinus arizonica ו-Pinus ayacahuite. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-10792
איור 2: בחירת אתרים. (A) אזורים מיוערים עם תנאים מגבילים (אדמה רדודה ויבשה ומדרון תלול) עם סבירות גבוהה למצוא פרטים מאריכי חיים. (B) פרטים מאריכי חיים חיוניים למחקרים דנדרוקלימטיים. (ג, ד, ה) איתור ובחירה של עצים מתים (גדמים, עצים שנפלו ועצים עם דרגת שחיקה מסוימת) המאפשרים להאריך את הכרונולוגיה בזמן. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-11491
איור 3: בחירת דגימות העצים הטובות ביותר. (A) עץ עם צמרת חופה מתה וענפים עבים, האופייניים לפרטים מאריכי חיים, ו-(B, C) תמונות של עצים עם גבעולים וענפים מפותלים, כלומר, בצורה ספירלית, המעידים על פרטים מאריכי חיים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-12083
איור 4: כלים המשמשים לאיסוף דגימות. (A) מקדח אינקרמנט (Pressler), הכלי לחילוץ דגימות דנדרוכרונולוגיות. (B) מקדח בקוטר 12 מ"מ, מומלץ למקרים שבהם יש צורך בחומר נוסף להגדרת טבעות העץ, מה שמאפשר מיצוי של נפח דגימה גדול יותר, מה שמשפר את ההדמיה של טבעות מורכבות, ומקל על זיהוי בעיות גדילה. (ג) מקדח בקוטר 5 מ"מ המשמש ברוב המקרים. סוג זה של מקדח משמש לדגימת ליבה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-12838
איור 5: תהליך איסוף דגימות. (A) כוונו את המקדחה המצביעה למרכז הגזע, ממוקמת בזווית של 90°, בניצב לציר הגזע, דחפו בו-זמנית את המקדח לכיוון העץ וסובבו עם כיוון השעון. (ב) כאשר הקדח הוכנס לעומק של 1 אינץ', המשיכו להסתובב עם כיוון השעון כדי להגיע למרכז הגזע, המחלץ מוכנס לתוך הגליל הפנימי של המקדח. (ג) כאשר המחלץ מוכנס לאורכו המלא, סובב את המקדח סיבוב אחד נגד כיוון השעון כדי לנתק את החיבור בין הדגימה לעץ. (ד, ה) מיצוי דגימות עץ. (F) המקדח מוסר מהגזע על ידי סיבוב נגד כיוון השעון. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-protocol-13747
איור 6: טכניקות להגנה על דגימות עץ. מכיוון שהדגימות יכולות להיות שבירות, יש לאחסן כל דגימה כראוי לאחר איסוףה. (A) הדגימות שנלקחו עם המקדח בקוטר 5 מ"מ מונחות בקשיות פלסטיק עם נקבים או קשיות נייר. הנקבים מאפשרים אוורור טוב יותר ומונעים צמיחת פטריות. (B) הדגימות בקוטר 12 מ"מ מוצקות יותר. דוגמאות אלו עטופות בעיתון או בסוג נייר אחר או במעטפות מנילה. (C) בעת איסוף חתכים עם מסור חשמלי (D, E), הם צריכים להיות עטופים בניילון כדי לספק תמיכה נוספת ולמנוע אובדן שברים במהלך ההובלה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

2. הכנת דגימה במעבדה

  1. עקוב אחר הנהלים הסטנדרטיים שצוינו על ידי סטוקס וסמיילי6 להכנה ותיארוך של דגימות במעבדה.
  2. תנו לדגימות להתייבש בצל כך שאובדן הלחות מהעץ ממזער בהדרגה את עיוותי העץ (איור 7A). לאחר שהליבות איבדו מספיק לחות, הרכיבו אותן על תושבות או מסילות עץ, קבעו עם דבק (איור 7B) והדקו אותן עם סרט או חוט (איור 7C,D).
  3. שימו לב לכיוון ליבות העץ בעת הנחתן על התושבות. תיקון הליבות כגון תאי הקסילם של העץ, המכוונים בניצב למישור, נצפים ועולים על פני השטח (איור 7E). כיוון זה מאפשר הדמיה ברורה של אנטומיית העץ של טבעות העצים.
  4. יש לשייף וללטש את הדגימות באמצעות נייר זכוכית של גריסים שונים, הנעים בין 120 ל-1200 חצץ. בחתכים שיכולים להראות אי סדרים משמעותיים במשטח, עקוב אחר אחת משתי אפשרויות אפשריות.
    1. אפשרות 1: עבדו עם מברשת חשמלית ובהמשך שייפו את הדגימה. אפשרות 2: התחל את תהליך השיוף עם חצץ נייר זכוכית גס יותר, בטווח של 30 והגדל בהדרגה את החצץ ל-1200. זה יאפשר לראות את טבעות הגדילה ולהבדיל אותן ביתר קלות (איור 7F,G).
  5. יש ללטש את כל החלק העליון של המדגם (איור 7E). ללטש מינימום 30% ומקסימום 50% מחלק המדגם שממול לחלק המודבק על מתלה העץ. זה יאפשר לקבל מספיק עץ לתהליכי ליטוש מאוחרים יותר במטרה לבהירות רבה יותר של הטבעות, נקודות מחיקה וסימנים המונחים במהלך תהליך התיארוך.

figure-protocol-16168
איור 7: הכנת דגימה. (A) ייבוש דגימות בצל מבטיח שאובדן הלחות הוא הדרגתי כדי למזער את העיוות של העץ (ליבות מפותלות). (B) דוגמה לאופן שבו ניתן להרכיב דגימות על מתלה עץ, מקובע עם דבק, ו-(C, D) להראות כיצד הן מחוברות לעיטור באמצעות סרט דבק או חבל דק. (ה) מציין את המיקום הנכון של סיבי העץ, שחייבים להיות מכוונים בניצב לטבעות הצמיחה. כיוון זה יאפשר הדמיה ברורה של האנטומיה של טבעות הגדילה. (ו, ז) זוהי דוגמה לאיכות השיוף והליטוש באמצעות גריסי נייר זכוכית מ-120 עד 1200. הליך זה מאפשר לדמיין ולהבדיל בין טבעות הצמיחה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

3. תיארוך טבעת עצים

  1. לאחר ליטוש הדגימות, נתח כל ליבה תחת סטריאוסקופ בהגדלה של פי 10 עד פי 15. שקול סטריאוסקופ המאפשר התבוננות והשוואה של מספר טבעות גדילה בו זמנית.
  2. ברגע שלחוקר יש מושג טוב מהי טבעת גדילה, בהתאם למין בו משתמשים, ספרו את טבעות הגדילה של כל דגימה. שלב זה יספק קירוב לגיל העץ. בנוסף, לזהות את סוג הווריאציות שעלולות להיתקל במהלך תהליך ההצלבה (איור 8A). לספירת טבעות עצים, התחל מהטבעת הפנימית (מרכז העץ) לטבעת החיצונית (קליפה).
  3. סמן סימנים קטנים על המדגם כדי לחזור ולבקר שוב במדגם בידיעת המקום בזמן. מקמו נקודה זעירה עבור כל עשור, שתי נקודות עבור כל קטע של חמישים שנה, ושלוש נקודות עבור כל מאה שנים (איור 8A).
  4. השתמש בסוגים אחרים של סימנים כדי להדגיש טבעות בעלות מאפיינים מסוימים. לדוגמה, כאשר ניכרת טבעת מיקרו עם רק חלק זעיר מרצועת הגדילה, השתמש בשתי נקודות מקבילות כדי לסמן אותן. כאשר יש חשד או ודאות להיעדר טבעת, השתמש בשתי נקודות חלופיות או בעיגול כדי לסמן אותה, וכאשר מזוהה טבעת מזויפת, השתמש בקו אלכסוני כדי לציין שמדובר בטבעת אחת.
    הערה: לפרטים נוספים על טכניקת הספירה, עקוב אחר הנהלים הסטנדרטיים שצוינו על ידי סטוקס וסמיילי6.
  5. לאחר ספירת טבעות העצים, השתמש בגרפי צמיחה או בחלקות שלד כדי להשוות את הדפוסים הזמניים ואת השונות בין טבעות רחבות וצרות. חלק גרפי זה מאפשר השוואה בין מספר דגימות בו זמנית וקביעת דפוסי גידול נפוצים ומסונכרנים (איור 8B). טכניקה זו מאפשרת לזהות פערי גדילה שהיו יכולים להיות מסומנים בטעות בעת ספירת הטבעות.
    הערה: אנא עיין בהפניה6 ובקישור למטה לפרטים נוספים על הכנת חלקת שלד: https://www.ltrr.arizona.edu/skeletonplot/plotting.htm.
  6. בדגימות של עצים חיים צעירים, שבהם ידוע תאריך הטבעת החיצונית האחרונה (מלבד הקליפה), בצע טבעת עץ ראשונית המתוארכת ישירות על הדגימה. לדוגמה, אם הדגימה נאספה מיער בחצי הכדור הצפוני בדצמבר 2021, שהוא סוף עונת הגידול והושלמה היווצרות טבעת העצים, תאריך הטבעת האחרונה שנוצרה במלואה יהיה 2021. בעזרת זה, ספרו את הטבעות מהחלק החיצוני (הקליפה) למרכז הדגימה.
  7. הדגימות מעצים מבוגרים יותר מראות תקופות של טבעות צרות יותר, בדרך כלל בחלק החיצוני ביותר של הליבה. צור תרשים שלד עבור גרעינים אלה (איור 8C) כדי להשוות את דפוס הצמיחה שלהם עם דגימה ידועה ומתוארכת היטב או עם כרונולוגיה ראשית של רוחב טבעת אזורית (איור 8D).
  8. כדי להשוות את המדגם, חפשו את הסנכרון בין טבעות דקות ורחבות בין עצים שונים (איור 8A,B). המדגם נחשב מיושן כאשר נמצאה התאמה מוצלחת על סמך טכניקת ההצלבה.
  9. בדגימות שבהן דפוסי סנכרון הגדילה אינם ברורים, עקב הבדלים בשונות הגדילה, טבעות נעדרות או טבעות כוזבות, זהה את הבעיה על ידי סקירת טבעת אחר טבעת בין הדגימות והשווה אותה לדגימות מתוארכות לחלוטין. השתמש ברשומות אקלים מתחנות סמוכות כדי לאמת טבעות חסרות חשודות, מכיוון שסוג זה של אנומליה טבעתית מתרחש בשנים עם תנאי יובש או קור קיצוניים.
  10. לאחר זיהוי בעיות פוטנציאליות, תקן את הספירה ובדוק אם הסנכרון הושג.
  11. לאחר שכל העצים החיים מוצלבים, פתחו תרשים צמיחה ממוצע שנקרא בדרך כלל Master Chronology (איור 8D), שהוא הממוצע של כל חלקות הצמיחה המתוארכות ומציין את דפוס הצמיחה של האתר במרחב זמן6. הוא שימושי ככלי תיארוך עבור דגימות נוספות שצריכות להיות מוצלבות, כמו עצים מתים עם תאריך פטירה לא ידוע (איור 8C).

4. מדידת טבעת העץ

  1. לאחר תיארוך הדגימות, מדוד את רוחב טבעות העץ. מדוד את רוחב הטבעת הכולל וכן רוחב פס בין-שנתי - עץ מוקדם ועץ מאוחר - במידת האפשר. השתמש במערכת מדידה עם דיוק של 0.001 מ"מ11 כדי לבצע מדידות אלו (איור 8E).
  2. מדוד את טבעות הגידול והטבעות החלקיות בזו אחר זו על ידי החלקת שלב מערכת המדידה והתבוננות בדגימה דרך סטריאוסקופ עם עינית צולבת. בהתאם למערכת המדידה, התחל את המדידה עם הטבעת הפנימית ביותר לטבעת החיצונית (איור 8F).
  3. אם מערכת מדידה מכנית אינה זמינה, במקרה כזה, השתמש בסורק כדי לצלם תמונות ברזולוציה גבוהה ולבצע מדידות טבעת עצים באמצעות תוכנה מיוחדת כגון CooRecorder או מדידת R מבית CRAN.

figure-protocol-21271
איור 8: תיארוך צולב ומדידת טבעות עצים. (A) מציג השוואה של ספירת טבעות ודפוסי גדילה בין שתי דגימות. (B) דוגמה לאופן שבו שונות הגדילה של שתי הדגימות משתקפת בגרפים של נייר (תרשים שלד). סוג זה של גרף מאפשר השוואה בין גידולים של דגימות רבות בו זמנית (הצלבה) ומהווה טכניקה חיונית להשגת התיארוך הנכון. הסימנים בראש הגרף 0, 50, 60 וכו' מציינים את מספר הטבעות שנספרו בדגימה המוצגת בתרשים A. (C) שלד של דגימת עץ מת המתוארכת לשנה המדויקת באמצעות הכרונולוגיה הראשית. (D) דוגמה לכרונולוגיה ראשית, ממוצע של עצים חיים המתוארכים כהלכה. (E) מערכת מדידה ברמת דיוק של 0.001 מ"מ שימשה למדידת כל אחד מהגידולים השנתיים. (F) סכמטי המראה את הגידול השנתי ב-Pinus lumholtzii ואת שלושת חלקי הרצועה השונים של טבעת שנתית (טבעת כוללת, עץ מוקדם ועץ מאוחר). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

5. אימות הצלבה

  1. לאחר מדידת רוחב הטבעת, בדוק אותם על דיוק התיארוך והאיכות שלהם. השתמש בתוכנה COFECHA12 (https://ltrr.arizona.edu/research/software) ו-dplR13 לאימות סטטיסטי של הצלבה. זהה מתאמים לא מובהקים (< 0.3281; עמ' > 0.01) בין מקטעים של סדרת הטבעות בכרונולוגיה ראשית שנבנתה באמצעות אותן דגימות בתוכנת הניתוח COFECHA.
  2. חפש דגלים בתוכנה המזהים ערכי מתאם מקטעים שאינם משמעותיים, מה שמקל על זיהוי הפערים הפוטנציאליים בין המקטעים של כל מדגם עם הכרונולוגיה הראשית הכוללת (הממוצע של כל הערכים הסטנדרטיים של כל מדגם שנותח).
  3. הפערים עשויים להיות קשורים לטעויות עקב מדידה או זיהוי טבעת המיוחסים לתנאי מיקרו-אתר ספציפיים עבור עצים נבחרים, שאינו מסונכרן עם השונות הכוללת בין שאר הדגימות. אמת אותם עם תצפיות והערות שנלקחו בשטח והחליט אם לשמר או לבטל דגימה זו.
  4. לפרטים נוספים על פרשנות הנתונים הסטטיסטיים של COFECHA, ראה Speer7.

6. התפתחות כרונולוגיה

  1. הורד או תקנן את מדידות טבעות העצים כדי להסיר את כל המידע הלא אקלימי (רעש), כגון הגיל, גיאומטריית העץ, דינמיקת העמידה והשפעות ההפרעה כמתואר.
    1. התאימו משוואה מתמטית לנתוני המדגם - מעריכי שלילי (איור 9A), קו ישר (איור 9C) או קווים מעוקבים - בהתאם לקריטריונים ולמגמות הזמן שנמצאו בדגימות (איור 9A). לאחר מכן חלקו כל רוחב טבעת נמדד בערך המתאים או הצפוי שלה.
    2. ממוצע את הערכים המתוקננים של עצים בודדים יחד לפונקציית ערך ממוצע והתאם לשיעורי צמיחה דיפרנציאליים עקב גילאי עצים שונים והבדלים בקצב הצמיחה הכולל. זה ייצור סדרת זמן סטנדרטית עם שונות קבועה יחסית וממוצע שווהל-8 אחד (איור 9B,D)
  2. אין מתכון מושלם לסטנדרטיזציה של סדרות רוחב טבעות עצים; בצע בדיקה גרפית של כל מדידות רוחב הטבעת כדי לזהות את המגמות המוטמעות בדגימות לפני יישום שיטת שינוי מגמה כלשהי.
  3. השתמש בכל פלטפורמה סטטיסטית כדי להשיג סטנדרטיזציה. תוכנות כמו ARSTAN או dplR מיועדות במיוחד לסוג זה של ניתוח13,18 והן זמינות בחינם ב-https://ltrr.arizona.edu/research/software וכחבילת R מ-CRAN.
  4. בצע הסרת מתאם אוטומטי באמצעות ההליך הסטטיסטי הנקרא מידול ממוצע נע אוטורגרסיבי (מידול ARMA) אשר מיושם אוטומטית בשתי התוכניות שכבר הוזכרו. זה נדרש כדי לחקור את ההשפעה של שונות אקלימית בין-שנתית על טבעות העצים.
  5. לאחר שמדידות טבעת העצים תוקננו והמתאם האוטומטי הוסר, פתח את כרונולוגיה האתר (איור 10A). הכרונולוגיה של אתר טבעת העצים היא הממוצע של כל הסדרות הסטנדרטיות המשתמשות בממוצע דו-משוקלל חזק, שבניגוד לממוצע האריתמטי, מחליש את ההשפעה של שנים לא טיפוסיות (חריגות).
  6. להעריך את האיכות ואת פוטנציאל שחזור האקלים באמצעות שלושת האינדיקטורים הסטטיסטיים העיקריים מכרונולוגיה של האתר שנוצרה על ידי ARSTAN או dplR, כלומר אות האוכלוסייה המבוטא (EPS), הרגישות הממוצעת (MS) והמתאם בין סדרות (ISC).
  7. להעריך את מידת הדמיון בין הדגימות השונות המשמשות בכרונולוגיה וכרונולוגיה היפותטית עם מספר אינסופי של דגימות באמצעות EPS (איור 10B). ערך גדול מ-0.85 נחשב מקובל ומצביע על כך שלכרונולוגיה יש מספר מספיק של דגימות כדי לבטא את האות המשותף של אתר נתון19.
  8. מדידת השונות היחסית בין רוחבי טבעות באמצעות ה- MS. ערך הרגישות הממוצעת נע בין אפס לשתיים, כאשר ערכי אפס פירושם שאין הבדל בין שתי טבעות סמוכות לבין שתיים כלומר לטבעת יש ערך אפס ליד טבעת שבה הערך גדול מאפס3. ערך רגישות ממוצע גדול מ-0.3 מצביע על שונות בין-שנתית מספקת ופוטנציאל לשחזור אקלימי.
    הערה: ניתן לפרש את הרגישות הממוצעת כמדד לקשר הפוטנציאלי בין צמיחת עצים לאקלים.
  9. חשב את מקדם המתאם הממוצע של פירסון של כל דגימה מול הכרונולוגיה הראשית שלה שהופקה מכל סדרות הזמן האחרות באתר באמצעות ISC. נתון זה מצביע על האות הנפוץ של צמיחת עצים בקרב עצים.

figure-protocol-26376
איור 9: דוגמאות להליכי דה-טרנדציה וסטנדרטיזציה של מדידות רוחב טבעת-עץ (RW), ממדידות ועד מדדים. הסטנדרטיזציה לאינדקס רוחב טבעת (RWI) מחושבת, כך שהממוצע הוא סביב אחד ויש לו שונות הומוגנית. (A) סדרת רוחב הטבעת RW מציינת את הירידה האקספוננציאלית בצמיחה עקב אפקט הגיל, מיושמת עקומת ההתאמה הטובה ביותר, ובדוגמה זו, אנו משתמשים בעקומה מעריכית שלילית (צבע אדום). (C) זוהי דוגמה שנייה לקו ישר (צבע אדום). (ב, ד) מדדים מנורמלים (RWI) נוצרים לאחר חלוקת ערך העקומה בסדרת RW. חלוקה זו מבטלת את המגמות המותאמות לעקומה, וממקסמת את האות האקלימי (סדרות זמן בצבע אפור) וקו החלקה של 20 שנה (צבע אדום) כדי לצפות באירועים בתדירות נמוכה כגון בצורות ותקופות רטובות. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

7. ניתוח מתאם חודשי

  1. לבצע ניתוח מתאם כדי לזהות את הקשר בין צמיחת עצים שנתית (כרונולוגיה של אתר) לבין משתנים אקלימיים חודשיים (משקעים, טמפרטורה, אידוי, לחות יחסית, בין היתר). השתמש בניתוח זה כדי להעריך את התקופה כדי לשחזר את טבעת העץ על סמך ערכי המתאמים הגבוהים ביותר בין משתני אקלים עונתיים לכרונולוגיה של האתר.
  2. בצע את ניתוח המתאם עם רשומות האקלים החודשיות של השנה הקודמת והנוכחית (איור 11A). השתמש באחת מהתוכניות הזמינות להפעלת ניתוח מסוג זה, ראה הפניות 3,20,13.
    הערה: הניתוח ברזולוציה חודשית עד עונתית מצביע על מידת הקשר, באמצעות מקדמי מתאם פירסון, בין משתנים אקלימיים לכרונולוגיה של אתר טבעת העצים.
  3. השתמש ברשומות האקלים מהתחנות המטאורולוגיות הקרובות ביותר או בנקודת הרשת הקרובה ביותר ממערך נתונים מרושת לביצוע ניתוח המתאם. בנוסף, העריכו את איכות הרשומות והשתמשו באפשרות הטובה ביותר הזמינה.
  4. בעת ביצוע ניתוח מתאם במספר תחנות מטאורולוגיות, חקור כל רשומה אזורית אחת אחת לפני עריכת רשומת אקלים אזורית אחת. השתמש רק בתחנות המציגות את ערכי המתאם הגבוהים ביותר עם הכרונולוגיה של טבעת העץ.
  5. השווה את הממוצע האזורי עם מערך הנתונים המרושת הטוב ביותר הזמין כדי להעריך ולהימנע מאובדן שונות האקלים בעת שילוב של מספר תחנות מטאורולוגיות.

8. מודל רגרסיה ליניארית פשוטה ושחזור המשתנה האקלימי

  1. לאחר זיהוי התקופה העונתית המציגה את הצמיחה האקלימית החזקה ביותר (איור 11B ואיור 12A), בצע ניתוח רגרסיה ליניארית פשוט או מרובה כדי לבנות את מודל השחזור (איור 12B).
  2. בצע הליך זה על מגוון רחב של שילובים חודשיים כדי להשיג את מודל השחזור הטוב ביותר (זה בעל כוח ההסבר הגבוה ביותר, ערך R2 מותאם). בניתוח זה, קחו בחשבון את מדד הכרונולוגיה של טבעת העצים כמשתנה בלתי תלוי, ואת המשקעים לתקופה חודשית מצטברת עונתית כמשתנה תלוי.
  3. לאחר יצירת מודל הרגרסיה, החל אותו על הכרונולוגיה בתקופה המשותפת של הנתונים שנצפו.
  4. לאחר מכן, חלקו את התקופה הנפוצה של נתונים נצפים ומשוחזרים לשתי תקופות שכל אחת מהן מכילה מחצית מהנתונים המשמשים בכל מודל הרגרסיה הנפוץ כדי לאמת סטטיסטית את המודל ולבצע בדיקת כיול ואימות.
  5. קבע את המשתנים הסטטיסטיים הבאים כדי לאמת את כוח החיזוי הסטטיסטי ואי הוודאות של מודל הרגרסיה (ראה דיון לתיאור מפורט): מקדם מתאם (r), R2 מתואם, הפחתת שגיאה (RE), מבחן סימנים, מבחן t של מדגם מזווג, שגיאת תקן של אומדן (SE), שגיאת שורש ממוצע ריבועי של אימות (RMSEv) ומבחן דורבין-ווטסון.
  6. לאחר שמודל הרגרסיה אומת סטטיסטית, השתמש בו כדי לשחזר את המשתנה האקלימי של התגובה באמצעות כרונולוגיה של טבעת העץ.
  7. לבסוף, כדי לספק אמינות וודאות נוספת לכל שחזור אקלים, אמת את השחזור עם רשומות היסטוריות מתועדות או שחזורים דנדרוקלימטיים אחרים ממקומות סמוכים.

תוצאות

בעקבות שלבים 1.1 ו-1.2 של הפרוטוקול, Pinus lumholtzii B.L. Rob. & פרנלד נבחר למחקר זה. בין ההיבטים החשובים ביותר שנבחנו, כמה מהם הם כדלקמן: זהו מחט מהסוג Pinus עם תפוצה גיאוגרפית רחבה ומעט מאוד מחקרים מנקודת מבט דנדרוכרונולוגית; הוא מתפתח באתרים עניים עם מחשופי סלעים, עם יכולת אגי?...

Discussion

רשומות פרוקסי הן מערכות טבעיות התלויות במזג האוויר, שהיו קיימות בעבר ועדיין קיימות, כגון משקעי אגמים וים, אבקה, שוניות אלמוגים, ליבות קרח, אמצעיות פקרטיות וטבעות עצים, כך שניתן להפיק מהן מידע24. עם זאת, מרוב הפרוקסי הרגישים לאקלים, טבעות עצים מייצגות את הפרוקס?...

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

פרויקט המחקר בוצע הודות למימון באמצעות הפרויקטים CONAFOR-2014, C01-234547 ו-UNAM-PAPIIT IA201621.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
ARSTAN Softwarehttps://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software
Belt SanderDewalt Dwp352vs-b3 3x21 PuLGFor sanding samples
Chain Saw ChapsForestry SuppliersPGI 5-Ply Para-Aramidhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Chain%20Saw%20Chaps
ChainsawStihl or Husqvarna for exampleMS 660Essential equipment for taking cross sections samples (Example: 18-24 inch bar)
ClinometerForestry SuppliersSuunto PM5/360PC with Percent and Degree Scaleshttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Clinometer
COFECHA Softwarehttps://www.ldeo.columbia.edu/tree-ring-laboratory/resources/software
CompassForestry SuppliersSuunto MC2 Navigator Mirror Sightinghttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=compass
Dendroecological fieldwork programsPrograms where dating skills can be acquired or honedhttp://dendrolab.indstate.edu/NADEF.htm
Diameter tapeForestry SuppliersModel 283D/10M Fabric or Steel.https://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Diameter%20tape
Digital cameraCANONEOS 90D DSLRTo take pictures of the site and the samples collected (https://www.canon.com.mx/productos/fotografia/camaras-eos-reflex)
Digital camera for microscopeOLYMPUSDP27https://www.olympus-ims.com/es/microscope/dp27/
Electrical tape or Plastic wrap to protect samplesuline.comhttps://www.uline.com/Product/Detail/S-6140/Mini-Stretch-Wrap-Rolls/
Field formatThere is no any specific characteristicTo collect information from each of the samples
Field notebookTo take notes on study site information
GlovesFor field protection
Haglöf Increment Borer Bit StarterForestry Suppliershttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Increment%20borer
Hearing protectionForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Hearing%20protection
HelmetForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Wildland%20Fire%20Helmet
Increment borerForestry SuppliersHaglofhttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Increment%20borer
Large backpacksThere is no any specific characteristicStrong backpack for transporting cross-sections in the field
Safety GlassesForestry SuppliersThere is no any specific characteristichttps://www.forestry-suppliers.com/Search.php?stext=Safety%20Glasses
SandpaperFrom 40 to 1200 grit
Software Measure J2XVersion 4.2http://www.voortech.dreamhosters.com/projectj2x/tringSubscribeV2.html
STATISTICAKernel Release 5.5 program (Stat Soft Inc. 2000)Statistical analysis program
StereomicroscopeOLYMPUSSZX10https://www.olympus-ims.com/en/microscope/szx10/
Topographic map, land cover mapObtained from a public institution or generated in a first phase of research
Tube for drawingsThere is no any specific characteristicStrong tube for transporting samples in the field
Velmex equipmentVelmex, Inc.0.001 mm precisionwww.velmex.com

References

  1. Oliver, C., Larson, B. Brief Notice: Forest Stand Dynamics (Update Edition). Forest Science. 42 (3), 397 (1996).
  2. Dickison, W. C. . Integrative Plant Anatomy. Integrative Plant Anatomy. , (2000).
  3. Tree-Ring and Climate. UCAR Center for Science Education Available from: https://scied.ucar.edu/learning-zone/how-climate-works/tree-rings-and-climate (2022)
  4. Creber, G. T., Chaloner, W. G. Environmental influences on cambial activity. The Vascular Cambium. , 159-199 (1990).
  5. Schweingruber, F. H. . Tree Rings: Basics and Applications of Dendrochronology. , (1988).
  6. Stokes, M. A., Smiley, T. L. . An introduction to tree-ring dating. , (1996).
  7. Speer, J. H. . Fundamentals of tree-ring research. , (2010).
  8. Cook, E. R., Kairiukstis, L. A. . Methods of dendrochronology: applications in the environmental sciences. , (1990).
  9. Maeglin, R. R. Increment Core Specific Gravity of Wisconsin Hardwoods and Minor Softwoods. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. , (1973).
  10. Phipps, R. L. Collecting, preparing, crossdating, and measuring tree increment cores. Water-Resources Investigations Report. U.S. Department of the Interior, Geological Survey. , (1985).
  11. Robinson, W. J., Evans, R. A Microcomputer-Based Tree-Ring Measuring System. Tree-Ring Bulletin. , (1980).
  12. Holmes, R. L. Computer-Assisted Quality Control in Tree-Ring Dating and Measurement. Tree-Ring Bulletin. 43, 51-67 (1983).
  13. Bunn, A. G. A dendrochronology program library in R (dplR). Dendrochronologia. 26, 115-124 (2008).
  14. Cook, E. R. The Decomposition of Tree-Ring Series for Environmental Studies. Tree-Ring Bulletin. 47, 37-59 (1987).
  15. Lorimer, C. G. Methodological considerations in the analysis of forest disturbance history. Canadian Journal of Forest Research. 15 (1), 200-213 (1985).
  16. Nowacki, G. J., Abrams, M. D. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from presettlement-origin oaks. Ecological Monographs. 67 (2), 225-249 (1997).
  17. Cook, E. R., Peters, K. The Smoothing Spline: A New Approach to Standardizing Forest Interior Tree-Ring Width Series for Dendroclimatic Studies. Tree-Ring Bulletin. 41, 45-53 (1981).
  18. Cook, E. R. A Time Series Analysis Approach to Tree Ring Standardization. School of Renewable Natural Resources. , (1985).
  19. Briffa, K. R. Interpreting High-Resolution Proxy Climate Data - The Example of Dendroclimatology. Analysis of Climate Variability. , 77-94 (1995).
  20. Biondi, F., Waikul, K. DENDROCLIM2002: A C++ program for statistical calibration of climate signals in tree-ring chronologies. Computers and Geosciences. 30, 303-311 (2004).
  21. Ostrom, C. W. Time Series Analysis (Regression Techniques). Journal of the Royal Statistical Society Series D (The Statistician). , (1991).
  22. Chávez-Gándara, M. P., et al. Reconstrucción de la precipitación invierno-primavera con base en anillos de crecimiento de árboles para la región de San Dimas, Durango, México. Bosque. 38 (2), 387-399 (2017).
  23. Cerano-Paredes, J., Villanueva-Díaz, J., Valdez-Cepeda, R. D., Méndez-González, J., Constante-García, V. Reconstructed droughts in the last 600 years for northeastern Mexico. Revista mexicana de ciencias agrícolas. 2, 235-249 (2011).
  24. Bradley, R. S. . Paleoclimatology: Reconstructing Climates of the Quaternary: Third Edition. , (2013).
  25. Bull, W. B. . Tectonic Geomorphology of Mountains: A New Approach to Paleoseismology. , (2007).
  26. Stahle, D. W., et al. Major Mesoamerican droughts of the past millennium. Geophysical Research Letters. 38 (5), (2011).
  27. Black, B. A., Copenheaver, C. A., Frank, D. C., Stuckey, M. J., Kormanyos, R. E. Multi-proxy reconstructions of northeastern Pacific sea surface temperature data from trees and Pacific geoduck. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 278 (1-4), 40-47 (2009).
  28. Suess, H. E. The Radiocarbon Record in Tree Rings of the Last 8000 Years. Radiocarbon. 22 (2), 200-209 (1980).
  29. Reimer, P. J. IntCal04 terrestrial radiocarbon age calibration, 0-26 Cal Kyr BP. Radiocarbon. 46 (3), 1029-1058 (2004).
  30. Muñoz, A. A., et al. Multidecadal environmental pollution in a mega-industrial area in central Chile registered by tree rings. Science of the Total Environment. 696, 133915 (2019).
  31. Briffa, K. R., Melvin, T. M., Hughes, M., Swetnam, T., Diaz, H. A Closer Look at Regional Curve Standardization of Tree-Ring Records: Justification of the Need, a Warning of Some Pitfalls, and Suggested Improvements in Its Application. Dendroclimatology. Developments in Paleoenvironmental Research. 11, (2011).
  32. Cook, E. R., Peters, K. Calculating unbiased tree-ring indices for the study of climatic and environmental change. The Holocene. 7 (3), 361-370 (1997).
  33. Brienen, R. J. W., Gloor, E., Zuidema, P. A. Detecting evidence for CO2 fertilization from tree ring studies: The potential role of sampling biases. Global Biogeochemical Cycles. 26 (1), 1-13 (2012).
  34. Wright, W. E., Baisan, C., Streck, M., Wright, W. W., Szejner, P. Dendrochronology and middle Miocene petrified oak: Modern counterparts and interpretation. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 445, 38-49 (2016).
  35. Stahle, D. W., et al. The Mexican Drought Atlas: Tree-ring reconstructions of the soil moisture balance during the late pre-Hispanic, colonial, and modern eras. Quaternary Science Reviews. 149, 34-60 (2016).
  36. Cook, E. R., et al. Old World megadroughts and pluvials during the Common Era. Science Advances. 1 (10), 1500561 (2015).
  37. Morales, M. S., et al. Six hundred years of South American tree rings reveal an increase in severe hydroclimatic events since mid-20th century. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (29), 16816-16823 (2020).
  38. Wilson, R., et al. Last millennium northern hemisphere summer temperatures from tree rings: Part I: The long term context. Quaternary Science Reviews. 134, 1-18 (2016).
  39. Anchukaitis, K. J., et al. Last millennium Northern Hemisphere summer temperatures from tree rings: Part II, spatially resolved reconstructions. Quaternary Science Reviews. 163, 1-22 (2017).
  40. Villanueva-Diaz, J., et al. Hydroclimatic variability of the upper Nazas basin: Water management implications for the irrigated area of the Comarca Lagunera, Mexico. Dendrochronologia. 22 (3), 215-223 (2005).
  41. Sauchyn, D. J., St-Jacques, J. M., Luckman, B. H. Long-term reliability of the Athabasca River (Alberta, Canada) as the water source for oil sands mining. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (41), 12621-12626 (2015).
  42. Woodhouse, C. A., Pederson, G. T., Morino, K., McAfee, S. A., McCabe, G. J. Increasing influence of air temperature on upper Colorado River streamflow. Geophysical Research Letters. 43 (5), 2174-2181 (2016).
  43. Muñoz, A. A., et al. Streamflow variability in the Chilean Temperate-Mediterranean climate transition (35°S-42°S) during the last 400 years inferred from tree-ring records. Climate Dynamics. 47, 4051-4066 (2016).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved