ניתוח ליבת עץ עם טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן

Summary

כאן אנו מראים כיצד לעבד ליבות עץ עם שרשרת כלים טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן. למעט מיצוי כימי למטרות מסוימות, אין צורך בטיפול מעבדה פיזי נוסף. שרשרת הכלים יכולה לשמש להערכות ביומסה, לקבלת נתוני רוחב MXD/טבעות עצים וכן לקבלת נתונים כמותיים על אנטומיה של עץ.

Abstract

שרשרת כלים של טומוגרפיה ממוחשבת בקרני רנטגן (CT) מוצגת כדי לקבל רוחב טבעת עץ (TRW), צפיפות עץ מאוחרת מרבית (MXD), פרמטרים אחרים של צפיפות ונתוני אנטומיה כמותית של עץ (QWA) ללא צורך בטיפול משטח עתיר עבודה או הכנת דגימה פיזית כלשהי. הדגש כאן הוא על ליבות תוספות והליכי סריקה ברזולוציות הנעות בין 60 מיקרומטר עד 4 מיקרומטר. שלושה סולמות מוגדרים בהם יש להסתכל על עץ: (i) סולם בין-טבעתי, (ii) סולם טבעתי, כלומר ניתוח טבעות עצים וסולם צפיפות, וכן (iii) סולם אנטומי, האחרון מתקרב לאיכות הקונבנציונלית של חתך דק. מחזיקי דוגמאות שתוכננו בהתאמה אישית עבור כל אחד מקני מידה אלה מאפשרים סריקה בתפוקה גבוהה של ליבות מרווחים מרובות. סדרה של שגרות תוכנה פותחו במיוחד כדי לטפל ביעילות בתמונות CT תלת ממדיות של קרני רנטגן של ליבות העץ עבור TRW ודנסיטומטריה. עבודה זו מסבירה בקצרה את העקרונות הבסיסיים של CT, הדרושים להבנה נכונה של הפרוטוקול. הפרוטוקול מוצג עבור כמה מינים ידועים המשמשים בדרך כלל בדנדרוכרונולוגיה. השילוב של אומדני צפיפות גסים, נתוני TRW ו- MXD, כמו גם נתוני אנטומיה כמותיים, מאפשר לנו להרחיב ולהעמיק את הניתוחים הנוכחיים עבור שחזורי אקלים או תגובת עצים, כמו גם לפתח עוד יותר את תחום הדנדרואקולוגיה / קלימטולוגיה וארכיאולוגיה.

Introduction

צפיפות העץ היא משתנה קל למדידה¹ המשקף הן את התכונות האנטומיות והן את התכונות הכימיות של העץ². באומדני ביומסה של ביומסה מעל פני הקרקע, צפיפות העץ היא משתנה שקילה חשוב ^3,4,5, המוכפל עם ממדי העץ וגורם המייצג את תכולת הפחמן של העץ. צפיפות העץ קשורה קשר הדוק לתכונות המכניות של עץ⁶ ומשקפת את תולדות חייו של עץ⁷.

צפיפות דופן התא נמדדת כ-1500 ק"ג/מ"ק בקירוב ונחשבת קבועה למדי⁸, אולם יש לקחת בחשבון גם שינויים בצפיפות דופן התא התוך-טבעתית

Protocol

1. דגימת ליבה

1. דגמו את העץ עם בורר פרסלר. עיין בממליצים כיצד ליליבה של עץ באופן ידני³⁹. שרשרת כלים זו מוצגת עבור ליבות 5.15 מ"מ.
2. הניחו את ליבות העץ ללא הדבקה בקשיות נייר בקוטר 6 מ"מ או בכל קולטן אחר שאינו דורש דבק. אין להדביק את ליבות העץ על תומך עץ. אם הליבות כבר הות?.......

Discussion

שלבים קריטיים בתוך הפרוטוקול
שלבים קריטיים בתוך הפרוטוקול כוללים טיפול נכון של משעמם התוספת כדי להשיג ליבות תוספת באיכות גבוהה (שלב 1.1. וראה³⁹) כדי למנוע סיביות וחתיכות. לאחר מכן, חיוני להשאיר את הליבות לא מותקנות (אך ראו²⁶), הן להחדרה למחזיק הדגימה (איו?.......

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