Name: laboratory and field protocol for estimating sheet erosion rates from dendrogeomorphology
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
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この研究の資金を供給された研究プロジェクト: マルコーニ (CGL2013-42728-R);Dendro アベニダス (CGL2007 62063);スペイン語省科学技術とアイデア-GESPPNN (OAPN 163/2010)、スペイン環境省によって資金を供給されたプロジェクトの MAS Dendro (CGL2010 19274) アベニダス

1. サンプリング戦略
<ol><li>地形プロセス id<ol>
<li>水文の応答単位アプローチ (HRU)21を実装します。このため、岩相と表面の堆積物、キャノピー カバー、地表面と斜面との接触植物残渣を含む研究サイト内で均一的なエリアを識別します。すべての使い捨てシート侵食過程が支配的であるそれらから選択します。</li>
	</ol>
</li>
</ol><i...

Dendrogeomorphology から信頼できるシート侵食率を測定することができるよう、展開プロトコルは地面表面マイクロトポ グラフの詳細かつ適切な評価の値を示します。私たちの方法論的アプローチは、侵食率推定を改善するために露出根の周辺の微地形の特性の重要性に焦点を当てください。この要因は、主 dendrogeomorphology34から派生した土壌侵食量の誤解の結果、前の研究で無...

侵食による生産経済と環境への影響世界的な懸念1でこのトピックになります。物理ベースと経験的アプローチする直接的な手法から、いくつかの方法は様々 な時間・空間スケールでの土壌侵食量の計算に使用されます。直接的な手法は自然条件下での実測を使用し、ゲルラッハ谷2、水コレクター3の使用に主に基づいています、侵食ピン4とプロフィルメータ5。さらに、土壌浸食のモデルの詳細に浸食6担当の実際の物理的なプロセスを表すにますます注目されています。
Dendrogeomorphology7は、年輪年代学8地形プロセス9,10、11,12の頻度と規模を特徴付けること成功だの細分化 13,14,15,16,17。侵食、について dendrogeomorphology は直接的な手法から派生した侵食速度が不足しているか使用できない地域を中心に、上記の方法論を置き換えたり強化する通常用いられます。Dendrogeomorphology 土壌浸食を評価するための非常に柔軟な方法は、物理ベースおよび経験的モデルを調整したり、おそらくデータとしてソースを直接推定技術18,の信頼性を高めることが出来、19. Dendrogeomorphology により露出された根が利用できる大規模なエリアを介して確立する土壌浸食。これらの露出された根は明確な樹木リング制限を示し、dendrogeomorphological テクニック20を適用する最適なとして考慮されるべき年次成長パターンに対応する必要があります。サンプリングするさらに、露出した根は、土壌の浸食21に彼らの反応に基づく同種の単位でできれば配置必要があります。
侵食を推定する従来の dendrogeomorphical 方法は現在22,23、一番最初の露出の時から (Ex) 浸食土層厚の in situ測定に裏打ちされています。 24。これらの 2 つの変数間の比率を利用して、mm∙yr1の侵食値を計算します。露出の初年度を効率的に識別する完全実施までの研究の多く集中しています。結果として巨視的レベル25、または組織と細胞レベル26,27,28暴露によるルートの変更を分析します。主要な解剖学的変化針葉樹の露出された根の存在は、早材 (EW)26内細胞のかなりの数の結果としての成長リングの太さを増加しています。カットバックは同様に (LW) 晩材仮道管24,27,29の高められた細胞壁構造厚さと共に東西仮道管内腔領域内で発見されました。これらの変更は説明され侵食が約 3 cm30ルートで地表面を下げるとき初めとして量を示されます。以下の注意は、 Exパラメーターの適切な決定に許可されました。露出された根の年齢の通常接続して成長のルートの中心軸の高さと地面の表面の31,32以上。Exの推定は、現在進行中の二次成長30,33を考慮したその結果修正しました。最近では、これらの方法論的アプローチも信頼性の高い浸食率34,35,36を取得する土壌微地形の特性を統合しました。
正確かつ信頼性の高いシート侵食速度 dendrogeomorphology からを推定する実験室およびフィールド プロトコルを提案する.この特定のプロトコルでは、地内分析と共に流出パスに対する相対パスの方向に関係なく、すべての露出された根をサンプリングできる正確に再構築し、定量化の侵食速度仮説を調べます。私たちの目的は、したがって、年輪の成長シリーズも高解像度地形データで見つかった巨視的および微視的情報を使用、露出された根のサンプル サイズを最大化から浸食速度を推定するためのプロトコルを提供するためにです。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1336">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:235px;">Topographic map, soil map, land cover map</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">To be obtained from public institutions or generate at the first phase of research</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Single ring infiltometer</td>
			<td style="width:197px;">Turf-Tec International</td>
			<td style="width:155px;">IN16-W</td>
			<td>http://www.turf-tec.com/IN16Lit.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Handsaw</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">There is noy any specific characteristics to be considered regarding the model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Measuring tape</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>With accuracy of 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Terrestrial Laser Scanning (TLS)</td>
			<td style="width:197px;">Leica-Geosystems</td>
			<td style="width:155px;">Leica ScanStation P16</td>
			<td>https://leica-geosystems.com/products/laser-scanners/scanners/leica-scanstation-p16</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Microtopographic Profile Gauge</td>
			<td style="width:197px;">RS Online</td>
			<td style="width:155px;">Facom, 19</td>
			<td>https://www.classic-conservation.com/es/herramientas-para-talla-y-escultura-en-madera/511-galga-medidora-de-perfiles.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Sandpaper</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>from 80 to 400 grit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Scanner</td>
			<td style="width:197px;">EPSON</td>
			<td style="width:155px;">Perfection V800 Photo</td>
			<td>https://www.epson.co.uk/products/scanners/consumer-scanners/perfection-v800-photo</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Image analysis system</td>
			<td style="width:197px;">Regent Instruments Inc.</td>
			<td style="width:155px;">WinDENDRO</td>
			<td>http://www.regentinstruments.com/assets/windendro_analysisprocess.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Measuring table</td>
			<td style="width:197px;">IML</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.iml-service.com/product/iml-measuringtable/</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:235px;">Sliding microtome</td>
			<td style="width:197px;">Thermo Fisher SCIENTIFIC</td>
			<td style="width:155px;">Microm HM 450-387760</td>
			<td>http://www.thermofisher.com/order/catalog/product/910020</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Optical microscope</td>
			<td style="width:197px;">OLYMPUS</td>
			<td style="width:155px;">MX63/MX63L</td>
			<td>https://www.olympus-ims.com/en/microscope/mx63l/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Digital camera for microscope</td>
			<td style="width:197px;">OLYMPUS</td>
			<td style="width:155px;">DP74</td>
			<td>https://www.olympus-ims.com/en/microscope/dc/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Safranin</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Empirical Formula (Hill Notation) C20H19ClN4&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:235px;">Astrablue</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Empirical Formula C47H52CuN14O6S3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Alcohol</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:751px;">Alcohol by volume (50%, 75% and 100%)</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:235px;">Distilled water</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>H2O</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Citrus oil clearing agent</td>
			<td style="width:197px;"></td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.nationaldiagnostics.com/histology/product/histo-clear</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Coated slides</td>
			<td style="width:197px;">Thermo Fisher SCIENTIFIC</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.fishersci.com/us/en/products/I9C8JXMT/coated-glass-microscope-slides.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:235px;">Hardening epoxy</td>
			<td style="width:197px;">MERCK</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/03989?lang=es&#38;region=ES</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory and field protocol for estimating sheet erosion rates from dendrogeomorphology

侵食は、土壌劣化の重要なドライバーの一つです。侵食は、環境要因と頻繁に深刻な環境への影響につながる人間の活動によって制御されます。侵食の理解は、その結果、環境や経済への影響と世界的な問題です。しかし、どのように侵食は空間と時間の進化に関する知識はまだ株式だけでなく、環境への影響。以下、派生のための新しい dendrogeomorphological プロトコル (TLS) 地上レーザーと微地形プロファイル ゲージを使用して正確な微地形データを取得することによって土層厚 (Ex) の侵食をについて説明します。さらに、露出のタイミングを確立する標準的な dendrogeomorphic プロシージャ、ルート リングに伴う解剖的変化に依存が利用されています。ゲージを使用し、(TD) の距離の閾値が決定された後にExを推定する地盤表面よう TLS と微地形プロファイル、すなわちルートと堆積物間の距離knickpoint、侵食による地表面の低下出店を可能にします。各プロファイルのルートの上面と地表面に正接仮想平面間の高さを測定しました。この方法で、ルート システムまたは露出された根の整理によって行使の圧力が原因である可能性があります土壌変形の小規模な影響を回避することを目的しました。これは、少量の土の堆積や浸食によって物理的に表面流出の影響を引き起こす可能性があります。露出された根及びその関連する地表面の十分な微地形解析が正確な浸食速度を達成する非常に貴重なことを示します。この発見より持続可能な経営を実践することができますので、最終的に停止または、おそらく、少なくとも、土壌浸食を軽減するように設計管理のベストプラクティスを開発に利用できます。

露出された根のサンプル ハイカーまたは動物放牧ブラウジングして踏圧による物理的な応力プラス露出 (温度の変更など光の発生率) の影響により深刻な形成層劣化に苦しむ根公開されている後を受けます。露出への応答の最初の年を正確にデートし同様、不連続リングの有無の判断は、プロトコル 4 (ステップ 4.1.6 に 4.1.8) のように実験室で達成されました。?...

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Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

実験室およびフィールド プロトコル Dendrogeomorphology からシート侵食速度の推定

通常巨視的を調べることによって正確にルートへの露出の開始時間を見つけることに集中している dendrogeomorphology から侵食を特徴付ける、または露出によって引き起こされる細胞レベルの変更。ここでは、我々 は高精度微地形データからより正確な浸食速度を取得するさまざまな新規技術の詳細な説明を提供します。

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

この方法は、信頼性の高いシート侵食率を得るための地上ミクロトポグラフィ特性の重要性に関するデンドロジオモフォロジー分野の主要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、合理的な軌跡で同等の大きな領域上の土壌浸食の許容可能な推定値をもたらすことです。これらの技術の意味は、浸食率の定量化に使用できるバイオ指標の類型を広げることによって、デンドロジオモルフォロジーの複製性と有用性の向上に向けて広がっています。一般的に、この技術に新しい個人は、方法論の汎用性のために簡単にそれを複製することができるであろう。この方法の視覚的なデモンストレーションは、異なる方法論的アプローチに関連するいくつかのステップの完了に基づいているため、重要です。まず、トランクから 1.5 メートル以上離れた露出したルートを見つけることから始めます。そして、ハンドソーを使用して、直径5センチメートルを超える少なくとも30個の露出した根を15センチメートルの長いセクションに切断する。厚さ約1.5センチメートルの2つのスライスを選択し、異なる土壌深さで露出した根の少なくとも1/3をサンプリングするために測定用のこて、ハンドソー、測定テープを使用し、最大20センチメートルまで、根が解剖学的反応を持ち始める最小の土壌厚さを確立します。簡単にアクセスできる場所の露出した根の顕微鏡的特徴付けのために、120メートル未満の走査距離で1ミリメートル精度で毎秒50,000ポイントまで測定できる地上レーザースキャン装置を使用して、シャドウゾーンのない少なくとも2つの異なる従来の地上レーザースキャン位置を検討する。エリア全体をカバーして 2 つの位置をマージするには、最低 4 つの高精細測量ターゲットを使用します。1ミリメートルの空間分解能で、選択した位置から300センチメートルの平均面積をスキャンします。困難で急な地形で露出した根のミクロポグラフィ特性を得るためには、露出したルートに垂直なマイクロポグラフィプロファイルゲージを配置し、その後、異なるデータセットを比較できるように、すべての測定値についてゲージを水平に水平に水平に配置します。地盤面のミクロポグラフィ特性は、正確な浸食率を得るために重要であり、研究現場の地形に関係なく、ミクロポグラフィゲージを使用して安価に達成することができます。次に、グラフ紙に得られたプロファイルを描き、サブミリメートル精度でプロファイルに沿って浸食土の量を推定できるようにします。巨視的な分析によって根の露出のタイミングを決定するには、露光によって誘発されるストレスの指標として、後期木材の割合の増加と大きな成長リング幅を使用します。また、成長リング幅のばらつきが最も高いスライスの直径に沿って、少なくとも4~5つの半径をマークします。次に、画像分析システムを使用して、木のリング幅を測定し、視覚的なクロスデートのための異なる半径間の成長リング幅の変動を比較して、土壌侵食への暴露の最初の年の年代測定精度を向上させ、その後のリングを正しく日付にします。顕微鏡分析によって根露光タイミングを決定するには、露光および非暴露された根サンプルの両方について、スライドマイクロトームを使用して幅約1センチメートル、厚さ20ミクロンの厚い放射状断面を得る。サフラニンで断面を染色し、水が透明になるまで、最大96%エタノール中のエタノール水浸漬を上昇エタノールでサンプルを脱水します。サンプルを適切なクリアリング剤に浸し、エポキシを硬化させるカバースリップでコード化されたスライドに取り付けます。サンプルを室温で乾燥させた後、125倍率の下のセクションを画像化して、露出したルートサンプルと非露出したルートサンプルの両方の解剖学的フットプリントを比較します。次に、適切な画像分析器を使用して、初期の木材の成長リング幅、リングあたりの細胞数、後期木材の割合、およびルーメン面積の顕微鏡測定を取得します。この巨視的分析では、根の上部にカンビウムが死なるために木の環成長パターンの変化が観察された。同心円から偏心的な成長へのシフトと部分的に破壊された外側の木のリングの存在を含む。この顕微鏡解析では、リング幅が劇的に変化した場合に初めて露光を観察できる。血管の数の増加も顕著であり、外傷性樹脂の点は、いくつかの傷ついた根に現れる。遅い木は厚い壁の気管の多数の列によって容易に視覚化される。初期の木材の気管内腔の著しい減少と、露光時に観察される。地表面マイクロトポグラフィの特徴は、正確なシート浸食率を得る上で重要な役割を果たす。この形態的に露出した根型パターンは、地表面がシート侵食によってのみ形成される特定の距離で終わり、浸食を測定する場所を示す。ここでは、114個の露光された根サンプルを分析した。シート侵食の多十年特性を可能にする。10個の埋もれた根の分析により、地表から約3センチ下にあったときに解剖学的に反応し始めた。これは、浸食率の精度を向上させるために不可欠な指標です。この手順を試みる間、根とそのすぐ近傍の適切なミクロトポグラフィ特性が、シート浸食率の信頼できる推定の重要な要因であることが示されていることを覚えておくことが重要です。このプロトコルは、利用可能な樹種が土壌侵食評価に適用されるように、木の根研究での使用に適性を示す限り、任意の地理的領域で複製可能である。この手順に従って、器械集水域または実験プロットを使用する他の方法を追加すると、浸食解析の空間的な代表性が向上する可能性があります。この技術は、土壌侵食を最終的に防止または少なくとも減らすことができる最良の管理方法を設計するために使用できます。より持続可能な経営慣行の適用を促進する。

Research

JoVE Journal

Environment

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

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Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

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湖トラウトのPCB同族体の正味栄養の導入効率の実験室推定（<em&gt;イワナnamaycush</em&gt;）獲物から

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from ...

Modifying the Bank Erosion Hazard Index (BEHI) Protocol for Rapid Assessment of Streambank Erosion in Northeastern Ohio

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北東オハイオ州のStreambank浸食を迅速に評価するための河岸侵食の危険指数（BEHI）プロトコルの変更

Understanding the source of pollution in a stream is vital to preserving, restoring, and maintaining the stream&#8217;s function and habitat it provides. ...

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

海洋生物の組織からの二次代謝産物のAntipredatory活性を評価するために魚の供給研究所バイオアッセイ

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

海面とサンプル分析にMicroplasticsサンプリングのためのプロトコル

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

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開発<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Mycoinsecticideとして：分離から畑作まで

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

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Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

水溶液中におけるナノ材料の分散: プロトコルの最適化に向けて

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

土壌透水排水灌漑への影響: 結合フィールド サンプリングと飽和透水係数の実験室測定

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

実験室およびフィールド プロトコル Dendrogeomorphology からシート侵食速度の推定

実験室およびフィールドプロトコル Dendrogeomorphology からシート侵食速度の推定