Name: laboratory and field protocol for estimating sheet erosion rates from dendrogeomorphology
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology at JoVE.com

Исследовательские проекты, которые финансируются исследования были: Маркони (CGL2013-42728-R); Дендро Avenidas (CGL2007-62063); MAS дендро-Avenidas (CGL2010-19274) испанского министерства науки и техники и проекта идея-GESPPNN (OAPN 163/2010), которая финансировалась окружающей среды министерства Испании.

1. отбор проб стратегия
<ol><li>Геоморфологических процессов идентификации<ol>
<li>Реализуйте гидрологических единиц ответ подход (ГПЧ)21. С этой целью выявления однородных областей в рамках исследования сайта, включая литологии и поверхности отложений, полога, растительных ост...

Протокол развертывания демонстрирует ценность подробных и надлежащего характеристики поверхности микротопографии земли, как это позволяет измерять темпы эрозии доверия лист от дендрогеоморфология. Наш методологический подход фокусируется на важность характеризующих микротопогра...

Экономические и экологические последствия производства листа эрозии делает эту тему в озабоченность во всем мире1. Несколько методов, от прямых методов физической основе и эмпирические подходы, используются для расчета темпов эрозии почвы на различных временных и пространственных масштабов. Прямые методы использования полевых измерений в естественных условиях и главным образом основаны на использовании Gerlach желобов2, вода коллекционеров3, эрозии булавки4 и профилемеры5. Кроме того модели эрозии почвы были все больше и больше сосредоточены на представляющие подробно реальные физические процессы, ответственные за эрозии6.
Дендрогеоморфология7 является подразделением дендрохронологии8 что она успешна в характеристике частота и масштабы геоморфологических процессов9,10,11,12, 13,14,,1516,17. Что касается листа эрозии дендрогеоморфология обычно используется для расширения или замены методологий, упомянутых выше, особенно в районах, где темпы эрозии, производные от прямых методов скудных или недоступен. Дендрогеоморфология это очень гибкий метод для оценки эрозии почвы и может быть использован для калибровки основанные на физической и эмпирических моделей, или возможно как данных источника для повышения надежности прямой оценки методов18, 19. дендрогеоморфология позволяет эрозии почвы устанавливается на больших площадях, где корни подвергаются доступны. Эти корни подвергаются должны показать пределы кольца ясно дерево и реагировать ежегодные шаблонов роста следует рассматривать как оптимальный применять методы dendrogeomorphological20. Кроме того, котор подвергли действию корни для выборки должны быть предпочтительно расположены в однородных единиц, на основании их реакция почвы Эрозия21.
Обычные dendrogeomorphical способ оценки эрозии лист основывается на измерения на месте эрозии почвы толщиной (E-x) со времени первых воздействия нынешних22,23, 24. Соотношение между этими двумя переменными используется для вычисления значения эрозии в mm∙yr1. Большая часть исследований, проведенных на сегодняшний день была сосредоточена исключительно на эффективно определить начальный год воздействия. Как результат анализируются изменения в корне вследствие воздействия на макроскопическом уровне25, или ткани и клеточном уровнях26,27,28. Основные анатомические изменения в выставленных корни хвойных растет толщина кольца роста, вследствие значительного числа клеток в Эрливуд (EW)26. Аналогичным образом было обнаружено сокращение в пределах района люмен EW tracheids наряду с толщина структуры увеличению клеточной стенки latewood (LW) tracheids24,27,29. Эти изменения были описаны и количественно как начало, когда эрозии понижает земной поверхности над корень примерно три см30. Меньше внимания было предоставлено надлежащее определение параметра Ex . Возраст корни подвергаются обычно было связано с высотой оси корневого центра роста над землей поверхности31,32. Поэтому оценка Ex была исправлена, учитывая продолжающийся рост вторичных30,33. Совсем недавно эти методологические подходы также интегрировали характеристика почвы микротопографии для получения надежных эрозии ставки34,35,36.
Мы представляем лабораторных и полевых протокол для оценки более точной и надежной лист темпы эрозии от дендрогеоморфология. В этот конкретный протокол осматриваем гипотеза, что выборка всех выставленных корни, независимо от ориентации относительно пути стока и в сочетании с microtopographical анализа, позволяет темпы эрозии точно быть реконструирована и количественно. Наша цель, поэтому, является предоставление протокол оценить темпы эрозии от увеличения размера выборки корни подвергаются, используя макроскопических и микроскопических информацию, найденную в серии деревьев кольца роста, а также топографических данных с высоким разрешением.

<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

Лист эрозия является одним из важнейших драйверов деградации почв. Эрозия контролируется факторов окружающей среды и человеческой деятельности, которые часто приводят к серьезным экологическим последствиям. Понимание лист эрозии является, следовательно, во всем мире проблема с последствиями для окружающей среды и экономики. Однако знания о как эрозия развивается в пространстве и времени все еще ограниченной, а также его воздействия на окружающую среду. Ниже мы объясняем, что новый протокол dendrogeomorphological для извлечения эрозии почвы толщиной (E-x), приобретая точные microtopographic данных с помощью наземного лазерного сканирования (TLS) и microtopographic профиль датчиков. Кроме того стандартные dendrogeomorphic процедур, зависит анатомические изменения в корень кольца, используются для установления сроков воздействия. TLS и microtopographic профиль, что датчики используются для получения поверхности земли профили, из которых Ex оценивается после того, как определяется пороговое расстояние (TD), т.е. расстояние между корнем и отложениях knickpoint, который позволяет ключевом опускание поверхности земли, вызванные эрозии листа. Для каждого профиля мы измерили высоту между верхней части корня и виртуальные плоскости, касательной к поверхности земли. Таким образом мы призваны избежать мелких влияния деформации почвы, которые могут быть из-за давления, оказываемого корневой системой, или по договоренности корни подвергаются. Это может вызвать небольшое количество оседания почвы или эрозии в зависимости от того, как они физически повлиять на поверхностного стока. Мы демонстрируем, что адекватные microtopographic характеристика подвергаются корни и их связанные поверхности является очень ценным для получения точных эрозии ставки. Этот вывод может быть использован для создания наилучшей практики управления, призванных в конечном итоге остановить или может быть, по крайней мере, уменьшить эрозию почвы, так что более устойчивой политики управления может осуществляться на практике.

Образцы подвергаются корни страдают камбиальных ухудшение объясняется последствиями воздействия (например, изменения температуры, количество света) плюс физического стресса, благодаря трамплинг туристов или животных выпаса и просматривая, корни проходят посл?...

Watch this Scientific Journal Video about Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology at JoVE.com

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Лаборатория и поле Протокол для оценки темпы эрозии лист от дендрогеоморфология

Характеризующие эрозии от дендрогеоморфология обычно уделяется точно найти время начала корень экспозиции, изучая макроскопических или ячейки уровня изменений, вызванных воздействием. Здесь мы предлагаем подробное описание различных новых методов для получения более точных темпы эрозии от высокоточных microtopographic данных.

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

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области дендрогеоморфологии о важности наземной микротопографической характеристики для получения надежных показателей эрозии листа. Основным преимуществом этого метода является то, что он дает приемлемые оценки эрозии почвы на сопоставимых больших участках при разумном локусе. Последствия этих методов распространяются на улучшение репликируемости и полезности дендрогеоморфологии путем расширения типологии био-показателей, которые могут быть использованы для количественной оценки темпов эрозии.Как правило, лица, новые для этого метода смогут воспроизвести его легко из-за универсальности методологии. Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку он основан на завершении нескольких этапов, связанных с различными методологическими подходами. Начните с обнаружения открытых корней, которые находятся дальше 1,5 метра от ствола.И с помощью handsaw вырезать по крайней мере 30 открытых корней диаметром более пяти сантиметров на 15 сантиметров длиной разделов. Выберите два ломтика толщиной примерно 1,5 сантиметра и используйте измерительный шпатель, ручка и измерительную ленту, чтобы отведать не менее 1/3 от общего объема открытых корней на различных глубинах почвы, максимум до 20 сантиметров, чтобы установить минимальную толщину почвы, ниже которой корни начинают иметь анатомический ответ из-за воздействия. Для микротопографической характеристики открытых корней легкодоступного места используйте наземное лазерное сканирующее устройство, которое может измерять до 50 000 точек в секунду с точностью в один миллиметр на расстоянии сканирования менее 120 метров, чтобы рассмотреть по крайней мере два различных обычных наземных лазерных сканирующих местах без теневых зон.Используйте как минимум четыре цели обследования высокой четкости, расположенные для охвата всей области для слияния двух мест. Сканирование средней площади 300 сантиметров в квадрате от выбранных мест с пространственным разрешением в один миллиметр. Для микротопографической характеристики открытых корней в трудной и крутой местности поместите микротопографический датчик профиля перпендикулярно открытому корню и впоследствии выровнюйте датчик горизонтально для всех измерений таким образом, чтобы можно было сравнивать различные наборы данных.Микротопографическая характеристика поверхности земли имеет решающее значение для получения точных показателей эрозии и может быть выполнена недорого с помощью микротопографического датчика независимо от топографии исследовательского участка. Затем нарисуйте профиль, полученный на графовой бумаге, чтобы дать оценку количеству эрозии почвы по профилю с субмиллиметровой точностью. Для определения времени воздействия корня с помощью макроскопического анализа используйте увеличение процентной доли древесины и большей ширины кольца роста в качестве индикаторов стресса, вызванного воздействием.И отметьте по крайней мере четыре-пять радиусов по диаметру ломтиков, которые демонстрируют самую высокую изменчивость ширины кольца роста. Затем используйте систему анализа изображений для измерения ширины кольца дерева и сравнения изменчивости ширины кольца роста между различными радиусами для визуального перекрестного датирования, чтобы улучшить точность датирования в течение первого года воздействия эрозии почвы и правильно датировать последующие кольца. Для определения времени воздействия корня с помощью микроскопического анализа, как для открытых, так и для неразоблачных образцов корней, используйте раздвижную микротому, чтобы получить примерно один сантиметр в ширину, толщиной 20 микрон радиальных поперечных сечения.Пятно поперечных сечений с сафранина и обезвоживать образцы с восходящим этанола погружения воды в до 96% этанола, пока вода не протекает ясно. Замочите образцы в соответствующем клиринговом агенте и смонтировать их на закодированных слайдах с крышкой скольжения затвердевания эпоксидной смолы. После того, как образцы высохнут при комнатной температуре, изображение разделов под 125x увеличение сравнить анатомический след как подвергаются и неэксплуаренных корневых образцов.Затем используйте соответствующий анализатор изображений для получения микроскопических измерений ширины кольца роста, количества клеток на кольцо, процента поздней древесины и площади люмена в ранней древесине. В этом макроскопическом анализе, изменения в структуре роста кольца дерева наблюдались из-за смерти камбия на верхней части корня. Включая переход от концентрического к эксцентричному росту и наличие некоторых частично разрушенных внешних колец деревьев.В этом микроскопическом анализе, первый раз воздействия можно наблюдать, когда есть резкое изменение ширины кольца. Заметно также увеличение количества сосудов, а в некоторых рубцовых корнях появляются травматические точки смолы. Поздняя древесина легко визуализирована из-за ее многочисленных рядов толстостенных трахейдов.При значительном снижении люмена трахейда ранней древесины наблюдается при воздействии. Характеристика микротопографии поверхности земли играет решающую роль в получении точных показателей эрозии листа. Этот морфологический открытый корневой узор заканчивается на определенном расстоянии, от которого поверхность земли формируется только эрозией листа, указывая место, где эрозия должна быть измерена.Здесь было проанализировано 114 открытых образцов корней. Включение многодекадальной характеристики эрозии листа. Анализ 10 захороненных корней показал, что они начали анатомически реагировать на воздействие, когда они были примерно на три сантиметра ниже поверхности земли.Что является важным показателем для повышения точности эрозии. При попытке этой процедуры, важно помнить, что надлежащая микротопографическая характеристика корней и их непосредственной близости была продемонстрирована в качестве ключевого фактора в надежной оценке темпов эрозии листа. Протокол воспроизводится в любом географическом районе при условии, что имеющиеся виды деревьев демонстрируют хорошую способность к использованию в исследованиях корней деревьев, применяемых для оценки эрозии почвы.После этой процедуры добавление других методов, используя инструментальные водосборы или экспериментальные участки, может улучшить пространственную репрезентативность анализа эрозии. Этот метод может быть использован для разработки передовой практики управления, которые могли бы в конечном итоге предотвратить или, по крайней мере, уменьшить эрозию почвы. Содействие применению более устойчивой практики управления.

Research

JoVE Journal

Environment

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

Оптимизированная Отрицательный Окрашивание: Высокая пропускная протокол за рассмотрение Малый и Asymmetric Protein Structure по электронной микроскопии

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

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout (Salvelinus namaycush) from Its Prey

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout Salvelinus namaycush from Its Prey

Лаборатория Оценка Net трофических Transfer КПД ПХБ в озерной форели (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) От его добычи

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

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

Изменение индекса (Behi) Протокол эрозия берегов опасности для быстрой оценки состояния Streambank эрозии в Северо-Восточной Огайо

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

Рыба вскармливания Лаборатория биоанализа для оценки состояния Antipredatory активность вторичных метаболитов из тканей морских организмов

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

Протокол Microplastics Отбор проб на поверхности моря и анализа проб

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

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

Развитие<em&gt; Метаргиз анизолия</em&gt; Как Mycoinsecticide: от изоляции до полевых характеристик

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

Экстракция органохлоридных пестицидов из пластиковых гранул и анализ пластического типа

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

Измерение и сопоставление моделей осаждения, относящиеся к концентрации карбоната почвы под управление сельским хозяйством и эрозии почвы

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

Дисперсия наноматериалов в средах: на пути к оптимизации протокола

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

Орошения воздействие сточных вод на гидравлической проводимости почвы: сочетании области выборки и лабораторного определения насыщенных гидравлической проводимости

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