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 8,9. תאים עציים (באופן כללי קנה הנשימה בעצי מחט, כלי, פרנכימה וסיבים בעצים קשים) מכוונים/מעוצבים בדרכים שונות ועובי דופן התא וגודל הלומן של תאים אלה משתנה10. לכן, צפיפות העץ משתנה בין עצים, בתוך עץ (צירי ורוחבי) ובמרווחים קצרים בתוך טבעת עץ11,12. במקרים רבים שינוי צפיפות העץ בסקאלה הטבעתית תוחם גם את גבול טבעת העץ13. צפיפות העץ ובסופו של דבר שברי הרקמה נוצרים, ובמאמר זה הם מחולקים באופן כללי לשלוש קטגוריות (כלומר, שלושה סולמות רזולוציה שונים), בהתאם למטרת המחקר (איור 1) כמתואר להלן.
סולם בין-טבעתי: על ידי מדידת חתיכות עץ, מתקבל ערך יחיד עבור אותה דגימה. זה יכול להיעשות באמצעות טבילה במים או גיאומטרי14. בדרך זו ניתן לקבל ביומסה כללית או משתנים טכנולוגיים של עץ. כדי לכלול וריאציה של פית לקליפה, ניתן לחלק את פיסות העץ הללו לבלוקים שנמדדים באופן ידני כדי לקבל מידע על אסטרטגיית תולדות החיים15. בעת מעבר ל- CT רנטגן ברזולוציה נמוכה כגון בסורקים רפואיים17,18, נתוני TRW על טבעות בינוניות עד רחבות יכולים להתבצע בצורה יעילה על דגימות רבות 18,19,20. זהו גם קנה המידה שניתן להשתמש בו כדי להעריך ביומסה מפית-לקליפה מעצים ממוזגים וטרופיים 4,22, בדרך כלל ברזולוציות שבין 50 מיקרומטר ל-200 מיקרומטר.
סולם טבעת: עץ הוא מקליט של תנאי הסביבה בעבר. הפרמטר הידוע ביותר הוא רוחב טבעת עץ (TRW), אך עבור שחזורי טמפרטורה גלובליים, רשומות צפיפות עץ מאוחרת מקסימלית (MXD) הוכחו כפרוקסי טוב יותר לטמפרטורה22. MXD הוא משתנה קל למדידה23, ומייצג את עובי דופן התא ואת גודל התא על התאים האחרונים של טבעת עץ, והם נמצאים בקו העצים ובאתרי חזיר הקשורים באופן חיובי לטמפרטורת האוויר העונתית24: ככל שהקיץ חם וארוך יותר, מתרחשת יותר קשירת דופן התא, מה שמגדיל את צפיפות התאים האחרונים. מדידות מסורתיות כגון טבילה וגיאומטריה הן פחות מדויקות כדי לקבוע צפיפות זו ברמת הטבעת. עבודה קודמת פיתחה שרשרת כלים לשימוש בסרט רנטגן על דגימות דקות25. הדבר חולל מהפכה הן בייעור והן בפליאוקלימטולוגיה מאוחרת יותר15,18, והגדיר את צפיפות העץ המאוחר המרבית (MXD), כלומר ערך צפיפות השיא שלעתים קרובות נמצא בקצה הטבעת, כפרוקסי לטמפרטורת הקיץ. העיקרון הבסיסי הוא שהדגימות מנוסרות (בערך 1.2 מ”מ עד 7 מ”מ13) כך שיהיו מקבילות לחלוטין לכיוון הצירי, והדגימה מונחת על סרט רגיש החשוף למקור רנטגן. לאחר מכן סרטי רדיוגרפיה אלה נקראים החוצה באמצעות מקור אור המזהה את העוצמה ושומר את הפרופילים ואת הפרמטרים השנתיים של טבעות העצים. כלים אלה, לעומת זאת, דורשים כמות משמעותית של הכנת מדגם ועבודה ידנית. לאחרונה זה פותח עבור רנטגן CT בצורה סטנדרטית יותר או מבוסס על ליבות רכוב26. הרזולוציה כאן נעה בין 10 מיקרומטר ל -20 מיקרומטר. TRW נמדד גם בסולם זה, במיוחד כאשר מדובר בטבעות קטנות יותר.
קנה מידה אנטומי: בקנה מידה זה (רזולוציה < 4 מיקרומטר), רמות הצפיפות הממוצעות הופכות פחות רלוונטיות מכיוון שהמאפיינים האנטומיים העיקריים מוצגים באופן חזותי וניתן למדוד את רוחבם ואת הפרופורציות שלהם. בדרך כלל, זה נעשה באמצעות ביצוע microsections או סריקות אופטיות ברזולוציה גבוהה או סריקות μ-CT. כאשר יש צורך להמחיש את מבנה העל של דפנות התא, מיקרוסקופ אלקטרונים סורק הוא השיטה הנפוצה ביותר27. בקנה מידה אנטומי, שברי הרקמה הבודדים הופכים גלויים, כך שניתן לגזור פרמטרים פיזיולוגיים מהתמונות. בהתבסס על הפרמטרים האנטומיים הבודדים וצפיפות דופן התא של עץ, ניתן לגזור צפיפות אנטומית להשוואה עם מעריכים קונבנציונליים של צפיפות עץ24.
הודות לטכניקות חתך משופרות ותוכנת תמונה 29,30, דנדרו-אנטומיה30 פותחה כדי לקבל תיעוד מדויק יותר של העץ, הן כדי לקבל הערכה קרובה יותר של MXD בעצי מחט והן כדי למדוד מספר משתנים אנטומיים מעצים רחבי עלים. בסולם זה נמדדים פרמטרים אנטומיים בפועל הקשורים לפרמטרים סביבתיים31 . עם μCT רמה זו ניתן להשיג גם32,33.
מכיוון שעץ הוא מטבעו היגרוסקופי ואנאיזוטרופי, צפיפות העץ צריכה להיות מוגדרת בקפידה ולהגדיר את תנאי המדידה, בין אם כיבש בתנור, מותנה (בדרך כלל בתכולת לחות של 12%) או ירוק (כפי שנפל ביער)34. עבור דוגמאות גדולות ומטרות טכניות, צפיפות עץ מוגדרת כמשקל חלקי נפחו בתנאים נתונים. עם זאת, ערך צפיפות העץ תלוי מאוד בקנה המידה שבו הוא נמדד, למשל מפית’ לקליפת עץ צפיפות יכול להכפיל את עצמו, ובסולם טבעתי (בעצי מחט) המעבר של עץ מוקדם לעץ מאוחר מביא לעלייה משמעותית גם בצפיפות העץ, עם שיא בגבול הטבעת.
כאן, פרוטוקול סריקת CT רנטגן של ליבות תוספות מוצג על מנת למדוד תכונות בשלושת הסולמות שהוזכרו לעיל (איור 1). התפתחויות אחרונות ב- CT רנטגן יכולות לכסות את רוב קני המידה הללו, בשל הגדרה גמישה. מטרות המחקר יקבעו את הפרוטוקול הסופי לסריקה.
גורם מגביל מכריע (הקשור באופן אינהרנטי לאופי קנה המידה של צפיפות העץ והעץ בכלל) הוא הרזולוציה והזמן הדרושים לסריקה. דוגמאות מדגימות כיצד: (i) להשיג פרופילי צפיפות עץ בקנה מידה בין-טבעתי עבור אומדני ביומסה ב-Terminalia superba מאגן קונגו, (ii) להשיג רשומות צפיפות מ-Clanwilliam cedar (Widdringtonia cedarbergensis) בהתבסס על סריקה סלילית במערכת HECTOR35, ו-(iii) למדוד פרמטרים של כלי שיט על אלון ססילי, במערכת Nanowood. שני הסורקים הם חלק מחבילת הסורקים במרכז UGent לטומוגרפיית רנטגן (UGCT,
איור 1: עץ החלטות מתודולוגי כללי לסריקת CT רנטגן. השורות מציינות את הצעדים שיש לנקוט, החל ממטרת המחקר ועד לפורמט הנתונים הסופי. תיבות לבנות הן השלבים הרלוונטיים לשרשרת כלים זו. תיבות אפורות הן שלבים שניתן לבצע עם תוכנות או חבילות R אחרות, כגון dplr47 ו- Treeclim48 לניתוח טבעות עצים, ו- ROXAS44 וכן ImageJ42 או יישומים (מסחריים) אחרים להפקת פרמטרים אנטומיים מעץ בהתבסס על תמונות CT. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
מחקר X-CT על עץ
הגדרת סורק: סורק CT סטנדרטי מורכב מצינור רנטגן, גלאי רנטגן, שלב סיבוב וסט מנועים להזזת שלב הסיבוב, וברוב המקרים גם הגלאי, קדימה ואחורה (איור 2).
איור 2. מערכת סריקת הקטור. המערכת35, המציגה את מרחק גלאי המקור (SDD) ואת מרחק אובייקט המקור (SOD). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
לרוב המערכות מבוססות המעבדה יש גיאומטריית חרוט-אלומה, כלומר קרני הרנטגן המופקות מופצות מחלון היציאה של הצינור בצורת חרוט-אלומה, מה שמרמז על כך שעל ידי שינוי המרחק בין האובייקט לבין הצינור (SOD = מקור-אובייקט-מרחק) והגלאי והצינור (SDD = מקור-גלאי-מרחק), ההגדלה נשלטת (ראה דיון על רזולוציה). בשל כוח החדירה של קרני רנטגן, הם עוברים דרך האובייקט, ועוצמת קרן ההנחתה היא פונקציה של האנרגיה של קרן הרנטגן, ההרכב הכימי של האובייקט (המספר האטומי של היסודות הנוכחים) וצפיפות החומר. בהינתן ספקטרום אנרגיה קבוע והרכב חומרים קבוע של עץ, הנחתת קרן הרנטגן תלויה מאוד בצפיפות החומר, מה שמסביר את השימוש בו לצפיפות. ההנחתה (או השידור) יכולה לבוא לידי ביטוי על ידי חוק באר-למברט:
עם I0 קרן הרנטגן הנכנסת באופן מעריכי אשר דועכת לקרן רנטגן משודרת Id בעת התפשטות דרך החומר על פני מרחק d. מקדם ההנחתה הליניארי μ תלוי בסדרה של אינטראקציות עם החומר של האובייקט. ההקרנות הן אפוא הקלטות של הקרן המשודרת.
מעשית, האובייקט מותקן על שלב הסיבוב, SOD ו- SDD מתאימים נבחרים, כוח מסוים נבחר גם כן (הקשור לגודל האובייקט, צפיפות והרכב) והאובייקט מסובב 360° ובמהלך סיבוב זה נלקחות הקרנות מרובות. הקרנות אלה משמשות לאחר מכן לשחזור המבנה הפנימי של האובייקט. ישנם מספר אלגוריתמים לשחזור זמינים, מתוכם הנפוצים ביותר עדיין מבוססים על המסגרת האנליטית שפותחה לפני עשרות שנים, תוך הסתמכות על טרנספורמציית ראדון ומשפט פרוסת פורייה. לפרטים נוספים, הקורא מופנה לספרות מיוחדת36.
חידת הרזולוציה, נפח הנתונים וגודל המדגם: רזולוציה היא המפתח בסריקת CT רנטגן. במערכות עם גיאומטריה הופכית, או גיאומטריית אלומות מקביליות כגון אלומות סינכרוטרון, שיקולים אחרים משחקים תפקיד. פרוטוקול זה דן רק בסריקת CT רנטגן סטנדרטית מבוססת מעבדה עם גיאומטריה של קרן חרוט. כאן, הרעיון של הגדלה, גודל פיקסל גלאי וגודל ספוט הם חיוניים. הגדלה מוגדרת כיחס של SDD/SOD. בשלב הבא, גודל הפיקסלים של הגלאי משפיע כמובן גם על הרזולוציה: ככל שגודל הפיקסלים קטן יותר, כך הרזולוציה גבוהה יותר, אך ברוב המקרים שדה הראייה (FoV) קשור ישירות גם לגודל הפיקסלים ולגודל הגלאי (גודל פיקסלים קטן יותר, FoV קטן יותר לאותו מספר פיקסלים). יתר על כן, גודל הספוט של קרן הרנטגן חשוב גם הוא: ככל שגודל הספוט גדול יותר, כך הרזולוציה נמוכה יותר, מה שאומר שניתן לראות פחות פרטים.
חשוב להתייחס לכך שניתן לקבל רזולוציה גבוהה ממה שמתאפשר על פי המגבלות הנ”ל, ולכן עדיף להשתמש במונח גודל ווקסל (ווקסל הוא פיקסל נפח) במקום רזולוציה. יתר על כן, ישנם גורמים אחרים במשחק, כגון חדות הגלאי, אשר מגבילים עוד יותר את הרזולוציה האמיתית שבה אובייקט נסרק. רק כיול אמיתי של המערכת, תוך שימוש ביעדים מוגדרים, מספק את התשובה האמיתית.
ברוב המקרים, עם זאת, גודל הווקסל שבו ניתן לסרוק אובייקט מוגבל בעיקר על ידי גודל האובייקט. משמעות הדבר היא שככל שהאובייקט גדול יותר, כך גודל הווקסל יהיה נמוך יותר. אם האובייקט אינו מתאים בתוך ה- FoV של הגלאי עבור גודל ווקסל מסוים, אז ניתן להקטין את גודל הווקסל, למשל, על ידי הגבלת ההגדלה.
זמן הסריקה ונפח הנתונים חשובים לקחת בחשבון כאשר מחליטים על גודל הווקסל הרצוי. באופן כללי, ככל שגודל הווקסל קטן יותר פירושו ככל שהפרטים שרוצים לראות גבוהים יותר, כך הדגימה קטנה יותר או פחות דגימות שניתן לסרוק בבת אחת, נדרש זמן רב יותר ונפחי הנתונים ייאספו גדולים יותר. תארו לעצמכם את הדוגמה התיאורטית הבאה: ניתן לסרוק מדגם בגודל 10 ס”מ x 10 ס”מ x 10 ס”מ ב 50 מיקרומטר בבת אחת עם מערכת רנטגן מסוימת CT ורוצים לסרוק את אותו נפח ב 10 מיקרומטר, הנפח שמתאים ל- FoV יהיה רק 2 ס”מ x 2 ס”מ x 2 ס”מ, בהנחה שזה אפשרי מבחינה פיזית. משמעות הדבר היא כי יש צורך 125 סריקות (5³ = 5 פעמים רזולוציה גבוהה יותר, בקנה מידה של 3 בשל האופי הנפחי של טכניקת ההדמיה) כדי לכסות את כל נפח, וכי נפח הנתונים יגדל באופן דומה. כמובן, זהו רק ניסוי מחשבתי, וצריך לשקול הרבה יותר מאשר רק פתרון. למידע נוסף מופנה הקורא לסקירה כללית של אפשרויות הסריקה37.
גמישות המכשירים לסריקת חפצי עץ: בעשור האחרון, חברות רבות סיפקו מערכות CT רנטגן עם הרכבה דומה לזו של HECTOR35. סקירה כללית של מספר מערכות CT, שהוערכו במיוחד עבור הרזולוציה הטמפורלית שלהן, ניתנת ב38.
בסך הכל, הגמישות והידידותיות למשתמש של מערכות רנטגן CT השתפרו במידה ניכרת. מערכות רבות מאפשרות סריקה של מגוון רחב של אובייקטים, וזה גם המקרה של המערכות ב-UGCT. הפרוטוקול להלן מודגם עבור מערכת HECTOR, המתאימה לניתוח טבעות עצים. עם זאת, הפרוטוקול תקף לכל מערכת זמינה אחרת אם הרזולוציה ותבנית הנתונים מאפשרות זאת.
מערכות אלו מאפשרות סריקה של מגוון אובייקטים. כמה תמונות של חפצי עץ שונים שנסרקו באמצעות מערכת HECTOR מוצגות באיור 3. גמישות זו היא שכוללת את שלושת הסולמות שאנו מציגים באיור 1, החל מרזולוציה גסה ועד לרזולוציה עדינה מאוד.
איור 3. דוגמאות להגדרת סריקה. (A) יומן, (B) צ’לו49, (C) מחזיקי דגימות (סוג 1) עם ליבות עץ לסריקת אצווה ו-(D) מחזיק דגימה מסוג 2 עם ליבות תוספת לסריקה סלילית המותקנות על שלב הסיבוב של HECTOR. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Protocol
Representative Results
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?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לשלושת הסוקרים האנונימיים על המשוב וההצעות. מחקר זה מומן על ידי קרן המחקר המיוחדת של BOF עבור JVdB (BOF Starting Grant BOF. STG.2018.0007.01), עבור UGCT כמרכז מומחיות (BOF. EXP.2017.0007) וכמתקן ליבה (BOF. COR.2022.008), המחברים מודים גם לקרן המחקר פלנדריה (G019521N ו-G009720N), ולקרן המחקר התעשייתי UGent (IOF) על התמיכה הכספית בתשתית באמצעות מענק IOF. APP.2021.0005 (פרויקט FaCT F2021/IOF-Equip/021).
Materials
| 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 |
References
- Björklund, J., et al. The utility of bulk wood density for tree-ring research. Dendrochronologia. 69 (September), 125880 (2021).
- Lachenbruch, B., Mcculloh, K. A. Traits, properties, and performance: How woody plants combine hydraulic and mechanical functions in a cell, tissue, or whole plant. New Phytologist. 204 (4), 747-764 (2014).
- Baker, T. R., et al. Variation in wood density determines spatial patterns in Amazonian forest biomass. Global Change Biology. 10 (5), 545-562 (2004).
- Bastin, J. F., et al. Wood specific gravity variations and biomass of central African tree species: The simple choice of the outer wood. PLoS ONE. 10 (11), 1-16 (2015).
- Chave, J., et al. Improved allometric models to estimate the aboveground biomass of tropical trees. Global Change Biology. 20 (10), 3177-3190 (2014).
- Chave, J., et al. Towards a worldwide wood economics spectrum. Ecology letters. 12, 351-366 (2009).
- Plourde, B. T., Boukili, V. K., Chazdon, R. L. Radial changes in wood specific gravity of tropical trees: inter- and intraspecific variation during secondary succession. Functional Ecology. 29 (1), 111-120 (2015).
- Decoux, V., Varcin, &. #. 2. 0. 1. ;., Leban, J. -. M. Relationships between the intra-ring wood density assessed by X-ray densitometry and optical anatomical measurements in conifers. Consequences for the cell wall apparent density determination. Annals of Forest Science. 61, 251-262 (2004).
- Rathgeber, C. B. K., Decoux, V., Leban, J. M. Linking intra-tree-ring wood density variations and tracheid anatomical characteristics in Douglas fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco). Annals of Forest Science. 63 (7), 699-706 (2006).
- Ziemińska, K., Butler, D. W., Gleason, S. M., Wright, I. J., Westoby, M. Fibre wall and lumen fractions drive wood density variation across 24 Australian angiosperms. AoB PLANTS. 5, plt046 (2013).
- Ziemińska, K., Westoby, M., Wright, I. J. Broad anatomical variation within a narrow wood density range – A study of twig wood across 69 Australian angiosperms. PLoS ONE. 10 (4), 1-25 (2015).
- De Mil, T., et al. Wood density profiles and their corresponding tissue fractions in tropical angiosperm trees. Forests. 9 (12), 763 (2018).
- Björklund, J., et al. Scientific Merits and Analytical Challenges of Tree-Ring Densitometry. Reviews of Geophysics. 57 (4), 1224-1264 (2019).
- Maniatis, D., Saint André, L., Temmerman, M., Malhi, Y., Beeckman, H. The potential of using xylarium wood samples for wood density calculations: A comparison of approaches for volume measurement. IForest. 4 (1), 150-159 (2011).
- Lehnebach, R., et al. Wood density variations of legume trees in French Guiana along the shade tolerance continuum: Heartwood effects on radial patterns and gradients. Forests. 10 (2), 1-22 (2019).
- Longuetaud, F., et al. Within-stem maps of wood density and water content for characterization of species: a case study on three hardwood and two softwood species. Annals of Forest Science. 73 (3), 601-614 (2016).
- Steffenrem, A., Kvaalen, H., Dalen, K. S., Høibø, O. A. A high-throughput X-ray-based method for measurements of relative wood density from unprepared increment cores from Picea abies. Scandinavian Journal of Forest Research. 29 (5), 506-514 (2014).
- Vannoppen, A., et al. Dendrochronologia Using X-ray CT based tree-ring width data for tree growth trend analysis. Dendrochronologia. 44, 66-75 (2017).
- Maes, S. L., et al. Evaluating the robustness of three ring-width measurement methods for growth release reconstruction. Dendrochronologia. 46 (May), 67-76 (2017).
- Van Den Berge, S., et al. Biomass increment and carbon sequestration in hedgerow-grown trees. Dendrochronologia. 70 (September), 125894 (2021).
- De Mil, T., Vannoppen, A., Beeckman, H., Van Acker, J., Van den Bulcke, J. A field-to-desktop toolchain for X-ray CT densitometry enables tree ring analysis. Annals of Botany. 117 (7), 1187-1196 (2016).
- St. George, S., Esper, J. Concord and discord among Northern Hemisphere paleotemperature reconstructions from tree rings. Quaternary Science Reviews. 203, 278-281 (2018).
- Schweingruber, F., Fritts, H., Braker, O., Drew, L., Schar, E. The X-ray technique as applied to dendroclimatology. Tree-Ring Bulletin. 38, 61-91 (1978).
- Björklund, J., et al. Cell size and wall dimensions drive distinct variability of earlywood and latewood density in Northern Hemisphere conifers. New Phytologist. 216 (3), 728-740 (2017).
- Polge, H. Applications dans les domaines Technologique et Physiologique. Annales des sciences forestières. 23 (1), 215 (1966).
- De Mil, T., et al. A lonely dot on the map: Exploring the climate signal in tree-ring density and stable isotopes of clanwilliam cedar, South Africa. Dendrochronologia. 69 (November 2020), 125879 (2021).
- Jansen, S., et al. Preparation of wood specimens for transmitted light microscopy and scanning electron microscopy. Belgian Journal of Botany. 131 (1), 41-49 (1998).
- Gärtner, H., Nievergelt, D. The core-microtome: A new tool for surface preparation on cores and time series analysis of varying cell parameters. Dendrochronologia. 28 (2), 85-92 (2010).
- von Arx, G., Crivellaro, A., Prendin, A. L., Čufar, K., Carrer, M. Quantitative Wood Anatomy-Practical Guidelines. Frontiers in Plant Science. 7 (June), 781 (2016).
- Seftigen, K., et al. Prospects for dendroanatomy in paleoclimatology — a case study on Picea engelmannii from the Canadian Rockies. Climate of the Past. 18 (5), 1151-1168 (2022).
- Castagneri, D., Regev, L., Boaretto, E., Carrer, M. Xylem anatomical traits reveal different strategies of two Mediterranean oaks to cope with drought and warming. Environmental and Experimental Botany. 133 (October), 128-138 (2017).
- Brodersen, C. R., et al. Automated analysis of three-dimensional xylem networks using high-resolution computed tomography. The New phytologist. 191 (4), 1168-1179 (2011).
- Van den Bulcke, J., et al. X-ray tomography as a tool for detailed anatomical analysis. Annals of Forest Science. 66 (5), 508 (2009).
- Williamson, G. B., Wiemann, M. C. Measuring wood specific gravity…Correctly. American journal of botany. 97 (3), 519-524 (2010).
- Masschaele, B., et al. HECTOR: A 240kV micro-CT setup optimized for research. Journal of Physics: Conference Series. 463 (1), 012012 (2013).
- Kak, A. C., Slaney, M. . Principles of Computerized Tomographic Imaging. , (2001).
- Van Den Bulcke, J., et al. Advanced X-ray CT scanning can boost tree ring research for earth system sciences. Annals of Botany. 124 (5), 837-847 (2019).
- Zwanenburg, E. A., Williams, M. A., Warnett, J. M. Review of high-speed imaging with lab-based x-ray computed tomography. Measurement Science and Technology. 33 (1), 012003 (2022).
- Gärtner, H., Cherubini, P., Schneider, L., Lucchinetti, S. Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores – New Techniques and Devices. JoVE. (193), e64747 (2023).
- Schweingruber, F. H., Fritts, H. C., Bräker, O. U. The X-ray technique as applied to dendroclimatology. Tree-Ring Bulletin. 38, (1978).
- Grabner, M., Wimmer, R., Gierlinger, N., Evans, R., Downes, G. M. Heartwood extractives in larch and effects on X-ray densitometry. Canadian Journal of Forest Research. 35 (12), 2781-2786 (2005).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).
- Arganda-Carreras, I., et al. Trainable Weka Segmentation: A machine learning tool for microscopy pixel classification. Bioinformatics. 33 (15), 2424-2426 (2017).
- von Arx, G., Carrer, M. ROXAS – A new tool to build centuries-long tracheid-lumen chronologies in conifers. Dendrochronologia. 32 (3), 290-293 (2014).
- Koubaa, A., Zhang, S. Y. T., Makni, S. Defining the transition from earlywood to latewood in black spruce based on intra-ring wood density profiles from X-ray densitometry. Annals of Forest Science. 59 (5-6), 511-518 (2002).
- Buras, A., Wilmking, M. Correcting the calculation of Gleichläufigkeit. Dendrochronologia. 34, 29-30 (2015).
- Bunn, A. G. Statistical and visual crossdating in R using the dplR library. Dendrochronologia. 28 (4), 251-258 (2010).
- Zang, C., Biondi, F. Treeclim: an R package for the numerical calibration of proxy-climate relationships. Ecography. (November 2014), 1-6 (2014).
- Van den Bulcke, J., et al. Nondestructive research on wooden musical instruments: From macro- to microscale imaging with lab-based X-ray CT systems. Journal of Cultural Heritage. 27, S78-S87 (2017).
- Helama, S., Vartiainen, M., Kolström, T., Meriläinen, J. Dendrochronological investigation of wood extractives. Wood Science and Technology. 44 (2), 335-351 (2010).
- Black, B. A., et al. The value of crossdating to retain high-frequency variability, climate signals, and extreme events in environmental proxies. Global Change Biology. 22 (7), 2582-2595 (2016).
- Hubau, W., et al. The persistence of carbon in the African forest understory. Nature plants. 5 (2), 133-140 (2019).
- Stoffel, M., Klinkmüller, M. 3D analysis of anatomical reactions in conifers after mechanical wounding: First qualitative insights from X-ray computed tomography. Trees – Structure and Function. 27 (6), 1805-1811 (2013).
- Van den Bulcke, J., et al. Advanced X-ray CT scanning can boost tree-ring research for earth-system sciences. Annals of Botany. , 1-11 (2019).
- Ziaco, E., Biondi, F., Heinrich, I. Wood Cellular Dendroclimatology: Testing New Proxies in Great Basin Bristlecone Pine. Frontiers in Plant Science. 7 (October), 1-13 (2016).
- De Ridder, M., et al. High-resolution proxies for wood density variations in Terminalia superba. Annals of botany. 107 (2), 293-302 (2011).
- Resente, G., et al. Repeat! Artificial Intelligence for Quantitative Wood Anatomy. Frontiers in Plant Science. 12 (November), 1-14 (2021).
