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樹(shù)木傳感器跟蹤城市發(fā)展、開(kāi)花等
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2022/5/25

一個(gè)加速度計(jì)綁在 CU Boulder 東校區(qū)的一棵樹(shù)上。


根據(jù) CU Boulder 的一項(xiàng)新研究,低成本的“樹(shù)木定位器”可以確定樹(shù)木活動(dòng)的準(zhǔn)確時(shí)間,例如春季開(kāi)花或秋季換葉。研究人員為兩棵東博爾德白蠟樹(shù)配備了高分辨率加速度計(jì),有效地跟蹤樹(shù)木對(duì)季節(jié)變化的反應(yīng)。在接下來(lái)的幾年里,樹(shù)藝師可以利用這項(xiàng)技術(shù)有效地監(jiān)測(cè)數(shù)千棵樹(shù)木——讓研究人員深入了解樹(shù)木物候如何隨著氣候變暖而變化。


“加速度計(jì)安裝在汽車(chē)、智能手機(jī)和 fitbit 中——它們實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們將它們放在樹(shù)上時(shí),加速度計(jì)會(huì)檢測(cè)樹(shù)在風(fēng)中搖擺時(shí)樹(shù)干上的振動(dòng),”獲得 CIRES 博士學(xué)位的 Deidre Jaeger 說(shuō)。本周在農(nóng)業(yè)和森林氣象學(xué)上發(fā)表的這項(xiàng)研究的研究員和主要作者!斑@種搖擺對(duì)應(yīng)于樹(shù)的質(zhì)量,它告訴我們樹(shù)在做什么!


一棵樹(shù)的質(zhì)量完全取決于它在整個(gè)季節(jié)的吸水量,從而產(chǎn)生決定它如何在風(fēng)中起舞的結(jié)構(gòu)差異。在冬天,樹(shù)木干燥而脆弱。Jaeger 說(shuō):“想想在嚴(yán)冬時(shí)節(jié),光禿禿的樹(shù)木發(fā)出的快速、搖晃的嘎嘎聲。” “現(xiàn)在想想春天:樹(shù)木茂盛,葉子茂盛,充滿(mǎn)水,搖曳靈活!


之前的加速度計(jì)研究能夠檢測(cè)到樹(shù)木的葉芽何時(shí)張開(kāi)或葉子何時(shí)干燥并脫落——但 Jaeger 的團(tuán)隊(duì)證明了這種樹(shù)木 Fitbits 可以收集多少更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。該團(tuán)隊(duì)捕捉到了白蠟樹(shù)開(kāi)花的準(zhǔn)確時(shí)刻,捕捉到與樹(shù)木開(kāi)花和花粉釋放相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)的微妙變化。


Jaeger 和她的團(tuán)隊(duì)于 2018 年在 CU Boulder 的東校區(qū)裝備了兩棵白蠟樹(shù),并與 CU Boulder 的樹(shù)藝師 Vince Aquino 合作將設(shè)備綁在每棵樹(shù)的樹(shù)干上。“以前的工作表明,樹(shù)木需要露天才能有足夠的風(fēng)來(lái)?yè)u擺,但我們發(fā)現(xiàn)它不僅適用于城市內(nèi)的樹(shù)木 - 它實(shí)際上是追蹤城市樹(shù)木生長(zhǎng)的理想方式,”Jaeger 說(shuō)。


研究小組表示,基于衛(wèi)星的遙感跟蹤方法可用于監(jiān)測(cè)以單一物種為主的森林的綠度變化,但由于每個(gè)街區(qū)內(nèi)的物種多樣性很高,因此很難了解城市內(nèi)的樹(shù)種。 . 延時(shí)攝影機(jī)也不理想:它們價(jià)格昂貴,并且在人口稠密地區(qū)引發(fā)了隱私問(wèn)題。雖然無(wú)人機(jī)圖像可以提供高分辨率圖像,但獲得每天或每周飛越的許可將是不可持續(xù)的!凹铀俣扔(jì)是離散的、連續(xù)的,不受城市環(huán)境中的行動(dòng)或物理障礙的影響。我們獲得了高分辨率、可靠的數(shù)據(jù)!


“現(xiàn)在我們知道加速度計(jì)可以確定開(kāi)花日期,這可能對(duì)農(nóng)業(yè)有用,預(yù)測(cè)樹(shù)果實(shí)何時(shí)成熟或知道何時(shí)采取干預(yù)措施來(lái)保護(hù)樹(shù)芽免受極端天氣的影響,”Jaeger 說(shuō)。該技術(shù)還可以預(yù)測(cè)秋天樹(shù)葉何時(shí)變色,測(cè)量森林樹(shù)冠中的積雪量,甚至檢測(cè)蟲(chóng)子對(duì)樹(shù)木的破壞。


“樹(shù)木也是氣候變化的生物指標(biāo),”Jaeger 說(shuō),“因此,擁有高分辨率、長(zhǎng)期的加速度計(jì)數(shù)據(jù)將有助于科學(xué)家更好地預(yù)測(cè)氣候變化將如何影響樹(shù)木開(kāi)花、樹(shù)木健康等!


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