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树木传感器跟踪城市发展、开花等
来源:赛斯维传感器网 发表于 2022/5/25

一个加速度计绑在 cu boulder 东校区的一棵树上。


根据 cu boulder 的一项新研究,低成本的“树木定位器”可以确定树木活动的准确时间,例如春季开花或秋季换叶。研究人员为两棵东博尔德白蜡树配备了高分辨率加速度计,有效地跟踪树木对季节变化的反应。在接下来的几年里,树艺师可以利用这项技术有效地监测数千棵树木——让研究人员深入了解树木物候如何随着气候变暖而变化。


“加速度计安装在汽车、智能手机和 fitbit 中——它们实时跟踪运动。当我们将它们放在树上时,加速度计会检测树在风中摇摆时树干上的振动,”获得 cires 博士学位的 deidre jaeger 说。本周在农业和森林气象学上发表的这项研究的研究员和主要作者。“这种摇摆对应于树的质量,它告诉我们树在做什么。”


一棵树的质量完全取决于它在整个季节的吸水量,从而产生决定它如何在风中起舞的结构差异。在冬天,树木干燥而脆弱。jaeger 说:“想想在严冬时节,光秃秃的树木发出的快速、摇晃的嘎嘎声。” “现在想想春天:树木茂盛,叶子茂盛,充满水,摇曳灵活。”


之前的加速度计研究能够检测到树木的叶芽何时张开或叶子何时干燥并脱落——但 jaeger 的团队证明了这种树木 fitbits 可以收集多少更详细的数据。该团队捕捉到了白蜡树开花的准确时刻,捕捉到与树木开花和花粉释放相对应的运动的微妙变化。


jaeger 和她的团队于 2018 年在 cu boulder 的东校区装备了两棵白蜡树,并与 cu boulder 的树艺师 vince aquino 合作将设备绑在每棵树的树干上。“以前的工作表明,树木需要露天才能有足够的风来摇摆,但我们发现它不仅适用于城市内的树木 - 它实际上是追踪城市树木生长的理想方式,”jaeger 说。


研究小组表示,基于卫星的遥感跟踪方法可用于监测以单一物种为主的森林的绿度变化,但由于每个街区内的物种多样性很高,因此很难了解城市内的树种。 . 延时摄影机也不理想:它们价格昂贵,并且在人口稠密地区引发了隐私问题。虽然无人机图像可以提供高分辨率图像,但获得每天或每周飞越的许可将是不可持续的。“加速度计是离散的、连续的,不受城市环境中的行动或物理障碍的影响。我们获得了高分辨率、可靠的数据。”


“现在我们知道加速度计可以确定开花日期,这可能对农业有用,预测树果实何时成熟或知道何时采取干预措施来保护树芽免受极端天气的影响,”jaeger 说。该技术还可以预测秋天树叶何时变色,测量森林树冠中的积雪量,甚至检测虫子对树木的破坏。


“树木也是气候变化的生物指标,”jaeger 说,“因此,拥有高分辨率、长期的加速度计数据将有助于科学家更好地预测气候变化将如何影响树木开花、树木健康等。”


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