近日，由浙農(nóng)林大師生攜手研發(fā)的“樹木液流監(jiān)測儀”走進(jìn)天目山，為保護(hù)區(qū)內(nèi)的古樹名木開展精確的健康診斷。
古樹名木是重要的科研和林業(yè)資源，但其瀕危、死亡的報(bào)道不絕于耳。我國現(xiàn)有古樹名木508.19萬株，其中處于瀕危狀態(tài)的古樹超過18萬株，造成年均經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上千萬元。如何在不損傷樹木的前提下，有效檢測、監(jiān)測古樹名木的健康狀況，助力保護(hù)古樹名木，成為不少專家關(guān)注的問題。
為攻克古樹名木健康狀況監(jiān)測難題，2022年9月，浙江農(nóng)林大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院的植感古樹保護(hù)科技團(tuán)隊(duì)，在天目山保護(hù)區(qū)、龍門秘境等地開展古樹實(shí)地調(diào)查，收集樣本數(shù)據(jù)6.7萬條，深入了解古樹的各項(xiàng)健康指標(biāo)及其生長狀況。在此基礎(chǔ)上，該科技團(tuán)隊(duì)查閱300余篇國內(nèi)國外與莖流相關(guān)研究的論文，確立了以莖流為核心的檢測方式來實(shí)現(xiàn)對古樹的保護(hù)，并創(chuàng)新采用熱耗散與熱脈沖技術(shù)相結(jié)合的測量方法，實(shí)現(xiàn)對樹木液流從低速到高速全范圍的精準(zhǔn)檢測。
有了研究目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)成員虛心請教林業(yè)、機(jī)械等方面的專家，最終選擇以stm32單片機(jī)為載體設(shè)計(jì)研發(fā)了H&T莖流儀。經(jīng)過上百次嘗試，研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)H&T雙模式切換算法，解決了雙模式準(zhǔn)確切換的難題，最終于2023年6月成功研發(fā)H&T智能樹木液流監(jiān)測儀。該設(shè)備創(chuàng)新采用熱脈沖與熱耗散結(jié)合的方法對樹木液流進(jìn)行檢測，不僅可以不間斷監(jiān)測，而且提前6個(gè)月預(yù)測信息，智能匹配治理方案，具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性，目前已申請軟件著作權(quán)4項(xiàng)、專利3項(xiàng)，發(fā)表論文4篇。
“樹干液流是指植物體內(nèi)葉片蒸騰失水引起樹干水分從根部運(yùn)輸?shù)饺~片的過程，是反映樹木水分傳輸機(jī)理及樹木蒸騰耗水特性，以及估算樹木耗水量的關(guān)鍵指標(biāo)。樹干液流流速是樹木健康程度的一個(gè)重要指標(biāo)，學(xué)生們研發(fā)的設(shè)備，集成了熱脈沖和熱耗散兩種熱技術(shù)法，當(dāng)液流流速正常時(shí)采用熱脈沖法進(jìn)行測量，當(dāng)液流速率過低時(shí)采用熱耗散法進(jìn)行測定。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師馮海林教授介紹說，H&T智能樹木液流監(jiān)測儀具有不破壞樹木在自然生長條件下正常生長狀況，可以連續(xù)測定樹干液流、易于野外操作及遠(yuǎn)程下載數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全速率液流測量，擴(kuò)大了儀器的適用范圍，提高了精度。
目前，相關(guān)產(chǎn)品已在天目山國家級自然保護(hù)區(qū)等多家單位進(jìn)行試用，共檢測700余株，發(fā)現(xiàn)病樹180余株。相關(guān)儀器應(yīng)用到安吉小鯢國家級自然保護(hù)區(qū)，發(fā)現(xiàn)43株問題古樹、提出86條解決方案、節(jié)約10余萬人力成本。相關(guān)試用單位認(rèn)為，學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)監(jiān)測儀能夠及時(shí)反映樹木的健康狀況，有效預(yù)防樹木重大病變的發(fā)生，使得病木、壞木及時(shí)得到治療與養(yǎng)護(hù)，降低古樹名木的死亡率，減少我國在古樹名木救治方面的經(jīng)濟(jì)損失。
“前不久，我們團(tuán)隊(duì)已申請注冊公司，目前正在拓展經(jīng)濟(jì)林種植基地、林地研究所和荒漠化治理機(jī)構(gòu)等深度市場，與杭州啄木鳥古樹名木救助公司合作組建古樹名木救治團(tuán)隊(duì)。”團(tuán)隊(duì)成員任楨表示，古樹名木的保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn)，能以專業(yè)的知識和技能服務(wù)古樹名木的保護(hù)工作，非常有意義相信這也會有很大的發(fā)展前景。
《科技金融時(shí)報(bào)》：2024.4.23
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