Недорогие датчики-«фитбиты» для деревьев отслеживают рост и цветение в городе
Низкобуджетные «фитбиты для деревьев» могут точно определять время таких событий, как весеннее цветение или осенний листопад. К такому выводу пришли исследователи из CU Boulder, оснастившие два ясеня в Восточном Боулдере высокоточными акселерометрами. Эта технология позволит арбористам эффективно наблюдать за тысячами деревьев и понять, как фенология деревьев меняется в условиях потепления климата.
Как работают «древесные фитбиты»
«Акселерометры в автомобилях или смартфонах отслеживают движение в реальном времени. На деревьях они улавливают вибрации ствола, когда он раскачивается на ветру», — объясняет Дейдре Ягер, ведущий автор исследования, опубликованного в Agricultural and Forest Meteorology. — «Это раскачивание соответствует массе дерева, которая меняется в зависимости от сезона».
Зимой деревья сухие и хрупкие, их движение быстрое и «дрожащее». Весной они наполняются водой, становятся гибкими, и их колебания меняются.
От цветения до листопада
Предыдущие исследования с акселерометрами могли определить распускание почек или опадение листьев. Команда Ягер продемонстрировала, что данные могут быть гораздо детальнее. Учёные зафиксировали точный момент цветения ясеня — тонкое изменение в движении, соответствующее распусканию цветков и выбросу пыльцы.
Эксперимент 2018 года на двух ясенях в кампусе CU Boulder показал, что метод работает и в городской среде, где деревья не всегда находятся на открытом пространстве.
Преимущества перед другими методами
- Спутниковый мониторинг полезен для лесов с одним доминирующим видом, но не подходит для разнообразных городских посадок.
- Камеры с интервальной съёмкой дороги и вызывают вопросы о приватности.
- Съёмка с дронов даёт детальные изображения, но ежедневные или еженедельные полёты непрактичны.
«Акселерометры дискретны, работают непрерывно и не подвержены влиянию физических барьеров или активности в городе. Мы получаем высокодетальные и надёжные данные», — отмечает Ягер.
Перспективы применения
Технология может быть использована в сельском хозяйстве для:
- Прогнозирования сроков созревания плодов.
- Определения времени для защиты почек от экстремальной погоды.
- Прогноза осеннего изменения цвета листьев.
- Измерения количества снега в лесных кронах.
- Обнаружения повреждений деревьев насекомыми.
«Деревья — это биоиндикаторы изменения климата, — говорит Ягер. — Долгосрочные высокодетальные данные с акселерометров помогут учёным лучше предсказать, как меняющийся климат повлияет на цветение, здоровье деревьев и другие процессы».