اسکن لیزری نشان می دهد که شاخه های درختان مرده با تغییر رطوبت بالا و پایین می روند

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

شاخه های مرده درخت به هیچ وجه ساکن نیستند بلکه در طول روز حرکت می کنند. محققان ژئوانفورماتیک در دانشگاه هایدلبرگ این حرکات را در مطالعه ای که با همکاری موسسه تحقیقات زمین فضایی فنلاند (FGI) انجام شد، ردیابی کردند.

دانشمندان با کمک یک سیستم اسکن لیزری که به طور مستقل عمل می کند، یک قطعه جنگلی خاص را در فواصل زمانی معین ترسیم کردند. با استفاده از یک الگوریتم ردیابی توسعه‌یافته، آن‌ها توانستند حتی حرکات شاخه‌های کوچک را که ناشی از تغییرات رطوبت است، کمیت کنند. رویکرد آنها فرصت های جدیدی را برای نظارت خودکار باز می کند، که می تواند ارزیابی سلامت درخت را بر اساس الگوهای حرکتی مشخصه ممکن کند.

این کار در مجله Agricultural and Forest Meteorology منتشر شده است.

درختان در نگاه اول ایستا به نظر می رسند اما دائما با تأثیرات محیطی سازگار می شوند و شاخه های خود را در پاسخ حرکت می کنند. حرکت سیستماتیک شاخه های درختان مرده مدت ها مشکوک بود، اما هنوز از نظر کمی در شرایط واقعی جنگل نشان داده نشده بود.

گروه تحقیقاتی 3D Geospatial Data Processing (3DGeo) در موسسه جغرافیای دانشگاه هایدلبرگ، به رهبری دکتر برنهارد هوفل، اکنون این سوال را در همکاری بین المللی با FGI بررسی کرده است. دانشمندان با استفاده از اسکن لیزری زمینی، موفق شدند حرکت مشکوک را به طور خودکار هر ساعت در طول چند روز اندازه گیری کرده و با استفاده از الگوریتم ردیابی آن را قابل مشاهده کنند.

برای توضیح اینکه چه چیزی باعث این حرکات می شود، دانشمندان خواص آناتومیکی و مکانیکی شاخه های درخت را مدل کردند. آنها دریافتند که رطوبت نسبی یکی از عوامل کلیدی است: با تغییر، چوب شاخه رطوبت را جذب یا آزاد می کند و باعث انبساط یا انقباض چوب می شود.

ونسا گاتیه، دستیار پژوهشی در گروه تحقیقاتی 3DGeo توضیح می‌دهد: "این تغییر در طول به طور یکنواخت در سطح مقطع شاخه اتفاق نمی‌افتد. بسته به گونه‌های درخت، قسمت‌های بالایی و پایینی با سرعت‌های متفاوتی منبسط می‌شوند. در نتیجه، حتی شاخه‌های مرده نیز می‌توانند به طور قابل‌توجهی با نوسانات رطوبت در طول روز به بالا یا پایین حرکت کنند." تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد که همه شاخه های مورد مطالعه - از 16 درخت مخروطی و یک درخت برگریز در یک جنگل شمالی در Hyytiälä فنلاند - از یک الگوی واضح و منظم از حرکت روزانه پیروی می کردند.

گاتیه توضیح می‌دهد که شاخه‌های مرده درختان مخروطی در طول روز به سمت پایین و در شب به سمت بالا حرکت می‌کردند، در حالی که شاخه‌های مرده توس که مورد مطالعه قرار گرفتند الگوی مخالف را نشان می‌داد. نوک شاخه ها در عرض چند روز به ارتفاع 43 سانتیمتر (17 اینچ) رسید.

حرکت آنها ارتباط نزدیکی با آنچه که رطوبت تعادل چوب نامیده می شود، بود که از رطوبت نسبی و دمای هوا محاسبه می شود. جابجایی شاخه ها به طور متوسط ​​تقریبا سه ساعت و نیم پس از تغییرات رطوبتی که توسط دانشمندان مدل شده بود، رخ داد.

Guthier می‌گوید: «نتایج ما از این فرض حمایت می‌کند که حرکت‌های روزانه شاخه‌های مرده عمدتا به دلیل ویژگی‌های رطوبت سنجی چوب است، یعنی این که آنها به دلیل جذب و انتشار رطوبت در چوب ایجاد می‌شوند.»

به گفته کارشناسان ژئوانفورماتیک هایدلبرگ، کمی سازی دقیق نشان می دهد که علائم حرکتی شاخه های زنده و مرده به وضوح با یکدیگر متفاوت است. تجزیه و تحلیل این الگوها با کمک الگوریتم ردیابی و سیستم اسکن لیزری مستقل، در نهایت امکان شناسایی شاخه های مرده روی چندین درخت را به طور همزمان بدون تماس فیزیکی ممکن می کند.

هوفل تأکید می‌کند: «این رویکرد تحقیقاتی فرصت‌های بسیار خوبی برای نظارت بر درختان در جنگل‌ها و شهرها ارائه می‌دهد، که امکان ردیابی خودکار سلامت درختان و تشخیص کاهش سرزندگی درختان را در مراحل اولیه فراهم می‌کند».

ونسا گاتیر و همکاران، کمی سازی حرکت شاخه های مرده رطوبت سنجی روی درختان جنگل های شمالی با استفاده از اسکن لیزری دائمی زمینی، هواشناسی کشاورزی و جنگل (2026). DOI: 10.1016/j.agrformet.2026.111444

اطلاعات مجله: هواشناسی کشاورزی و جنگل

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →