周国模:无线传感技术可有效监测城市森林环境

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中国大连经济网6月19日电(记者曹伟)第八届中国城市森林论坛市长和专家专题演讲今天在大连举行。浙江A&F大学校长周国模在论坛上做了“城市森林环境效应监测技术”的演讲，从技术层面详细分析了城市森林在改善城市环境中的作用，进一步论证了森林入城的意义。他在讲话中指出，无线传感器网络是沟通物理世界和数字世界的有效工具，能够很好地实现人、社会和物理世界的融合。

浙江农林大学校长周国模教授。中国经济网记者余姚照片。

以下是嘉宾发言全文: 各位专家代表！城市森林具有良好的生态服务功能和明显的环境效应，如何科学准确地监测这些效应需要开发新技术。今天，我将简要介绍我们近年来的一些尝试。今天的报道主要介绍四个方面。 目前，国内外以及我国国家林业局都对城市森林的概念做了一些界定，这对我国整个城市建设至关重要。因此，应该说，各级政府对城市森林建设高度重视，群众支持，林业主管部门全力以赴。城市森林已经成为现代城市建设的重要组成部分。综上所述，城市森林已经成为森林的重要组成部分；城市森林已成为城市重要的生态设施，是城市改善、环境和质量提高的重要起点。 城市森林的结构特征，我们知道城市森林在组织结构和功能目标上明显不同于普通森林。城市森林主要是人为强行干预形成的。现在应该说是人为干扰比较强，结构高度异质，类型复杂多样。 从城市森林环境效应来看，主要有经济环境效应、社会环境效应和生态环境效应。从生态环境效应来看，主要有小气候调节、降温增湿、城市热岛缓解、固碳释氧、杀菌、滞尘、净化空气体等。城市森林的生态环境效应是城市森林的主要服务功能，也是我们评价和研究的重点。 现在我们在监控一些问题。城市森林监测是科学评价城市生态服务功能、科学分析城市森林结构与功能关系的基础和关键。可以为城市生态规划、城市建设规划和城市森林的合理建设提供生态学依据。由于城市森林的异质性，监测非常重要，但空城市森林结构的复杂性、分布的碎片化、相互作用的频率和异质性使得监测生态和环境影响非常困难。 传统监测方法的缺陷。传统的监测要素，如我们缓解城市热岛效应，我们通常使用气象站，定点观测方法，移动样带方法，遥感监测方法，模型模拟方法等。说明是在一定时间内观察到的，不能反映不同的恒温变化，包括传统监测分子中的固碳和释氧。我们用li-6400等照度仪测量植物叶片的光和速度、蒸腾速率等。【/h/】监测的基本特点是规模小、个体型、典型监测。小气候和导热系数受当地环境影响较大，测点变化对分析结论影响较大，难以模拟或获得大面积湿度场分布。固碳释氧、杀菌滞尘、个体叶表面特征、树体结构和枝叶密度决定了功能差异，典型的定点观测难以反映城市森林的整体生态环境效应。而且我们说城市森林的生态功能具有明显的时间特征，某一时间点的实测数据不能代表一个时间段甚至一天的活动状态。因此，面对复杂多样的城市森林结构，迫切需要良好的失控响应技术来监测和揭示其环境功能。 无线传感技术及优势。主要采用无线多跳自组织网络技术，节点数量可达数千个规模。多类型传感器用于从大范围的监测点同步收集环境因素数据。这个主要特点是节点数千个，第二是全天后实时监控，第三是多种环境因素同步感知。因此，无线传感器网络是沟通物理世界和数字世界的有效工具，可以很好地实现人、社会和物理世界的融合。在污染控制、交通管理和生态建设方面提供优势。例如，森林小气候监测、森林空空气质量监测和森林土壤水质监测等。 从无线监测方法来看，空是一个范围小、时间不同步、粒度离散、人类日常活动面积发光度大、成本劳动密集型的城市，不能完全反映城市森林生态环境的真实情况。因此，需要进行大规模的测设、异步同步一体化和连续观测，少用或不用人工。从定点监测和模型估计中进行连续、准确的数据统计。 最后介绍我们的应用和结构。我们在浙江天目山搭建了一个系统，已经在真实的森林环境中稳定运行。我们学校的校园森林中布置了一个300多个节点的系统，对森林中的光照、湿度、二氧化碳等因素进行长期连续的监测。我们的校园森林和我们的城市森林都是很有想象力的，是在人为干扰下形成的。 数据采集程序和数据格式。在这里，我想说明一下数据格式。时间精确到2011年3月8日19: 16: 12: 778。这是我们关于光照、温度和湿度的一些数据。在某个节点，24小时光照的变化可以在一小时内，理论上在秒内。这里通过比较同一时间段内不同位置的光照情况，可以看出从某个节点的连续数据来看，一天内有两个光照峰值，森林内的光照强度低于森林边缘和森林外。另一个温度动态，一天中最高和最低的温度在哪里。第三是湿度的变化，森林内部高于边缘，森林外部也高于边缘。通过这个可以做一些数据挖掘，比如森林中的温度和湿度的相关性等等。【/h/】森林结构评价与模拟，感知数据后即可了解，整个森林可分为光照等值线、温度等值线，包括郁闭度等值线，可模拟森林结构模拟，更好地指导城市森林建设。 我们的初步结论是，无线传感器网络技术是科学准确监测城市森林环境影响的有效工具。谢谢大家。