木の幹の水分量を監視するための校正と静電容量センサーの使用

植物材料の保存水は、短期および長期の水ストレス^1,2に対応する植物の能力の不可欠な役割を果たしています。植物は、根、茎、水を貯えるし、葉細胞内と細胞外の両方で (例えば導管) 空間^2,3,4。この水は、10 と日周所要水^2,5,6,7,8の 50% 間に貢献して示されています。そのため、工場油圧容量地上水バランスの重要なコンポーネントです、水ストレス、干ばつの応答および回復¹、インジケーターとして使用することができますの観測時間の差を補正するために必要な重要な要因は、蒸散と sap^{9,10,11 を}流れ。植生水コンテンツのリアルタイム モニタ リングも使用できます農業アプリケーションで果樹園を制約し、散水効率^12,13を増加するために灌漑をトリミングを助けるため。ただし、樹種^{7,14,15,16,17,18、連続、原幹水分含量の測定 19} sap フラックス測定²⁰を基準にして珍しい。ここでは、私たちは木^5,21の樹幹内における体積含水率を監視する静電容量センサーのキャリブレーションの手順を概説します。

土壌-植物-大気圏の連続^22,23の不可欠なコンポーネントは、流体の挙動と植生による水利用調節間水と炭素フラックスの重要なコントロールであるため、生物圏と雰囲気^24,25。幹の水分動態生物的・非生物的要因によって影響を受けています。枯渇と幹保存水の涵養、環境条件、特に、飽の短期および長期の傾向によって影響を受けます、土壌水コンテンツ^1,26。木製²⁷ (例えば密度、血管構造) と創発的油圧戦略²⁵ (例えば、iso または anisohydric 気孔制御) の物理的性質保存し、水を使用する植物の能力を決定します。^19,26,28日、種^29,30によって大きく異なります。以前の研究は、熱帯^{16,27,31,32,33} , 温帯^{5,7 容量のさまざまな役割を実証しています。 ,21}種と両方被子植物^1,2,34と裸子植物^6,11,17,19。

バイオマス含水率の改善の知識が植生水獲得のための戦略の理解を改善し、^1、2、と一緒に沈殿物の政体^{35 が変化する種の脆弱性を使用して、 ,36}。さらに戦略は、将来の気候変動のシナリオ^37,38の下で人口統計学パターンのシフトの予測を助ける植物の水の使用を理解します。モデル データの融合技術³⁹、を通して茎水分通知およびスケーラブルなプラント レベルの流体力学をテストするこの手法を使用して得られたデータを使用ことができますモデル^{40,41, 42,,4344}気孔コンダクタンスの計算を改善するために、それによって、蒸散および光合成の炭素吸収量のシミュレーション。これらの高度な流体力学モデルは不確実性およびより大きい土地の表面および地球システム モデル^{25,45,46に組み込まれた場合のエラーの大幅な削減を提供可能性があります。 47,48}。

^33,49, 電子 dendrometers^2,15,50, 電気抵抗をコアリング ツリーを監視または茎水分を計算するために使用するメソッドに含めますsap 磁束センサー^32,33,53, ネットワーク, 重水素トレーサー¹⁹ガンマ放射減衰^{52 51}べき⁴⁹の幹と振幅¹¹と時間^4,12,13領域リフレクトメトリ (TDR)。最近の努力は土壌体積含水コンテンツ^5,18,21,27を測定に使用されてきた、静電容量センサーの実行可能性をテストしています。周波数領域リフレクトメトリ (FRD)-スタイル静電容量センサーは、低コストし、連続測定のフィールドのシナリオで、高時間分解能測定のための魅力的なツールを作るためのエネルギーの比較的少量の使用します。TDR スタイル センサー FDR の自動化が容易容易に連続的な太陽時間データ セットの収集と実質的なケーブルの長さ¹³を必要と TDR 測定で固有の課題の多くを排除します。その場で静電容量センサーの使用は反復掘削または枝を収穫する必要があるし、堅材種の精度向上を提供することがあります。樹種、導管などの細胞外スペースから主水の撤退や、弾力性の高い木材や樹皮の係数は、一般的に低弾性幹膨張^{人気デンドロメータ測定技術の候補ではないです。2}. 静電容量センサー推定誘電体積含水率に直接変換することができます。ただし、容量測定はセンサーを取り巻くメディアの密度に敏感です。したがって、センサーの出力を体積木水コンテンツ^5,21に変換種特異的なキャリブレーションを主張します。

種特異的な校正体積含水率木材の静電容量センサー出力に変換するためのプロトコルを提案します。また、成熟した木々 の静電容量センサーのフィールド ・ インストールとメソッドの強み、弱みと仮定の議論についてもあります。これらの技術は、最大ツリー水貯蔵タンク⁸トランクの体積含水率を監視するために設計されていますが枝に沿って追加のセンサーのインストール ツリー全体に簡単に展開できます。ダイナミックな植物水分測定は植生流体力学、生気象学、陸面モデルのフィールドに進めます。