معايرة واستخدام أجهزة الاستشعار السعة لرصد محتوى الماء الجذع في الأشجار

المياه المخزنة في المواد النباتية يلعب دوراً أساسيا في قدرة النباتات على التعامل مع المياه في الأجلين القصير والطويل الإجهاد^1،2. منشآت تخزين المياه في الجذور، والسيقان، والأوراق في كل من داخل الخلية وخارج الخلية (مثل الخشب السفن) المسافات ^2،،من³⁴. لقد ثبت هذا الماء للمساهمة بين 10 و 50 في المائة من المياه حدث استمرارية التقلبات^2،5،6،،من⁷⁸. على هذا النحو، هو عنصر أساسي في توازن المياه الأرضية السعة المائية النباتية ويمكن أن تستخدم كمؤشر للإجهاد المائي والجفاف الاستجابة والانتعاش¹وهو أحد عوامل حاسمة اللازمة لتصحيح للفترات الزمنية الملحوظة بين تدفق النتح وساب^9،،من¹⁰¹¹. رصد في الوقت الحقيقي لمحتوى الماء الغطاء النباتي يمكن أيضا استخدامها في التطبيقات الزراعية للمساعدة على تقييد البساتين والمحاصيل الري من أجل زيادة كفاءة الري^12،13. ومع ذلك، قياسات مستمرة، محتوى الجذعية-الماء في الموقع من الأنواع الخشبية^7،،من^1415،16،،من^{1718، 19} نادرة بالنسبة لقياسات الجريان ساب²⁰. هنا، فإننا مخطط إجراء لمعايرة أجهزة الاستشعار السعة لرصد المحتوى المائي الحجمي داخل ينبع من الأشجار^5،21.

السلوكيات هيدرودينامية وتنظيم استخدام المياه بالنباتات جزءا لا يتجزأ من^22،التربة والنبات-الغلاف الجوي متوالية²³ وبالتالي فهي عناصر مهمة لتدفقات المياه والكربون بين الغلاف الحيوي والغلاف الجوي^24،25. القوى المحركة لمحتوى الماء الجذعية تتأثر بالعوامل الحيوية وغير الحيوية على حد سواء. نفاد والتغذية من المياه المخزنة الجذعية تتأثر بالاتجاهات القصيرة الأجل والطويلة الأجل في الظروف البيئية، على وجه الخصوص، عجز ضغط البخار والتربة الماء المحتوى^1،26. تحديد الخصائص الفيزيائية ل الخشب²⁷ (مثلاً، والكثافة، وهيكل السفينة) و استراتيجية الهيدروليكية الناشئة²⁵ (مثلاً، iso-أنيسوهيدريك ستوماتال تنظيم أو) للنبات القدرة على تخزين واستخدام المياه ^{19 , 26 , 28}، ويمكن أن تختلف على نطاق واسع من الأنواع^29،30. وقد أثبتت الدراسات السابقة أدواراً مختلفة السعة في الاستوائية^16،،من^2731،،من³²³³ و المعتدلة^{5،7 ،21} الأنواع، وفي كلا كاسيات البذور^1،2،34 وعاريات البذور^6،11،،من¹⁷¹⁹.

تحسين المعرفة بمحتوى الماء الكتلة الحيوية سوف تحسين فهم استراتيجيات الغطاء النباتي للحصول على المياه واستخدام^1،2، جنبا إلى جنب مع الأنواع التعرض للتغيرات المتوقعة في نظم ترسيب^{35 ،36}. المزيد من فهم استخدام المياه مصنع الاستراتيجيات سوف يساعد على التنبؤ بتغير الأنماط الديموغرافية ضمن سيناريوهات المناخ في المستقبل^37،38. من خلال دمج البيانات نموذج تقنيات³⁹، نماذج محتوى الماء الجذعية يمكن استخدام البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام هذه المنهجية لإعلام واختبار الهيدروناميكا قابلة للتطوير، وعلى مستوى المصنع^{4140،، 4243،،44} من أجل تحسين العمليات حسابية الموصلية ستوماتال، ومن ثم محاكاة النتح وامتصاص الكربون التمثيل الضوئي. قد توفر هذه نماذج هيدرودينامية المتقدمة انخفاضا كبيرا في الغموض والخطأ عند إدراجها في أكبر من سطح الأرض والأرض أنظمة نماذج^25،،من^{4546، ،}من ⁴⁷⁴⁸.

وتشمل الأساليب المستخدمة لمراقبة أو حساب المحتوى المائي الجذعية شجرة الحفر⁴⁹من^33،، ديندروميتيرس الإلكترونية^2،،من¹⁵⁵⁰، والمقاومة الكهربائية ⁵¹وغاما الإشعاع التوهين⁵²، تتبع الديوتريوم¹⁹وشبكات ساب التمويه مجسات^32،،من³³⁵³، وقف بسيتشروميتيرس⁴⁹، و السعة¹¹ والساعة^4،،من¹²¹³ المجال ريفليكتوميتري (تقرير التجارة والتنمية). الجهود التي بذلت مؤخرا اختبرت صلاحية أجهزة استشعار السعة التي استخدمت تقليديا لقياس التربة المياه الحجمي المحتوى^5،،من^1821،27. التردد المجال ريفليكتوميتري (FRD)-نمط السعة أجهزة الاستشعار بتكلفة منخفضة واستخدام كميات صغيرة نسبيا من الطاقة لقياسات مستمرة، يجعلها أداة جذابة لقياسات عالية الدقة الزمنية في السيناريوهات الميدانية. سهولة أتمتة فرانكلين روزفلت على تقرير التجارة والتنمية على غرار أجهزة استشعار يسهل جمع مجموعات البيانات الشمس ساعة متواصلة، ويلغي العديد من التحديات الكامنة في القياسات تقرير التجارة والتنمية التي تتطلب كبيرة كابل أطوال¹³. استخدام أجهزة الاستشعار السعة في الموقع يلغي الحاجة للحفر المتكررة أو فرع الحصاد، ويمكن أن توفر دقة محسنة للأنواع الخشبية.الأنواع الخشبية التي تسحب المياه أساسا من الأماكن خارج الخلية، مثل الخشب السفن، أو بواقي الخشب أو اللحاء عالية من مرونة، عموما ليست مرشحا جيدا لتقنيات القياس ديندروميتير شعبية بسبب انخفاض الجذعية مرونة التوسع ²-أجهزة استشعار السعة تقدير سماحية العازلة للكهرباء، التي يمكن تحويلها مباشرة إلى المحتوى المائي الحجمي. ومع ذلك، قياسات السعة حساسة لكثافة وسائل الإعلام المحيطة بأجهزة الاستشعار. ولذلك، أننا ندعو معايرات إبلاغها أن تحويل الناتج من أجهزة الاستشعار الحجمي الخشب-الماء المحتوى^5،21.

نقدم بروتوكول لمعايرة إبلاغها لتحويل الناتج الاستشعار السعة إلى المحتوى المائي الحجمي للخشب. كما قدمت بعض الإرشادات للحقل تركيب أجهزة استشعار السعة في أشجار ناضجة ومناقشة الطريقة مواطن القوة ومواطن الضعف، والافتراضات. هذه التقنيات صممت لرصد المحتوى المائي الحجمي في الجذع، أكبر شجرة المياه تخزين خزان⁸، ولكن يمكن بسهولة توسيعها للشجرة بالكامل مع تركيب أجهزة استشعار إضافية على طول الفروع. سوف تقدم القياسات الحيوية النباتية الماء المحتوى الحقول الهيدروناميكا الغطاء النباتي، والمتوصل والنمذجة سطح الأرض.