中國經濟網大連6月19日訊(記者曹偉)第八屆中國城市森林論壇市長、專家專題演講今日在大連舉行。浙江農林大學校長周國模就“城市森林環(huán)境效應監(jiān)測技術”為題在論壇上進行了講解,從技術層面詳細分析了城市森林在改善城市環(huán)境中的作用,進一步論證了森林進城的重要意義。他在發(fā)言中指出,無線傳感網是溝通物理世界和數(shù)字世界的有效工具,能夠很好的實現(xiàn)人、社會和物理世界的融合。
浙江農林大學校長周國模教授。中國經濟網記者姚宇攝。
以下為嘉賓發(fā)言全文:
各位專家、代表!城市森林具有很好的生態(tài)服務功能,環(huán)境效應非常明顯,所以如何科學、準確地來監(jiān)測這些效應,需要發(fā)展新的技術。今天我向大家簡要介紹一下我們這幾年所做的一些嘗試。今天報告主要從四個方面做一個介紹。
現(xiàn)在國內外以及我們國家林業(yè)局都對城市森林的概念做了一些定義,城市森林在我們整個城市建設當中非常重要,所以建設城市森林應該說是各級政府非常重視、群眾擁護,林業(yè)主管部門也是盡心盡力,城市森林已經成為現(xiàn)代城市建設當中一個重要的組成部分。概括起來,城市森林已經成為森林的重要部分;城市森林已經成為城市重要的生態(tài)設施,成為城市改善、環(huán)境、品質提升的一個重要的抓手。
城市森林的結構特征,我們知道城市森林在組織結構、功能目標上明顯表現(xiàn)出與一般森林不一樣的特點,城市森林主要是通過人為強制干預形成的,城市森林現(xiàn)在應該說人為干擾比較強烈,結構高度異質、類型復雜多樣。
從城市森林環(huán)境效應來看,主要有經濟環(huán)境效應、社會環(huán)境效應與生態(tài)環(huán)境效應,從生態(tài)環(huán)境效應看主要有調節(jié)小氣候、降溫增濕、緩解城市熱島、固碳釋氧、殺菌、滯塵、凈化空氣等等。城市森林生態(tài)環(huán)境效應是城市森林的主體服務功能,也是我們評估和研究的重點。
現(xiàn)在監(jiān)測面臨的一些問題。對城市森林的監(jiān)測是科學評價城市生態(tài)服務功能、科學分析城市森林結構功能關系的基礎和關鍵。可以為城市生態(tài)規(guī)劃、城市建設規(guī)劃和城市森林合理構建提供生態(tài)學基礎。現(xiàn)在面臨的一個問題,因為城市森林的異質性的問題,監(jiān)測非常重要,但城市森林結構復雜性、分布破碎性、交互頻率性、空間異質性使生態(tài)環(huán)境效應監(jiān)測變得十分困難。
傳統(tǒng)監(jiān)測方法的不足。傳統(tǒng)的監(jiān)測分子,比如說我們緩解城市熱島效應,我們通常采用氣象站點、定點觀測法、運動樣帶法、遙感監(jiān)測法、模型模擬法等等。表明是某一個時段上的觀測,不能反映不同不斷溫度變化,包括傳統(tǒng)監(jiān)測分子里,固碳釋氧,我們利用Li-6400等光和測定儀測定植株葉片光和速率、蒸騰速率等等。
監(jiān)測的基本特點,一個是小范圍,一個是個別類型,一個是采取典型的監(jiān)測。小氣候和熱導效應,受局部環(huán)境影響大,測點變動極大影響分析結論,難以模擬或獲取大面積濕度場分布。固碳釋氧、殺菌滯塵,個體葉表面特性、樹體結構、枝葉密度決定了功能差異,典型定點觀測難以反映城市森林的整體生態(tài)環(huán)境效應狀況。而且我們講城市森林生態(tài)功能具有明顯的時間特征,某一個時間點上的所測數(shù)據不能代表一個時段,甚至一天的活動狀況。所以面對復雜多樣的城市森林結構,迫切需要良好的失控響應技術來監(jiān)測和揭示其環(huán)境功能。
無線傳感技術和優(yōu)勢。主要采用無線多跳自組織網絡技術,節(jié)點數(shù)量可以達到成千論萬規(guī)模。利用多類型傳感器,同步采集大范圍多監(jiān)測點的環(huán)境因子數(shù)據。這個主要特征,一個就是節(jié)點可以成千論萬,第二個全天后實時監(jiān)測,第三個多環(huán)境因子的同步感知。所以無線傳感網是溝通物理世界和數(shù)字世界的有效工具,能夠很好的實現(xiàn)人、社會和物理世界的融合。在污染整治、交通管理、生態(tài)建設方面提供優(yōu)勢。比如林內小氣候監(jiān)測、森林空氣質量監(jiān)測和森林土壤水質監(jiān)測等等。
從無線監(jiān)測方法來看,空間上是小范圍,時間上異步,粒度上是離散,光度上人類日?;顒訁^(qū)域,成本上人力密集,不能全面反映城市森林生態(tài)環(huán)境真實情況,所以一定要做到大范圍布設測量,異步與同步融合,連續(xù)觀測,要少人工或者無人工。從定點監(jiān)測和模型估計做出連續(xù)的準確數(shù)據統(tǒng)計。
最后把我們的應用和結構做一些介紹。我們在浙江天目山地區(qū)建成了一個系統(tǒng),已在真實的森林環(huán)境中穩(wěn)定運行。在我們學校校園林布置了300多個結點的系統(tǒng),進行林內光照、濕度二氧化碳等因子長期、連續(xù)監(jiān)測。我們校園林的森林跟我們城市森林非常想象,在人工干擾下形成的。
數(shù)據收集程序和數(shù)據格式,這里想解釋一下數(shù)據的格式,時間精確到2011年3月8號19:16:12:778,這里就是我們一些光照、溫濕度的數(shù)據。某一個結點里面,24小時光照的變化,可以以一個小時為單位,理論上可以以秒為單位。這里不同的位置在同一個時間段里光照的比較,某一個結點連續(xù)的數(shù)據,可以看到一天光照有兩個高峰,另外林內光照強度低于林緣和林外。再一個溫度的動態(tài),一天當中溫度的最高點和最低點在什么地方。第三個是濕度變化,林內濕度高于林緣和林外。通過這個我們可以再進行一些數(shù)據挖掘,比如林內溫濕度有什么相關性等等。
森林結構測評與模擬,我們感知數(shù)據以后進行理解,通過這個感觸數(shù)據可以把整個森林劃作光照的等值線、溫度等值線,包括郁閉度等值線等,可以模擬森林結構模擬,更好指導城市森林的營建。
我們的初步結論是無線傳感網絡技術是科學、精準監(jiān)測城市森林環(huán)境效應的有效工具。謝謝大家。
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