林木胸径持续测量装置的研制与应用

摘要

为满足森林生态监测中对树木胸径高频次、自动化测量的迫切需求，设计并实现一种基于物联网技术的树木胸径持续测量装置。该装置以ESP32（由中国的乐鑫公司（Espressif Systems）推出的一款集成了Wi-Fi和蓝牙功能的低成本、低功耗的微控制器）为核心组件，集成高精度位移传感器，同步带传动结构以及无线通信模块，完成树木胸径变化数据的实时采集，同时具备对采集数据的高效存储能力以及稳定远程传输功能。为验证装置性能，选取2株不同树种（水曲柳与落叶松），在东北林业大学校园林场开展为期一年的实地实验。监测结果显示，该系统能够精确反映树木在生长期与休眠期的胸径变化特征，其测量误差控制在0.1%以内，并且与人工测量结果高度一致（R 2=0.91）。此外，结合连续胸径数据与实测树高，采用双变量生物量模型推算单株树木的年度碳汇变化，为个体树碳储量动态估算提供可靠的技术路径。

关键词

林木 / 位移传感器 / 持续测量 / 胸径 / 碳储量 / 生物量 / 自动化 / 森林生态监测