刘卫平 宋 维高 超 赵燕东

(1.北京林业大学工学院 北京 100083； 2.北京工商大学计算机与信息工程学院 北京 100048； 3.北京林业大学城乡生态环境北京实验室 北京 100083)

依据人的心跳、血压、呼吸速率等指标，可评判人体生命体征，分析人的生理健康状态，并基于这一原理开发出了很多操作简单、使用可靠、广泛推广的实时监测设备(Levy， 2004)，促进了人类健康的自我诊断。植物同样具有呼吸、蒸腾、光合作用等一系列生命活动和体征指标。植物中的水分参与各项生命活动，为更深入理解植物的生命活动，国内外众多学者对植物中的水分开展了大量研究，如利用茎流计测量树干液流(Molinaetal.， 2019;Tieetal.， 2017； Sevantoetal.， 2011)、在水中加入同位素观测水在树体内的流向(李雪松等， 2018)、利用核磁共振获得植物体内水分成像(Byrenetal.， 1986)等。但同位素观测和核磁共振成像方法均存在较严重的破坏性、投入过高、操作繁琐等问题，茎流计因利用温度差进行测量，存在滞后性、受环境温度影响、对活立木产生损伤缺点，且茎流计本身造价高昂难以普及。由于获取方法匮乏，造成衡量生命活动的参数采集困难，数据量不足，从而使得这些植物生理参数仍停留在科学研究上，极少应用于实际生产。基于茎干含水量的测量方法，可弥补液流测量的不足，轴向上茎干含水量长距离运输产生液流， 径向上茎干中导管水分与储存组织细胞之间的水分交换影响茎干含水率(赵燕东等， 2016； Zhouetal.， 2018； Beedlowetal.， 2017)。茎干含水量传感器可实时、精准、快速地采集植物茎干含水量数据(赵燕东等， 2016)，对茎干含水量数据的分析可揭示茎干含水量变化规律与植物生理状态变化的关系。……