如何利用树木“疼痛的声音”来保护森林?

2026-08-16 13:02 来源:科技产品记

  我们不仅“听见”了树木的疼痛声音,科学家已经将其转化为一套保护森林的神器——声纹监测技术,它能捕捉树干内部虫害或干旱发出的超声波“求救信号”,再交由AI分析判断树木健康状况,从而实现对森林的精准预警与保护。

  所谓树木“疼痛的声音”,是植物在遭受干旱或切割等压力时,其木质部导管内发生“空化”现象,气泡爆裂产生的高频超声波信号,频率在20-100千赫兹之间,人耳无法直接听到。科学家利用高灵敏度麦克风(如激光驱动麦克风)可以捕捉到这些信号。如今,一项更直观的技术已经应用——给森林装“听诊器”。

  一、如何“听”到树木的求救信号

  声纹技术“听诊”森林:科研人员通过声纹捕捉树干深处的虫害信号,再用AI算法进行“听诊”式分析,能够提前发现树木内部潜藏的病虫害。

  环境信号与生理指标的变异:植物在不同压力下的发出的超声波模式不同。比如,植物脱水时会发出密集、高频的短促脉冲,而茎干被切割时则会发出一声极其尖锐的单一声音,这让AI得以通过“听”分辨出树木是“渴了”还是“受伤了”。

  与压力程度成正比:植物受到的压力越大,发出的声音信号就越强。缺水状态下的番茄每小时发出的声波信号比切割时更频繁,这为森林管理者提供了量化的“健康指标”。

  二、从“听见”到“保护”

  提前预警与精准干预:通过持续监听树干内部的超声波信号,管理者能在树木外观尚无明显症状时,就精准识别出哪些树木正在遭受蛀干式害虫或干旱的压力,提前进行防治。目前已有团队成功利用该项技术和基因改造等手段,为古树构建“求救信号”传递系统。

  从“望闻问”到智能决策:相对于传统保护依赖人工的“望闻问”,需要远观树势、细看枝叶,声纹监测则把“听诊”手段数字化,并让算法给出清晰判断。它能够无损伤、全天候地监测大片森林,大大降低了人工盲区和滞后的风险,实现精准按需供水或除虫,使保护工作更加智能高效。

  综上所述,将树木“疼痛的声音”转化为AI可以识别的数字信号,是未来无人化、智能化林区管理与森林保护的核心技术路径。