原標(biāo)題:為中國(guó)1426億棵樹(shù)建“綠色賬本”(中國(guó)道路中國(guó)夢(mèng)·每一個(gè)人都是主角)
中國(guó)有多少棵樹(shù)?過(guò)去,這個(gè)問(wèn)題沒(méi)人說(shuō)得清。現(xiàn)在,答案就在今年發(fā)布的中國(guó)第一張“樹(shù)密度地圖”中——截至2020年,全國(guó)約有1426億棵樹(shù),相當(dāng)于14億多人每人“擁有”100棵樹(shù)。這些數(shù)據(jù),是我和團(tuán)隊(duì)花10年時(shí)間,一起“數(shù)”出來(lái)的。
為什么要數(shù)清中國(guó)的樹(shù)?始于現(xiàn)實(shí)的迫切需要。我國(guó)是人工林面積最大的國(guó)家,但過(guò)去對(duì)森林資源的統(tǒng)計(jì)更多停留在蓄積量等宏觀層面。新時(shí)代以來(lái),隨著綠色發(fā)展成共識(shí)、“雙碳”目標(biāo)提出,我們對(duì)森林的認(rèn)識(shí)不能再止于“大概其”的輪廓,而需要一本更精準(zhǔn)的“綠色賬本”,算清單木級(jí)碳儲(chǔ)量、生物多樣性支撐能力等。綠化需宜林則林、宜灌則灌、宜草則草,有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才會(huì)有科學(xué)的決策,知道哪里該種樹(shù)、種什么樹(shù)、種多少樹(shù)。比如,東部人工林“太密”需要間伐,西部部分林地“太疏”可以補(bǔ)植。數(shù)清家底,才能養(yǎng)好每一棵樹(shù),種好下一棵樹(shù)。
數(shù)樹(shù),也源于一次“不服氣”的觸動(dòng)。曾經(jīng),《自然》雜志刊發(fā)過(guò)一篇論文,估算全球有3.04萬(wàn)億棵樹(shù),可涉及中國(guó)的數(shù)據(jù)并不充分。彼時(shí)我和團(tuán)隊(duì)已在森林里扎根3年多,積累了不少資料。我覺(jué)得,中國(guó)森林不該是國(guó)際研究的“模糊地帶”,他們能做,我們也能做,而且一定會(huì)比他們做得更準(zhǔn)、更好。
中國(guó)這么大,960多萬(wàn)平方公里土地上,如何數(shù)清楚棵棵樹(shù)木?重點(diǎn)是要找到合適的方法,用好科技賦能。20年前,我見(jiàn)過(guò)外國(guó)學(xué)者為測(cè)樹(shù)高,親自爬到樹(shù)上,甚至在樹(shù)上過(guò)夜。欽佩之余,我也在思考,測(cè)繪科研不僅需要求實(shí)的精神,更要掌握革新的工具。抓著新技術(shù)的扶手往上走,才能越走越輕松,走通許多往昔走不通的路。經(jīng)過(guò)多次嘗試,我發(fā)現(xiàn)激光雷達(dá)是破解難題的鑰匙,“折返跑”的激光脈沖能準(zhǔn)確勾勒出樹(shù)木高度、形狀和具體位置,掃描一片樹(shù)林僅需十幾分鐘。
實(shí)踐中,我們進(jìn)一步打磨出“天地一體”的“雙眼”觀測(cè)體系,像做CT一樣來(lái)數(shù)樹(shù)。一只“眼睛”在空中,無(wú)人機(jī)搭載傳感器,每秒可射出上百萬(wàn)個(gè)激光脈沖;一只“眼睛”在地面,大家攜帶設(shè)備在林下隨走隨掃。俯視、平視、仰視各角度兼具,激光、圖像、視頻多維度互補(bǔ),原本“看不清、數(shù)不準(zhǔn)”的森林逐步由潑墨寫(xiě)意變?yōu)楣すP細(xì)描,愈發(fā)清晰。目前,我們研發(fā)的激光雷達(dá)軟硬件已在130多個(gè)國(guó)家與地區(qū)得到應(yīng)用。
10年間,我們走遍7.6萬(wàn)多個(gè)樣方,采集了400多太字節(jié)的數(shù)據(jù)。什么概念?如果一張電子照片大小按5兆字節(jié)算,這相當(dāng)于超8000萬(wàn)張的體量。干好如此龐大的工程,是一個(gè)不斷迎接挑戰(zhàn)、戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的過(guò)程。比如,森林地表起伏,怎樣測(cè)量不在同一水平面上的樹(shù)高?我們研發(fā)仿地飛行算法,可令無(wú)人機(jī)飛行高度隨地形起伏調(diào)整。做完“CT”,如何分析海量的森林“片子”?我們探索智能單木分割算法,讓系統(tǒng)能自動(dòng)把樹(shù)木從復(fù)雜林冠中“揪”出來(lái),形成樹(shù)密度地圖。逢山開(kāi)路,遇水架橋。科研從沒(méi)有萬(wàn)事俱備的理想狀態(tài),成果總是在行動(dòng)中創(chuàng)造條件“闖”出來(lái)的。
做科研,要耐得住寂寞,靜得下心氣。我的辦公室里,珍藏著一本2007年出版的《中華人民共和國(guó)植被圖》。這本細(xì)化到幾百個(gè)群系、精確到每個(gè)樹(shù)種的地圖集,是先輩們翻山越嶺,日復(fù)一日徒步林間,拿尺子、鉛筆測(cè)繪出來(lái)的。如今,技術(shù)在進(jìn)步,工具在迭代,但腳踏實(shí)地的科研本色從未改變。數(shù)樹(shù)過(guò)程中,不是沒(méi)有質(zhì)疑,甚至不少人認(rèn)為這是不可能完成的任務(wù)。做科研就要有一股子闖勁沖勁,“一樓”或許滿是雜聲,但越到“高樓層”干擾的聲音就會(huì)越小。
最讓我難忘的,是在西藏找到亞洲第一高樹(shù)的場(chǎng)景。當(dāng)時(shí),大家橫渡湍急的易貢藏布江后,來(lái)到了那棵102.3米的巨柏下方。相比于欣喜和驚嘆,自己更多感受到的是一股油然而生的震撼與敬畏。它不只是樹(shù),更是活著的歷史,是大自然給予我們的一種深刻啟示。林木之間,自有力量。未來(lái),我會(huì)繼續(xù)奮斗在野外測(cè)繪一線,不斷完善我國(guó)自然生態(tài)的數(shù)字化“賬本”,努力為守護(hù)好這片綠色根基作出更多貢獻(xiàn)。
(作者為北京大學(xué)博雅特聘教授、地球與空間科學(xué)學(xué)院遙感與地理信息系統(tǒng)研究所所長(zhǎng),本報(bào)記者劉發(fā)為采訪整理)
(來(lái)源:人民日?qǐng)?bào))
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