新时代以来,随着绿色发展成共识、“双碳”目标提出,我们对森林的认识不能再止于“大概其”的轮廓,而需要一本更精准的“绿色账本”,算清单木级碳储量、生物多样性支撑能力等
中国有多少棵树?过去,这个问题没人说得清。现在,答案就在今年发布的中国第一张“树密度地图”中——截至2020年,全国约有1426亿棵树,相当于14亿多人每人“拥有”100棵树。这些数据,是我和团队花10年时间,一起“数”出来的。
为什么要数清中国的树?始于现实的迫切需要。我国是人工林面积最大的国家,但过去对森林资源的统计更多停留在蓄积量等宏观层面。新时代以来,随着绿色发展成共识、“双碳”目标提出,我们对森林的认识不能再止于“大概其”的轮廓,而需要一本更精准的“绿色账本”,算清单木级碳储量、生物多样性支撑能力等。绿化需宜林则林、宜灌则灌、宜草则草,有准确的数据才会有科学的决策,知道哪里该种树、种什么树、种多少树。比如,东部人工林“太密”需要间伐,西部部分林地“太疏”可以补植。数清家底,才能养好每一棵树,种好下一棵树。
数树,也源于一次“不服气”的触动。曾经,《自然》杂志刊发过一篇论文,估算全球有3.04万亿棵树,可涉及中国的数据并不充分。彼时我和团队已在森林里扎根3年多,积累了不少资料。我觉得,中国森林不该是国际研究的“模糊地带”,他们能做,我们也能做,而且一定会比他们做得更准、更好。
中国这么大,960多万平方公里土地上,如何数清楚棵棵树木?重点是要找到合适的方法,用好科技赋能。20年前,我见过外国学者为测树高,亲自爬到树上,甚至在树上过夜。钦佩之余,我也在思考,测绘科研不仅需要求实的精神,更要掌握革新的工具。抓着新技术的扶手往上走,才能越走越轻松,走通许多往昔走不通的路。经过多次尝试,我发现激光雷达是破解难题的钥匙,“折返跑”的激光脉冲能准确勾勒出树木高度、形状和具体位置,扫描一片树林仅需十几分钟。
实践中,我们进一步打磨出“天地一体”的“双眼”观测体系,像做CT一样来数树。一只“眼睛”在空中,无人机搭载传感器,每秒可射出上百万个激光脉冲;一只“眼睛”在地面,大家携带设备在林下随走随扫。俯视、平视、仰视各角度兼具,激光、图像、视频多维度互补,原本“看不清、数不准”的森林逐步由泼墨写意变为工笔细描,愈发清晰。目前,我们研发的激光雷达软硬件已在130多个国家与地区得到应用。
10年间,我们走遍7.6万多个样方,采集了400多太字节的数据。什么概念?如果一张电子照片大小按5兆字节算,这相当于超8000万张的体量。干好如此庞大的工程,是一个不断迎接挑战、战胜挑战的过程。比如,森林地表起伏,怎样测量不在同一水平面上的树高?我们研发仿地飞行算法,可令无人机飞行高度随地形起伏调整。做完“CT”,如何分析海量的森林“片子”?我们探索智能单木分割算法,让系统能自动把树木从复杂林冠中“揪”出来,形成树密度地图。逢山开路,遇水架桥。科研从没有万事俱备的理想状态,成果总是在行动中创造条件“闯”出来的。
做科研,要耐得住寂寞,静得下心气。我的办公室里,珍藏着一本2007年出版的《中华人民共和国植被图》。这本细化到几百个群系、精确到每个树种的地图集,是先辈们翻山越岭,日复一日徒步林间,拿尺子、铅笔测绘出来的。如今,技术在进步,工具在迭代,但脚踏实地的科研本色从未改变。数树过程中,不是没有质疑,甚至不少人认为这是不可能完成的任务。做科研就要有一股子闯劲冲劲,“一楼”或许满是杂声,但越到“高楼层”干扰的声音就会越小。
最让我难忘的,是在西藏找到亚洲第一高树的场景。当时,大家横渡湍急的易贡藏布江后,来到了那棵102.3米的巨柏下方。相比于欣喜和惊叹,自己更多感受到的是一股油然而生的震撼与敬畏。它不只是树,更是活着的历史,是大自然给予我们的一种深刻启示。林木之间,自有力量。未来,我会继续奋斗在野外测绘一线,不断完善我国自然生态的数字化“账本”,努力为守护好这片绿色根基作出更多贡献。