全國樹木“摸家底” 約1426億棵樹背后有何科技密碼？

原標題：全國樹木“摸家底” 約1426億棵樹背后有何科技密碼？

大約1426億棵樹，站立于我國960萬平方公里的土地上，裝點著腳下這片熱土。此次摸家底的數(shù)據(jù)顯示，我國各地的樹密度也是差異明顯，那么，哪些地區(qū)的樹最高？哪些地區(qū)的林最密呢？

哪些地區(qū)的樹最高？哪些地區(qū)的林最密？

分區(qū)域看，西南最多，達到了360億棵，華南與華東次之，分別為328億棵和259億棵。

北京大學遙感與地理信息研究所所長 郭慶華：我們首先要對我們家底摸清楚，另一方面還有很重要一點就是樹的密度，我們中國要種多少棵樹，包括我們的碳匯的一個核算，同時也是森林健康一個很重要的晴雨表。

研究發(fā)現(xiàn)，我國各地樹密度差異明顯。東北、西南、華南樹木集中，西北、華北因自然條件嚴酷，林木稀疏。郭慶華課題組還繪制出全國30米分辨率的森林冠層高度圖。2023年5月，他們在西藏波密發(fā)現(xiàn)一棵高達102.3米的西藏柏木，為亞洲目前已知最高樹木。激光雷達為這一發(fā)現(xiàn)提供了精準支撐。在“樹王”所在林區(qū)，70米以上的樹有百余棵，90米以上的亦有二十多棵，顯示出原始森林的壯闊與多樣。

北京大學遙感與地理信息研究所特聘副研究員 任淯：通過我們的軟件和我們的算法，我們首先把數(shù)據(jù)歸一化，然后進行單木分割，就可以得到每一棵樹的它的屬性信息，然后我們就可以快速地去定位到大概一個最高樹的區(qū)域。

從“樹”到“數(shù)” 首張“樹密度地圖”如何繪制？

剛才科研人員提到了算法，那么，從樹木到數(shù)據(jù)，這張信息量巨大的“樹密度地圖”究竟是如何畫出來的？這當然不是魔術，而是科學的力量。

在位于重慶璧山區(qū)的東風林場，一架搭載了北京大學自主研發(fā)的激光雷達技術的無人機騰空而起，向著茫茫林海進發(fā)。

重慶市林業(yè)投資開發(fā)有限責任公司技術員 杜競溥：以前傳統(tǒng)的這種調查方式是抽樣調查。那我們總共也就一天能做1600平米的一個面積的那個調查。但現(xiàn)在有了激光無人機以后，我們就可以一天能做到2000到3000畝的這樣一個整片森林區(qū)域的調查。

記者看到，通過激光雷達技術實時采集的大量點云數(shù)據(jù)，在后臺迅速生成三維立體圖譜。圖譜上，樹木的高度、胸徑、數(shù)量等信息被精準統(tǒng)計。

為摸清全國樹木底數(shù)，科研團隊在全國利用無人機激光雷達構建了7萬多個森林樣地，每個樣地1公頃，再融合衛(wèi)星影像等多源遙感數(shù)據(jù)，借助人工智能提取特征、訓練模型，最終用地面數(shù)據(jù)反復校驗，探索出一條全新技術路徑。

密林穿行零墜落 無人機如何”盲飛“百萬里？

在枝葉交錯的林區(qū)深處，無人機要穿行其中并不容易。信號丟失、低溫嚴寒、高壓線密布，哪一樣都可能讓它“掉鏈子”。但它沒有失誤、沒有墜毀，靠的是什么？是研發(fā)團隊為它量身打造的“三層避障系統(tǒng)”，也是硬核科技的默默托舉。

這是去年冬天，內蒙古零下15至零下25攝氏度極寒中拍下的作業(yè)畫面：激光雷達無人機順著線路平穩(wěn)飛行，精準識別分叉，自主轉向；這是團隊在塔克拉瑪干沙漠和羅布泊作業(yè)的情景。黃沙撲面，龍卷風、沙暴頻發(fā)，無人機仍高效完成近千公里數(shù)據(jù)采集，精度全部達標。

在野外，高壓線是無人機作業(yè)的最大障礙。為此，科研人員精心研發(fā)應對方案。無人機的激光雷達每秒最大發(fā)射200萬次脈沖，可生成前方50米范圍內的實時3D點云圖像，精度達到厘米級；一旦檢測到障礙物，如建筑物、樹木，無人機會自動進行懸停動作；信號中斷時，可以在原地進行懸停、落地，也可逆向返航或繼續(xù)執(zhí)行作業(yè)，多種模式選擇，大大提高了作業(yè)的可靠性。

如何讓1426億棵樹發(fā)揮最大的生態(tài)效益？

樹木是天然的“碳捕手”，但并非數(shù)量越多越好。高密度的人工林可能會“內卷”，反倒不如天然的混交林更有效。那么，如何讓1426億棵樹發(fā)揮最大的生態(tài)效益？答案，藏在“碳賬本”里。

在調查中，郭慶華教授曾見過一些“密不透風”的人工林。當林木密度過高時，樹木之間爭搶陽光、水分和養(yǎng)料，激烈的競爭反而會抑制它們的生長。

北京大學遙感與地理信息研究所所長 郭慶華：特別是我們還發(fā)現(xiàn)在有些樹密度很高的地方，它的碳匯的潛力并不是非常好，也就是說不是樹種越多越好，有一個比較最佳的樹密度臨界點。

未來，依托“樹密度地圖”，森林的管理與規(guī)劃將更加高效。同時，在碳交易中，地圖提供的精準林業(yè)數(shù)據(jù)，將為碳匯定價和政策制定提供堅實依據(jù)。