当我们从太空中遥望地球,会发现地球上交织着各种色彩——蓝色的汪洋大海,绿色的森林草原,还有灰黄的戈壁荒漠,似乎地球上的一切都一目了然,尽在我们的掌握之中。
1968年,
阿波罗8号
拍摄的地球。
图片来源:NASA
而乔治·辛特勒却面临着一个看似简单的问题:
世界上有多少棵树
?作为Plant for the Planet(为地球植树)的一部分,他需要了解地球到底可以承载多少棵树。
有的估算认为地球上有
四千亿棵树
。作为一名耶鲁大学环境管理专业的研究生,辛特勒开始关注德国、挪威和美国地块上的数据,这些地方的林务员已经清点过了各自地块的树木数量。他发现
老数据四千亿与结果相差很远:事实上,这个数字太小了
。
Plant for the Planet是一个旨在于2020年前在每个国家多种十亿棵树的青年倡议行动。图片来源:www.plant-for-the-planet.org
看清森林里的每一棵树不容易
森林覆盖了地球三分之一的陆地面积,它们能防止沙漠化和土壤侵蚀、储存碳,并为数以百万计的物种提供栖息地。了解地球现在还有、以前有过多少树,可以帮助研究者评估人类对地球的冲击,以及我们未来的各种选择。
然而,
算
清
树木的数量并非易事
。
人们常说一叶障目,不见森林;然而,见到了森林,又该怎样看清森林里的每一棵树呢?图片来源:pixabay.com
美国国家公园管理局的森林生态学家和气候变化科学家帕特里克·冈萨雷斯说:“这
有点像计算你头发的重量
,理论上,这个估算应该不难,头发就长在你头上。但它们与头皮连着。”除非你不介意剃光头,你就必须找到另外一种方法,数
出你头上究竟有多少根头发。
当研究者数树时,她必须从
直接可观察的东西
下手。一棵
一棵数树的普查既昂贵又消耗时间,但它可以用于生成一个类似公式的东西:
小区域的普查结果可以用来填补大范围中的空白
,而且这种方法既可以用于局部地区,
也能用于全球规模
。
地理信息系统(GIS)来帮忙
冈萨雷斯是清点加州森林和牧场碳储量的团队的成员之一,这个计数过程有点类似于清点树木的数量。他和他的同事们使用卫星数据制作了一张加州地图,根据
植被分类
、
高度
,还有
树冠覆盖
的各种组合将土地划分为超过1000种不同的类型。
然后,他们将这份地图和散落在州内的数千个有树木的地块对比,他的团队已经根据这些地块中树木的数量计算出了每个地块的碳储量。他们发现:
加利福尼亚州森林和牧场的碳储量正在缩水
。在2001年至2010年之间,这个总数下降了接近1%,其中大部分源于林火带来的树木损失。
图片来源:
pixabay.com
辛特勒着眼的整个地球,前景则更加糟糕。他的简单问题——
地球上有多少树
——最终发展成了一项为期两年的研究,并发表在了《自然》杂志上。他和耶鲁大学的其他科学家们使用了一种和冈萨雷斯团队接近的方法。辛特勒和他的同事们统计了
超过50个国
家的4
29775
地
块上的
树木
,他们使用了一种可将 “
空间显性遥感和地理信息系统(GIS)
中的
气候
、
地形
、
植被
特点,以及
人为土地使用的信息
与
树木密度联系起来
”的预测模型。这个模型让他们得到了“首个分辨率在一平方公里内的全球树木密度空间连续地图。”
该项研究中预测的全球树木密度图之一,估算的树木总数超过了三万亿棵。图片来源:Nature