无人机是科学家用来了解森林及其在应对气候变化中的作用的日益复杂的武器库的一部分。在泰国北部城市清迈郊外的一个山坡上,俯瞰着卷心菜田,一架无人机的旋翼开始旋转,将其升到了一片森林上空。
它在茂密的树冠上来回移动,传输照片并编织成3D模型,揭示林地的健康状况并帮助估计它可以吸收多少碳。
无人机是科学家用来了解森林及其在应对气候变化中的作用的日益复杂的武器库的一部分。
基本前提很简单:林地吸收并储存二氧化碳,温室气体是造成气候变化的最大因素。
但它们吸收多少是一个复杂的问题。
森林的大小是答案的关键部分,而森林砍伐已导致根据全球森林观察的数据,自2000年以来,全球树木覆盖率下降了12%。
但成分也很重要:不同的物种吸收碳的方式不同,树木的碳吸收能力也不同。年龄和体型也很重要。
了解森林储存的碳量对于了解世界需要以多快的速度减少排放至关重要,目前的大多数估计将卫星的高级图像与小型、劳动密集型的地面调查结合起来。
“通常情况下,我们会进入这片森林,我们会放入杆子,我们会有一根五米长的绳子。我们会绕一圈走,我们会测量一圈内的所有树木,”清迈大学森林恢复研究室(FORRU)研究主任StephenElliott解释道。
但“如果有20名学生拿着卷尺和杆子到处乱走……你就会把下层植物弄得一团糟,”他说。他指的是森林地面和树冠之间的植被层。
他指着盘旋在头顶上的幻影模型说道,这就是无人机的用武之地。
“有了这个,你就不用踏进森林了。”
“每棵树”
需要三个测量值来估计树木的吸收能力:高度、周长和木材密度,这因树种而异。
当助手通过双筒望远镜寻找可能与无人机相撞的鸟类时,机器会沿着计算机程序绘制的路径飞行。
无人机提供了一种避免劳动密集型地面调查的方法。
“我们每三秒收集一次数据或捕获(图像),”FORRU现场研究官员兼无人机操作员WorayutTakaew解释道。
“然后将重叠的图像渲染成可以从不同角度观看的3D模型。”
正在调查的这片林地是埃利奥特和他的团队领导的一个长达数十年的项目的一部分,该项目通过种植一些关键树种,在约100公顷的土地上重新造林。
他们的目标不是大规模重新造林,而是制定最佳实践:种植本土物种,鼓励带来种子的动物回归来自其他物种并与当地社区合作。
无人机的3D模型是其成功的有力视觉呈现,特别是与附近零散未触及的控制图相比。
但它的开发也是为了避免劳动密集型地面调查。
机器沿着计算机程序绘制的路径飞行。
“获得模型后,您可以测量模型中每棵树的高度。不是样本,而是每棵树,”艾略特说。
然而,森林的碳潜力超出了树木的范围,落叶层和土壤也可以作为碳储存。
因此,这些也被收集起来进行分析,埃利奥特说,这表明他们重新造林的地块储存的碳水平接近附近未受损的林地。
“越来越精确”
但尽管无人机具有鸟瞰视角,但它有一个主要限制:它无法看到树冠下方的情况。
为此,研究人员需要像激光雷达这样的技术,即能够有效扫描整个森林的高分辨率遥感设备。
“你可以走进森林……真正重建每棵树的形状和大小,”法国国家可持续发展研究所研究员伊曼纽尔·帕拉迪斯(EmmanuelParadis)解释道。
在关于世界森林碳容量的现有估计是否正确的激烈争论之际,风险很高。
他正在领导一个多年项目,旨在对泰国森林的碳储存量进行迄今为止最准确的分析。
它将使用无人机安装的激光雷达和对维持树木的土壤中的微生物和真菌进行高级分析来调查五种不同类型的森林,包括FORRU的一些地块。
“目的是在国家层面估算……泰国任何地方一公顷土地可以储存多少碳,”他说。他说。
在关于世界森林碳容量的现有估计是否正确的激烈争论之际,风险很高。
“很多人,包括我在内,都认为这些估计不够准确,”他说。帕拉迪斯说道。
“过于乐观的估计可能会给森林储存碳的可能性带来太多希望和过于乐观,”他说。他告说。
这个问题的紧迫性正在推动快速发展,包括明年发射欧洲航天局的生物质卫星,旨在监测森林碳股票。
“技术在不断发展,卫星越来越精确......统计技术也越来越精确,”帕拉迪斯说。