十年“数”树,1426亿棵
创始人
2025-07-14 17:16:52
0

转自:瞭望东方周刊

2025年5月20日,伊春五营红松林海景区夏日风光(谢剑飞/摄)

“截至2020年,中国约有1426亿棵树,平均树密度约为689棵/公顷,相当于中国人均拥有约100棵树。”日前,我国首张“树密度地图”发布,首次系统性地揭示了中国森林树木的总数及其分布特征。

树密度,即每公顷树木的棵数,它是生态系统状态的“晴雨表”,也是调控生态过程的关键杠杆。一份详实的“树密度地图”,不仅能助力评估森林健康状况,具有重要的生态、物种保护价值,还能为造林规划提供更加精准的指导。

1426亿棵树是一棵棵“数”出来的吗?人均100棵树意味着什么?背后还有何独特的研究发现?

“树密度地图”由北京大学郭庆华团队联合中国科学院等数家科研机构团队发布。6月中旬,《瞭望东方周刊》采访了北京大学地球与空间科学学院博雅特聘教授、遥感与地理信息研究所所长郭庆华及其团队骨干成员程凯。

“绘制‘树密度地图’前后历时十年,这是件有意义且有意思的事情。”郭庆华告诉《瞭望东方周刊》。

缘起

在郭庆华办公室,程凯用电脑向本刊记者展示了那张“树密度地图”:一张中国地图上,分布着深深浅浅的蓝绿色,由浅绿至深蓝共分为7个等级,代表树密度越来越高,可明显看出,深蓝色块主要分布于西南、华南、东北地区。

程凯于2021年成为郭庆华的博士后,参与“树密度地图”项目。2025年4月,郭庆华团队在国内综合学术期刊《科学通报》上发表文章《中国有多少棵树?》,署名作者共计22人,郭庆华为通讯作者(即课题总负责人),程凯为第一作者。

程凯介绍了一些更为详细的数据:

从地理区域看,西南地区树最多,约360亿棵;

从省域看,四川凭借复杂地形和多样气候条件,树木数量达全国之首;

从人均数量看,西藏遥遥领先,人均拥有1982棵树;

从流域看,长江流域以约496亿棵的绝对优势居于首位。

“中国人均树木占有量约100棵,这个数据比几十年前有了很大提升,反映了我国在提高森林覆盖率上所做的努力,如退耕还林工程、天然林保护工程等。”郭庆华表示,“虽然相比约400棵的全球人均树木占有量,我国仍有一定差距,但从单位森林资源的生态服务负荷量来看,要显著高于巴西、加拿大等国家。”

“树密度地图”项目始于2015年,其初衷源于全球对森林资源的科学认知与管理需求,尤其是国际社会强调“基于自然的解决方案”来应对气候变化这一大背景。

2020年,世界经济论坛在冬季达沃斯年会上启动“全球植万亿棵树领军者倡议”,提出在2030年前“保护、恢复和种植一万亿棵树”的全球目标。中国政府积极响应,于2022年提出“力争10年内种植、保护和恢复700亿棵树”的中国行动目标。

同样在2020年,中国提出“双碳”目标,即力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。植树造林是助力实现该目标的重要自然解决方案之一。

“这些国际承诺亟待科学数据的支撑。过去,我国对森林资源的统计更多停留在面积和蓄积量层面,而今,公众和政策制定者都需要更精准的‘绿色账本’。摸清中国树木分布的‘家底’很有意义。”郭庆华表示。

郭庆华团队参与“树密度地图”项目的成员,前后有四五十人。自2015年起,课题组的师生几乎全员参与了相关数据的采集与处理过程。

程凯此前发表过不少学术文章,但基本限于圈内人士关注,“树密度地图”相关成果破圈传播,令他意外又开心。“现在,百度搜索‘中国有多少棵树’,AI能回答出1426亿棵。”

“中国人均拥有约100棵树”这一结论备受大众关注。不少网友在相关报道下留言:“十年‘数’树,很酷;人均百树,感谢让我知道了自己的‘树家底’。”“哈哈,我拥有100棵树,请问可以去哪里领?”

给森林做“CT”

1426亿棵树到底是怎么“数”出来的?

“当然不能靠肉眼加纸笔一棵棵去数。”郭庆华解释,“背后的核心技术在遥感领域。”

遥感是一种从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线等,对目标进行探测和识别的技术,兴起于20世纪60年代。

北京大学遥感与地理信息系统研究所成立于1983年,是我国最早从事空间信息科学和技术研究与教学的单位之一,拥有国际欧亚科学院院士1人、国家级人才11人,在国内外遥感空间信息领域享有盛誉。过去近20年间,郭庆华一直致力于将遥感领域的三维激光雷达技术应用于森林生态系统,带领团队进行相关仪器的软硬件研发。

2025年6月,郭庆华在西藏森林调查中使用自研无人机激光雷达设备

郭庆华介绍,“数”树的过程,可理解为给森林做CT扫描、看片子。它离不开两只“眼睛”:一只在空中,一只随身携带。

空中的“眼睛”是搭载了激光雷达传感器的无人机,随身携带的“眼睛”包括手持式、背包式、车载式设备,它们可每秒发射出上百万个激光脉冲,从俯视、平视、仰视多角度采集森林的激光数据,结合相机拍摄的影像数据,便能很快绘制出一片森林的全景图,相当于CT片。

扫描得到的“片子”,还得交给AI去“看”和“分析”。其背后基于团队自主研发的数据配准、单木分割算法等技术,可获取高质量的数据,对每个样方进行单株树木的提取,统计树木数量。

最后,借助卫星遥感数据,获取空间连续的、覆盖全国森林范围的数据,再通过AI模型构建真实样地树木数量与卫星数据之间的关系,实现对全国森林树木数量的估算。

团队通过科学抽样,在全国典型森林范围内选取了7.6万个样方,每个样方面积为1公顷。十年间,团队走遍7.6万个样方,采集了400多TB数据。若按一张照片5M计算,400TB相当于8000多万张照片的数据体量。

“激光雷达技术好比‘生态显微镜’,让每棵树都纳入数字生态管理系统。”郭庆华介绍,团队所研发的激光雷达软硬件已在130多个国家与地区广泛应用。

刚参与项目时,程凯觉得“数”树这事有点不可思议,在见识到团队此前多年积淀的软硬件实力以及海量的样方数据后,他慢慢觉得,这个事可成,而且,由郭庆华团队牵头完成,属于水到渠成。

第一高树

“树密度地图”的数据收集时间长、任务繁重,但过程中也有不少令郭庆华觉得“有趣”的事情。比如,探寻中国第一高树。

郭庆华曾在美国加州大学伯克利分校读博,毕业后在加州大学默塞德分校执教,其间每年都会探访加州红杉树国家公园。园内有一棵名为“亥伯龙”的巨型红杉,高达116米,相当于40层楼高,2006年被博物学家发现,后被认定为世界第一高树。

巨树往往有着数百年甚至数千年的树龄,具有极高的生态和保护价值。2012年,郭庆华回国,探寻中国最高树的想法,犹如一颗种子,在心底逐渐发芽。

中国地域辽阔,茫茫原始森林中,最高树会藏身何处呢?

郭庆华率领团队从研究中国高树潜在空间分布着手,历时数年绘制出中国30米分辨率森林冠层高度分布图,发现藏东南、云南等区域冠层高度较为突出,最有可能出现最高树。

2021年,北京大学郭庆华课题组和吕植课题组、西子江生态保育中心、山水自然保护中心等组成联合调查队,对潜在巨树分布区域进行详细的数据采集与分析。

在新的科技手段“加持”下,2022年5月至8月,在西藏林芝市墨脱县,联合调查队发现了一棵高76.8米的不丹松,超过此前云南72米秃杉的“树王”纪录。

但新纪录迅速被打破——仅仅10天后,青藏科考团队在西藏林芝市察隅县发现了一棵云南黄果冷杉,高度达82.6米。

时间来到2023年5月,在西藏林芝市波密县,联合调查队发现了一棵高达102.3米的藏南柏木,刷新了按树种排名的世界最高树列表——这棵藏南柏木成为仅次于美国“亥伯龙”红杉的世界第二高树,也是目前已知的亚洲第一高树。

102.3 米的亚洲第一高树藏南柏木的全身照(左);郭庆华团队利用多平台激光雷达数据融合技术实现102.3 米的亚洲第一高树三维建模(右)

这棵藏南柏木的高度,亦是利用无人机激光雷达测定,其“CT片”的精准程度可达到每平方米2万个数据点,整棵树的三维结构可看得一清二楚。

探寻第一高树意义何在?

郭庆华回答:关于树,人们本能地想知道它能长多高、为什么能长这么高,这是科学探索的一部分,如同人们想知道珠穆朗玛峰有多高,马里亚纳海沟有多深。它能引发公众对生态的关注,让人们和自然建立更加紧密的联系。

这棵藏南柏木为国家一级保护野生植物,树龄约1000年,藏身于雅鲁藏布大峡谷国家级自然保护区的一片巨树聚生区内。据不完全统计,该区域内有70米以上巨树108棵,85米以上巨树有34棵,100米以上的有2棵。

郭庆华回忆,直面藏南柏木那天,大家在原始森林中爬坡过河,穿行于湿滑的山路间,他还曾失足滑落到山沟里,颇为狼狈;但抵达现场,看到直插云天的巨树,以及当地藏民在树下缠系的彩色经幡,奔波的疲惫被抛诸脑后,只有无以言表的震撼。

“大自然之美直击人心,美到让人不愿打搅它,也让我更加深爱这片土地。”郭庆华说。

那棵76.8米的不丹松,虽然占据“第一高树”宝座仅10天,却意外走红,其所在的墨脱县格林村为其取名“辛达布”,本地门巴族语意为“神树”。

格林村拥有观赏南迦巴瓦峰的极佳视角和丰富的生态资源,当地政府借力“辛达布”的破圈效应,打造徒步打卡新路线,大力发展生态旅游,现已成为墨脱的网红村庄。

“我们的科研探索成果,除了满足人们的好奇心,还保护了森林,又为当地带来旅游价值,这让我特别开心。”郭庆华说。

科学种树

项目过程中,既有有趣之事,也有让人意外之处。

“不少地方的树密度,尤其是人工林的树密度可能偏高。如何科学种树,这个议题逐渐进入团队视野。”程凯表示。

在调查中,郭庆华曾见过一些堪称“密不透风”的人工林。其实,当林木密度过高时,树木之间争抢阳光、水分和养料,激烈的竞争反而会抑制其生长。

过去数十年间,中国植树造林的成就举世瞩目。

20世纪80年代初,我国森林覆盖率仅为12%,现已增至25%以上,森林蓄积量超200亿立方米。美国航空航天局2019年公布的卫星数据表明,2000年至2017年,全球绿化面积增加了5%,其中约1/4来自中国,贡献比例居全球首位。

新增的绿化面积中,有相当部分属于人工林。据国家林草局发布的数据,自1981年12月13日通过《关于开展全民义务植树运动的决议》至2021年12月13日40年间,全国累计义务植树780亿棵以上。至2024年,我国人工林保存面积达13.14亿亩,居全球首位。

这一增长背后,是树密度实实在在的提升,体现出我国生态建设的显著成效。

“我们还要继续种树,提升绿化水平,但是需要更科学地种树。”郭庆华表示,“适当优化树密度,调整林木结构,宜林则林、宜草则草、宜灌则灌,使森林经济效益、生态效益达到最大化。”

程凯表示,如何精准地评估森林质量,是当前业内面临的主要问题之一。

2025年5月,Nature(《自然》)旗下期刊《Communications Earth & Environment》(《通讯·地球与环境》)在线发表郭庆华团队关于森林的研究成果,6月,国际学术期刊《Earth's Future》(《地球的未来》)在线发表团队另一研究成果。两篇文章的主题都和天然林有关。

“我们采集了大量数据进行分析,有一个重要发现:近30年恢复的天然林,其地上碳储量的积累速率要显著高于近30年种植的人工林,约为后者的1.4倍。”程凯介绍,与人工林相比,天然林不仅具备更高的碳汇功能,还能更好维持生物多样性、提升生态系统的稳定性和韧性。

郭庆华建议:在未来森林管理与政策制定中,应更加重视天然林保护与自然恢复,推动由“造林为主”向“自然恢复与多元管理并重”转型;从以往的“规模扩张”向“质量提升”转变,进一步促进森林生态系统的可持续发展。

相关内容

热门资讯

美国一养老院发生火灾,至少9人... 当地时间7月14日,美国马萨诸塞州消防部门发布消息说,该州福尔里弗市一家养老院当地时间13日晚发生火...
山东临沂一奶茶店女员工谎称机器... 7月12日,山东临沂,有网友发布视频表示:奶茶店女员工利用职务之便,多次让顾客把钱扫到自己收款码上。...
民爆光电聘任42岁顾慧慧为职工... 7月14日,民爆光电公告,聘任顾慧慧女士为公司职工代表董事。资料显示,顾慧慧,女,1983年10月出...
湖北省委书记王忠林会见吉利控股... 人民财讯7月14日电,据湖北发布,7月14日,湖北省委书记、省人大常委会主任王忠林在武汉会见吉利控股...
印度民航总局下令检查部分波音飞... 转自:宁波晚报当地时间7月14日,印度民航总局发布指令,要求印度所有航空公司在7月21日之前对波音7...