一位生态学家的雄心勃勃的研究揭示了我们的森林

在夏威夷大岛上，一种名为 ceratocystis 的真菌正在杀死 Ōhi'a 树——过去八年至少有 100 万棵。当地的森林专家不知道如何控制这种快速致死的病原体，直到生态学家 Greg Asner 的空中勘测发现了一种他们只能从上空清晰看到的模式。在夏威夷火山国家公园的边缘，围栏在枯树和健康树之间划出了一条清晰的界线。这些屏障将野猪挡在外面，他们意识到，野猪会用獠牙咬破树干，从而导致感染。如果科学家能阻止有蹄类动物，Ōhi'a 树也许能存活下来。

51 岁的阿斯纳的这种洞察力帮助树木管理员绘制和维护森林的健康状况近十年。“做好保护工作需要了解你拥有什么、它在哪里以及它的情况如何，”阿斯纳说。他的实验室位于一架双螺旋桨 Dornier 228 飞机上，可以绘制出揭示树冠结构的地图，显示树木捕获的碳量，甚至估算水分以了解森林如何应对干旱。阿斯纳坐在 7,000 英尺高的导航控制台附近，指挥机组人员捕捉大片土地，这些土地太大，无法从地面拍摄，而且比遥远的卫星更详细。

他的空中职业生涯始于海上。20 世纪 80 年代末和 90 年代初，他在海军担任深海潜水员，在海军服役六年，从此开启了他的生态学之旅。“我看到了很多我以前不知道的酷炫环境，”阿斯纳回忆道。他在海面上的工作始于夏威夷大自然保护协会的现场技术员，最终于 1997 年获得了生物学博士学位，在卡内基科学研究所任教，还拥有一架豪华飞机。如今，他担任亚利桑那州立大学全球发现与保护科学中心主任。

他的定制飞机运载了超过 5,000 磅的设备，包括摄像机和计算机机架，但阿斯纳的独特分析主要依赖于两个关键的传感器系统。第一个是一对强大的 18 瓦激光器，它们从树木上反射出来以创建 3D 视图。第二个是一组高保真光谱仪，用于测量树木反射的光（从紫外线到红外线）。叶子中的化学物质（例如叶绿素和碳水化合物）会产生光谱特征，除其他指标外，还可以指示树木的水分、健康和种类。人工智能帮助阿斯纳的团队解读数据。

过去十年，他的丰富多彩的调查照亮了十几个地方的森林，包括婆罗洲的猩猩栖息地和南非的狮子狩猎场。2013 年，他飞越秘鲁上空，绘制了一张地图，记录了该国的碳储量——树木储存的元素量。这项研究帮助管理人员规划保护区，确保有足够的碳汇，并保护各种物种，以防范气候变化。“生物多样性生态系统比单一物种组成的生态系统更能适应变化，”他说。

更近一点，在干旱和火灾频发的美国西部，阿斯纳最关注的是补水。自 2015 年以来，飞越加州的飞机记录了 1.2 亿棵严重干枯的树木，其中至少 1 亿棵已经死亡。在红杉国家公园和国王峡谷国家公园等地，这些保护区里有丰富的红杉、黄松和白冷杉，林务员可以利用他的数据来计划烧荒，以减少树木的密度，减轻剩余树木的压力。随着快速变化的气候带来更频繁的干旱和其他极端天气，土地管理者将越来越依赖阿斯纳的意见来做出这类艰难的选择。“其中一些，”他说，“是生存和死亡的。”

本文最初发表于《大众科学》杂志 2019 年夏季刊《Make It Last》上。