西藏墨脱县发现中国大陆已知最高的树,科研人员介绍测高过程

西藏墨脱县日前记录到了一棵高达76.8米的不丹松“辛达布”,刷新了此前中国最高树的纪录,是目前中国大陆已知最高的一棵树。

此次调查运用了何种手段?找到中国最高树有何意义?对此,新京报记者采访了调查队成员――北京大学教授郭庆华和西子江生态保育中心负责人李成。

西藏墨脱县发现中国大陆已知最高的树,科研人员介绍测高过程

中国大陆已知最高的树――不丹松“辛达布”。受访者供图

六年前,我看到了“通天”巨树

2012年9月,独立野生动植物研究者李成第一次来到墨脱。这个位于西藏自治区东南部、雅鲁藏布江中下游的县城,立即吸引了他的注意。墨脱拥有热带、亚热带、温带及寒带并存的典型立体气候带;境内野生动植物资源极其丰富,有国家重点保护动物42种,高等植物3000多种,野生兰科植物180余种。当时,他在墨脱密林里,徒步了一个月。

一年后,因为参加西藏自治区林科院的野外考察项目,他再次走进墨脱深山,夜宿在格林村格林盆地内只有三户人家的小村庄里。“盆地内由于地震形成的不丹松同龄林整齐划一,在它们的尽头,几棵参天巨树在云雾中显得格外突出,白色的薄雾刚好凸显了它们的层次,我赶紧拍下了这些让人印象深刻的大树照片,从此埋下了在墨脱及雅鲁藏布大峡谷区域寻找和测量最高大树的梦想。”李成说。

2014年3月3日世界野生动植物日,李成通过对墨脱的考察经历以及其他朋友们在雅鲁藏布大峡谷拍摄的照片进行分析,发表了《寻找中国最高的树》一文,阐述了世界上最高树的分布现状、生长条件,并对藏东南地区可能存在中国最高树木提出了猜想。

他写道:曾经有过一些质疑说藏东南不存在真正的热带雨林,但经过这几十年间前人的考察与自己的实地观察,墨脱地区的热带雨林是确实存在的。首先,这里的森林有明显的分层,森林明显有4-5个不同的高度结构,原始雨林中的顶层树种高度超过40米。其次,这些森林大型藤本植物与附生植物丰富,终年常绿或半常绿。另外,就算是最北的墨脱实控区,也存在一些龙脑香科植物等热带雨林的代表种类。非常可惜的是,因为频繁的刀耕火种与地质灾害,这里保存完好的原始雨林面积很小,仅在一些稳定的台地与山坡发育较好。

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在格林村的山地雨林中有着中国最密集的70米以上巨树群落。受访者供图

到了2016年,李成再次回到格林村。他通过长焦相机拍摄锁定了这些巨树中最高的一棵,并且独自穿越茂密的山地雨林,抵达这棵树所在的位置,通过随身携带的激光测距仪对大树高度进行了初步测量,得到了约80米(79.8米)的粗测数据。

“当时,我一个人来到这棵树下面,真被震撼到了。这一棵树的身上,就有节茎石仙桃、耳唇兰、眼斑贝母兰、匍茎卷瓣兰、墨脱越橘、小尖叶越橘、中型树萝卜等多种附生保护植物和墨脱特有植物。感觉这树通天了。”

2018年国庆节,李成又通过无人机对这棵大树进行了简易测量和拍摄,不过由于未能携带专业的激光雷达,只能通过无人机自身的高程对大树进行粗测,获得了约81米的测量数据。这次受大雨的影响,无人机失控挂在了树上,且由于无人机自身的高度感应受地形与气压影响较大,遗憾未能获得准确的数据。

通过激光雷达测量树高,可达厘米级精度

2022年4月,受墨脱县林草局委托,北京大学吕植和郭庆华课题组与西子江生态保育中心、山水自然保护中心、北京数字绿土科技股份有限公司组成了联合调查队,对墨脱境内的不丹松进行调查。

在此之前,中国大陆最高树的纪录为72米,是一棵位于云南省怒江州贡山独龙族怒族自治县高黎贡山北段的秃杉。

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调查团队在“辛达布”所在的山地雨林开展测量工作。受访者供图

“今年年初,我们基于星载与无人机激光雷达数据绘制并发布了30米空间分辨率中国森林冠层高度分布图。分布图显示,墨脱县的森林平均冠层高度在国内领先,存在生长最高树的可能性。”据郭庆华介绍,墨脱的百姓也经常看到当地一片很高的林子。于是,调查队在当地选取了3个样地进行研究。

70多米高的树相当于20多层楼,大树枝繁叶茂仰头根本望不到树顶,所以无法利用传统的三角测距的方法使用树木测高仪。郭庆华说,还有一种方法是爬树,但这种方法耗时耗力,爬到每棵高大的树木上测高不现实,另外人们也难以达到树尖的位置。此次,调查人员使用了自主研发的无人机激光雷达技术。

激光雷达是一种新型的主动遥感技术,能够快速、精确地获取研究对象的三维模型,是国际上权威、通用的测树方法,针对超高巨树的测量,比传统的测量方法更加准确、精细。

通过无人机激光雷达系统进行大范围测绘,调查队发现了11棵潜在高于70米的巨树。“激光雷达可以穿透茂密的森林,通过树顶和地面的高度差,对树高进行精准的测量,达到厘米级的精度。”郭庆华说。无人机激光雷达每秒发射几十万个激光脉冲,通过激光回波可以精准测量树木的三维坐标,在调查人员的电脑上还原出一幅清晰的树木激光点云数据图,调查人员不仅可以一目了然看到哪棵树高,还可以根据坐标快速计算出树木的高度。

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不丹松“树王”真彩色激光雷达点云图。受访者供图

经过为期10天的实地考察、数据采集与处理工作,调查人员在墨脱县境内的背崩乡格林村发现了高达76.8米的不丹松巨树,该发现刷新了目前中国大陆最高树的纪录。测量团队还采用无人机悬吊测绳以及卷尺测量等方法,进行了高度和胸径验证,验证结果发现两者误差不足10厘米。

郭庆华解释说,之所以不能用无人机悬吊测绳的方式进行调查,是因为激光雷达的效率更高,可以在潜在树样地进行大范围测量,再通过独立方法进行验证,就会得到比较准确的数据。

将助力研究树木生长机制

资料显示,不丹松是一种仅分布于东喜马拉雅地区的狭域分布树种,其主要分布范围为海拔1400米-2500米的山地雨林与亚热带气候区。什么样的环境会导致树木长高?

郭庆华介绍,“树木生长,最主要受水分影响,但并非水分越多,树木就越高,有效的水分利用率很重要。”他举例说,全球目前已观察到的最高树位于加州,为115.9米的北美红杉,它的水分并非最多。

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从树根部位仰视不丹松“辛达布”。受访者供图

他进一步解释道,树木越高,水分的传输路径就会越长,在重力作用下,水分运输阻力就会增加。过大的拉伸张力,会导致木质部形成空穴和栓塞化现象。为了避免这一现象,植物的气孔需要关闭,使树木生长受到负反馈调节。研究还发现,除了水分,其他自然干扰因素对树木生长也很重要。如在开阔场地的树木更容易被雷电击中,导致无法长高,还有台风,滑坡等。

“找到和研究中国大陆最高的树,对于生物多样性保护具有重要意义,树木生长的机理由哪些因子决定值得探究。”郭庆华认为,这对当地旅游资源开拓和生态保护将有积极影响。

郭庆华说,墨脱县当地还有一些无人区,其中仍有可能有更高的树,未来还将持续开展研究,继续刷新中国大陆最高树木的纪录。

调查者讲述

冒着大雨与蚂蟥的侵扰寻找“巨树”

李成上学的时候,最喜欢的学科是生物和地理,最喜欢的区域是雅鲁藏布江流域。因为野外科考需要大量资金,大学毕业后的李成,选择从事IT行业。但在业余时间,他会带着相机和野外探险装备,去森林里考察野生动植物。

西藏墨脱县发现中国大陆已知最高的树,科研人员介绍测高过程

李成在墨脱进行野外调查。受访者供图

虽是爱好者,李成的专业能力并不业余。在2014年,他和我国著名灵长类专家、中山大学生命科学院教授范朋飞共同撰写论文,联合发布了在墨脱发现的一个新物种:灵长类新物种白颊猕猴。2012年,他在墨脱的密林里,看到了一个两颊长着白毛的猴子,与一般的熊猴、藏酋猴等有显著的差异,他意识到这可能是个新物种,通过两年的调查、验证,最终确定了灵长类新物种白颊猕猴的存在。

这是进入到新世纪以来罕见的大型哺乳动物新发现。灵长类新物种白颊猕猴的发现,对于研究一个新物种,以及正确认识墨脱地区的生态特性有着非常重大的意义。同样,也更加坚定了李成坚持探索野外动植物的信心。

2018年,李成从IT行业辞职,一头扎进惠东的大山里,在乌禽嶂中华穿山甲社区保护地从事实地保护工作。他告诉记者,民间生态保护组织面临的挑战主要有两个:缺少更多的专业人才,缺少稳定的资金。除此之外,野外复杂的环境也考验着研究者的勇气和意志。

4月的墨脱密林,随处可见蚂蟥、蜱虫、沼泽。参与“巨树”测量的团队成员,经常全身被雨水淋透,衣服上沾满泥浆。

“付出再多,都是值得的。‘巨树’的发现,无疑是墨脱县与雅鲁藏布大峡谷区域森林生态系统完整性和原真性的最好证明。一定程度上,还提高了墨脱的知名度,能促进墨脱的生态旅游产业,带动村落的经济发展。”

“‘辛达布’的树身曾因地震或其他因素被折断过,相信还有更高、更完整的树木存在于雅鲁藏布大峡谷和墨脱的那些遥远群山中。关于雅鲁藏布江的故事,远远没有结束。”李成说。

新京报记者 张璐 赵利新

编辑 刘梦婕 校对 李立军

(责任编辑:冀文超 )

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