森林保护进入高科技时代

森林保护技术正在改变我们保护全球森林的方式。从基于太空的碳追踪卫星，到能探测烟雾和电锯声的地面物联网传感器，这些高科技工具正助力预防野火、保护生物多样性，并识别非法伐木活动。

IEEE高级会员Paul Kostek表示：“我们正从过去依靠瞭望塔人员巡查烟雾的方式，转向能够监测广泛区域并在问题扩大前发现隐患的技术。”

面临威胁的森林

森林是应对气候变化的关键全球资产，因为生长的树木能够储存导致全球变暖的二氧化碳。但全球每年都有数千平方英里的森林消失。2020年至2023年间，全球平均每年损失15250平方英里的森林，面积大致相当于瑞士的国土面积。

森林消失的原因多种多样。气候变化使野火愈发严重，每年约三分之一的树木覆盖损失由野火导致，超过了采矿和林业等其他原因。栖息地的丧失对亚马逊等地区的生物多样性构成了特别威胁 —— 这片广袤的区域仅占地球表面的1%，却栖息着10%的陆地物种。

城市化和农业活动每年也会导致树木减少。

从空中监测

卫星是森林保护 “武器库” 中尤为重要的工具，因为它们使研究人员能够监测大片森林区域，排查各类问题。从高空俯瞰的视角可以让保护工作者极为精准地掌握森林面积增减的情况。

但卫星技术还能对森林内部发生的情况进行细致入微的观测。

“合成孔径雷达可以提供特定森林区域的详细数据，帮助评估疾病、火灾、洪水、虫害等自然事件，以及商业伐木、土地用途变更等人类活动的影响。” 能够探测到昆虫或疾病引发的森林枯萎早期迹象尤为重要，因为这使保护团队能够控制损害，并将资源调配到最需要关注的区域。

不过，保护团队无需进入太空即可获得鸟瞰视角。

无人机也常被用于监测大片森林。它们既能快速测绘相当大的区域，又能提供卫星无法企及的精度，这是其优势所在。

在偏远且难以抵达的地区，专用无人机已被用于在因砍伐受损的区域快速植树。这些机器还运用激光雷达（LiDAR）技术 —— 一种通过发射激光脉冲来确定物体的存在、形状和距离的传感方法 —— 来绘制树木的高度和形状，或分析树冠结构。这些方法可提供关于森林健康状况的详细信息。

物联网如何推动森林保护

物联网传感器也已被用于森林保护。它们可以监测温度、湿度、烟雾、二氧化碳、甲烷和空气质量等环境参数。与此同时，声学传感器能够探测火灾声音、受困野生动物的动静以及非法伐木活动。

IEEE高级会员Inderpreet Kaur表示：“物联网设备能够以极短的延迟收集并传输森林状况的实时数据。”

部署物联网传感器有两个目的：首先，数据可用于长期分析，并集成到人工智能系统中。

“基于人工智能的数据预测和预防性分析将成为改变游戏规则的力量 —— 通过分析这些数据，能够探测到野火、森林砍伐和生物多样性丧失的早期迹象。”

例如，当声学传感器在禁止伐木的区域检测到电锯声时，传感器还能帮助护林员和保护官员立即做出响应。

仅有技术还不够

尽管技术正在成为保护工具箱中的新兴工具，但要产生有意义的影响，仍需要人类专业知识、资金和政治意愿的支持。保护工作常常面临来自当地社区的阻力，而成功通常依赖于与利益相关者的广泛对话。

“我们是否应该阻止他们使用现有的传统方式 —— 比如焚烧土地开垦农田或砍伐树木取暖，转而引入利用技术的新型土地管理方法？” Kostek问道，“而且，谁来使用和管理这些技术？是社区自身，还是外部机构？在长期受保护的地区开展采矿、石油钻探和林业等活动时，同样会面临这些问题。我们需要平衡这些地区的经济需求（如就业和商业发展）与长期环境影响，以及这种影响对其他群体的作用。”