高102.3米，體重183139.1kg，體內碳儲量100365.6kg，年齡1841歲……如果樹木也有“簡歷”，“亞洲第一高樹”的“簡歷”里會列上這樣一組數據。

給“亞洲第一高樹”稱重的是由北京林業大學老師范光鵬，西藏農牧學院資源與環境學院副院長閆飛副教授、張志偉等師生組成的“森林激光雷達遙感科研團隊”。如何給超過百米的古樹稱重？怎樣在不砍伐的情況測出樹的體重？為什么要給大樹稱重？帶著諸多疑問，新京報記者采訪了“森林激光雷達遙感科研團隊”負責人范光鵬。

森林激光雷達遙感科研團隊開展激光雷達掃描與測量工作。受訪者供圖

“幾十斤的設備，我們輪流接力運上山”

“這是我們第一次為超過100米的樹木稱重，我們也是目前唯一一個為‘亞洲第一高樹’稱重的團隊?！狈豆怡i說。

北京時間6月17日上午8點，森林激光雷達遙感科研團隊一行14人，在西藏林芝市林業局的帶領下，經過六個小時的漫長路程，終于在當天下午3點來到了“亞洲第一高樹”所在的山腳下。

汽車爆胎、高原反應，帶著幾十斤的設備徒步爬山，范光鵬向新京報記者回憶當時的情景，“海拔很高，隊員出現了一些高原反應，路況也很復雜，高大的倒木和雜草灌木阻擋了道路，隊員們只能趴著前進?！睘榱吮４骟w力，隊員們輪流將幾十斤的設備提上山。而且，為了保護原始森林環境，在爬山過程中他們沒有使用鐮刀，每名隊員都佩戴手套，通過攀附周圍的草木藤蔓前進?！吧铰纺酀魸窕叽蟮臉淠咀屔掷锏墓饩€很暗。包括我在內的很多隊員都摔倒了，一路下來衣服全濕透了，渾身都是汗?！?/p>

經過6小時的艱難跋涉，他們終于看到了原始森林深處的藏南柏木——它高達102.3米，生長在坡度超過46度的險坡上，面朝帕隆藏布江的支流?！八谏种芯哂酗@眼的外觀，可以在遠處被發現和辨認出來”范光鵬說道。此外，這棵藏南柏木的主干異常粗壯，比周圍其他樹木更加堅固、結實。遒勁的枝干支撐起巨大樹體，樹身附著苔蘚，周圍滿布喬木、灌木、藤蔓植物。

范光鵬解釋，一棵樹能長多高受很多因素影響，“面向帕隆藏布江，空氣中的水分非常大，溫度也比較高，光照充足，海拔和緯度不高，這也是它能長這么高的重要原因之一?！?/p>

利用現代信息技術和生長方程為樹木稱重

給巨樹稱重，離不開現代化信息技術手段。本次測量，專家們利用AdQSM（激光雷達點云樹木結構自動重建模型），針對“亞洲第一高樹”地上部分，對包括干、枝和葉的地上部位進行數據采集，在計算機中分部位進行數據重建，定量計算這些部位的詳細生長參數，從而計算出樹木地上部分的重量。再使用生長方程測量這棵高樹的地下生物量，兩者相加作為這棵樹的體重。

“我們使用模型測量樹木之前，對模型進行了精度驗證與分析。在模型計算穩定的前提下，計算了亞洲第一高樹的體重，可以精確到0.1kg?！狈豆怡i說道。

森林激光雷達遙感科研團隊首先采集了亞洲第一高樹的激光雷達點云、無人機影像和林分（森林的內部結構特征）調查數據。為了獲取點云測量數據，他們設立了十個不同地點的掃描基站，360度掃描“亞洲第一高樹”。

“基站標靶應該放在什么地方？”這是隊員們遇到的第一個問題，范光鵬讓隊員站在兩個相鄰或間隔一個基站的點位上，并通過確保彼此能看見對方的方式，確定基站位置。范光鵬介紹，“有些地方植被茂密不能落腳，我們就把標靶放在旁邊的植物或者樹上。盡可能保持看到對方就可以了。”

科研團隊成員在設立基站標靶。 受訪者供圖

因為樹木的數據模型是通用模型，需要對亞洲第一高樹多次建模以達到穩定狀態。團隊不僅掃描了亞洲第一高樹，還掃描了周圍的樹木，“一是為了校準參數，因為樣本盡可能多的話會降低誤差，另外也是為了測量整個林分的生長狀況、林分結構和碳儲量”范光鵬解釋道。與此同時，在植物學分類專家的指導下，隊員們還認識了甘肅莢蒾等生長在高樹周圍的樹種。

胸徑與樹高之間存在密切的相關生長關系 (又稱異速生長),反映樹木對水平生長和垂直生長的權衡。而“亞洲第一高樹”生長在險坡上，樹木胸徑超過了290cm，地勢不平，胸徑過大，如何測量胸徑是隊員們遇到的另一個問題。

“樹木胸徑的測量一般在樹木的1.3米處。傳統的方法是一個人使用胸徑卷尺將樹木圍起來測量。但是測量‘亞洲第一高樹’我們不僅需要多個人圍起來，在有坡度的情況下，需要一部分人在下面，一部分人在上面，這樣大家才能合起來將它圍住測量?！狈豆怡i補充說，如果樹木長在非常險峻的坡上，且非常粗大，無法圍起來，可以橫著拿木棍來對比樹木胸徑進行測量。

收集好的數據會在國家林業和草原局林業智能信息處理工程技術研究中心進行匯總和處理，基于點云測量的數據和調查數據一一對應，利用計算機建模技術重建它的三維模型。并通過模型中的指標：木材理化測定技術獲取相關指標（包括樹木的含水率、含碳率、鮮重、干重等），計算出來這棵高樹地上部分的生物量，再使用生長方程測量這棵高樹的地下生物量，兩者相加作為這棵樹的體重。

“據我們測量計算‘亞洲第一高樹’，高度超過100米。它在生長過程中干物質量超過183噸，其中碳儲量超過了100噸。體重183139.1kg，體內碳儲量100365.6kg，這棵樹地上部分的體重占總體重的91%以上。這棵樹樹齡1841年，現處于自然成熟階段。”森林激光雷達遙感科研團隊負責人范光鵬向記者介紹道。

經歷多年探索為樹木建立模型

“為了建立模型，我們已經做了三四年的探索?！睆?019年起，范光鵬及其團隊就開始探索為樹木稱重的新辦法。傳統樹木稱重需要大量伐樹、砍樹實驗來建好數學模型，且數學模型僅適用如闊葉樹種，針葉樹種等某一類型或者地區的樹種。如果出現新樹種，則沒有專門的體重計算模型。“大量砍伐實驗非常具有破壞性，而且會消耗大量的人力、物力、財力。所以我們想探索不需要砍伐樹木的測量方法?！?/p>

范光鵬及其團隊便將林學、遙感科學與技術和計算機科學與技術相關知識交織，形成了交叉創新的學科，利用激光雷達遙感技術為樹木建立模型。相較于傳統測量，本次利用激光雷達遙感和攝影測量技術，構建出的三維模型，計算樹木生物量更加智能化和信息化。

這一方法對于測量單株樹木的生物量、碳儲量也更加準確，并且是一種高精度的無損測量方式，不會對樹木有任何直接破壞。除此之外，大范圍測量還能了解整個林區的發展狀況、林分結構、碳儲量、樹種組成等，從而更全面掌握“亞洲第一高樹”的生長狀況。

“為大樹稱重離不開各個學科專業知識的積累。前期我們做了大量的方法和模型的實驗，提高了技術的通用性，這次工作是相當于將‘亞洲第一高樹’作為對象的應用性研究”范光鵬說道。

給樹稱重有助于了解森林的固碳能力

“正如我們知道人有身高、體重、年齡，樹也有身高、體重、年齡。體重是最能直接反映樹木碳儲量的指標”，范光鵬說道，森林是錢庫、糧庫、水庫、碳庫。碳庫表明了森林具備的生態效益與功能。

樹木的成熟分為“自然成熟”和“碳儲量成熟”。自然成熟如同農作物成熟，而碳儲量成熟則意味著固碳能力達到最大值。到達最大值后，碳儲量的增加速度隨著樹木年齡的增大而減小，吸收二氧化碳的能力慢慢變弱。范光鵬表示，“不同林分結構下森林碳儲量成熟的探索，也是我們當前迫切需要研究的內容，這樣才能更好地服務于林業碳匯?！?/p>

當前，森林的固碳能力越來越受到了人們的重視，測量體重對于了解這片森林的固碳能力至關重要。樹木體內碳儲量可以準確地了解它在生長過程中所積累的碳含量，這有利于增加科研工作者的理性認知，更加直觀了解到以亞洲第一高樹為代表性的這片森林的碳儲量是巨大的。此外，通過稱重的工作可以使科研人員更好了解森林過去的生長狀態，預測未來一段時間內森林對氣候的影響，未來樹木的生長情況?！斑@也是我們為‘亞洲第一高樹’稱重的原因?！?/p>

“一棵樹、一片森林，同人的生長完全一樣，都要經歷從小到大，然后逐漸衰老、枯萎死亡的過程。而這一過程又與它所處的環境條件有很大關系。通過這次給‘亞洲第一高樹’稱重，我們發現這片森林‘碳儲量成熟’了，我們更應該保護好這片森林，防止它變成釋放二氧化碳的碳源”范光鵬說道。

后期，該團隊還會對“亞洲第一高樹”所在的雅魯藏布大峽谷國家級自然保護區中森林的發展狀況、林分結構、碳儲量、樹種組成等進一步研究，“目前還在研究中，取得進一步結果將會跟大家分享?！狈豆怡i表示。