AI 方法在加州 2020 年历史性的山火发生前，揭示了隐藏于活树之中的数百万棵枯树

无论好坏，气候变化已将森林推向了全球聚光灯下。由于树木可以吸收并储存大气中的二氧化碳，因此全球各地纷纷涌现出植树造林和增加森林面积的计划。同时，巨大且日益频繁的野火肆虐，迫使数十万人流离失所。

加利福尼亚州是受干旱和野火影响最严重的地区之一，2020年该州有4%的土地化为灰烬。如今，哥本哈根大学的科学家们在《自然通讯》杂志上发表的一项研究中，为加利福尼亚州森林的健康状况描绘了一幅新图景，揭示了该地区枯死树木的新情况，并可能为频繁的野火提供了新的潜在原因。

研究人员利用优化的AI模型对亚米级分辨率的航拍照片进行分析，能够对整个加利福尼亚州的树木健康状况进行广泛测绘，以前所未有的精确度详细描绘了枯死树木（超过9000万棵）的分布情况。重要的是，这一壮举揭示了之前被低估的、具有特殊特征的枯死树木：

“我们的数据显示，这些树木中的绝大多数都是孤立的，或仅聚集在少数树木中，这使得它们能够隐藏在健康的活树之间，从而在低分辨率的卫星图像中得以隐藏。这是新的认识，”哥本哈根大学地球科学与自然资源管理系的斯蒂芬妮·霍里翁（Stéphanie Horion）说。

据研究人员称，野火蔓延与燃料在密度和易燃性方面的不均匀分布密切相关。

“这让人有理由推测，这些分散的枯死树木可能作为活树之间的引火物，影响野火的强度和蔓延。这一新认识不仅为解释加利福尼亚州肆虐的野火提供了可能的部分原因，而且对于我们更广泛地了解树木死亡现象也具有重要意义，”斯蒂芬妮·霍里翁说。

额外信息：加州野火

据美国机构称，2020年是加利福尼亚州现代历史上最大的野火季。该州遭受了破纪录的野火肆虐，到年底时，近17,000平方公里的森林在大约10,000起火灾中被摧毁。这一过火面积占该州总面积的4%以上——超过400,000平方公里。其中，发生在北加州海岸山脉的所谓“八月复合火灾”被描述为世界上的第一场“超级大火”——一场烧毁了超过一百万英亩（4,047平方公里）土地的巨大野火。

其触发因素包括强烈的雷暴、多次雷击以及创纪录的高温和强风。然而，气候变化是主要的潜在驱动因素。它增加了此类火灾发生的可能性及其强度，尤其是更频繁和持久的干旱降低了树木的韧性并导致树木死亡。

火灾并非树木死亡的最大元凶

事实上，了解火灾并不是这项研究的初衷。研究人员没有直接研究森林火灾本身，而是试图了解全球大规模树木死亡的现象，即大片森林突然死亡。这一现象日益频繁，并由气候变化驱动。

由于野火的壮观和威胁性，公众往往错误地将其视为树木死亡的主要原因。然而，加利福尼亚的案例研究表明事实并非如此。实际上，情况恰恰相反。

“新数据表明，干旱及其随后的虫害是森林中树木死亡的最大元凶。火灾可能是间接后果。野火的发生需要三个基本要素：炎热干燥的天气和气候变化增加了此类气候条件的频率、火源（如雷击或人为疏忽）以及充足的易燃材料。干旱削弱了树木的‘免疫系统’，增加了树木在遭受树皮甲虫攻击后的死亡风险。而枯死的树木很容易燃烧，”斯蒂芬妮·霍里翁解释说。

她以德国的哈尔茨森林为例，说明了大规模森林死亡的情况，在那里，干旱和随后的树皮甲虫在野火发生之前就已经杀死了大片森林。

讽刺的是，当树皮甲虫首次被发现时，许多当地人都很高兴，因为这被认为是森林健康和生物多样性的标志。但此后已证明，这些甲虫在干旱时期会像流行病一样蔓延，导致哈茨森林三分之一的树木因此死亡。如果植树造林在气候解决方案中扮演重要角色，我们就必须从中汲取教训，”这位研究人员说道。

她强调，新的人工智能模型在未来可能会成为一个重要工具，因为有效地绘制树木死亡地图可以为研究人员和公共机构提供一个早期预警系统，使其能够及时干预。