2015年8月4日

位于飛機(jī)駕駛艙內(nèi)，在一個(gè)開放式相機(jī)端口上方的機(jī)載高光譜成像儀（G-LiHT）使得它在大約1000英尺（304.8米）高空，以大約150英里/小時(shí)飛行速度，向下俯瞰。

圖片由NASA/戈達(dá)德太空飛行中心提供

　　美國(guó)東北森林覆蓋面積超過1.65億英畝（譯者注：約67萬(wàn)平方公里），相當(dāng)于一個(gè)德州的面積。最近，由于兩類比一分錢還小的害蟲的暴發(fā)，這些森林中數(shù)百萬(wàn)棵松樹和白蠟樹可能遭到毀滅。

　　一個(gè)利用馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心開發(fā)技術(shù)發(fā)起的聯(lián)合行動(dòng)，將幫助美國(guó)林業(yè)局了解這些害蟲對(duì)東北地區(qū)森林的影響。這次合作使用了在美國(guó)林業(yè)局飛機(jī)上搭載的一個(gè)特殊機(jī)載儀器，G-LiHT，或稱戈達(dá)德光學(xué)雷達(dá)（LiDAR），高光譜熱成像儀。使用G-LiHT來(lái)測(cè)量森林健康體征與癥狀，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家今年夏天飛越了馬薩諸塞州、新罕布什爾州、紐約和羅德島林區(qū)。

　　南方松毛蟲，一種致命的松樹掠食者，在21世紀(jì)初使美國(guó)東南部遭受1.5億美金的經(jīng)濟(jì)損失，侵襲了紐約州1000英畝林地，在近期也使康涅狄格州和馬薩諸塞州受到困擾。美國(guó)認(rèn)為最具殺傷力的森林殺手白蠟窄吉丁蟲已經(jīng)毀滅了成千上萬(wàn)的東北地區(qū)樹木，美國(guó)24個(gè)州和加拿大的2個(gè)省已經(jīng)監(jiān)測(cè)到這種害蟲。

　　戈達(dá)德地球科學(xué)家Bruce Cook聲稱，在可預(yù)測(cè)的未來(lái)像白蠟窄吉丁蟲這樣的害蟲將繼續(xù)它們的盛宴。位于美國(guó)和加拿大的大部分白蠟樹可能被毀。

　　參與G-LiHT工作的美國(guó)林業(yè)局昆蟲學(xué)家Ryan Hanavan指出，這些害蟲造成了在災(zāi)后控制、清掃及樹木重栽方面給森林工業(yè)造成了巨大的毀壞成本。他預(yù)計(jì)南方松毛蟲將造成9億和白蠟窄吉丁蟲造成10.5億潛在經(jīng)濟(jì)損失。

　　諸如G-LiHT等技術(shù)幫助林業(yè)局監(jiān)測(cè)蟲害和對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行制圖。G-LiHT使用LiDAR，一種可以發(fā)射出數(shù)百萬(wàn)激光光子形成森林樹冠和地面反射回波的機(jī)載設(shè)備。Cook和同事們利用LiDAR產(chǎn)生包括樹干、樹枝和樹葉信息在內(nèi)的每棵樹木詳細(xì)的三維影像。

　　配備一個(gè)特殊器件,可以看到肉眼看不見的反射陽(yáng)光，G-LiHT顯示了每棵樹的物種和健康信息。這個(gè)被稱為一個(gè)成像光譜儀的器件幫助科學(xué)家監(jiān)測(cè)植物進(jìn)行光合作用的葉綠素變化情況。Cook認(rèn)為由于病樹光合作用下降，測(cè)量葉綠素非常重要。

　　G-LiHT同時(shí)配備一個(gè)熱紅外相機(jī)，其功能猶如探測(cè)熱源的夜視鏡，此相機(jī)可以發(fā)現(xiàn)害蟲圍繞樹干出現(xiàn)較暖和中斷水分自然流動(dòng)以及蒸發(fā)現(xiàn)象，使得科學(xué)家定位害蟲存在的樹木。

　　Cook指出G-LiHT多傳感器系統(tǒng)就像一個(gè)有著不同感知的神經(jīng)系統(tǒng)。一種感覺不能告知你全部。他認(rèn)為，一個(gè)更完整的森林構(gòu)成和健康圖像可以通過多傳感器獲得。

　　Hanavan一直在跟蹤新英格蘭各州的白蠟窄吉丁蟲和南方松毛蟲的前線陣地努力工作。在2014年和2015年夏天，他和Cook組成團(tuán)隊(duì)一起開展東北部森林的G-LiHT航測(cè)和地面觀測(cè)工作。

　　即使有了G-LiHT，科學(xué)家們還是不能從空中看到每個(gè)事物。Cook、Hanavan和他們的團(tuán)隊(duì)需要直接從地面觀測(cè)并對(duì)每棵樹的健康狀況進(jìn)行描述。然后他們使用這些記錄來(lái)解譯G-LiHT從高空觀測(cè)到的病樹信息。

　　Cook聲稱，白蠟窄吉丁蟲這樣的樹木殺手對(duì)森林的破壞是緩慢進(jìn)行的，對(duì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定傷害的情況在未來(lái)幾年逐漸顯示，南方松毛蟲的蔓延可以突然間結(jié)束數(shù)十年森林生產(chǎn)力增長(zhǎng)。Cook說(shuō)，他們是在討論對(duì)森林產(chǎn)業(yè)有著數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億美元損失影響的問題。預(yù)防害蟲蔓延可以為負(fù)責(zé)處理死樹的地方政府和土地所有者節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元。

　　不健康的森林也能導(dǎo)致生物多樣性的減少并破壞重要的水循環(huán)過程。健康的森林也有助于抵消增加的大氣二氧化碳水平，二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的一種溫室氣體。

　　NASA和美國(guó)林業(yè)局于2011年開始使用G-LiHT。在森林健康和庫(kù)存項(xiàng)目研究中，飛行超過1000小時(shí)。Cook、Hanavan和同事們研究了從阿拉斯加到尤卡坦半島北方的溫帶和熱帶森林。G-LiHT也推動(dòng)了合作，進(jìn)行農(nóng)田、沿海和海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究。

　　原文題目：NASA Goddard Technology Helps Fight Forest Pests

　　來(lái)源：https://www.nasa.gov/feature/goddard/nasa-goddard-technology-helps-fight-forest-pests/

（王化編譯，殷永元審核）