烧焦的道格拉斯冷杉和洛奇波尔松林的残骸曾经把它们的种子在空中飞舞——通常是在鸟的肚子里或嘴里——但不是像这样。
当这些重型无人机的六个旋翼嗡嗡作响时,它们每个都将1500多颗种子送入一个自动化的蜂群,有人希望这标志着植树革命的开始。
“重新造林可以说是我们从空气中吸收碳的最佳解决方案,”布莱斯·琼斯(Bryce Jones)说Flash森林这是一家加拿大无人机植树公司,在不列颠哥伦比亚省的足迹越来越大。
“但是没有技术。就是拿着袋子和铲子的人。这种方法已经用了100年了。”
在它们短暂的历史中,无人机改变了我们的天空——在某些情况下,它们提供了令人惊叹的图像或药物,在另一些情况下,它们给士兵和平民带来了恐怖。
现在,一些公司正在寻求重新定义无人驾驶汽车的用途。他们的目标是:让被野火破坏的土地重新发芽,并通过这样做,重新造林一个被野火破坏的星球估计失去了一半的树木。
如今,伐木、枯萎病和野火是造成这种损失的主要原因,这是2021年致命的混合消灭了足以覆盖整个新西兰的森林
当一棵树被砍伐时,它就停止吸收大气中的碳。如果它被燃烧,它一生中收集的所有碳都被释放回空气中。
许多专家认为,重新造林是应对气候危机和生物多样性灾难性损失的最佳和最具成本效益的解决方案之一——以至于去年有140多个国家同意重新造林到2030年停止并最终扭转对森林的破坏。
无论是砍伐木材、开辟新农田,还是建设城市,技术和自动化都赋予了人类文明以力量在过去的100年里,砍伐的森林比之前的9000年还要多。对于支持者来说,无人机的兴起提供了一个彻底改变这种破坏性技术的机会。
无人机能帮助人类摆脱灾难吗?
天空中不断增长的种植希望
长期以来,空中种植一直激发着人们对恢复森林活力的想象。
空中再造林的早期记录可以追溯到20世纪30年代的夏威夷,当时飞机被用来在火奴鲁鲁被野火肆虐的难以到达的山区种植树木。从许多方面来看,它都失败了:种子没有足够快地落地生根;研究发现,从表面上看,它甚至可能导致糖尿病鼠患在岛上。
第二次世界大战后,前皇家空军飞行员杰克·沃尔特斯来到不列颠哥伦比亚大学研究森林。1953年,他是第一个把幼苗放进塑料“子弹”里的人解雇他们埋到地里。幼苗艰难地将它们的根穿过塑料护套,但这些实验最终产生了今天地面上的树木种植者部署的插头系统。
几十年后,他在一篇论文中提出了从飞机上发射种子子弹的想法。
直到20世纪90年代末,美国制造商洛克希德·马丁航空航天公司告诉记者《卫报》它改编了沃尔特斯的想法。当时,该公司的一位发言人表示,该公司每天可以种植90万棵树,其设备最初是为种植地雷而设计的。
不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的林业研究员约翰•英尼斯(John Innes)说,大约在那个时候,他首次为阿曼的一个空中种植项目提供了建议。
一架直升飞机将飞过种植地点,把秧苗放在子弹状的球果里。就像之前的许多项目一样,Innes说这个项目“零成功”。
在世界上的其他地方,也有人保持着从空气中种植的梦想。
在肯尼亚在美国,研究人员已经将种子球分发给飞行员、滑翔伞驾驶员、热气球驾驶员,甚至是拿着弹弓的牧民。
一些生态系统对空中播种的障碍较低。在澳大利亚的桉树林中,广播播从飞机起飞已成为标准做法。
但在北美大部分地区,情况要复杂得多。例如,不列颠哥伦比亚省的森林里经常有过量的伍迪的碎片从清晰的伐木和政策中遗留下来的不惜一切代价扑灭大火。
即使在被砍伐的森林里,地面也很少是干净的。留下的树桩和草堆在土壤上形成了一道屏障,在任何可能的种子生根之前就把它挡在了天空之外。
Innes说,当Flash Forest第一次使用无人机在枫树岭的UBC研究森林种植几棵幼苗时,就遇到了这个问题。
“刚开始的时候,他们做得一点都不好,”他说。
从一把铲子和一个袋子开始
琼斯并不总是喜欢无人机。他说,他花了数年时间试图找到合适的创业利基,为应对气候变化做点什么。
2017年,他在温哥华担任太阳能顾问,并一度考虑进入城市风力发电场或垂直花园。但他在维多利亚大学(University of Victoria)完成学位时,花了一个季节植树,这让他久久不能忘怀。
当这个季节结束很久之后,他一直在想,这个行业是如何未能创新,以应对森林砍伐和日益严重的野火造成的损失的。
琼斯很快意识到,要实现植树自动化,需要来自天空的人工智能。这是因为在地面上,障碍、岩石和不平坦的地形会使陆基机器人变得不切实际。
2019年,琼斯的兄弟卡梅伦辞去了阿尔伯塔省的工作,搬到了安大略省,与人共同创办了Flash Forest。
最初的几年花在研发上:创建无人机原型,编写代码,开发100多种不同的种子荚,以寻找完美的配方。
在安大略省密西沙加的温室里工作。琼斯说,他们与英属哥伦比亚大学的植物科学家一起,偶然发现了一种有效的媒介——既可以通过空气发射种子,又可以使它们存活足够长的时间,直到长成树木。
这些豆荚有大理石那么大,每个豆荚里有一颗种子,里面有足够的营养、捕食者的威慑物和微真菌,可以帮助树木在第一个夏天发芽和生长。
“那就是你遭遇干旱和干燥的时候。那是他们真正需要的时候。”琼斯说。
在UBC研究森林和其他地方的试点项目中,他们开始在季节早期种植,以利用春季土壤水分含量。
Innes说,种子存活率开始提高。
英尼斯说:“他们给我的数据显示,他们在幼苗成活率方面的成功率正在逐年上升。”他作为Flash Forest的科学顾问,已经获得了股票期权。
截至2021年,该公司已经在安大略省、阿尔伯塔省和卑诗省种植了大约5万棵树,但这些树大多是小批量种植的,目的是磨练他们的技术和技巧。
今年,一切都改变了。
释放自动蜂群
在一片烧焦的森林边缘,新的一天从侦察开始。
一组闪电森林的飞行员发射了一架测绘无人机,以测量被烧毁的区域,精确到厘米。这些信息被用来制作三维地形图。
接下来,一个算法识别并划分出有活树、溪流、湖泊、道路或大块岩石覆盖的区域——这些都是禁止种植的区域。
然后,该公司的软件计算出树木的种植地点和密度,并为无人机群追踪最有效的飞行路径。
在地面上,机组人员将把大约1500个种子荚装入一个漏斗,每个种子荚都固定在无人机的底部,就像一个鼓起来的大啤酒肚。然后,一名飞行员操纵三到四架无人机升空,让蜂群沿着自动飞行路线飞越被烧毁的森林。在飞行过程中,一种机械枪从无人机下每秒发射五个种子荚。
当它们撞向被野火烧焦的地面时,豆荚的速度超过每小时165公里,足以将自己埋进土壤约2.5厘米。
这样做的目的是尽早到达被大火烧毁的地方,在灌木丛使种植变得更加困难之前把豆荚撒掉。
正如琼斯的哥哥去年对安大略CBC新闻组说的那样,“速度是我们的游戏。”
在接下来的几个月和几年里,该公司的林业团队将回来检查种子是如何发芽的,以及有多少树苗存活了下来。
如果一切顺利,贫瘠的土地上将再次出现一片森林。
对火的关注
不列颠哥伦比亚省的森林预计在未来几十年将面临更强烈和更频繁的地狱,所有这些都是联合国警告的集合的一部分。全球野火危机。”
要重新种植那些被烧毁的森林,往往需要派遣工作人员前往大片且往往偏远的土地。艰苦的工作最好在灌木丛蔓延之前尽快完成。这需要人力。
Innes说,但是招募足够的种植者和增加足够的树苗供应——这些树苗必须提前几年培育——是一个越来越大的挑战。
“我们有大片土地需要种植。我们没有能力做到这一点。”英尼斯说。
这就是支持者所说的无人机具有明显优势的地方。
Innes说,与空旷的土地不同,被野火烧毁的森林提供了裸露的矿物土壤,这是一个“非常好的种子床”。
今年春天,在第一个商业种植季节,闪电森林种植了15万棵树,几乎全部在卑诗省遭受野火袭击的森林中。其中包括2021年坎卢普斯以东的白石湖大火烧焦的土地,以及奎斯奈尔、100英里之家和不列颠哥伦比亚省北部附近的野火伤疤
上周,加拿大自然资源部表示,它将为Flash Forest提供超过130万美元的赠款。政府要求该公司在两年内种植100多万棵树。
到目前为止,该公司已经完成了37个项目,涉及22种不同的树种。但闪光森林的野心要大得多——作为加拿大同类公司中最大的公司,它计划将每年种植的树木数量增加四倍,到2028年,它将在全国种植10亿棵树。如果在联邦政府的支持下进行,这将代表加拿大到2030年种植20亿棵树的目标的一半。
Flash Forest并不是唯一一家希望赢得越来越多的合同来重新种植被野火烧毁的森林的公司。在许多方面,不列颠哥伦比亚省已经成为加拿大快速发展的技术的焦点。
总部位于西雅图的DroneSeed公司成立于2016年,是第一家获得联邦政府批准在美国运营大量重型无人机的公司。
去年,Tŝideldel和Tl’etinqox原住民与drone - seed签订了一份合同康复试验计划在奇尔科廷高原种植5万棵幼苗,那里的森林在2017年被野火摧毁。
这种高强度的火灾“可以杀死成熟的树木,并加热最初的几英寸土壤,”Cassie Meigs说,他是DroneSeed客户解决方案的高级主管。
当土壤烧到那么热的时候,储存在地下的种子也会跟着烧起来。
因此,梅格斯说,森林不再能够以可持续的水平自然再生。
DroneSeed的答案是增加种子收集和幼苗生产。2021年,该公司收购了种子公司Silvaseed,这样它就可以将自己的种子库和树木苗圃与现场团队结合起来——一些人手工种植,另一些人操纵无人机投放公司所说的种子“冰球”。
“我们目前是科罗拉多州西部最大的私人种子银行,”梅格斯说。
从上方种植的限制
许多无人机种植公司刚刚经历了一段时间的研究和试验。
Jones说,在过去的一年里,Flash Forest公司意识到压缩空气种子舱枪的规模过于昂贵,于是转向了机械射击机制。
还有其他更明确的限制。大多数公司已经意识到,在被砍伐殆尽的茂密森林中,无人机种植尚不现实。
与此同时,无人机技术近年来取得了长足的进步。锂离子电池的能量密度得到了改善,可以实现更高的有效载荷和更长的续航里程。
英尼斯说,像Flash Forest和DroneSeed这样的公司仍然需要证明种子可以达到足够高的成功率,使它们成为人工植树的可行补充。
Innes说:“如果我们在夏季遭遇干旱,我们将会有很多人死亡。”
在接受采访的公司高管或专家中,没有人说这项技术会威胁到传统的植树工作。事实上,从植树公司到无人机装备公司,每个人都表示,现在比以往任何时候都更需要人工种植。
在DroneSeed的案例中,梅格斯表示,该公司总是将空中播种与传统的手工种植方法相结合,以结合“种子和幼苗的生物优势”。
琼斯补充说:“我们肯定需要人工植树。”
许多专家都认为,除了减少化石燃料的消耗,再生森林是降低地球大气碳含量的最大手段之一。
由一个估计在美国,森林可以在不侵占城市或农场的情况下,扩大到吸收全球大气碳库的25%。但这需要所有可行的重新种植方案。
“世界在变化。由于气候变化,这种情况正在发生变化。”
“我们也需要改变以适应这一点。无人机技术是对此的一个潜在回应。”
视频由Harry Linley制作