在这个气候危机加剧的时代，解释地球碳循环的各个方面是一项至关重要的任务。大气碳负荷的严重性意味着树木和森林虽然有限，但却是一系列缓解方案中的重要工具。

健康森林提供的生态系统服务远远超出碳储存能力。剩余的原始(古老)森林作为碳库和生物保护区具有不可替代的价值。森林在受到干扰后重新生长的能力使它们能够随着时间的推移重新获得生态意义。

了解森林的作用需要准确量化生物量，其中大约一半是碳。技术的进步和问题的紧迫性推动了国际社会对生物量测绘的努力。

机载和星载激光扫描前景广阔，而遥感由于其覆盖大面积的效率而很容易被依赖。然而，在通过直接测量验证其估计值之前，这些努力的价值值得怀疑。《森林生态与管理》上发表的一篇新文章探讨了世界上最高森林面临的这一挑战。

最高的树木创造了生物量最高的森林，但它们很难正确测量。我们的团队专门通过攀爬、树冠测绘和树干取芯来量化示范树木。

哪些测量最适合估算树木生物量?胸径是一个熟悉的指标，但对于高大树木的预测效果不佳。

现在，地面激光扫描可以轻松地从地面量化树干体积。将其与树冠大小和总高度的测量相结合，可以产生精确的树木水平估计，从而能够校准森林生物量的遥感。以红杉(以下简称红杉)为主的森林作为案例研究。

原始红杉林作为最高和最重的陆地植被而受到特别关注。这些森林每公顷可储存超过2,000吨地上碳。富含杀菌剂的心材和厚厚的树皮使红杉具有极强的耐腐性和耐火性，因此单棵树的寿命可以超过2000年。

超过95%的原始红杉林被砍伐，75%的剩余林分分布在加利福尼亚州洪堡县和德尔诺特县的七个州立和国家公园。关于这些特殊的森林，遥感可以告诉我们什么?这与实地的现实有何关系?

得益于国际空间站上的全球生态系统动力学调查(GEDI)，我们提供了激光扫描数据集，其中包含树冠高度地图以及世界各地森林预测的地上生物量。

我们的团队走访了分布在主要红木保护区的200个GEDI“豆类”。每个脉冲覆盖直径25米的足迹，并测量该区域内树木的树干体积、树冠大小和高度，以便精确估计脉冲生物量。

我们的测量显示GEDI通常严重低估生物量多达一半。为什么?预测这些森林生物量的GEDI指标基于树冠高度，而仅凭高度并不能很好地预测高树生物量。高度相似的树可能有尺寸截然不同的树干。

这并不表明整个GEDI任务存在问题。高度是树木较小的较短森林(例如北美西部的再生林地)生物量的充分预测指标。然而，对于原始红杉林来说，GEDI并不是最有效的工具，在其他高大森林中可能也是如此。星载激光扫描与传感一样遥远，但另一种有前途的工具离我们更近。

机载激光扫描(ALS)使用安装在飞机上的LiDAR(光探测和测距)仪器来表征地形和植被。最近，我们利用ALS对37,000公顷的原始红杉林进行了调查。这些数据对于在我们的实地工作期间共同定位GEDI脉冲以及使用ALS而不是GEDI指标开发用于生物量估计的新预测方程非常重要。

通过ALS扫描的红木森林被分为250万个对象，其中包括主要树冠和从属树冠，以生成全面的树冠清单。对每个物体的高度和冠部尺寸进行评分以计算体积。通过将500个物体与分布在研究区域的仔细测量的树木联系起来，建立了预测方程。

ALS预测比GEDI有所改进，但具有巨大树干(胸高直径>5米)的树木的生物量再次被大大低估。这种“巨树效应”意味着公园范围内的ALS生物量估计仍然保守。尽管存在这一缺点，ALS仍可以有效量化大片森林中的活树生物量。

我们的生物量地图揭示了长期碳储存的据点，可以帮助为管理提供信息。超高生物量区域(每公顷>3,000吨，紫色像素)很少见。在整个研究区域，这些特殊林分仅占原始林的1%。布尔溪的低海拔冲积平原及其与洪堡红杉州立公园的鳗鱼河的交汇处，生物量浓度达到峰值。这正是促进早期和广泛伐木的景观环境。

低生物量的原始森林(每公顷<1,000吨，绿色像素)也可以预见地出现——靠近拥有私人林地的公园边界、沿公园绿地内的砍伐空间边缘以及散布着大草原的较高海拔地区。这些生物量分布可以帮助建立针对原始森林边缘长期恢复和公园边界内部(白色区域)和外部(灰色区域)森林再生的具体目标。

除了活树生物量之外，遥感在量化林下植被、死树、原木和树冠结构特征方面的能力有限。例如，大型红杉树冠通常有大量的附生蕨类植物、灌木和树栖土壤，支持许多其他物种。更高分辨率的地面激光扫描具有捕捉遥感忽视的森林特征的巨大潜力，并且是无需攀爬即可准确量化单棵树木的最佳工具。

ALS与有针对性的地面激光扫描和明智的直接测量相结合，可用于精确绘制森林生物量地图，但这需要人们在树林中工作。考虑到原始森林的稀缺性、恢复林业的巨大潜力以及当前技术的惊人能力，额外的努力似乎是必要的。

我们的文章以令人欣慰的结尾结尾：“虽然技术进步不断扩大林业研究的范围，但实地测量仍然至关重要，并将为子孙后代提供有意义的工作。”