无人机“进军”夏威夷，只为拯救神木？

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图片来源：UH Hilo SDAV Laboratory

九月初，一架无人机飞过夏威夷岛Waiakea森林保护区的上空。在减速后，无人机下降到离树冠仅几英尺的位置，并启动了与底盘系统相连的装置。两个塑料“臂”轻轻旋转抓住一个小树枝，在使用内置锯将其切下，收集样本后，无人机飞走了。

小小的举动可能代表着林业的未来。

这项行动的指挥是希洛夏威夷大学的地理学家Ryan Perroy，这也是一项特别任务——拯救覆盖在夏威夷岛上的夏威夷神木ʻŌhiʻa（发音为 “oh-HEE-ah”）的一部分。对于很多夏威夷人来说，ʻŌhiʻa是自然的象征，是生态支柱，是森林必不可少的一部分。但现在这些树却遭到破坏。

“这可谓是我职业生涯一大创举。”

美国农业部（USDA）农业研究服务局、美国农业部林业局和夏威夷大学马诺阿分校于2014年首次在夏威夷大岛发现了一种杀死树木的真菌。去年，比勒陀利亚大学和其他机构的研究人员在一篇科学论文中证实，有两种新发现的真菌引起了破坏。现在大岛地区已确认检测到1600例病例，其他岛屿上还有100例。

美国农业部植物病理学家Lisa Keith说：“这可谓是我职业生涯一大创举。” 她已经在夏威夷工作了近20年。

这种真菌具有扼杀性，引发的疾病会导致ʻŌhiʻa快速死亡。这种真菌会进入植物的维管系统并切断内部供水，使得树缺乏养分。在数周之内，树的叶子变成了暗淡的红棕色、黑色的污迹出现在边材中。最终树叶完全掉落，留下了病木的骨骼爪。无生命的树芯虽仍然伸向天空的，但最终还是会腐烂。这种感染没有已知的治愈方法。

阻止这种真菌蔓延的一大挑战就是检测其传播。夏威夷森林辽阔茂密，人很难徒步进入。因此，科学家使用了无人机。

从左至右：Timo Sullivan，Dr. Ryan Pe

自2017年初以来，Perroy一直在组织由7辆经过改装的无人机组成的小型机队，用于真菌监控。DJI Matrice600无人机是大型无人机之一，Perroy与苏黎世联邦理工学院合作进行了改装，以携带分支采样器。这种无人机使用六英尺长的碳纤维杆，采样器抓住树枝并将其移除，避免了被树冠缠绕的风险。

Perroy设备中的其他无人机通过附带的相机收集了森林的图像。无人机直线飞行，拍摄数百甚至数千张照片，直到捕获整个地块为止。可以手动检查该图像，或使用自动机器学习系统检查该疾病的迹象，例如特征性的红褐色叶子。这项工作使Perroy的团队能够绘制出已知受真菌影响的区域的地图。反复的调查显示，随着时间推移，真菌不断蔓延。

Perroy的机队还包括一架eBee固定翼无人机，航程可达500公顷，但他和他的团队在操作无人机时必须始终在保持视线范围内。这是联邦航空管理局（FAA）法规的要求。当然也可以申请豁免，Perroy也计划提交申请。如果获得豁免，他准备建立自己的无人机机组，以便进行更全面的监视。

Perroy表示，无人机已成为对抗导致ʻŌhiʻa快速死亡这种疾病的重要工具。“这简直是我们监控计划中的最大亮点”他说道。

无人机使用六英尺长的碳纤维杆，其中采样器抓住树枝并将其移除，从而避免被树冠缠绕的风险。

该团队目前正尝试在感染的早期阶段找出病树——即叶子刚刚开始变色时。然而，一旦出现明显症状，ʻŌhiʻa已经濒临死亡。另外，红色的叶子可能是其他原因造成的脱水迹象。科学家真正想知道的是这种致命真菌是否存在。因此分支采样器十分重要。

Perroy表示，“如果想得到确认，必须要有实体样本”

虽然ʻŌhiʻa在夏威夷数量庞大——占森林总量的50％，原生森林的80％——但这一数字会在接下来几十年中因为这种真菌大大减少。这将从根本上改变夏威夷的自然环境。正如9月份发表的一篇论文指出，目前有140多种濒危本地植物物种正在可能受到真菌影响的地区生长。如果这些物种周围的森林发生巨大变化，这些植物的生存几率会大大减少。

美国地质调查局的生态学家Richard Camp担心，如果这种疾病蔓延到岛屿的山坡上，可能会影响濒临灭绝鸟类的自然栖息地，例如夏威夷悬木雀或美丽的橘红色的红管舌雀。

他说：“这里是这些濒危物种的最后避难所，它们种群数量很少。”

LisaKeith对Perroy首先尝试使用无人机解决这一问题表示肯定。她说：“这绝对至关重要。”林业团队参与了控制这种疾病的工作，例如，一旦确定树木受感染，便将其从森林中清除。

“使用技术更进一步地监测导致ʻŌhiʻa快速死亡的疾病是必不可少的”，Keith表示，这种方法提供了“一个反击的机会。”

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