Membina ‘Lejar Hijau’ untuk 142 Bilion Pokok di China

Nota: Artikel ini disumbangkan oleh Guo Qinghua, profesor unggul Boya di Universiti Peking merangkap pengarah di Institut Penderiaan Jarak Jauh dan Sistem Maklumat Geografi, Fakulti Sains Angkasa dan Bumi Universiti Peking kepada People’s Daily.

Guo Qinghua bergambar dengan pokok tertinggi di Asia. (Foto oleh Guo Qinghua)

Selama bertahun-tahun, persoalan tentang berapa jumlah pokok yang terdapat di China telah menjadi tanda tanya. Namun, ia berubah apabila peta kepadatan pokok kebangsaan yang pertama China dikeluarkan pada awal tahun ini.

Menurut peta tersebut, setakat tahun 2020, China mempunyai sekitar 142.6 bilion pokok, atau bersamaan dengan kira-kira 100 pokok untuk setiap orang di negara Tembok Besar. Angka itu adalah hasil daripada usaha selama berdekad oleh pasukan saya untuk ‘mengira’ pokok-pokok tersebut.

Keterdesakan usaha demikian berakar umbi daripada jurang besar dalam pemahaman kita. Meskipun China mempunyai kawasan paling besar di dunia untuk hutan yang ditanam, namun statistik penghutanan sejak sekian lama memfokuskan terhadap metrik umum seperti volum pokok kayu.

Seiring dengan prinsip pembangunan hijau mendapat perhatian dan pengumuman China tentang matlamat dwi-karbon, ia semakin jelas bahawa pemahaman berasaskan data dan lebih berbutir terhadap ekosistem hutan sangat diperlukan.

Bagi menghitung penyimpanan karbon pada peringkat pokok dan menaksir sumbangan hutan terhadap kepelbagaian biologi, kami memerlukan sistem perakaunan ekologi yang tepat, iaitu sebuah ‘lejar hijau’.

Pemulihan ekologi berasaskan sains termasuk keputusan sama ada untuk menanam pokok, pokok renek atau rumput di kawasan yang ditetapkan, bergantung kepada akses untuk data tak tersirat secara ruang dan berkualiti tinggi.

Antara motivasi lain adalah rasa tidak puas hati yang mendalam terhadap data yang ketinggalan zaman atau tidak lengkap. Bertahun-tahun yang lalu, Nature menerbitkan anggaran global sebanyak 3.04 trilion pokok, tetapi hutan China diwakili oleh data yang sedikit.

Pada masa itu, pasukan saya telah menghabiskan lebih daripada tiga tahun mengumpul maklumat yang luas nun jauh di dalam hutan China. Saya yakin bahawa China tidak seharusnya kekal sebagai satu kelemahan dalam penyelidikan hutan global. Jika orang lain boleh memetakan pokok pada skala besar, kita juga boleh.

Namun, China merangkumi lebih 9.6 juta kilometer persegi. Justeru, bagaimanakah kita boleh mengira pokok di seluruh wilayah yang begitu luas? Penyelesaiannya terletak pada inovasi metodologi dan kemajuan teknologi.

Dua dekad yang lalu, saya melihat penyelidik asing memanjat kanopi hutan untuk mengukur ketinggian pokok secara manual, yakni satu pencapaian yang mengagumkan, tetapi yang menggariskan batasan kaedah tradisional.

Saya sedar, kemajuan dalam tinjauan alam sekitar bukan sahaja bergantung pada dedikasi, tetapi juga pada penggunaan alat canggih yang berterusan. Teknologi adalah pendorong buat kami untuk mencapai tahap yang baharu.

Penemuan kami datang dengan aplikasi LiDAR (Pengesanan Cahaya dan Jarak). Teknologi ini menggunakan denyutan laser untuk menangkap ketinggian, bentuk dan lokasi pokok dengan ketepatan yang luar biasa. Dengan satu imbasan sahaja, kita boleh memetakan keseluruhan kawasan hutan dalam beberapa minit.

Kami membangunkan sistem pemerhatian "langit dan tanah" bersepadu, serupa dengan melakukan imbasan CT hutan. Dari atas, dron yang dilengkapi dengan penderia LiDAR memancarkan lebih sejuta denyutan laser sesaat. Dari bawah, ahli pasukan menavigasi rupa bumi dengan pengimbas mudah alih.

Guo Qinghua (tiga daripada kiri) dan pasukannya mengadakan pemerhatian di lapangan. (Foto oleh Guo Qinghua)

Dengan berganding bahu dan menghimpunkan kesemua perspektif, ia membolehkan kami membina ekosistem hutan dengan model digital yang boleh diukur dan beresolusi tinggi. Hari ini, perisian dan peranti LiDAR yang kami bangunkan telah digunakan di lebih 130 negara dan wilayah.

Dalam tempoh sedekad lalu, kami meninjau lebih daripada 76,000 plot sampel dan mengumpul lebih daripada 400 terabit data, yang bersamaan dengan lebih daripada 80 juta foto beresolusi tinggi. Skala yang tidak pernah tercapai sebelum ini tersebut memerlukan inovasi yang berterusan.

Bagi mengatasi cabaran seperti rupa bumi yang tidak sekata, kami mencipta algoritma penerbangan yang mengikuti rupa bumi untuk dron. Untuk memproses set data yang sangat besar, kami membangunkan satu algoritma pembahagian pokok pintar yang berkemampuan untuk mengekstrak setiap pokok secara automatik daripada kanopi hutan yang kompleks dan menjana peta kepadatan pokok.

Langkah demi langkah, kami membina solusi yang tidak pernah terhasil sebelum ini. Penyelidikan saintifik jarang bermula dengan keadaan yang sempurna. Ia akan maju seiring dengan penciptaan keadaan baharu oleh penyelidik menerusi usaha yang penuh tekad.

Antara momen yang tidak dapat dilupakan adalah penemuan pokok tertinggi di Asia, iaitu sipres di wilayah Xizang setinggi 102.3 meter. Selepas melepas Sungai Zangbo Yi’ong, kami akhirnya berdiri di bawah pokok yang tersergam tinggi ini. Kami rasa ia seperti monumen hidup, yang menggambarkan daya hidup, kebijaksanaan dan kuasa senyap.

Tugas kami adalah untuk memperhalusi lejar ekologi digital China secara berterusan. Dengan memperdalam pemahaman kami dalam asas hijau ini, kami menyasarkan untuk menyokong pengawasan alam sekitar yang lebih berkesan di China, dan menyumbang ilmu bernilai kepada komuniti antarabangsa.