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中国有多少棵树？北大郭庆华团队在Science Bulletin利用激光雷达与大数据揭示中国树木总量与分布

花匠小妙招
2025-02-17 23:08

中国有多少棵树？

北大郭庆华团队在Science Bulletin利用激光雷达与大数据揭示中国树木总量与分布 在全球生态环境保护的浪潮中，中国以其大规模的植树造林与自然恢复项目成为世界瞩目的焦点。然而，中国的森林中究竟有多少棵树？它们如何分布？这些问题不仅关乎科学探索，也直接关系到森林资源管理、生态保护与全球气候变化的应对。传统的森林调查依赖于人工样地调查，尽管这些方法已经广泛应用，但在全国范围内估算树木数量时仍面临诸多挑战。为解决这一问题，研究团队自2015年以来，系统采集了覆盖1,400多平方公里、数据量超过400TB的近地面激光雷达数据（图1），通过单木分割算法和多源数据整合，构建了多模型集成学习算法，绘制了分辨率达100米的中国树木密度分布图（图2），对中国2020年树木的总量进行了估计。研究结果显示，截至2020年，中国的平均树密度约为689棵/公顷，总树木数量约为1426亿棵，相当于每人拥有约100棵树。

这一数据不仅回答了“中国有多少棵树”这一科学问题，更从多尺度、多维度解析了中国森林树木分布的复杂性。在植被区尺度，寒温带针叶林植被区以其高达约720棵/公顷的树密度贡献了全国超过60%的树木（约879亿棵树），暖温带落叶阔叶林区的树木密度最高，约达到989棵/公顷。从地理区域的分布看，东北、东南和西南地区的树木数量和密度显著高于北方和西北地区。例如，西南地区树木数量最高，约36亿棵。研究还细化到流域尺度，发现长江流域以约49.6亿棵树的绝对优势位居首位，同时东南流域、西南流域及珠江流域等均超过10亿棵树。在省域层面，四川、黑龙江、云南和广西的树木总数超过10亿棵，占全国总量的32%。其中，四川凭借其复杂的地形和多样的气候条件，树木数量达到全国首位。而在人均树木数量方面，西藏以1982±121棵/人遥遥领先。这一指标从另一个角度展示了树木分布与人口分布之间的不平衡性，为资源管理与生态政策提供了重要依据。

图1 无人机机载激光雷达数据采集与单木分割示例图。（a）无人机激光雷达点云数据采集，（b）无人机激光雷达数据单木分割结果

图2 中国树密度与数量分布。（a）0.1°网格尺度中国树数量空间分布，（b）各省树密度与数量，图中误差棒表示估计值的标准误差

树木不仅是森林的基本组成单元，更是地球生态系统稳健运转的重要支撑。当前，各国纷纷响应“全球种植万亿棵树”倡议，以应对气候变化、助力生态系统修复。中国亦在为“未来十年种植、保护和恢复700亿棵树”的宏伟目标而持续努力。此次研究成果，为上述目标提供了坚实的科学支撑。通过精准掌握全国范围内的树木密度分布，相关部门与科研单位能够更科学地规划造林区域，提升种植成效，避免盲目和浪费。让高精度数据与智能模型深度融合，就是为了让每一棵树都能在最合适的地方扎根成长，切实发挥生态与经济价值，为全球生态可持续管理与修复贡献“中国方案”。

上述研究成果以“How many trees are there in China?”为题，于2025年2月6日在线发表于Science Bulletin期刊，北京大学郭庆华教授为论文通讯作者，程凯特聘副研究员、杨海涛特聘副研究员为共同第一作者。合作者包括北京大学王志恒教授、陶胜利研究员，中国科学院植物研究所马克平研究员、苏艳军研究员、胡天宇副研究员，南京师范大学马勤教授，海南大学关宏灿副教授，生态环境部卫星环境应用中心万华伟研究员等。

该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF130203），国家自然科学基金（42371329，32301285）等项目的资助。同时，感谢北京数字绿土科技股份有限公司提供的技术支持。

文章来源： Kai Cheng, Haitao Yang, Yuling Chen, Zekun Yang, Yu Ren, Yixuan Zhang, Danyang Lin, Weiyan Liu, Guoran Huang, Jiachen Xu, Mengxi Chen, Zhiyong Qi, Guangcai Xu, Shengli Tao, Hongcan Guan, Qin Ma, Huawei Wan, Tianyu Hu, Yanjun Su, Zhiheng Wang, Keping Ma, Qinghua Guo. 2025. How many trees are there in China? Science Bulletin, 2095-9273.

https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.02.001.

以上转自数字生态GuoLab