Экология с воздуха

Из чего в действительности сделаны леса? С высоты полёта эколог Грег Аснер использует спектрометр и высокомощные лазеры, чтобы картировать природу в мельчайших калейдоскопических 3D деталях — то, что он называет «очень высокомощной системой учёта» углерода. В своей увлекательной речи Аснер несёт ясный призыв: Чтобы спасти экосистемы, нам нужно больше данных, собранных новыми методами.

Технология может изменить
наше понимание природы.

Рассмотрим в качестве примера
случай со львами.

Веками считалось, что львицы

охотятся
исключительно в открытой саванне,

в то время как самцы ничего не делают,
пока не придёт время обеда.

Вы тоже слышали эту историю, я чувствую.

Так вот, в последнее время я руководил
программой по картированию с воздуха

в Национальном парке Крюгера
в Южной Африке.

Наши коллеги надели
ошейники с GPS передатчиками

на самцов и львиц,

и мы картировали особенности
их охотничьего поведения

с воздуха.

На нижней левой фотографии
показан лев, оценивающий

стадо антилоп-импал,
которые станут добычей,

а на правой показано то, что я называю

львиным «сектором обзора».

То есть, как далеко лев может
видеть во всех направлениях

до той поры, пока его или её поле зрения
не будет ограничено растительностью.

Мы обнаружили,

что самцы не являются
ленивыми охотниками,

какими мы представляли их себе раньше.

Просто они используют другую стратегию.

В то время как львицы охотятся

в открытой саванне,

преодолевая большие расстояния,
обычно в дневное время,

самцы используют стратегию засады

в густой растительности, часто — ночью.

На этом видео показаны
фактические «секторы обзора» охоты

самцов с левой стороны

и самок — с правой.

Красным и тёмными цветами показана
более плотная растительность,

а белым — широкие открытые пространства.

А это — сектор обзора,
в буквальном смысле, на уровне глаз

охотящихся самцов и самок.

Внезапно, у вас появляется
очень чёткое понимание

тех весьма зловещих условий, в которых

самцы охотятся.

Я рассматриваю данный пример в начале,

потому что он акцентирует внимание
на том, как мало мы знаем о природе.

К данному моменту
проделана колоссальная работа,

направленная на замедление
потерь тропических лесов,

а ведь мы теряем леса
с огромной скоростью,

что показано на этом слайде
красным цветом.

Мне кажется ироничным, что,
несмотря на то, как много мы делаем,

эти пространства остаются
в значительной степени неизвестными для науки.

Как же мы можем сохранить
то, что мы не понимаем?

Я специализируюсь в глобальной экологии
и являюсь исследователем Земли

со знаниями в области физики и химии,

а также биологии
и многих других скучных дисциплин,

но более всего я поглощён тем,
что мы не знаем

о нашей планете.

Поэтому я создал это —

Воздушную Обсерваторию Карнеги, или ВОК.

Это может выглядеть как красиво
выкрашенный самолёт,

но я начинил его
более чем тысячью килограммами

высокотехнологичных датчиков, компьютеров

и сильно замотивированными
членами экипажа

в лице учёных,
исследующих Землю, и пилотов.

Два инструмента из используемых нами
весьма уникальны:

один называется видеоспектрометр,

который может оценить химический состав

растений в тот момент,
когда мы пролетаем над ними.

Другой —
представляет собой набор лазеров,

весьма высокомощных лазеров,

испускающих лучи со дна самолёта,

скользя по экосистеме

и измеряя её
почти 500 000 раз в секунду

в высоком разрешении 3D.

Вот изображение моста Золотые Ворота

в Сан-Франциско,
недалеко от того места, где я живу.

Хотя мы пролетели
непосредственно над этим мостом,

мы создали его изображение в 3D,
а также запечатлели его цвет

всего за несколько секунд.

Однако настоящая сила ВОКа заключается

в её способности запечатлевать
существующие структурные элементы

экосистем.

На этом слайде показан
небольшой городок в Амазонии,

изображение которого
получено с помощью ВОКа.

Мы можем профильтровать наши данные

и увидеть, например,
трёхмерную структуру

растительности и зданий

или можем использовать информацию
о химическом составе

для того чтобы оценить
насколько быстро растут растения

в тот момент,
когда мы пролетаем над ними.

Самые яркие оттенки розового соответствуют
наиболее быстрорастущим растениям.

И мы можем представить
биологическое разнообразие так,

как невозможно было вообразить раньше.

Вот как может выглядеть
тропический дождевой лес,

когда вы пролетаете над ним
на воздушном шаре.

Вот как мы видим тропический лес

в калейдоскопических цветах,
которые говорят нам о том,

что здесь сосуществуют множество видов.

Стоит помнить о том, что эти деревья,

буквально, больше китов,

а это означает, что их функционирование
невозможно понять,

просто проходя под ними по земле.

Итак, наши изображения трёхмерны, несут
информацию о химическом составе и биологии

не только тех видов,

которые живут в кроне деревьев,

но также и много информации

об остальных видах,
населяющих тропический лес.

Я создал ВОК

с целью ответить на вопросы,
на которые оказалось

невероятно трудно ответить
с любой другой точки зрения,

например — с земли
или со спутниковых сенсоров.

Я хочу поделиться сегодня
с вами тремя из этих вопросов.

Первый вопрос заключается в том,

как мы используем запасы углерода

в тропических лесах?

В тропических лесах большое количество
углерода, запасённого в деревьях,

и необходимо сохранять
этот углерод в лесах,

если мы собираемся предотвратить
дальнейшее глобальное потепление.

К сожалению,
глобальное выделение углерода

в ходе вырубки лесов

сегодня равно выделению углерода
от глобального транспортного сектора.

Это все суда, самолёты, поезда
и автомобили вместе взятые.

Поэтому понятно, что люди, участвующие
в обсуждении законопроектов,

прикладывали много усилий
для сокращения вырубки лесов,

но они делают это
в контексте ландшафтов,

которые едва ли известны науке.

Если вы не знаете,
где именно локализован углерод,

детально, как вы можете понять,
что вы теряете?

В принципе, нам нужна
высокотехнологичная система учёта.

С нашей системой мы можем
рассмотреть хранилища углерода

тропических лесов очень подробно.

Красным показан, что очевидно,
тропический лес с сомкнутой кроной,

далее вы видите вырез

либо разделение леса
на жёлтые и зелёные цвета.

Это почти то же, что разрезать торт,
за исключением того, что этот торт —

высотой примерно с кита.

Мы можем приблизить изображение
и увидеть и лес,

и деревья одновременно.

Удивительно, что хотя мы и пролетали

очень высоко над лесом,

позже в ходе анализа,
мы можем углубиться

и рассмотреть вершины деревьев,

листочек за листочком, ветка за веткой,

точно так же, как другие виды,
обитающие в этом лесу,

изучают его
вместе с деревьями как таковыми.

Мы использовали технологии,
чтобы исследовать

и выпустить
первые географические изображения

в высоком разрешении

в отдалённых местах, таких как
Амазонская низменность,

и не столь удалённых местах,
таких как, например, Соединённые Штаты

и Центральная Америка.

Я собираюсь взять вас на первую экскурсию,
проводимую в высоком разрешении

по углеродным ландшафтам
Перу, а затем Панамы.

Цвета будут изменяться
от красного до синего.

Красный отображает максимально
крупные запасы углерода,

самые большие старые тропические
леса, какие вы можете представить,

а синий — самые низкие запасы углерода.

Позвольте мне заметить, что Перу —
само по себе удивительное место,

абсолютно не изученное
в смысле углеродной географии

до настоящего дня.

Мы можем полететь
в эту часть северного Перу

и увидеть очень богатые запасы
углерода в красном цвете,

реку Амазонку и её пойму,

пересекающими их.

Мы можем переместиться
в область полного опустошения,

вызванного вырубкой леса,
которая показана синим,

а также вызванного вирусом
обезлесения, показанного оранжевым.

Мы также можем полететь к южным Андам,

чтобы увидеть полосу леса
и в точности увидеть как

оканчивается углеродная география

по мере того, как мы
перемещаемся в горную систему.

Мы можем отправиться к самому крупному
болоту в западной Амазонии.

Это водный сказочный мир,

схожий с «Аватаром» Джеймса Камерона.

Мы можем отправиться к одной
из самых маленьких тропических стран,

Панаме, и также увидеть широкий диапазон

колебаний содержания углерода —

от высокого содержания в красном
цвете до низкого — в синем.

К сожалению, большая часть
углерода теряется в низинах,

но то, что осталось,

в виде больших запасов углерода,
показанных оттенками
зелёного и красного,

это то, что находится наверху в горах.

Одно интересное исключение из этого

показано прямо в середине экрана.

Вы видите буферную зону
вокруг Панамского канала.

Она показана
оттенками красного и жёлтого.

Администрация канала
использует вооружённые силы

для защиты водораздела
и мировой торговли.

Подобное углеродное картирование

изменило развитие программ

по сохранению и использованию ресурсов.

Оно по-настоящему развивает
наши возможности сохранять леса

и сдерживать изменение климата.

Мой второй вопрос: Как мы можем
подготовиться к изменению климата

в таком месте, как
дождевой тропический лес Амазонии?

Позвольте мне заметить,
я провожу много времени

в этих местах, и мы видим,
что климат уже начал меняться.

Средние значения температур увеличиваются,

и в реальности
мы констатируем множество засух,

повторяющихся засух.

Мега-засуха 2010 года
показана на этом слайде,

где красным отмечена территория,
схожая по площади с территорией Западной Европы.

Амазония был
настолько пересушенной в 2010 году,

что даже
главное русло самой реки Амазонки

частично пересохло, как вы
можете увидеть на фотографии

внизу этого слайда.

Мы обнаружили,
что на очень удалённых территориях

эти засухи оказывают
сильное отрицательное воздействие

на тропические леса.

Например, всё, что показано здесь
красным цветом — это мёртвые деревья,

которые погибли после засухи 2010 года.

Эта территория находится на границе

Перу и Бразилии,

абсолютно не исследована,

практически совершенно
не изучена учёными.

Мы, как исследователи в области
наук о Земле, считаем,

что видам придётся переселяться

из-за изменения климата
из восточной части в Бразилии,

преодолевая весь путь на запад, к Андам

и выше в горы

для того, чтобы уменьшить
воздействие на них изменения климата.

Одна из связанных с этим проблем
заключается в том, что люди

уничтожают западную часть Амазонских лесов,
в это самое время, пока мы разговариваем.

Посмотрите на эту глубокую рану
площадью в 100 квадратных километров

в лесу, сделанную добытчиками золота.

Вы видите лес в зелёном цвете
на трёхмерных изображениях,

и вы видите последствия добычи золота

внизу, под поверхностью почвы.

Понятно, что видам некуда
мигрировать в подобной системе.

Если вы не бывали в Амазонии,
вам следует съездить туда.

Это удивительное ощущение, каждый раз,

независимо от того, куда вы поедете.

Возможно, вы увидите это так — на реке.

Но в большинстве случаев

реки скрывают то,
что на самом деле происходит

в самом лесу.

Мы пролетели над этой же самой рекой,

отсняв трёхмерные изображения системы.

Лес находится слева.

Затем мы можем с помощью компьютера
убрать изображение леса

и увидеть, что происходит под пологом.

В данном случае мы обнаружили
работы по добыче золота,

все незаконные,

отнесённые вглубь от берегов реки,

что вы можете увидеть как странные рубцы,

возникающие на экране справа.

Не волнуйтесь, мы работаем с властями,

чтобы справиться с этой и многими,
многими другими проблемами

в этом регионе.

Для того,
чтобы составить план по сохранению

этих уникальных, важных коридоров,

таких как западная Амазония
и коридор между Андами и Амазонкой,

мы сейчас должны начать составлять

географически правдоподобные схемы.

Как можно это сделать, если мы ничего
не знаем о географии биоразнообразия в регионе,

если он так мало известен науке?

То, что мы делали — мы использовали

управляемую с помощью лазера
спектроскопию с ВОКа,

чтобы впервые
картировать биоразнообразие

тропического дождевого леса Амазонки.

Здесь вы видите актуальные данные,
которые показывают различные виды разным цветом.

Оттенки красного отображают одну
группу видов, синего — другую,

а зелёного — третью.

И когда мы объединяем
эти данные и увеличиваем

масштаб до регионального уровня,

мы получаем совсем другую географию

биоразнообразия,
неведомую ранее для данной работы.

Эти данные показывают нам,
где происходят сильные изменения

биоразнообразия при переходе
от одного местообитания к другому,

и это по-настоящему важно,
потому что даёт нам

много информации о том, куда и откуда

виды могут мигрировать
по мере изменения климата.

И это ключевая информация,
которая необходима тем,

кто принимает решения
по развитию заповедных территорий

в смысле их планов
регионального развития.

Третий и последний вопрос состоит в том,

как мы можем управлять биоразнообразием

охраняемых экосистем на планете?

Пример, с которого я начал,
про охотящихся львов —

это было исследование,
которое мы провели

за заграждением заповедной зоны

в Южной Африке.

Правда в том, что большая часть
дикой природы Африки

будет существовать в будущем

в заповедниках, подобных тому,
что показан синим цветом на экране.

Это кладёт невероятную
ответственность и бремя

на управляющих парком.

Они должны осуществлять
и принимать такие решения,

которые приведут к улучшениям для
всех видов, которые они защищают.

Некоторые из принимаемых ими решений
влекут очень значимые последствия.

Например, в какой мере и где

использовать огонь
в качестве средства управления?

Или как поступать
с таким крупным видом как слоны,

которые могут, в случае слишком
сильного увеличения популяции,

оказывать отрицательное воздействие
на экосистему

и на другие виды.

Позвольте сказать,
что подобные виды динамики

действительно влекут последствия
на уровне ландшафтов.

На переднем плане показана
территория с сильным пожаром

и большим количеством слонов:

широкая открытая саванна показана
синим, и всего несколько деревьев.

Как только мы
пересекаем ограждение, мы попадаем

на территорию, защищённую от пожаров

и на которой нет ни одного слона:

густая растительность, радикальным
образом отличающаяся экосистема.

В таком месте как парк Крюгера,

«зашкаливающие» популяции слонов —

настоящая проблема.

Я знаю, это очень чувствительная
тема для многих из вас,

и на этот вопроса нет простых ответов.

Но хорошо то, что с помощью
разработанной нами технологии,

с которой мы работаем
в Южной Африке, например,

мы можем картировать
каждое дерево в саванне,

а затем, в ходе повторных пролётов,

мы можем выявить, какие деревья

были повалены слонами,

в красном цвете,
как вы видите на экране,
и в какой степени это происходит

на различных типах ландшафтов в саванне.

Это даёт управляющим парков

самую первую возможность использовать

стратегии тактического менеджмента —
более гибкие

и не приводящие к тем крайним ситуациям,
которые я только что продемонстрировал вам.

То, как мы видим

заповедники сегодня,

приближённо похоже на цикл жизни,

в котором имеется
управление с помощью огня,

управление численностью слонов,
воздействующих на структуры экосистем,

которые, в свою очередь,

оказывают воздействие
на всё, начиная с насекомых

и заканчивая хищниками наиболее
высокого ранга, такими как львы.

Говоря о планах на будущее,
я планирую сильно увеличить

воздушную обсерваторию.

На самом деле, я надеюсь запустить
данную технологию на орбиту,

чтобы мы могли управлять всей планетой

с помощью подобных технологий.

Но пока этого не случилось,
вы можете найти меня, летящим

в какой-нибудь отдалённый уголок,
о котором вы раньше никогда не слышали.

Я хочу закончить,
просто сказав, что технология

совершенно необходима
для управления нашей планетой,

но ещё более важным является понимание

и мудрость при её использовании.

Спасибо.

(Аплодисменты)