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俯瞰生态圈

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    科技可以改变我们对自然界的认识
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    举个狮子的例子吧
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    几个世纪以来，人们都说
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    雌狮子在热带草原上捕猎食物
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    而雄狮子除了吃什么都不干
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    我相信你一定也听说过这个
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    最近我带了一个在南非克鲁格国家公园的
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    机载测绘活动
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    同事们用GPS项圈
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    跟踪公狮子和母狮子
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    这样我们就可以从空中
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    测绘它们的捕猎活动
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    左下是一只狮子
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    在对一群黑斑羚虎视眈眈
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    右边是我所称之为
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    狮子视域范围
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    在各个方向的可视距离
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    直到他或她的视觉受到植被的阻挡
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    我们发现
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    雄狮子其实并不是
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    我们以为的懒猎手
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    只是它们的策略不同罢了
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    雌狮子常常会在广阔的热带大草原上
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    远距离凶猛出击
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    通常是在白天
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    而雄狮子常常喜欢夜晚
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    在密林里伏击
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    这个视频的左边和右边
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    分别展示的是
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    雄狮子和雌狮子狩猎时候的可视域
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    红色和更深一点的颜色表示的是比较茂密的丛林
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    白色则是视野比较广阔的空间
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    这完全是捕猎中的雄狮子和雌狮子
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    与视线齐平的可视域
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    对于雄狮子捕猎时候
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    那令人毛骨损然的场景
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    我想你应该会一下子有了一个清晰的认识
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    我在一开始就拿出这个例子
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    是想强调我们对于自然其实知之甚少
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    截至目前我们已经做了大量的努力
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    试图减缓热带雨林的消失
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    而正如幻灯片上红色所标识的
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    我们的森林正在迅速失去
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    我觉得很讽刺的是我们做了很多
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    但对这些区域科学界却是完全未知的
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    而我们又如何能够挽救自己完全未知的东西呢？
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    现在我是一名地球生态学者也是一名地球探索者
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    我有着物理、化学、生物
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    以及许多其它枯燥学科的背景
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    而最重要的是，我对这个星球上的未知事物
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    非常之着迷
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    所以我创建了这个
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    卡内基机载天文台（Carnegie Airborne Observatory），或者可以简称为CAO
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    它看起来只像是一架漆得很花哨的飞机
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    但其实装载着1,000公斤的
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    高科技传感器、计算机
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    以及一支由许多地球科学家和飞行员
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    组成的充满活力的队伍
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    我们有两台很稀罕的设备
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    一台被叫作成像光谱仪
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    当我们在高空飞行时，它可以测量那些
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    从我们身下掠过的植物的化学成分
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    另一个是一套
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    绝对高性能的激光器
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    从飞机底部放射激光
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    迅速扫过整个生态系统
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    并以接近每秒500,000次采样的速度
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    进行高精度的3D测量
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    这是旧金山金门大桥的图片
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    离我住的地方不远
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    虽然我们从桥上直接飞过
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    我们对它做了3D影像
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    在几秒钟的时间就捕捉到了它的颜色
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    但实际上CAO真正的实力
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    在于它捕捉生态系统
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    实际构造的能力
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    这是CAO为亚马逊一个小镇
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    做的影像
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    通过我们的数据切片我们可以看到
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    比如像是
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    植被和建筑物的3D结构
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    甚至我们可以用一些化学信息
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    在我们飞过那些植物的时候
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    计算出它们的生长速度
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    这些最热烈的粉色也就是生长最快的那些植物
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    我们可以用超出你想象的方式
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    看到生物的多样性
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    这是你乘着热气球飞过热带雨林时候
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    看到的它的样子
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    它用斑斓的色彩
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    告诉我们
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    有许许多多的生物生活在一起
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    但你必须认识到
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    这些树的确是比鲸鱼还要巨大的
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    这就意味着仅仅是从它们下面走过
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    是无法认识它们的
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    我们所呈现的图像是3D的,带有化学和生物学的信息,
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    告诉我们在这苍穹下生活的
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    不仅仅只有我们人类
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    它为我们提供了很多新的信息
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    有关在这热带雨林中生活着的其它生物
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    现在我创建了CAO
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    就是为了回答那些被证明是
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    要从诸如地面、卫星传感器的任何其它位置来回答
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    都极具挑战的问题
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    今天我想和大家分享其中的三个
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    第一个问题是
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    如何管理我们在热带雨林中的
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    碳储量？
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    热带雨林中的数目储存了大量的碳资源
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    如果我们想要避免全球继续变暖
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    就必须让这些碳存在树木中
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    而不幸的是：全球由于滥伐森林所导致的
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    碳排放量
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    目前已经赶得上全球运输行业
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    这可是所有船只、飞机、或者和汽车排放量的总和
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    所以可以理解那些政策谈判代表
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    一直致力于减少森林砍伐量
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    目前正在那些科学几乎未知的地域上
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    下功夫
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    如果你不能确切并详细的知道碳存在哪里
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    又怎么能知道你的损失？
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    最基本的，我们需要一个先进的会计系统
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    通过它我们可以非常细节的看到
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    热带雨林的碳存储量
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    红色显示，明显的，成片的热带雨林
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    然后你看到整齐的切口
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    黄色和绿色的森林切口
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    就像在切蛋糕
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    只不过这些蛋糕有鲸鱼那么深
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    不过我们可以放大
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    同时看到森林和树木
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    让我们非常惊奇的是
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    即便我们在森林上面飞得很高
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    但在后续分析中
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    我们可以走进森林，体验那些树梢
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    每一片叶子、每一根树枝
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    就像这个森林里的其它生物一样
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    体验这些与之共存的树木
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    我们已经用这些技术进行过探索
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    用非常高的精度
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    实际刻画了第一片偏远地区的碳地貌
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    像亚马逊盆地
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    还有一些不是很偏远的地方，比如像
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    美国和中美洲
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    下面我将带大家领略一下
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    我们的首次秘鲁之行以及后来巴拿马的高精度碳地貌
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    颜色从红色到蓝色
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    红色标识着极高的碳存储量
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    你所能想象到的最大的森林
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    蓝色则是非常低的碳存储量
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    我想告诉大家的是
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    秘鲁真的是一个神奇的地方
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    它的碳地貌直到今天才被发现
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    我们飞到秘鲁北面的地区
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    看到了红色的那些超高碳存储量的地方
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    而亚马逊河和河漫滩
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    正好从它中间穿过
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    我们可以去那片蓝色的
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    因为过度砍伐而被彻底被毁坏的地区
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    而砍伐的诟病也正在向橘色的区域蔓延
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    我们也可以飞过南安第斯山脉
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    上升到山系
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    去看林木线以及
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    碳地貌是如何终止的
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    我们可以去亚马逊西部最大的湿地
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    这是一个奇妙的水世界
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    就像吉姆-卡梅伦的“阿凡达”
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    我们可以去最小的热带国家巴拿马
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    看看那片巨大的
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    由红到蓝
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    的碳变化范围
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    不幸的是绝大多数碳都在地底处丢失了
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    但是你可以看到余下的,
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    绿色和红色代表高碳储蓄,
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    是在山脉中
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    你可以看到屏幕正中间
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    有一个有趣的例外
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    你可以看到巴拿马运河周围的缓冲带
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    是红色和黄色的
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    运河当局动用力量
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    保护他们的水域以及全球贸易
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    这种碳测绘图
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    改变了
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    养护和资源政策的发展
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    它完全超出了我们
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    保护森林、抑制气候变化的能力
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    我的第二个问题是
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    我们如何在一个类似亚马逊热带雨林的地方为应对气候变化做准备？
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    我想告诉大家的是我花了很多时间在这些地方
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    并且我们看到气候已经正在发生变化
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    温度在升高
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    我们看到干旱
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    正在反复发生
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    这里用红色显示了2010的大旱灾区域
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    面积抵得上整个西欧
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    2010年亚马逊非常干旱
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    就连它的干流
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    也部分干涸了
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    在幻灯片的下半部分你可以看到照片
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    我们发现在非常偏远的地区
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    旱灾对热带雨林
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    造成了巨大的负面影响
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    比如，那些红色的树木就是
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    继2010的大旱之后死亡的
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    这些区域是在
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    秘鲁和巴西的边界
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    完全没有开发过
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    科学上也几乎完全未知
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    作为地球学者，我们认为
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    生物一定会随着气候变化而迁徙
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    从巴西东部一直向西
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    到安第斯山脉
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    一直沿着山向上
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    这样才能减小他们所受的气候变化的影响
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    而其中的问题是人们
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    对亚马逊西部地区的粗暴行为
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    看看这个由黄金矿工们弄出的
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    100平方千米的森林裂缝吧
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    你看这片3D的绿色森林
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    以及黄金旷工在地面下
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    造成的破坏
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    显然，任何生物都不会迁徙到这样的生态系统中去
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    如果你还没有去过亚马逊，你真的该去看看
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    不管你去哪儿
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    每次都会有奇妙的经历
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    你可能会在河面上看它
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    但事实上很多时候
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    河流会把事实
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    隐藏在森林里面
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    我们飞过同一条河流
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    对这个生态系统进行3D成像
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    森林起初在左边
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    我们慢慢移动森林
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    观测天空下正在发生什么
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    我们看到了
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    有人在从事非法的挖金矿活动
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    就在河边上
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    因为从右边的图中
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    你能看到那些奇怪的凹坑
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    不同担心，我们会和当局一同合作
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    处理这个区域的
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    这个问题还有其他的一些问题
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    为了组成一个保护计划
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    针对这些重要的奇特的地方
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    比如像西亚马逊、安第斯山亚马逊走廊
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    我们必须现在就开始
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    制定地理上的详细计划
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    而如果我们对这个区域的生物多样性地理图完全未知
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    我们怎么可能完成？
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    所以我们一直在致力于
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    通过CAO的激光制导光谱仪
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    完成对亚马逊热带雨林生物多样性的
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    首次成像
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    你现在看到的是用不同颜色表示不同物种的实际数据
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    红色是一种物种，蓝色也是一种
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    绿色是另一种
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    当我们把这些放在一起
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    扩展到区域级
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    就得到一个在这之前从未有过的
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    生物多样性地理图
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    它告诉我们从一个栖息地到另一个栖息地之间
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    生物多样性的巨大变化发生在哪里
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    这个非常重要
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    因为它可以告诉我们当气候突变的时候
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    生物迁徙的出发地和目的地
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    这是在区域开发计划中
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    决策者发展保护区时
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    所需的关键信息
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    第三个问题也是最后一个
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    在被保护的生态系统中
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    我们如何管理生物多样性？
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    一开始我提到的那个狮子捕猎的例子
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    就是我们在南非
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    一块保护区域的围栏后
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    所做的研究工作
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    事实上，南非的大自然很大程度上
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    将在未来成为保护地
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    就像我在屏幕上用蓝色标识的那样
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    这将对公园的管理造成
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    难以置信的压力和责任
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    他们所做的决策必须保证
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    对保护区内所有物种的保护
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    他们的一些决策的确会造成很大的影响
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    比如，用多大力度以及在哪里使用火力
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    作为他们的管理工具？
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    比如，如何管理大象之类的大型物种
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    如果它们的数目过于庞大
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    将会对生态系统和其它物种
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    造成负面的影响
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    我这么跟你说吧，这些不同的情况
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    在这片土地上真的发生过
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    这是一片有着大量火力
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    同时也有很多大象的地方
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    蓝色是一望无际的热带草原，树木很少
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    越过围栏，我们进入一片
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    有着火力保护
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    但没有大象的区域
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    这里植被茂盛，是一个完全不同的生态系统
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    在克鲁格之类的地方
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    大象密度的攀升
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    的确是个问题
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    这对你们当中的很多人是很敏感的话题
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    的确很难作答
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    值得欣慰的是我们开发的那些用在南非的技术
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    比如
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    可以使得我们对热带草原上的每一棵树进行成像
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    通过反反复复的飞行
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    我们能够
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    通过屏幕上的红色标识
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    看到那些被大象推倒了的树
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    以及这些在草原上的不同风景区发生到什么程度
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    这给公园管理员提供了
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    第一个制定精细化管理策略的机会
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    避免了极端事件的发生
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    就像我刚才展示的那些一样
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    事实上，我们今天看待
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    保护区域的方式
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    是把它看作是一个生生不息的生命循环
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    对火力进行管理、对大象进行管理
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    影响整个生态系统的结构
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    进而影响到每一个物种
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    从小小的昆虫
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    一直到食物链顶端的狮子
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    后续我在计划大力推广
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    这种空中天文台
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    我希望能把这项技术用到航天轨道中去
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    这样我们就可以
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    管理好整个地球
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    到那时你会发现我将在
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    很多你不曾听过的偏远地区飞行
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    最后，我想说的是
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    这项技术对管理我们的地球来说非常之关键
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    但更为重要的是
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    首先我们必须必须要有应用它的理解力和智慧
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    谢谢
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    (掌声)
Title:
俯瞰生态圈
Speaker:
格雷格·阿斯纳
Description:

我们的森林到底是由什么组成的呢？生态学家·阿斯纳用光谱仪和高精度激光器，从空中对大自然进行了精细的3D描绘——他自己称之为“高科技的碳测量系统”。在这次有趣的演讲中，Asner明确的告诉我们：为了挽救我们的生态系统，我们需要新的手段、用于聚集更多的数据。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:50

Chinese, Simplified subtitles

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