6月3日,嫦娥六号月球探测器发微博,写“在月球挖土”。之后又看到另一篇微博,写关于玉兔一号车的故事。玉兔一号车的设计低估了月表高温的影响(虽然的确考虑了日夜间330度的温差,但仍旧遭遇了现实的意外),导致电缆绝缘皮变软变长,加上地面操作人员控制车速过猛,电缆绝缘皮被石头刮破,最后短路出现异常,只走了114.8米。不过除了没能按计划移动,其余的工作继续进行。 月球上出现的这些问题其实和在地球上做观测会遇到的差不多。除了到达月球这件事情难度过大一些,其他的,在地球上做观测并不见得比在月球上容易,月球虽远,可没有氧气和雨水的困扰呢。 有容易开展观测的野外吗?也许从旁观者的角度有相对的难易差别,但对于每个在自己的野外区域劳作的人来说,每个地方都是困难的,无论这困难是意料之中或是之外。 农田在人居环境中,到达的难度小些,但是在农田里穿行观测的难度也是多种多样。矮的作物没有遮挡,酷暑阳光的暴晒对人和仪器都是考验;高一些的作物,比如长大的玉米,夏天传粉期一碰就满身的穗满身的粉,与汗水和在一起的感觉,读到这里,你有没有觉得身体有点儿发痒?森林林下有树荫的庇护,但也有无风林下的燥热。越美的森林通常离人居地越远,人到达不易,电到达也有难度,还有常常无法预料的意外不断挑战人的经验和耐力。干燥的北方少雨,也许氧化还原的环境弱一些,但大概率会有风沙,还有低温。南方温暖,但雨可能会一直下,无法去野外,仪器在高氧化还原的环境里,加上雷电,出问题的频率可能高过采数据的频率,那种只有付出没有收获的折磨对人耐心的考验着实是有重量的,重到可能叫人怀疑自己和人生意义。 这些挑战和冒险,伴随着我们常年在办公室里向往的天地大美和亲近自然,其实有很多乐趣,尤其在年轻时候。但倘若十几年一直面对,冒险会成为失败的潜台词,乐趣可能慢慢被焦虑碾压。 现在野外自动观测设备越来越多,“自动”带来的变革是增加我们能“看”到的自然世界的时间维度,它并不代表解放了人力。相反 ,它对人力的依赖甚至更多,需要人更多的关注,且增高了技术门槛。增加了的观测时间维度,出现问题的时间维度也可能增加,且可能随时出现,也就要求人的工作时间维度相应地增加。而另一个不易被外人感知的维度,是伴随意外发生或是未知带来人的情绪起伏。有些意外会慢慢变成故事和传奇,有些意外则可能困扰一生。那些多数通过转换电信号的传感器,总会提供出数字来,有些显而易见地错了,可以直接辨别;有些并不见得那么不寻常,不加辨别或者欠缺辨别的经验和能力可能就制造了伪信号。对于科研的探索性质而言,信号或数据其实总有能被解读的方向,对与错多数都可以装到概率的框架里去,真假信号在知或不知的情形下如何处理,有时也似做人生选择一般。 在这样的客观背景下,还有个可能会显得上纲上线的因素,与人有关,而且不只是个体的人,是我们的日常和教育传统与野外观测需求的矛盾。中国人能吃苦,是好的品质,但我们宣传的吃苦却是与人的本性相悖的那一面,所以多数人不会主动选择,在有条件时更是主动规避。原本可被看作高阶版的户外活动,野外观测所需要的“吃苦”是可以作为挑战的乐趣去享受的。只是我们的日常文化里缺少户外的传统,户外活动仍是小众业余体验生活的一种,没有人把它看作日常技能,也就没有相应习惯的养成。再者,我们也没有支持野外技术员这个工种长期存在的制度。野外设备安装维护的技术门槛,在缺少动手能力培养的教育体系里操作起来也是艰难。 所以,在这样的矛盾下,找到一个有户外经验有动手能力并且愿意长期做野外观测的人是可遇不可求的幸运,而维持一项工作需要靠运气不是长久之计。倘若不依赖运气,对每个个体几乎从零手把手教,个体学习的时长可能很长,而他们会选择做这件事的时间通常很短,对于这种经验占比很大的工作而言,这样的时间成本基本就是入不敷出,同样无法长期维持。 Am I too pessimistic? I might be, at this stage of my academic career, after more than a decade of perseverance. I have been optimistic, even a bit fearless, by shielding myself from reality. But I think I am defeated after…
森林日记 – 202206,王朗自然保护区(2)
2022年6月26-27日,前往观测塔 一 到达王朗保护区26日近中午到了保护区。午饭时间还未到,司机师傅直接带我进去合作者们做无人机观测的地点。与合作者们打过招呼之后,我直接先去了最近的10米观测塔。 保护区内的公路沿着河谷而建,10米的观测塔建在路的北侧,在一面向阳(即向南)的山坡上。这一面阳坡生长的主要是灌木(往更高海拔应该是草地)。公路南边是涪江,另一侧山坡则主要是森林。白天站在塔上,风很明显地沿着山谷吹来,所以塔所在位置的灌木林对于塔上的观测信号贡献会有多少,是个大大的问号。这个问号对于这样的高海拔山地生态系统,则比低海拔处生态系统包含了更多的问题。对于山谷风的贡献,低海拔处生态系统因为类型比较接近,即使观测信号的来源区域可能不在塔附近,但仍可代表同一类植被。高海拔的生态系统,山谷风携带来的信号则可能来自于完全不同的植被。这也暗示着高海拔生态系统观测数据处理的复杂性。 临近午饭时间,天空的云也变得越来越厚,忽然就下起来雨,暂且返回。午饭后雨仍旧在下,以为下午只能在室内呆着。午休着,忽然天又变晴了,于是决定去75米塔上看看。 虽然这里偏远,但保护区的路修得已经很好,即使汽车不能直接开到塔下,但步行道条件不错,所以走着也不费劲。6月底正是这里野花盛开的时候,一路的野花,勾起从前拍野花的记忆,好几种花,确定之前知道它们的科属,现在却已经想不起来这些科属的名字。因为去塔上看设备是正事,所以即使背着单反,也不能停下给它们拍照。 75米的高塔建在山谷的平地,两侧的山很是陡峭,我预想的沿着两侧山坡建样地似乎是mission impossible,这是西部很多高山(尤其这样陡峭的山体)与东部丘陵山地的不同。倘若不能在地面按地形布设样地,获取不了地面的“真值”数据,研究该如何继续做下去? 塔基周围还有其他团队设的小生态样地和用于物种多样性调查的大样地。据说大样地里上万棵大大小小的树木都做了标记。 二 继续查看设备26日傍晚遇见北师大来的老师,过来帮忙检查物候相机和光谱仪,并对未来新仪器的安装给一些建议。27日上午又跟着他们上了一趟75米塔看设备。之所以来查看,是许多设备在安装运行后不久就遭遇了各种问题而未能正常工作。这是我回国来在好些观测站都看到过的问题,昂贵的仪器装上了,却缺少好的维护,以致真正收获的有效数据很少。而对于偏远、条件也颇艰苦的站点,这个问题则可能更为突出。技术人员和学生处理相关工作的能力的培养是个漫长的过程,却是必须的。 接下来去了30米塔的观测点,这里的海拔比另两个塔低了200米左右,植被是针阔混交,但还有另一种描述来说明这个地段的特征,是林灌混合。从观测塔点离开向下往公路走,才留意到这里随海拔降低植被的密度变化极为明显(上山时人觉得疲累,常常没有心力再做额外的观察),类型也有不同,而在10米塔的观测点似乎并没有这么显著的差别。在这里还看到落在地面大片的红桦树皮,久违的红桦树。 一路仍旧在思考这个高山站点该如何布设样地。 三 找巡护员了解情况仍旧想着是否可能象丘陵山地那样布设样地。倘若这么做,那就需要翻山越岭,靠我们自己开路不太可能。随后了解到保护区其实有很多巡护员,他们的日常工作就是翻山越岭走遍保护区,检查山路和监测用的红外相机。我有想要和他们走一次巡护路线的念头,因为需要走一次才能做出是可行或是放弃的决定。 合作者立刻给我找到了一位巡护员,罗春平。这名字感觉曾经见过,后来在微博上搜索,果然是之前在王朗拍过偶遇大熊猫视频的巡护员。因为许多问题尚未成型,一时还不知从哪儿开始咨询。大体先咨询了一下保护区总体的管理状况,提到保护区里有一片人工林。又问能否和他们一起去巡一次山,告诉说不用担心我的体力。最后问了一下关于我看到的不同植被形成的可能的原因,大概就是山的朝向、山缝的宽窄这些地形的原因(这些也正是我需要关注的)。 但巡山这件事在这一趟行程中可能难以实现。我虽很想去走一趟以判断实地环境,但这件事情的目的尚不特别明确,我隐约感觉即使可以和巡护员同行,这个方法在未来也不太可持续,所以需要更多的权衡和思考,最好还是多了解些基础信息后再做决定。如此,就把巡山这件事留待下次。 四 继续思考高山地形的研究午休时间,我独自坐在保护站的休闲区,仍旧琢磨样地布设的问题。关于山地生态系统的观测,对于三明的丘陵低山地形,可以通过选择包含不同地形特征的剖面来布设样地。不同的地形特征影响的是树密度、树高/胸径等的分布,但物种总体仍较为接近。对于王朗的高山地形,因为山体庞大且地形陡峭、多变,不可能以类似三明的小山体地形来建立剖面布设样地,更现实的做法可能是,在相近的海拔高度(因为海拔高度的差别带来的温度效应会成为主导),选择几类环境条件对比较为强烈的观测点,如坡度、坡向(由此决定的日照时长、土壤温度、土壤水分等生长环境条件的不同)等,这些观测点不似地形剖面那样连续,但也包含了地形特征的梯度。 想到这一点,觉得方向似乎明确了些,之后对照高程图和无人机影像,应该可以在地图上先标记好样地地点,再做实地布设。但是有一点之前未曾有知识储备的,是对于灌丛样地的观测方法,灌丛很难象森林样地那样标记树,再测量树的胸径,那么布好样地之后能开展哪些观测?这些问题需要做一些调研才能有更明确的答案。 这样的思考之后,我便不再犹豫下山测核酸后是否需要返回山里。之前犹豫的原因在于,若下山再返回,路途的时间成本实在太高,而返回后需要再开展什么工作也并不明确。现在有了这些方向,这次的行程可以先在这里结束,回去调研更具体的信息,下次就有了明确的任务。 五 一些总结实地考察是必须的。之前单看数据,能量严重不平衡,会产生很多疑问,究竟什么原因会造成这样的不平衡,比如是否选址有问题,是否仪器架设有问题,是否后期维护不到位,等等。实地考察后,认识到这几乎是仅有的具备可操作性的地点。仪器架设在主风向(但架设高度可能存在问题,受塔身立柱影响),原则上也可行。客观因素已经无法改变,那么数据呈现出的问题就是待研究的科学问题。接下来需要做的就是探索这些问题背后的科学。
森林日记 – 202206,王朗自然保护区(1)
2022年6月26日,前往川北的观测站 一 从福州出发26日,去王朗观测站终于成行。之前分别在21年9月、10月,22年5月计划了三次,均因为疫情在临出行前取消了。 航班是11:55,飞往绵阳,中途要在长沙停一小时。买了9点40的机场大巴票,定了7点10分的闹钟。早晨醒来,摸过闹钟来看时间。尼玛!闹钟没电了!大脑里第一反应,完了,误航班了。第二反应,跳下床冲去客厅看手机时间,天,一定有神召唤,才7点38,与计划起床时间基本不差。惊魂才安定下来。 按计划,9点半左右到了学校附近的机场大巴点。仍旧疫情的缘故,原来一班13座的中巴车改成了两班6座商务车,有灵活调度的空间。但我订票的时候并不知运输公司的考虑。9点40和9点41两班车,网上显示第一班只剩一个座位,第二班还有六座。想着能稍微宽敞些,就买了第二班。 9点40的车要开了,一个小男生匆忙扫码买了最后一张票赶上车走了。听见卖票的大姐和另一个司机模样的人在对话,说什么差一分钟,一个挤着一个专车,没在意是什么意思。又过几分钟,卖票大姐来验票,说小妹走吧,就你自己。哈?!大姐又接着说,你聪明呢,买这一班,成你的专车了。这个车票票价50元,若是叫专车,也是这车型,189元。 二 到达绵阳,再去往平武当天下午4点一刻左右,飞机落地绵阳。与预约好的租车公司司机碰头(后来了解到,这样包车服务一日费用800元人民币),直接去往平武,两个半小时左右的车程。沿路一直有高速路在建,绵阳与九寨沟之间的九绵高速。 疫情期间,这个时段四川的政策是入川后必须做到三天两测,否则健康码会变成黄码(后续会如何麻烦就很难预测了)。所以,晚饭后去往平武县人民医院做核酸。有趣的是,这里做核酸与福建/福州不同,福州到目前核酸检测一直免费,平武这里(不知四川其他地方是否不同)分两种检测方法,也就对应两种收费方式,独立检测16元/人,混合检测3.5元/人,晚上八点以后只有独立检测。因为已过八点,我和司机师傅决定明日一早出发去王朗前再来做混合检测。 26日当晚住在平武。 三 从平武去往王朗,一些回忆27日一早,核酸做完之后,又补买了计划布设样地需要的铁钉(钉标记树的数字牌用,出发前下单的快递未能按时到达),然后上路。 平武县城仍处在盆周山地,海拔并不算高,1000米左右,去往王朗则是逐渐进入川北的高山地带。王朗的行政区划仍在平武管辖,属于白马藏族乡。一路主要在247国道上开,虽然这一路的施工地段更多。路旁是涪江蜿蜒流淌,这一直是我最爱的公路景致。进入白马藏族乡,就看到了明显与汉族人家不同的房屋,只是公路旁的有些很难判断是否特意为发展旅游而统一规划新建的村落建筑。倒是偶尔在江对岸远远的有一些村落,应该是日常生活的村子,错落有致地建在山脚下。 平武与松潘相连(平武境内海拔最高的小雪宝顶即为两县的界山),松潘则属于阿坝州。2003年我用献血后的休假期到九寨沟、黄龙一线旅游,那是第一次进入川北,进入高原地区,高山雪景和藏族文化带给我完全不一样的体验,在心里种下了很深的影响。这种影响在那些年是让我逢假期就决定去高原旅游,而更深的影响是在辞职时决定改行(配合着当时读Aldo Leopold的《沙郡年纪》和满腔热情投入的野花微距摄影),从海洋改到陆地生态,之后心心念念地要回国研究高原生态。 这一趟到王朗,算是实现了当年的愿望,虽然这里仍然不是我现在的主战场,但这一路漫长的兜兜转转,终于踏上了这条路。
飓风Joaquin过后
一 飓风Joaquin把我的观测站又淹了个彻底,好在这一回我们没有地面观测设备在运转,所以淹就淹了,只不过是我进到观测点需要费点儿劲。 (左边是正常时候的森林,这条进出观测点的小路在我们做观测的这片地方相对地势高一些,所以通常时候都是干的。右边是飓风之后被淹的景象。) (这是从观测塔上往下拍的两张照片。塔的基座大概高出地面30-40厘米,现在也全浸在了水下。) 上一次同样的景象出现是2009年,热带风暴Ida扫过,几乎同样的降雨量。不幸的是,那次是观测站建好的第一年,研究组里之前没有人有在湿地森林观测的经验,没有人预先想到这样的降雨量对湿地意味着什么,而我们有一套价格不菲的地面观测系统在运行。 仪器包括一个红外气体分析仪,四个自动开合的小型测量器和一个连接气体分析仪和测量器的多通道转换设备。分析仪和多通道转换设备里都有小型的气泵,正常状态下是抽取环境大气来测量大气里的二氧化碳。 大雨让地面的水位骤升,所有的设备被淹在了水下,而气泵在水位涨到进气口的位置时直接把水抽进了整套系统,所以不只是外在被淹,连内里都灌满了水。 二 我的研究是美国东南部滨海湿地森林的碳循环。核心问题自然是,这类生态系统对全球碳循环的贡献有多少,对气候变化又有什么影响。每次做报告时,会提到湿地在全球比例之小,而我所研究的滨海湿地比例更小。于是有人提问,那它的作用能有多大?我会先直接了当回答“很小”,或者还会加上“因为海平面上升,这片地方终归是要消失的”。通常提问时间有限,我的“但是”都没法继续下去,也许就这样给提问人头脑里划上个大大的问号,那这个研究的价值能有多大? 湿地有很多其它作用,比如纳污蓄水,所以湿地本身的重要性可以有千百种,不容置疑。 被质疑的是关于湿地和碳的研究。因为一个绝对量的“很小”,我的确很难去找到有绝对说服力的理由,但是,可以有很多理由有相对的说服力。这大概和保护野生动物有异曲同工之妙。
我的森林日记 – 2012
2012/5/22,清晨5点50出门,午夜12点20回家。期间遭遇两次雷雨。站在树冠顶端,看乌云压顶,两秒钟感慨大自然威武,两分钟收拾工具打包,十分钟撤离下塔,五分钟后大雨开始倾盆。照片不是我拍的,是塔上装的自动摄像头拍的 2012/11/15,这个我爬了三年多的塔就要被拆掉,所有的设备都被临时卸掉。两周后要换成一个中间有可行走的台阶的新塔。小老板说其实也没有太大不同,我说对你是差不多,对我来说,要不要用臂力可是大不同。只可惜轮不到我用了…… 2012/12/13,旧塔已经被拆掉,新塔在建中。虽然新塔比旧塔稍窄一些,但是坚固了很多,即使有风也不会觉得很晃。最最关键的,看那些漂亮的台阶啊…… 为了让新来的人能了解项目的“历史”,做了张时间表,列出观测那几年在野外的实验是怎么积累起来的,顺便把自己的出野外记录也整理了一下。被问到怎么一个人能照顾过来所有的观测,我说我也不知道。现在再回头,大概我是做不到了。2009-2011,有记录的出野外次数78次,每次往返650公里