沙漠真的是一片荒蕪？研究表明：僅撒哈拉沙漠就有18億棵樹

在你的印象中，沙漠可能是這樣的

這樣的

或是這樣的

漫漫黃沙，鋪天蓋地，一望無垠，了無生機，這就是大多數人心裡沙漠的形象。在我們的心裡，沙漠似乎就和生命沒什麼關係，除了少數像駱駝刺、仙人掌等極其頑強的植物之外，就好像再沒有其他生命了。
不僅是我們，科學家也在很長的一段時間裡保持著這樣的想法，對沙漠有著這樣的印象。但是，最近的一項研究出爐之後，他們對沙漠有了很大的改觀。他們萬萬沒想到，我們口中“貧瘠”的沙漠，其實還真的蘊藏著生機。
撒哈拉大沙漠，是世界上面積最大的沙漠，覆蓋了非洲大陸約906萬平方公里的土地，面積相當於我國國土面積的94.4%。這裡的氣候極其惡劣，被認為是地球上最不適合生存的地區之一。在它的南部，是薩赫勒地區。這裡年平均氣溫27℃，降雨量200-700毫米，是世界上最貧窮、最荒瘠的地區之一。

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當時，從沒有人想到，僅僅在西撒哈拉和薩赫勒沙漠的一部分半濕潤區，竟然分佈著大約18億棵樹！這個令人震驚的數據是以前所有人都不曾想像到的，但最近的統計數據確實證明了這個數字，顛覆了我們的認知。
哥本哈根大學地球科學和自然資源管理系的助理教授Martin Brandt是這次調查研究的領導者，他向我們介紹說：“撒哈拉沙漠中竟然生長著如此多的樹木，這實在太令我們驚訝了。當然，有大片的區域內沒有樹木生長，但是仍然有那麼一部分區域，樹木的密度非常高。即使是在沙丘之中，也零散地分佈著一些樹木。”
實際上，想要統計這些樹木的數量，並不是一件容易的事。當然，我們不可能一棵一棵地去數，而是要借助衛星的力量來進行統計。對於樹木較多的區域來說，這個工作稍微簡單一點。我們的衛星已經有了相對比較高的分辨率，足以將樹木和周圍的土壤分辨出來，呈現出一張比較清晰的圖像供科學家研究。

但是，正是樹木的數量比較少的區域，難題出現了。如果某個區域內樹木的數量很少，只是一棵一棵零散地分佈著，那麼衛星的分辨率是不足以將它識別出來的，甚至是少數幾棵樹，也難以識別。即使是分辨率非常高的圖像，也只能實現小群落樹木的突破，識別單獨一棵樹的難度仍然極高。尤其是在非常空曠的地區，這個工作的難度更大。
因此，怎麼解決這個問題，就成了本次研究的關鍵。
Brandt和他的團隊用了一個非常巧妙的辦法，那就是把分辨率非常高的圖像和機器的深度學習相結合，來發現這些樹木。也就是說，他們通過一個程序，“教”計算機該如何識別單獨的樹木。這個過程聽起來簡單，實則非常複雜。

在深度學習的程序開始應用之前，他們首先要對計算機進行訓練。訓練的方法非常原始，那就是Brandt等人親自在高分辨率圖像中尋找這些樹木，然後進行單獨的計數和標記。為了讓計算機學會這個方法，他們統計了將近90000棵樹，花費了大約1年的時間，才完成這項工作。
他把這些單棵樹木的特徵、細節標記出來，輸入到電腦程序中，讓計算機知道不同的景觀中不同的樹木分別有怎樣的特點並加以識別。然後，他們對程序進行了試運行，尋找計算機的錯誤，然後加以改正。“我不接受錯誤的分類，當它把樹木分錯類的時候，我進行了更加深入的訓練。”
實際上，主要的工作就在於此。當計算機完成了這個學習過程之後，下一步就非常快了。僅僅用了幾個小時，計算機就統計出了最後的數字。而這個數字如果完全由人類來統計，恐怕需要幾百萬人花幾年的時間才能完成。

最終，在完成了對130萬平方公里區域內11000多張圖像進行分析後，研究團隊將成果發表在了《自然》雜誌上Brandt自信地說：“此前的研究都是基於估算和推測，而我們這裡看到的每一棵樹，都是對整片區域的搜索後發現的。”
新墨西哥州立大學植物與環境科學系的Niall P. Hanan和Julius Anchang對這項研究評價說：“這表明，如果設定好限制條件，我們將很快就能對全球範圍內所有的樹木分佈地圖進行繪製。”
美國宇航局戈達德太空飛行中心的程序員Jesse Meyer也參與了這項研究，他表示說：“在環境保護、生態恢復和氣候變化等方面，這些數據都可以在建立底線的過程中發揮重要作用。在一年、兩年或者十年之後，可以重複進行這樣的研究……看一看減少森林砍伐、保護樹木方面的努力是否起到了成效。”

雖然沙漠中的植物看起來是在惡劣環境下苟延殘喘、掙扎求生，但它們在自然界發揮的作用不可小覷。正如研究團隊在論文中所表示的那樣，這些沙漠植物的信息是“我們理解整個地球尺度下的生態學、生物地理學以及碳、水和其他營養物質的生物地球化學循環的基礎”。
Brandt指出，如果我們能夠掌握更多關於沙漠植物的信息，就能夠更精準地確定這些區域到底儲存了多少的碳，而這些區域通常都在氣候學家建立氣候模型時被忽略掉了。
與此同時，Brandt還冷靜地指出：雖然我們已經掌握了對這些樹木進行精確計數的方法，但這對於我們理解氣候變化及其加速趨勢有什麼影響，還值得討論。他接下來的願望，就是把這個技術推廣到其他地區，對全世界廣達6500萬平方公里的乾旱區域進行相關地圖的繪製，找到那些“隱藏”起來的樹木。