在夏威夷大岛，一种名为镰刀菌的真菌正在杀死‘Ōhi‘a 树——在过去八年里，至少有 100 万棵树因此死亡。当地的森林专家不知道如何控制这种快速致病的病原体，直到生态学家格雷格·阿斯纳进行的一次空中调查揭示了一个只有从上方才能清晰看到的模式。在夏威夷火山国家公园的边缘，栅栏在死树和健康的树木之间划出了一条清晰的界限。这些障碍物阻止了野猪进入，阿斯纳意识到，野猪会用獠牙割伤树干，从而导致感染。如果科学家们能够阻止这些有蹄类动物，‘Ōhi‘a 树或许就能存活下来。
阿斯纳（51 岁）的这种洞察力，近十年来一直帮助着森林管理者规划和维护森林的健康。“要想做好保护工作，就必须了解你拥有什么、它在哪里，以及它的状况如何，”阿斯纳说。他的实验室位于一架双引擎多尼尔 228 飞机上，生产出的地图能够揭示树冠的结构，显示树木吸收了多少碳，甚至还能估算水分含量，以了解森林如何应对干旱。在距离地面 7000 英尺的高度，坐在导航控制台旁边的阿斯纳指挥着机组人员捕捉大片陆地，这些陆地从地面上无法一览全余，而且比遥远的卫星能捕捉到更多细节。
这份在天空中进行的职业生涯始于海上。上世纪 80 年代末和 90 年代初，他在海军担任了六年的深海潜水员，开始了他在生态学领域的探索。“我看到了很多我不知道存在的奇妙环境，”阿斯纳回忆道。他在地表之上工作，最初是在夏威夷的自然保护协会担任野外技术员，最终在 1997 年获得了生物学博士学位，并在卡内基科学研究所获得教职，还拥有一架高科技飞机。如今，他作为亚利桑那州立大学全球发现与保护科学中心的主任，翱翔于天际。
他的定制飞机载有超过 5000 磅的设备，包括相机和计算机机架，但阿斯纳的独特分析最依赖于两个关键的传感器系统。第一个是一对强大的 18 瓦激光器，它们从树木反射回来，形成三维视图。第二个是一套高保真光谱仪，用于测量树木反射的光——从紫外线到红外线。树叶中的化学物质，如叶绿素和碳水化合物，会产生一个光谱特征，该特征除了其他指标外，还能指示树木的水分、健康状况和种类。人工智能（人工智能）帮助阿斯纳的团队解读数据。
在过去的十年里，他五彩斑斓的勘测已经照亮了十几个地区的森林，包括婆罗洲的红毛猩猩栖息地和南非的狮子狩猎场。2013 年飞越秘鲁拍摄的照片生成了一张地图，这张地图编码了该国的碳储量——即其树木储存的碳元素量。这项研究帮助管理者规划保护区，从而确保足够的碳汇，并保护各种物种，以应对气候变化。他说：“一个生物多样性的生态系统比只有一个物种的生态系统更能抵御变化。”
在他家乡附近，在美国西部这个饱受干旱和火灾困扰的地区，阿斯纳最关注的是水分。自 2015 年以来，他对加州的飞行统计了 1.2 亿棵严重干旱的树木，其中至少有 1 亿棵已经死亡。在红杉和国王峡谷国家公园等拥有丰富红杉、黄松和白杉的保护区，林业人员可以利用他的数据来规划烧毁，以稀疏树木并缓解剩余树木的压力。随着气候的快速变化带来了更频繁的干旱和其他极端天气，土地管理者将越来越依赖阿斯纳的投入来做出这些艰难的选择。他说：“其中一些决定，关乎生死。”
本文最初发表于《大众科学》2019 年夏季“持久耐用”特刊。
