2014年4月，當(dāng)420噸深紅色原木抵達(dá)斯里蘭卡港口時(shí)，海關(guān)官員對(duì)他們施加了可疑的目光。這些木材從坦桑尼亞的桑給巴爾到香港，在那里可能會(huì)被制作成中國(guó)市場(chǎng)的昂貴家具。然而，來自國(guó)際警察組織國(guó)際刑警組織的提示向斯里蘭卡官員發(fā)出警告，稱3,669條紅木原木來自馬達(dá)加斯加，該馬達(dá)加斯加禁止2010年出口。

為了證明紅木的起源，斯里蘭卡當(dāng)局將樣品送到俄勒岡州的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室正在測(cè)試一種新的武器，用于打擊非法采伐 - 一臺(tái)價(jià)值20萬美元的質(zhì)譜儀。僅僅幾秒鐘，亞什蘭美國(guó)魚類和野生動(dòng)物服務(wù)取證實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家就確定木材具有馬達(dá)加斯加紅木種類的獨(dú)特化學(xué)特征 - 而不是出口合法的木材。

在21世紀(jì)初期下降之后，非法采伐木材的貿(mào)易量再次上升。國(guó)際刑警組織估計(jì)，全球木材貿(mào)易的15%至30%違反了國(guó)家法律或國(guó)際條約。在一些熱帶國(guó)家，如剛果民主共和國(guó)，老撾和巴布亞新幾內(nèi)亞，非法木材占全國(guó)產(chǎn)量的70%以上。根據(jù)維也納國(guó)際森林研究組織聯(lián)盟2016年的一份報(bào)告，這個(gè)市場(chǎng)每年的價(jià)值在100億至1000億美元之間。

一些高收入國(guó)家 - 包括美國(guó)，韓國(guó)和歐盟國(guó)家 - 已禁止進(jìn)口非法采購的木材及其制成的產(chǎn)品，并迫使進(jìn)口商證明其供應(yīng)是真實(shí)的。“瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約”(CITES)是183個(gè)國(guó)家簽署的國(guó)際協(xié)議，禁止或限制受威脅最嚴(yán)重的物種的貿(mào)易。2016年，它將所有屬于黃檀屬的紅木列入名單。

這些努力表明非法木材進(jìn)口正在蓬勃發(fā)展 - 部分原因是犯罪很難揭開。從巴西和馬達(dá)加斯加到歐洲的喀爾巴阡山脈，樹木通過蛇形路線從森林移動(dòng)到客廳，曲折，非法木材可以隱藏。單件膠合板可包含18種不同的熱帶木材。來自俄羅斯的一棵非法收獲的橡樹可以遠(yuǎn)航到越南成為一張桌子，當(dāng)它到達(dá)一家美國(guó)零售商時(shí)，它的起源已經(jīng)神秘地改變了。

伴隨木材的全球紙質(zhì)記錄眾所周知易于操縱。因此，那些負(fù)責(zé)打擊非法貿(mào)易的公司 - 以及現(xiàn)在被迫打擊非法貿(mào)易的公司 - 正轉(zhuǎn)向可以發(fā)現(xiàn)非法木材簽名的技術(shù)。科學(xué)家正在開發(fā)一套工具，可以識(shí)別物種和國(guó)家，甚至是該地區(qū)，它來自。由于化學(xué)和遺傳指紋識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在可以確定樹木的生長(zhǎng)位置 - 有時(shí)可以直到某一片森林。其中一些工具已被用于捕獲罪犯。

一些令人生畏的障礙是使這些技術(shù)不再常規(guī)使用，其中最大的一個(gè)是缺乏參考樣本來比較可疑木材。但是，有跡象表明在建立世界森林圖書館方面取得了進(jìn)展。今年2月，美國(guó)政府和各種國(guó)際合作伙伴表示，他們將投入資源收集和管理數(shù)以千計(jì)的地理參考樹樣本。

森林管理委員會(huì)(FSC)供應(yīng)鏈誠信負(fù)責(zé)人Phil Guillery說：“我相信，在五年，十年內(nèi) - 任何木制產(chǎn)品 - 你都能確切知道它的來源。”德國(guó)波恩的自愿認(rèn)證機(jī)構(gòu)，也是圖書館工作背后的推動(dòng)力量之一。“你無法偽造科學(xué)。”

解剖犯罪

一棵巨大的桉樹在彼得·加森位于倫敦皇家植物園的辦公室中占主導(dǎo)地位。木材解剖學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室充滿了好奇心：“橡木”百葉窗，結(jié)果是軟木和來自中國(guó)的膠合板千層面，帶有可疑的飾面。在一個(gè)柜子里有36,000個(gè)顯微鏡載玻片，每個(gè)載玻片都含有來自Kew大量木材樣品的條子。顯微鏡挑選出100多個(gè)背叛樣本身份的功能。

樹皮下面有兩種木頭。外部邊材層容納稱為木質(zhì)部導(dǎo)管的容器，其將水和礦物質(zhì)虹吸到植物上。在心材的內(nèi)層，樹脂阻擋了大部分木質(zhì)部。木材的水平部分顯示了環(huán);垂直部分暴露出長(zhǎng)長(zhǎng)的血管元素，給人以熟悉的木紋。根據(jù)屬的不同，容器可以位于整齊的同心環(huán)中，也可以通過樹干分散。

Gasson的實(shí)驗(yàn)室有數(shù)百個(gè)模糊不清的木材解剖指南，“但大多數(shù)都在這里”，他說，指著他的頭?；?0年才了解世界上3萬種樹種的怪癖，因此知識(shí)是寶貴的。但是，在裁員后，Gasson是Kew唯一的木材解剖學(xué)家，也是國(guó)際木材解剖學(xué)家協(xié)會(huì)的131名成員之一。

然而，木材解剖學(xué)家的需求量比以往任何時(shí)候都要多。“現(xiàn)在，就像木材解剖學(xué)家一樣性感，”威斯康星州麥迪遜市美國(guó)林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室的Gasson同行Alex Wiedenhoeft說。

位于德國(guó)漢堡的Thünen木材起源能力中心的Gerald Koch幫助將木材解剖學(xué)推向了新的高度，利用它揭露了涉及歐洲木炭供應(yīng)的深遠(yuǎn)丑聞。2017年，德國(guó)野生動(dòng)物慈善機(jī)構(gòu)世界自然基金會(huì)(WWF)與科赫(Koch)接洽，擔(dān)心德國(guó)人無意中使用了由受保護(hù)的森林木材制成的木炭。

木炭過于脆弱，無法切割成木材解剖學(xué)家通常在顯微鏡下分析的薄切片 - “如果你用刀切割它，你就會(huì)得到粉末，”科赫說。因此，他的團(tuán)隊(duì)使用一臺(tái)價(jià)值80,000歐元(90,500美元)的3D反射光顯微鏡，研究了這種技術(shù)在木材解剖學(xué)中的首次應(yīng)用，從而通過數(shù)字方式從不規(guī)則的木炭塊中重建這些部分。

Koch的分析為世界自然基金會(huì)德國(guó)森林政策專家Johannes Zahnen提供了足夠的信息，推斷他提交給Koch的燒烤木炭樣本中有40%來自熱帶國(guó)家。

“這對(duì)所有人來說都是一個(gè)驚喜，”Zahnen說。有了這個(gè)以及其他可疑的Koch公開聲稱的索賠，他將大部分德國(guó)木炭追溯到巴拉圭和尼日利亞這兩個(gè)非法伐木的國(guó)家。調(diào)查引發(fā)了歐洲其他國(guó)家的調(diào)查，并最終幫助揭露了烏克蘭的一次重大伐木欺詐行為。

木材解剖學(xué)家的缺乏激發(fā)了一些人轉(zhuǎn)向機(jī)器。在森林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室，Wiedenhoeft和工程師John Hermanson發(fā)明了XyloTron，他們希望將其用作現(xiàn)場(chǎng)篩查工具，可以提醒檢查人員進(jìn)一步進(jìn)行法醫(yī)分析。該機(jī)器目前正在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，包括一臺(tái)定制相機(jī)和一臺(tái)裝有圖像參考圖像的計(jì)算機(jī)，該圖像可以讓設(shè)備識(shí)別木材類型。

CSI木材

但即使使用XyloTron和Koch的3D顯微鏡等技術(shù)，解剖學(xué)家通常也無法確定樹木或其物種的確切來源 - 重要細(xì)節(jié)，因?yàn)楹戏ㄐ钥赡苋Q于特定物種的來源。

這是倫敦環(huán)境調(diào)查局(EIA)幾年前進(jìn)行調(diào)查所需的信息。該非營(yíng)利組織懷疑蒙古櫟(Quercus mongolica)在被美國(guó)硬木地板零售商Lumber Liquidators購買之前，正在俄羅斯東部的森林中被掠奪，而不是來自中國(guó)的合法種群。

EIA聯(lián)系了位于英國(guó)Welburn的公司Agroisolab和德國(guó)的Jülich，看看它是否能確定木材的來源。該公司使用一種稱為穩(wěn)定同位素比率分析的技術(shù)，該技術(shù)探測(cè)氧，氫和氮的幾種非放射性同位素比例的變化。根據(jù)地質(zhì)和天氣模式，這些比例因景觀而異，并且在樹木的組織中留下印記，因?yàn)樗账趾宛B(yǎng)分。

Agroisolab首席執(zhí)行官Roger Young表示，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于樹木非常棘手，因?yàn)樗某晒σ蕾囉谠谒懈信d趣的區(qū)域繪制相關(guān)植物的同位素比率圖。德國(guó)Grosshansdorf森林遺傳研究所所長(zhǎng)伯恩德根說，這些參考樣品需要非常謹(jǐn)慎地收集。地理因素，例如靠近河流，可以影響同位素比率。即使是樹上的年輪也可以根據(jù)每年生長(zhǎng)期間的環(huán)境而在同位素上變化。

EIA調(diào)查人員追蹤Lumber Liquidators的供應(yīng)鏈，從俄羅斯鋸木廠和中國(guó)地板工廠取回木材，并將其送至Agroisolab。然而，他們遇到了一個(gè)問題：雖然實(shí)驗(yàn)室有來自世界其他地區(qū)的橡木參考樣本，但它缺少俄羅斯和中國(guó)，懷疑這些木材來自中國(guó)。因此，與環(huán)境影響評(píng)估合作的世界自然基金會(huì)的調(diào)查人員前往俄羅斯東部從50個(gè)地點(diǎn)采集樣本。而那些同位素顯示出明顯的相關(guān)性：橡木地板塊來自俄羅斯，而不是中國(guó)。

環(huán)境影響評(píng)估與美國(guó)聯(lián)邦檢察官分享其結(jié)果，美國(guó)聯(lián)邦檢察官也在調(diào)查L(zhǎng)umber Liquidators的橡木用品。同位素?cái)?shù)據(jù)證實(shí)了聯(lián)邦調(diào)查人員已收集的證據(jù)，如公司文件。該公司于2016年認(rèn)罪并同意支付1300萬美元的罰款 - 這是美國(guó)因販賣非法木材而征收的最大罰款。

美國(guó)司法部在一份新聞稿中表示，穩(wěn)定同位素分析沒有贏得此案，但在調(diào)查開始時(shí)該技術(shù)已經(jīng)可用，“也許Lumber Liquidators可能在幾年前被標(biāo)記為違規(guī)，從而避免了資金流回中國(guó)和遠(yuǎn)東俄羅斯以支持非法采伐“。

華盛頓特區(qū)世界資源研究所的遺傳學(xué)家Meaghan Parker-Forney說，這個(gè)案例改變了這個(gè)領(lǐng)域，表明可以確定一棵樹被砍伐的地方。她補(bǔ)充道，美國(guó)政府的支持向人們表明，“這些東西實(shí)際上可能對(duì)打擊貿(mào)易非常有價(jià)值，也許我們應(yīng)該追求這一點(diǎn)”。

Pine的個(gè)人資料

沉香香氣和玫瑰木的香氣是木材化學(xué)成分的結(jié)果，隨著遺傳和環(huán)境的變化而變化。在魚類和野生動(dòng)物服務(wù)取證實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)在可以使用稱為實(shí)時(shí)飛行時(shí)間質(zhì)譜直接分析的復(fù)雜技術(shù)揭示這些化學(xué)指紋。該技術(shù)用一股高溫氦離子轟擊牙簽大小的木材樣品。這些脫脂分子離開表面，電離它們并將它們推向質(zhì)譜儀，在那里它們通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)根據(jù)質(zhì)量分離離子，從而產(chǎn)生獨(dú)特的光譜。該實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家卡迪蘭卡斯特說，如果參考文獻(xiàn)收集得足夠好，解剖學(xué)家無法區(qū)分的兩個(gè)物種可以“像白天一樣”。

實(shí)驗(yàn)室化學(xué)家Edgard Espinoza是該技術(shù)應(yīng)用于木材的共同開創(chuàng)者，自2013年以來一直在檢查美國(guó)海關(guān)的可疑物品，包括斯里蘭卡紅木運(yùn)輸。他和蘭開斯特正在建立一個(gè)來自世界各地的數(shù)千個(gè)樣本的參考資料集。它已包括CITES下列出的所有商業(yè)交易品種。

遺傳指紋識(shí)別是另一種在木材調(diào)查中顯示出前景的技術(shù)。該方法分析了單個(gè)樹木的獨(dú)特遺傳構(gòu)成，并且已經(jīng)取得了一些成功。2015年，在尋找在華盛頓吉福德平丘特國(guó)家森林非法砍伐大葉楓(Acer macrophyllum)的人們期間，調(diào)查人員使用該技術(shù)將該州鋸木廠捕獲的木板與森林中的確切樹樁相匹配。木材來了。

由于非法采伐的全球性質(zhì)，這種明確的結(jié)論很少見。因此研究人員希望利用遺傳變異將可疑木材與樹種的當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域種群相匹配。這樣，來自巴西的桃花心木貨物的樣本可能被證明具有來自鄰近哥倫比亞的樹木的遺傳特征。

要做到這一點(diǎn)，以及應(yīng)用其他方法，將需要世界森林的地理參考圖書館。已收集的數(shù)十萬個(gè)木材樣本中的大多數(shù)都缺乏有關(guān)其確切來源的數(shù)據(jù)。因此研究人員正在世界各地的森林中散布收集樣本。

樹木圖書館

法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究所的生態(tài)遺傳學(xué)家尼克拉斯·特斯克林德(Niklas Tysklind)困擾著法國(guó)圭安雨林的濕度或叮咬昆蟲。2014年是植物學(xué)家陪同他進(jìn)行探險(xiǎn)。

Tysklind試圖從Manilkara huberi(通常稱為balatá的樹種之一)中獲取大型項(xiàng)目的木材和葉子樣本，這是Thünen研究所領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)努力，旨在為非洲和拉丁美洲的樹木開發(fā)遺傳參考數(shù)據(jù)。

然而，植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)balatá不是一個(gè)物種，但可能是幾十個(gè)。當(dāng)物種數(shù)量達(dá)到16時(shí)，“我開始失去希望”，Tysklind說。正是這些任務(wù)使創(chuàng)建參考地圖和數(shù)據(jù)庫成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

現(xiàn)在，F(xiàn)SC正在努力幫助這些努力。與Kew，美國(guó)林務(wù)局，Agroisolab和其他人一起，它正在創(chuàng)建全球木材參考項(xiàng)目。這項(xiàng)工作將從FSC的1,500個(gè)認(rèn)證森林網(wǎng)絡(luò)中收集樣本，以滿足不同識(shí)別技術(shù)的技術(shù)需求。每個(gè)樣本都將精確地進(jìn)行地理定位，并以足夠安全的方式從樹木到文件柜，以便任何證據(jù)可以在法庭上受理。

一個(gè)數(shù)據(jù)庫不會(huì)阻止非法日志記錄。但是，執(zhí)法人員，調(diào)查非政府組織和科學(xué)家都有一種新的，即使是脆弱的樂觀主義，他們可以開始扭轉(zhuǎn)非法木材貿(mào)易的潮流。“一旦這個(gè)行業(yè) - 交易員 - 開始看到有一種方法可行，它就相當(dāng)于一個(gè)警察，”楊說。“他們現(xiàn)在被抓住的機(jī)會(huì)不再是零。”