2014年4月，當(dāng)420噸深紅色原木抵達斯里蘭卡港口時，海關(guān)官員對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，在那里可能會被制作成中國市場的昂貴家具。然而，來自國際警察組織國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加斯加，該馬達加斯加禁止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實驗室，該實驗室正在測試一種新的武器，用于打擊非法采伐 - 一臺價值20萬美元的質(zhì)譜儀。僅僅幾秒鐘，亞什蘭美國魚類和野生動物服務(wù)取證實驗室的科學(xué)家就確定木材具有馬達加斯加紅木種類的獨特化學(xué)特征 - 而不是出口合法的木材。

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

一些高收入國家 - 包括美國，韓國和歐盟國家 - 已禁止進口非法采購的木材及其制成的產(chǎn)品，并迫使進口商證明其供應(yīng)是真實的。“瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約”(CITES)是183個國家簽署的國際協(xié)議，禁止或限制受威脅最嚴重的物種的貿(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航到越南成為一張桌子，當(dāng)它到達一家美國零售商時，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)?？茖W(xué)家正在開發(fā)一套工具，可以識別物種和國家，甚至是該地區(qū)，它來自。由于化學(xué)和遺傳指紋識別技術(shù)的進步，現(xiàn)在可以確定樹木的生長位置 - 有時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展。今年2月，美國政府和各種國際合作伙伴表示，他們將投入資源收集和管理數(shù)以千計的地理參考樹樣本。

森林管理委員會(FSC)供應(yīng)鏈誠信負責(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。”德國波恩的自愿認證機構(gòu)，也是圖書館工作背后的推動力量之一。“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)家的實驗室充滿了好奇心：“橡木”百葉窗，結(jié)果是軟木和來自中國的膠合板千層面，帶有可疑的飾面。在一個柜子里有36,000個顯微鏡載玻片，每個載玻片都含有來自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);垂直部分暴露出長長的血管元素，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的實驗室有數(shù)百個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，也是國際木材解剖學(xué)家協(xié)會的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林產(chǎn)品實驗室的Gasson同行Alex Wiedenhoeft說。

位于德國漢堡的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)的深遠丑聞。2017年，德國野生動物慈善機構(gòu)世界自然基金會(WWF)與科赫(Koch)接洽，擔(dān)心德國人無意中使用了由受保護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，你就會得到粉末，”科赫說。因此，他的團隊使用一臺價值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德國森林政策專家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%來自熱帶國家。

“這對所有人來說都是一個驚喜，”Zahnen說。有了這個以及其他可疑的Koch公開聲稱的索賠，他將大部分德國木炭追溯到巴拉圭和尼日利亞這兩個非法伐木的國家。調(diào)查引發(fā)了歐洲其他國家的調(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)向機器。在森林產(chǎn)品實驗室，Wiedenhoeft和工程師John Hermanson發(fā)明了XyloTron，他們希望將其用作現(xiàn)場篩查工具，可以提醒檢查人員進一步進行法醫(yī)分析。該機器目前正在進行現(xiàn)場試驗，包括一臺定制相機和一臺裝有圖像參考圖像的計算機，該圖像可以讓設(shè)備識別木材類型。

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 - 重要細節(jié)，因為合法性可能取決于特定物種的來源。

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

EIA聯(lián)系了位于英國Welburn的公司Agroisolab和德國的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，因為它吸收水分和養(yǎng)分。

Agroisolab首席執(zhí)行官Roger Young表示，將這項技術(shù)應(yīng)用于樹木非常棘手，因為它的成功依賴于在所有感興趣的區(qū)域繪制相關(guān)植物的同位素比率圖。德國Grosshansdorf森林遺傳研究所所長伯恩德根說，這些參考樣品需要非常謹慎地收集。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地板工廠取回木材，并將其送至Agroisolab。然而，他們遇到了一個問題：雖然實驗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，懷疑這些木材來自中國。因此，與環(huán)境影響評估合作的世界自然基金會的調(diào)查人員前往俄羅斯東部從50個地點采集樣本。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。

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

美國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和遠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，這個案例改變了這個領(lǐng)域，表明可以確定一棵樹被砍伐的地方。她補充道，美國政府的支持向人們表明，“這些東西實際上可能對打擊貿(mào)易非常有價值，也許我們應(yīng)該追求這一點”。

Pine的個人資料

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。在魚類和野生動物服務(wù)取證實驗室，現(xiàn)在可以使用稱為實時飛行時間質(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和磁場根據(jù)質(zhì)量分離離子，從而產(chǎn)生獨特的光譜。該實驗室的化學(xué)家卡迪蘭卡斯特說，如果參考文獻收集得足夠好，解剖學(xué)家無法區(qū)分的兩個物種可以“像白天一樣”。

實驗室化學(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海關(guān)的可疑物品，包括斯里蘭卡紅木運輸。他和蘭開斯特正在建立一個來自世界各地的數(shù)千個樣本的參考資料集。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)。該方法分析了單個樹木的獨特遺傳構(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，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

法國國家農(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)困擾著法國圭安雨林的濕度或叮咬昆蟲。2014年是植物學(xué)家陪同他進行探險。

Tysklind試圖從Manilkara huberi(通常稱為balatá的樹種之一)中獲取大型項目的木材和葉子樣本，這是Thünen研究所領(lǐng)導(dǎo)的一項努力，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不是一個物種，但可能是幾十個。當(dāng)物種數(shù)量達到16時，“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，美國林務(wù)局，Agroisolab和其他人一起，它正在創(chuàng)建全球木材參考項目。這項工作將從FSC的1,500個認證森林網(wǎng)絡(luò)中收集樣本，以滿足不同識別技術(shù)的技術(shù)需求。每個樣本都將精確地進行地理定位，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。

一個數(shù)據(jù)庫不會阻止非法日志記錄。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)于一個警察，”楊說。“他們現(xiàn)在被抓住的機會不再是零。”