用智慧林业呵护每片绿荫
2024-06-11高保平韩永灵刘月琴
高保平 韩永灵 刘月琴
全面推进乡村振兴是全面建设社会主义现代化国家的内在需要,而智慧林业在推进乡村振兴中发挥着重要作用。传统的森林资源管理方式受到人力和技术条件的制约,难以高效、精准地满足农村发展的需求。智慧林业的兴起解决了这一难题。智慧林业将信息化和智能化技术应用于森林资源管理的全过程,融入农业农村的各个方面,推动了农村经济的转型升级和生态环境的改善。智慧林业是现代林业发展的新阶段,深度融合了物联网、大数据、云计算、遥感与地理信息系统等先进技术,实现了对森林资源全方位、立体化、智能化的管理。文章旨在探讨智慧林业在森林资源管控中的具体应用,以期为森林资源管控提供新的思路和方法,促进林业的可持续发展。
随着社会的发展和科技的不断进步,智慧林业作为一种新型的森林资源管理模式,正逐渐成为森林资源管控领域的重要工具。智慧林业能够提升森林资源管理的效率和质量,有助于改善农村生态环境,为乡村旅游和休闲农业等绿色产业的发展创造条件。智慧林业的应用还能够促进农村产业结构的调整,增加农民收入,提高农民生活水平,助力乡村振兴。智慧林业不仅能够及时发现并应对病虫害、火灾等自然灾害,保障农村生态安全,还能为农民提供科学的种植和养护建议,促进农业生产提质增效,为我国生态文明建设和绿色发展战略提供了有力的技术支撑。文章对智慧林业在森林资源管控中的应用进行深入分析,旨在为相关研究和实践提供参考。
智慧林业概述
智慧林业是一种全新的林业管理模式和发展形态,它以现代信息技术为基础,深度融合云计算、物联网、大数据分析、人工智能、遥感技术、GPS导航定位系统等一系列前沿科技,对传统林业管理模式进行革新和升级,以实现森林资源保护和管理的高效、精准和可持续。
全面感知与实时监测
智慧林业依托物联网技术,通过安装智能感知设备和应用遥感卫星监测技术,实时收集森林中的各项数据,如温度、湿度、光照、风速、土壤含水量、森林覆盖率、树种分布、生物量等,形成对森林资源的全天候、全时段、全方位的立体监测,以便农民及时掌握森林的动态。
精细管理与智能决策
基于大数据和人工智能算法,智慧林业可对海量的监测数据进行深度分析,为森林培育、病虫害防治、防火防灾、生态修复等工作提供精准预测和科学决策。在农村地区,这些數据和分析可以为农业精准施肥、灌溉、病虫害防治等活动提供科学依据,提高农业生产的效率和质量。智慧林业还能帮助农民了解市场需求,调整产业结构,推动农村经济的多元化发展。
高效利用与绿色发展
智慧林业有助于推动森林资源的多维度、深层次利用。在农村地区,智慧林业可以助力农民发展林下经济,如林下养殖、林下种植等,提高土地利用率和综合效益,增加农民的经济收入。另外,通过推动森林旅游、森林康养等产业的发展,可以带动农村地区的产业转型升级,促进农民增收致富。
协同共享与服务创新
智慧林业通过云计算技术消除“信息孤岛”,实现数据跨部门、跨区域之间的互联互通和共建共享,使林业管理体系协同高效,公共服务能力显著增强。在农村地区,智慧农业可以促进农业、林业、水利、环保等部门之间的协同合作,共同推动农村生态环境的改善和可持续发展。智慧林业平台还可以为农民提供便捷的信息服务,如农业技术咨询、市场行情分析等,提高农民的专业能力,提升农民的生活水平和收入水平。
智慧林业技术的应用概述
物联网技术
物联网技术在智慧林业中扮演着至关重要的角色。通过在森林中布设大量的传感器节点,如温湿度传感器、土壤水分传感器、光照强度传感器、气体检测器、摄像头以及动植物生理状态监测装置等,实时、连续地收集森林环境中的各种参数。这些数据有助于农民精准施肥和灌溉,提高农业生产效率。物联网技术的运用极大地提高了森林资源监控的自动化程度和精度,使得农民能够在第一时间获取异常信息并迅速展开行动。此外,物联网技术还可用于追踪非法砍伐行为,通过RFID标签可以实现对木材的追踪与溯源,从而加强对森林资源的有效保护。
大数据技术
大数据技术在智慧林业中的运用主要体现在海量林业数据的收集、存储、处理、分析和应用上。通过整合不同来源的多种数据(如遥感影像、物联网传感器数据、历史档案、科研报告等),大数据技术可以对森林资源进行深度挖掘和多维分析,揭示森林生态系统的内在规律和演变趋势。大数据技术可以整合农村地区的各种数据资源,包括农业生产数据、市场需求数据、农产品销售数据等,通过分析这些数据,可以为农民提供精准的市场预测和决策支持,帮助他们调整种植结构、优化销售策略,实现农业增收。另外,通过大数据技术对森林资源分布、生长状况和市场需求进行分析,农民可以制订科学合理的造林、抚育和采伐计划。
遥感技术与GIS
遥感技术通过卫星和无人机等获取大面积的森林景观图像,结合GIS(地理信息系统)的空间分析功能,能够实现对森林资源的精准管理。通过对遥感数据的分析,可以准确了解农村地区的地形地貌、植被覆盖和土地利用情况等信息,为农村土地资源的合理利用和有效保护提供科学依据。GIS技术则可以用于土地资源的空间分析和规划,帮助农民合理规划土地资源,提高土地利用率。遥感技术可以用于监测农村土地变化,及时发现非法占用土地等行为,从而保护农村生态环境和农民权益。
智慧林业综合管理系统的总体架构与关键技术
智慧林业综合管理系统通常由设施层、数据层、支撑层、应用层四个层级构成。设施层主要包含各类传感器、遥感设备、物联网等,负责林业信息的采集、简单处理及数据传输。数据层能为智慧林业的高效运营提供丰富的数据源,全面支撑智慧林业的各项应用。支撑层负责智慧林业应用系统的信息加工、海量数据处理、智能决策等。应用层主要进行信息集成共享、资源交换、业务协同等,为智慧林业的运营发展提供直接的服务。
智慧林业与乡村振兴的关系
智慧林业是未来林业创新发展的必由之路,随着乡村振兴战略的深入实施,智慧林业与乡村振兴之间的关系密不可分。智慧林业不仅为农村提供了科学、高效的森林资源管理方式,还为乡村振兴注入了新动力。
智慧农业促进乡村生态振兴
通过运用遥感等先进技术,智慧林业能够实时监测森林的生长状态、环境变化,及时发现并应对森林病虫害、火灾等自然灾害,不仅保护了农村的生态环境,还提高了农村的防灾减灾能力,为农民提供了安全、宜居的生活环境。
智慧林业推动乡村产业振兴
智慧林业通过精准监测和分析森林资源数据,为农民提供了科学的种植和养护建议,实现农业生产的提质增效。同时,智慧林业还推动了森林旅游、林下经济等产业的发展,为农村带来了新的经济增长点。这些产业的发展不仅提高了农民的收入水平,还促进了农村经济的发展。
智慧林业助力乡村人才振兴
通过应用智慧林业,农民的专业知识、环保意识和生态素养得到了提升,农民更加关注农业生产过程中对生态环境的保护,积极参与到森林资源的保护和管理中,增强了农村的凝聚力,促进了农村社会的和谐稳定。
智慧林业在森林资源管控中的具体应用
森林资源动态监测与实时预警
智慧林业借助遥感卫星、无人机、传感器等多元监测手段,对森林资源进行实时、连续、高精度的动态监测。遥感卫星具有周期性特点,可以跟踪地表事物的变化,捕捉森林覆盖面积的变化、植被生长状况、林木密度变化、土地利用变迁等信息,结合高分辨率影像,精准描绘出森林资源的空间分布与动态变化趋势,可应用于构建农业农村资源动态监测与预警系统。遥感技术通过实时监测气温、湿度、光照、降雨、土壤水分、氧气浓度、风向风速等环境参数,不仅能准确监测到森林生态环境的细微变化,而且还可以借助智能算法对异常数据进行识别和分析,一旦发现火灾隐患、非法砍伐、病虫害侵袭等突发情况,立即触发预警系统,通过无线通信网络向相关人员和管理部门传达,实现快速响应和处理。无人机则承担起空中侦察的任务,利用搭载的高清摄像机、红外成像仪等设备,对指定区域进行精细化观测,尤其针对森林火灾、病虫害蔓延等緊急事件,无人机能在第一时间获取现场高清图像和热力分布图,为决策提供实时、直观的信息支持。
森林生态系统健康评估与管理
智慧林业系统基于大数据和人工智能技术,能够整合多源信息与数据,对森林生态系统的健康状况进行全面、客观的评估,通过分析森林物种丰富度、生态系统服务功能、生物量动态、土壤肥力、病虫害频发程度等多维度指标,能够构建一套完善的森林生态系统健康评价体系,根据监测数据和模型预测,为森林生态系统管理和修复提供科学依据。另外,智慧林业系统通过分析农田生物多样性、土壤质量、水体状况、农作物病虫害发生率等指标,能够评估农业生态系统的健康状况,指导农民选择合适的造林品种和种植模式,实施精准抚育和合理间伐,提升森林生态系统的抵抗力和恢复力。
森林火灾预防与应急响应
智慧林业的火灾预警系统整合了气象预报、植被干燥度、火险等级评估等多种功能,可以实时计算森林火险指数,绘制火险等级分布图,为森林防火工作提供详尽的预测信息。此外,智慧林业系统能够通过GIS空间分析技术,结合地形地貌、交通线路等要素,确定重点防火区域,指导防火隔离带建设、巡逻路线规划等。
森林病虫害智能预测与防治
智慧林业借助人工智能技术,通过机器学习和深度学习,结合历史病虫害发生的数据,如气候条件、植物生理状态、寄主植物分布等,建立病虫害发生预测模型,提前预测病虫害的发生时间和可能波及的范围。在林间布置智能监测设备,实时监测有害生物种群动态,一旦有害生物数量超过阈值,系统会自动发出警示,并推荐适合的防治策略,包括生物防治、物理防治、精准施药等,最大程度降低病虫害对森林资源的危害,同时减少化学农药对环境的影响。
森林资源规划与合理利用
智慧林业通过大数据分析和GIS空间分析技术,对森林资源分布、生长状况、生态功能等进行综合评估,为森林资源的科学规划和合理利用提供有力支持。在资源规划层面,智慧林业系统能够根据森林资源的现状和未来发展需求,制订出适宜的造林、抚育、采伐等方案,确保森林资源的可持续发展。在资源利用方面,智慧林业能够协助管理部门合理规划森林旅游、林下经济、木材加工等产业布局,实现森林资源的合理利用,既能保障森林资源的有序开发,又能兼顾生态环境保护和社会经济发展的双重目标。
森林碳汇计量与气候变化应对
智慧林业系统通过遥感、GIS、地面实测等多种技术手段能精确估算森林碳储量等指标,为国家碳排放权交易、碳补偿机制提供科学的数据支持。智慧林业通过模拟和预测森林生态系统对气候变化的反应,为制定适应气候变化的森林结构调整策略提供科学依据。例如,选取耐旱、耐寒、抗病虫能力强且碳汇效益高的树种进行造林,有助于提高森林生态系统抵抗气候变化的能力,维持并提升森林碳汇能力,为全球气候变化治理贡献力量。
智慧林业是未来林业创新发展的必由之路,不仅能够有效应对传统森林资源管理中存在的诸多问题,也为林业可持续发展提供了新的机遇。通过先进的技术,智慧林业实现了对森林资源的精准监测、科学评估和有效管理,为森林保护和可持续利用提供支持。未来,智慧林业在森林资源管控中的应用将不断加强,为实现“绿水青山就是金山银山”的理念、构建人与自然和谐共生的美好愿景提供强大而持久的技术支撑。
(作者单位:1.陕西省府谷县杜松天然林管护站;2.陕西省府谷县林业工作站)