智慧林業(yè)技術(shù)在生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用與優(yōu)化策略

中圖分類號(hào)：S712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-7897（2025）11-0184-03

0引言

智慧林業(yè)技術(shù)，是一種集多種先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代化林業(yè)管理方法，其通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能分析、科學(xué)決策等手段為林業(yè)資源保護(hù)、管理與利用提供強(qiáng)有力的支撐。

1智慧林業(yè)技術(shù)概述

智慧林業(yè)就是在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、智能分析處理以及科學(xué)決策支持，實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)管理、高效利用的林業(yè)管理新模式。智慧林業(yè)的核心是運(yùn)用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段突破傳統(tǒng)林業(yè)管理在時(shí)間與空間上的局限，促進(jìn)林業(yè)生態(tài)保護(hù)精細(xì)化、科學(xué)化發(fā)展。智慧林業(yè)既涉及林業(yè)資源監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與預(yù)警，又涉及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、保護(hù)與可持續(xù)利用等內(nèi)容，其目的是以技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。該理念強(qiáng)調(diào)將技術(shù)集成和生態(tài)保護(hù)深度融合在一起，從而為現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展提供一種全新的理論框架與實(shí)踐路徑。

2生態(tài)保護(hù)中智慧林業(yè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

智慧林業(yè)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源管理效率的顯著提高。該技術(shù)集成了多種信息化方法，能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、評(píng)估和調(diào)度各項(xiàng)林業(yè)資源。例如，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)將森林中的各項(xiàng)重要數(shù)據(jù)及時(shí)收集，并且借助無(wú)線傳輸裝備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴?jì)算平臺(tái)上，保證相關(guān)管理者能夠第一時(shí)間掌握森林土壤濕度、植物生長(zhǎng)情況、病蟲(chóng)害發(fā)生情況等，并且借助大數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘，保證管理人員可以科學(xué)地制定決策。

具體而言，人工智能技術(shù)的應(yīng)用有助于提高森林資源管理水平。機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)森林中存在的非法砍伐、盜獵等異常情況并傳遞給管理部門；地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)能夠精確地分析林業(yè)資源空間布局、動(dòng)態(tài)變化情況，保證管理者實(shí)現(xiàn)可視化管理，直觀地了解森林資源情況，采取精確的管理方法；遙感影響分析技術(shù)能夠支持管理者快速評(píng)價(jià)森林的覆蓋率年變化情況，保證相關(guān)工作者可以更加精確地制定生態(tài)保護(hù)決策。

智慧林業(yè)技術(shù)有助于減輕工作人員的工作壓力，提高工作效率。該技術(shù)通過(guò)引入自動(dòng)化、智能化的管理方法，取代傳統(tǒng)人工巡查、分析等方式，提高森林資源管理的效率和準(zhǔn)確性。例如，通過(guò)引入無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)、智能灌溉技術(shù)，可以將森林管理工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度降低，同時(shí)提高水資源利用率。又如，借助無(wú)人機(jī)攜帶的高清攝像頭、熱成像設(shè)備等，能夠高效、大范圍地巡視森林環(huán)境，保證一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、病蟲(chóng)害，相關(guān)工作人員可以及時(shí)進(jìn)行處理，顯著提高巡檢的效率，避免耽誤問(wèn)題處理的時(shí)間[。

3智慧林業(yè)技術(shù)在生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用

3.1森林資源監(jiān)測(cè)與管理

森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星遙感、航空遙感和無(wú)人機(jī)遙感獲取信息，結(jié)合譜分析可以獲取大范圍、高分辨率森林資源數(shù)據(jù)，并利用地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源分布、類型、覆蓋率和健康狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。林業(yè)部門、生態(tài)環(huán)境部門在森林資源監(jiān)測(cè)方面，獲取的信息種類和數(shù)量都達(dá)到了前所未有的水平。高分辨率衛(wèi)星、航空、無(wú)人機(jī)獲取的大規(guī)模森林資源數(shù)據(jù)，通過(guò)譜分析可以獲得不同森林類型、覆蓋率和健康狀況等信息；地面森林資源傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以獲得森林中的土壤濕度、溫度、光照等信息，為森林資源動(dòng)態(tài)變化提供支持。如何將這些來(lái)自不同來(lái)源、不同類型的海量信息關(guān)聯(lián)起來(lái)是森林監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)工作，對(duì)此地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮了決定性作用，其將來(lái)自衛(wèi)星、航空、無(wú)人機(jī)和地面森林資源傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息，以及既有的森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)等信息來(lái)源進(jìn)行融合分析，生成三維森林資源信息地圖，可直觀、立體地獲取森林資源分布和變化等信息。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等方法對(duì)森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析，可以預(yù)警森林病蟲(chóng)害、非法砍伐等森林生態(tài)安全隱患，為管理者采取措施提供支持。

3.2森林環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警

森林野外監(jiān)測(cè)中采用高密度部署傳感器節(jié)點(diǎn)的形式，通過(guò)無(wú)線通信模塊將各個(gè)節(jié)點(diǎn)采集到的信息匯集到云端，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林區(qū)域環(huán)境的全面監(jiān)控。例如，在森林區(qū)域內(nèi)部署溫濕度傳感器，可以獲取森林區(qū)域內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)；部署土壤熵情傳感器，可以獲取土壤數(shù)據(jù)。通過(guò)森林野外監(jiān)測(cè)部分，可以滿足對(duì)于森林區(qū)域內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)需求。工作人員還可以通過(guò)氣象雷達(dá)、激光雷達(dá)等手段，擴(kuò)大森林野外監(jiān)測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)。

云平臺(tái)分析部分采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)森林野外監(jiān)測(cè)部分上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以挖掘森林生態(tài)環(huán)境變化的規(guī)律，預(yù)測(cè)森林生態(tài)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，建立不同環(huán)境參數(shù)與森林生態(tài)系統(tǒng)健康之間的聯(lián)系，為生態(tài)保護(hù)提供支持。

3.3野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)與保護(hù)

野生動(dòng)植物棲息地監(jiān)測(cè)技術(shù)主要依賴于數(shù)據(jù)獲取，而數(shù)據(jù)獲取主要依賴于遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)高分辨率衛(wèi)星遙感、航空遙感、無(wú)人機(jī)遙感獲取大尺度、高分辨率的野生動(dòng)植物棲息地分布信息，并通過(guò)光譜分析等信息技術(shù)識(shí)別不同類型的植被、棲息地質(zhì)量和健康狀況，通過(guò)地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提高野生動(dòng)植物棲息地監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性。棲息地內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、溫度、光照等參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)野生動(dòng)植物棲息地的監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)融合與處理主要依賴于地理信息系統(tǒng)技術(shù)，將遙感數(shù)據(jù)、地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)和已有的野生動(dòng)植物棲息地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)加載到系統(tǒng)中，建立三維野生動(dòng)植物棲息地模型，分析棲息地的空間分布和動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等算法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出造成棲息地退化的觸發(fā)因素，如偷砍盜伐、棲息地碎片化等，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警和干預(yù)。

3.4生態(tài)修復(fù)與保護(hù)

在技術(shù)方面，生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括植被恢復(fù)、土壤改良、水資源管理和生物多樣性保護(hù)等。技術(shù)人員可以使用高分辨率遙感影像和無(wú)人機(jī)對(duì)受損區(qū)域的植被狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定植被恢復(fù)的關(guān)鍵區(qū)域，合理確定植被類型和配置，制訂植被恢復(fù)計(jì)劃，提高植被恢復(fù)的效率和增強(qiáng)恢復(fù)效果。

土壤改良是生態(tài)修復(fù)的重要措施，使用土壤傳感器和地面監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)土壤濕度、溫度、養(yǎng)分等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為土壤改良提供依據(jù)，使用大數(shù)據(jù)和人工智能算法預(yù)測(cè)土壤變化趨勢(shì)，采取施肥、土壤改良劑等土壤改良措施，提高土壤質(zhì)量、肥力。

水資源管理是生態(tài)修復(fù)的重要組成部分，可以使用水文監(jiān)測(cè)傳感器和遙感技術(shù)對(duì)森林區(qū)域的水資源狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括水位、水質(zhì)等參數(shù)，使用地理信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析評(píng)估水資源利用效率，制定水資源管理策略，包括節(jié)水灌溉、水資源調(diào)度等，確保生態(tài)系統(tǒng)的水資源需求。

生物多樣性保護(hù)是生態(tài)修復(fù)的最終目標(biāo)，可以使用紅外相機(jī)、聲音監(jiān)測(cè)設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)野生動(dòng)植物的分布和活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)估生物多樣性變化。使用地理信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析識(shí)別生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域，采取措施進(jìn)行保護(hù)，如棲息地恢復(fù)、物種引入等，增加生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。

4智慧林業(yè)技術(shù)在生態(tài)保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)化

4.1加強(qiáng)生態(tài)效益與社會(huì)效益評(píng)估

生態(tài)效益評(píng)估是智慧林業(yè)技術(shù)效能驗(yàn)證的重要指標(biāo)之一，評(píng)估方法主要包括生物比對(duì)、遙感監(jiān)測(cè)等，從而明確森林生態(tài)系統(tǒng)的演化軌跡，支持生態(tài)修復(fù)和退化問(wèn)題治理等工作。在生態(tài)效益評(píng)估中，技術(shù)人員需要分析智慧林業(yè)技術(shù)在大范圍、周期生態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果，例如，在生物多樣性指標(biāo)分析中，技術(shù)人員可以通過(guò)分析物種豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)等，對(duì)比分析使用智慧林業(yè)技術(shù)前后的指數(shù)變化情況，進(jìn)而直觀地判斷智慧林業(yè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用效益。又如，在評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面，技術(shù)人員可以對(duì)比應(yīng)用智慧林業(yè)技術(shù)前后的森林水源涵養(yǎng)水平、碳匯固存水平、水土保持水平等，量化分析智慧林業(yè)技術(shù)應(yīng)用后各項(xiàng)參數(shù)的變化，進(jìn)而科學(xué)地分析該技術(shù)的生態(tài)貢獻(xiàn)。

在社會(huì)效益評(píng)估方面，技術(shù)人員可以采用社會(huì)調(diào)查法，加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用瘛⒘謽I(yè)從業(yè)者、利用相關(guān)者的調(diào)查分析，獲取各方對(duì)智慧林業(yè)技術(shù)的反饋意見(jiàn)，明確智慧林業(yè)技術(shù)對(duì)各方工作、生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的影響。通過(guò)對(duì)智慧林業(yè)技術(shù)應(yīng)用前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，能夠明確該技術(shù)在生態(tài)保護(hù)中的社會(huì)效益，同時(shí)可以為生態(tài)敏感區(qū)變化和發(fā)展提供支持。例如，在附近居民就業(yè)方面，通過(guò)定量分析明確智慧林業(yè)給周圍就業(yè)市場(chǎng)所帶來(lái)的影響，如分析無(wú)人機(jī)操控人員、遙感監(jiān)測(cè)人員的就業(yè)、培訓(xùn)等方面，通過(guò)定量分析能夠客觀地判斷當(dāng)?shù)芈殬I(yè)增長(zhǎng)率、薪酬水平等。

4.2法律法規(guī)支持機(jī)制

法律法規(guī)支持機(jī)制的建立為智慧林業(yè)技術(shù)功能的充分發(fā)揮提供了堅(jiān)實(shí)的政策性支撐與導(dǎo)向，確保了智慧林業(yè)在生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程中的規(guī)范化運(yùn)行與高效實(shí)施；同時(shí)，這一機(jī)制也為公眾參與生態(tài)文明建設(shè)的具體行為提供了明確的法律保障與行為準(zhǔn)則，進(jìn)而在深層次上促進(jìn)了公眾參與行為的可持續(xù)性，為生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。嚴(yán)格的制度和嚴(yán)密的法律是公眾利用智慧林業(yè)技術(shù)參與生態(tài)文明建設(shè)的可靠保障。國(guó)家需要完善保障智慧林業(yè)技術(shù)運(yùn)行的相關(guān)法律法規(guī)，明確智慧林業(yè)促進(jìn)公眾參與的具體指導(dǎo)和支持措施，保障智慧林業(yè)的合法性和規(guī)范性，加強(qiáng)對(duì)推進(jìn)智慧林業(yè)發(fā)展的資金和政策支持，為公眾參與生態(tài)文明建設(shè)的行為提供法律保障。同時(shí)，要從立法上保護(hù)公眾參與生態(tài)文明建設(shè)的知情權(quán)、參與權(quán)、表達(dá)權(quán)和監(jiān)督權(quán)，對(duì)參與主體、參與方式、參與內(nèi)容、參與結(jié)果等進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，完善事前、事中、事后參與的一整套法律機(jī)制，以確保公眾在法律的保護(hù)下參與生態(tài)文明建設(shè)全過(guò)程。法律實(shí)施是法律生命力之所在，是將公眾參與生態(tài)文明建設(shè)的法律規(guī)范轉(zhuǎn)化為實(shí)際行動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。公眾在運(yùn)用智慧林業(yè)技術(shù)參與生態(tài)文明建設(shè)的過(guò)程中，執(zhí)法人員要嚴(yán)格執(zhí)法，確保法律法規(guī)的執(zhí)行效果，防范法律風(fēng)險(xiǎn)，以確保公眾參與的權(quán)利得到切實(shí)保障。具體來(lái)說(shuō)，智慧林業(yè)技術(shù)應(yīng)用中存在平臺(tái)或用戶信息不安全、隱私泄露等問(wèn)題，這就需要全面準(zhǔn)確落實(shí)司法責(zé)任制、建立有效的智慧林業(yè)安全體系，這對(duì)于保護(hù)公眾在參與生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程中的個(gè)人信息和數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。

4.3優(yōu)化升級(jí)軟硬件設(shè)備設(shè)施

在智慧林業(yè)技術(shù)應(yīng)用中，離不開(kāi)硬件基礎(chǔ)設(shè)施，相關(guān)部門在生態(tài)保護(hù)中要優(yōu)化升級(jí)智慧林業(yè)中硬件設(shè)備的配置，不斷提高智慧林業(yè)的監(jiān)測(cè)精度、擴(kuò)大覆蓋范圍。當(dāng)前，部分地區(qū)的林業(yè)生態(tài)保護(hù)中存在硬件設(shè)施老化、精確度不高等問(wèn)題，難以滿足高速發(fā)展的林業(yè)生態(tài)保護(hù)的要求。例如，有的地區(qū)土壤濕度傳感器出現(xiàn)響應(yīng)滯后、數(shù)據(jù)漂移等問(wèn)題，導(dǎo)致檢測(cè)精度降低。為了解決此類問(wèn)題，技術(shù)人員需要積極引入先進(jìn)的硬件設(shè)備設(shè)施，例如，引入高精度、低能耗的光纖傳感技術(shù)，精確地分析森林土壤濕度情況，提高傳感器抗電磁干擾能力，保證生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定、精確，為生態(tài)保護(hù)工作人員提供數(shù)據(jù)支撐。另外，相關(guān)部門還要加強(qiáng)硬件設(shè)備覆蓋范圍的拓展，積極引入無(wú)人機(jī)巡檢設(shè)備，實(shí)施動(dòng)態(tài)化、全方面的森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。例如，可以綜合利用地面?zhèn)鞲衅鳌⒌涂諢o(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感等監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行空、天、地全面監(jiān)測(cè)，在保證數(shù)據(jù)連續(xù)的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)的全面性。

軟件系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)要以提高數(shù)據(jù)整合和分析能力為主。目前智慧林業(yè)軟件系統(tǒng)通常存在數(shù)據(jù)孤島、分析工具簡(jiǎn)單等問(wèn)題，很難將大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。為了解決這一難題，應(yīng)該研發(fā)集成化數(shù)據(jù)管理平臺(tái)來(lái)統(tǒng)一存儲(chǔ)和集成各種來(lái)源和種類的生態(tài)數(shù)據(jù)。例如，利用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)林業(yè)大數(shù)據(jù)中心，將物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)和歷史檔案數(shù)據(jù)聚合在同一個(gè)平臺(tái)上，支撐跨部門跨區(qū)域數(shù)據(jù)共享。同時(shí)，要引進(jìn)先進(jìn)分析工具及算法，以提高軟件系統(tǒng)智能化水平。例如，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立森林火災(zāi)預(yù)測(cè)模型，將歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)相結(jié)合，預(yù)先確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遙感影像的自動(dòng)解譯及森林覆蓋變化與生態(tài)退化區(qū)域的快速辨識(shí)。另外，該軟件系統(tǒng)還應(yīng)該以用戶體驗(yàn)為核心，對(duì)操作界面及功能設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，讓基層林業(yè)工作者可以方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行利用，提升工作效率。

5結(jié)語(yǔ)

智慧林業(yè)技術(shù)應(yīng)用廣泛，在優(yōu)化資源配置的同時(shí)，也促進(jìn)林業(yè)管理現(xiàn)代化進(jìn)程，從而為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。展望未來(lái)，隨著科技的持續(xù)發(fā)展和政府政策的不斷扶持，智慧林業(yè)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面將扮演更為關(guān)鍵的角色，并為塑造一個(gè)人與自然和諧共存的美好前景做出貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：杜廷強(qiáng)（1978一），男，漢族，山東人，本科，助理工程師，主要從事林業(yè)技術(shù)服務(wù)工作。