林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的創(chuàng)新性與可持續(xù)發(fā)展

摘要：受人類諸多活動的影響，如今森林資源正處于極大的威脅之中，尤其是日趨嚴(yán)峻的破壞、退化等問題亟待采取有效措施加以解決。森林培育的強(qiáng)化對于森林質(zhì)量的提升有重要作用。在森林培育中，不容忽視的就是林業(yè)工程技術(shù)的應(yīng)用，其對森林培育效率、效果的提升意義極大，且在森林資源可持續(xù)利用、發(fā)展方面的作用也不容小覷。隨著全球氣候變化與自然資源壓力的增加，怎樣利用先進(jìn)的林業(yè)工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)森林資源的有效管理、長期保護(hù)成為研究中的熱點(diǎn)議題之一。文章旨在探討林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的應(yīng)用潛力及其如何助力可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：林業(yè)工程技術(shù)；森林培育；創(chuàng)新；可持續(xù)發(fā)展

森林在地球上充當(dāng)著最重要的生態(tài)系統(tǒng)角色，且在維持生物多樣性與調(diào)節(jié)氣候方面也屬于核心的力量。但是，在人口增長、工業(yè)化進(jìn)程加速和土地利用方式改變的背景下，森林資源面臨前所未有的挑戰(zhàn)。在此背景下，林業(yè)工程技術(shù)逐漸成為解決這一挑戰(zhàn)的重要工具。其以森林資源高效利用、可持續(xù)發(fā)展為原則，旨在將諸多工程技術(shù)應(yīng)用到森林資源培育、開發(fā)利用等各個環(huán)節(jié)。從種苗繁育到森林監(jiān)測，從病蟲害防治到碳匯功能增強(qiáng)，這些技術(shù)的應(yīng)用既實(shí)現(xiàn)工作效率的提升，也極大促進(jìn)了森林資源的可持續(xù)利用和發(fā)展。基于此，深入理解林業(yè)工程技術(shù)的意義及其在森林培育中的角色，對構(gòu)建人與自然和諧共生的關(guān)系至關(guān)重要。

1 林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的應(yīng)用意義

1.1 提高森林培育效率與效果

森林的培育離不開林業(yè)工程及其技術(shù)的支持，其對于森林培育效率、效果的提升有重要作用。比如，在無人機(jī)、遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技手段的輔助下，可以對森林生態(tài)情況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測，以便獲取植被覆蓋率、樹木健康狀態(tài)等方面的數(shù)據(jù)信息。而依靠上述技術(shù)進(jìn)行森林培育，可保障造林規(guī)劃的科學(xué)性以及合理性，使盲目性與資源浪費(fèi)情況有效減少[1]。以種苗環(huán)節(jié)為例，通過對組織培養(yǎng)與基因改良等技術(shù)的應(yīng)用，有助于相關(guān)工作人員培養(yǎng)出抗病性強(qiáng)、生長速度快的優(yōu)質(zhì)樹種，這樣一來，成林的周期必然會大幅縮短。與此同時，在應(yīng)用機(jī)械化設(shè)施的前提下，可使傳統(tǒng)的人工種植流程得到大大簡化，進(jìn)而促進(jìn)作業(yè)效率、質(zhì)量的提升，并實(shí)現(xiàn)勞動力成本的節(jié)約。

1.2 優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)與提升森林功能

對于天然林而言，其存在的普遍性問題是樹種單一或者年齡結(jié)構(gòu)欠缺合理性，這會影響森林生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，且生態(tài)功能的長久發(fā)揮也會受到限制。而在采取人工干預(yù)措施的情況下，如定向育種、混交造林等，可構(gòu)建與生態(tài)需求更加匹配的理想化森林群落結(jié)構(gòu)。如采用多樣化樹種的搭配，既有助于景觀美感的優(yōu)化與改善，還可以使森林在水土保持、碳匯吸收等方面的功能得到顯著增強(qiáng)；如聯(lián)合種植深根性、淺根性植物，可基于不同層次土壤養(yǎng)分的應(yīng)用，有效規(guī)避資源之間的競爭；對高性價比果樹或藥材類植物的引入，能夠保障生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益共贏目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.3 增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和抵抗力

隨著人類活動的日益增多，全球氣候的變化也日漸加劇，極端天氣事件的頻發(fā)，導(dǎo)致森林面臨諸多威脅，如病蟲害暴發(fā)、火災(zāi)風(fēng)險增加等。面對此種情況，采用先進(jìn)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)與防護(hù)措施則十分必要。如通過構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r跟蹤森林內(nèi)溫濕度的變化情況，在發(fā)現(xiàn)異常情況時，能夠迅速采取應(yīng)對行動，有效遏制災(zāi)害的擴(kuò)散與蔓延。此外，在造林中注重選擇適應(yīng)性強(qiáng)的本地樹種，并在營造復(fù)合型植被層的基礎(chǔ)上增強(qiáng)生物的多樣性，有助于形成自然天敵控制機(jī)制，減少化學(xué)農(nóng)藥的用量，進(jìn)而降低環(huán)境污染。從長遠(yuǎn)角度看，健康的森林結(jié)構(gòu)更利于水源涵養(yǎng)與氣候調(diào)節(jié)等功能的發(fā)揮，這樣即可有效維持整個區(qū)域的生態(tài)平衡，提高森林系統(tǒng)的綜合抵御能力。

2 林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 遙感技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析

遙感技術(shù)作為現(xiàn)代化的監(jiān)測與管理技術(shù)，目前已在森林培育中得到了廣泛應(yīng)用，也屬于一種先進(jìn)的林業(yè)工程技術(shù)。借助衛(wèi)星遙感、無人機(jī)等，可實(shí)現(xiàn)對森林?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時、高效和廣泛收集，且遙感技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)信息以地面類為主，范圍廣、分辨率高，有助于林業(yè)人員對森林空間分布、樹種情況等的精準(zhǔn)識別。此技術(shù)對于森林資源多樣性、植被覆蓋率等的監(jiān)測意義極大，可維持森林的健康，具體見圖1。依托此種技術(shù)進(jìn)行森林培育，能夠輔助林業(yè)人員更好地了解森林變動，以便及時發(fā)覺和處理潛在性問題。大數(shù)據(jù)分析是一種劃時代的技術(shù)，有助于遙感技術(shù)效能的進(jìn)一步提高。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，圍繞諸多渠道，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理，包括氣候、土壤等方面的信息，與遙感圖像相結(jié)合開展深入的分析工作，進(jìn)而依據(jù)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)來輔助森林管理決策的制定[2]。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)還可不間斷地監(jiān)測森林長勢、生態(tài)變化等方面的情況，輔助林業(yè)人員科學(xué)調(diào)度森林資源，并實(shí)現(xiàn)對森林未來變動規(guī)律的預(yù)測，在保護(hù)森林資源的基礎(chǔ)上，推動其可持續(xù)利用和發(fā)展。

2.2 無人機(jī)與智能技術(shù)

搭載紅外傳感器、高清攝像頭的無人機(jī)，在森林調(diào)查與監(jiān)測方面的作用不容小覷。尤其是對于進(jìn)入有難度的山區(qū)、密林來說，依托無人機(jī)開展的巡查工作，可實(shí)現(xiàn)對地面無法觸及數(shù)據(jù)信息的有效獲取，包括森林健康情況、土壤濕度等數(shù)據(jù)。以搭載紅外成像、熱成像技術(shù)的無人機(jī)為例，其中的紅外成像可用于精準(zhǔn)捕捉樹木表面溫差，以實(shí)現(xiàn)對樹木生長情況、現(xiàn)狀的識別；而熱成像技術(shù)可基于對溫度變動的識別，實(shí)現(xiàn)對森林局部區(qū)域異常的定位。對比傳統(tǒng)的人工巡視來看，這種基于無人機(jī)的巡視，所獲數(shù)據(jù)更精確、更全面，也有利于巡視成本、時間消耗的降低。而在無人機(jī)與智能技術(shù)有機(jī)對接的情況下，其功能會更加多樣化。以AI、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)為例，此類技術(shù)可在構(gòu)建深度學(xué)習(xí)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合無人機(jī)所獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對森林各方面問題的自動化、精準(zhǔn)化識別，保障監(jiān)測精確度以及時效性。不僅如此，AI還可以預(yù)測森林的生長趨勢，這對于林業(yè)人員科學(xué)森林培育與管理方案的制定有重要作用。

2.3 精準(zhǔn)灌溉與自動化植樹

在氣候變暖情況日益加劇、干旱地區(qū)不斷擴(kuò)大的背景下，森林培育也面臨著一個巨大的挑戰(zhàn)，即水資源欠缺。此時，林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的創(chuàng)新應(yīng)用就要考慮精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，通過對傳感器、氣候數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等的搭載，實(shí)現(xiàn)對森林土壤濕度、植物水分需求的實(shí)時、精準(zhǔn)監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對灌溉量的自動調(diào)節(jié)，為林木能夠獲取充足的水分提供保障，這也能夠促進(jìn)灌溉工作的高效化開展，并規(guī)避不必要的水資源浪費(fèi)問題[3]。應(yīng)用精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)有助于水資源的高效利用，特別是對于干旱地區(qū)來說，精準(zhǔn)灌溉模式下的森林培育，對于森林資源的可持續(xù)發(fā)展有極大推動作用。除此之外，在物聯(lián)網(wǎng)、自動化技術(shù)普及的背景下，精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的優(yōu)化和升級，在這些技術(shù)的加持下，灌溉系統(tǒng)具備遠(yuǎn)控、自動調(diào)整的功能，有效減少人為干預(yù)，并促進(jìn)管理效率的提升。在引進(jìn)自動灌溉系統(tǒng)后，可最大程度地優(yōu)化、改善森林生長條件，并為森林資源健康生長提供助力。自動化植樹技術(shù)也屬于林業(yè)工程技術(shù)的一種創(chuàng)新應(yīng)用，其可依靠機(jī)械設(shè)施、機(jī)器人來保障植樹作業(yè)的高效化、規(guī)模化開展。以自動植樹機(jī)為例，其既能夠按照預(yù)定位置，高效且精準(zhǔn)地進(jìn)行樹苗的種植，同時還可以分析深層的土壤情況，為樹苗能夠生長于最優(yōu)條件提供保障。

2.4 病蟲害監(jiān)測與防治技術(shù)

林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的創(chuàng)新應(yīng)用，特別是在病蟲害監(jiān)測與防治技術(shù)方面展現(xiàn)了顯著進(jìn)步。通過安裝在森林中的傳感器，可以收集有關(guān)溫濕度、土壤條件等方面的數(shù)據(jù)，而無人機(jī)搭載的高分辨率攝像頭、多光譜傳感器則可從空中獲取更廣闊的森林畫面，從而快速識別出受病蟲害威脅的區(qū)域。在病蟲害防治方面，智能化的噴灑設(shè)備結(jié)合GPS定位系統(tǒng)，能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)的藥劑噴灑，減少化學(xué)藥劑的過度使用，也能保護(hù)生態(tài)環(huán)境并提高防治效率。基因編輯技術(shù)在病蟲害防治中的應(yīng)用，主要是在改良樹種基因的基礎(chǔ)上，培育出抗病蟲害能力更強(qiáng)的新樹種。生物防治技術(shù)也屬于林業(yè)工程中的創(chuàng)新應(yīng)用之一，這方面主要是利用天敵昆蟲或微生物來控制害蟲的數(shù)量。該方法既具有環(huán)保性，又可以維持森林生態(tài)的平衡[4]。此外，大數(shù)據(jù)分析與AI算法的應(yīng)用也可使病蟲害的預(yù)測更準(zhǔn)確，比如通過對歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，AI模型能提前預(yù)知可能暴發(fā)的病蟲害類型與規(guī)模，為預(yù)防措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。上述林業(yè)工程技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，推動著林業(yè)工程向高效、智能和綠色的方向發(fā)展，且在森林培育中更發(fā)揮著不可替代的作用。

3 林業(yè)工程技術(shù)在森林培育中的可持續(xù)發(fā)展策略

3.1 轉(zhuǎn)變森林培育觀念

工業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但隨之而來的環(huán)境問題也不容小覷。這就需要林業(yè)有關(guān)部門高度重視森林的培育，通過環(huán)保意識的增強(qiáng)，加上正確森林培育觀的樹立，為建設(shè)人與自然和諧共生的生態(tài)環(huán)境蓄能。第一，森林培育要跟隨森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、健康發(fā)展理念的指引而開展，不應(yīng)片面地以森林面積增加為關(guān)注要點(diǎn)，而要注重森林質(zhì)量的提升，進(jìn)而通過穩(wěn)定、物種多樣化的森林生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)綜合效益的獲取。第二，避免盲目且單一追求經(jīng)濟(jì)效益，要在追求效益的同時，關(guān)注樹木砍伐所帶來的影響。在此基礎(chǔ)上，與生態(tài)環(huán)境建設(shè)、市場等需求緊密結(jié)合，科學(xué)選擇樹種并考量森林培育帶來的多重效益，包括經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的效益。第三，森林的培育應(yīng)形成合力，從培育計(jì)劃、終極目標(biāo)出發(fā)，基于對培育過程、效果方面影響因素的分析，多方合作，推動培育計(jì)劃的順利實(shí)施，為培育工作開展高效、高質(zhì)保駕護(hù)航。

3.2 積極保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)

林業(yè)工程技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用中，也不應(yīng)忽視對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，這對維護(hù)生態(tài)平衡、保護(hù)生物多樣性有重要作用。可采取科技手段，實(shí)現(xiàn)對森林諸多生物生態(tài)變化的監(jiān)測與保護(hù)。生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)涉及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)如圖2所示，其中的首個步驟就是監(jiān)測生物的多樣性，采取的方式、方法有建立生物多樣性數(shù)據(jù)庫、利用傳感器技術(shù)等，以便對各物種分布、數(shù)量等的記錄和分析，依靠這些數(shù)據(jù)可輔助相關(guān)人員對森林諸多生物進(jìn)行了解，確保其采取的保護(hù)措施更具針對性[5]。通過對特定物種位置、數(shù)量的監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)對瀕危物種的精準(zhǔn)識別與保護(hù)，進(jìn)而使生態(tài)平衡得到良好維護(hù)。在生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)中，衛(wèi)星圖像、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的作用也不容小覷。此類技術(shù)對于部分森林生態(tài)情況的追蹤有獨(dú)特作用，如土壤質(zhì)量、森林覆蓋變化等。利用這些技術(shù)，林業(yè)人員可對森林健康情況有更好的把握，也能夠采取對應(yīng)舉措及時開展針對受損生態(tài)的修復(fù)工作。

3.3 森林生態(tài)工程監(jiān)管

監(jiān)管是確保森林培育工作科學(xué)、合理開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第一，建立完善監(jiān)測體系，要涵蓋森林生長狀況、病蟲害發(fā)生情況和土壤與水文變化等諸多內(nèi)容，并利用現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)對大面積森林資源的實(shí)時動態(tài)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，如非法砍伐或環(huán)境污染等。第二，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對施工單位的行為約束，保證造林質(zhì)量，同時積極引入第三方評估機(jī)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立審核，提高監(jiān)管透明度和公信力。第三，注重社區(qū)參與，鼓勵當(dāng)?shù)鼐用裨谏直Ｗo(hù)與管理中的踴躍參與，在增強(qiáng)其環(huán)保意識的同時，也能借助群眾熟悉地形地貌的優(yōu)勢，更好地開展日常巡查、信息反饋等方面的工作，以便形成政府主導(dǎo)和多方協(xié)作的良好工作局面，共同推動森林生態(tài)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

現(xiàn)如今，林業(yè)工程技術(shù)已在森林培育領(lǐng)域取得了顯著成效，且其對生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、資源利用效率的提升作用也得到了廣泛認(rèn)可。但隨著這一領(lǐng)域研究與應(yīng)用的持續(xù)推進(jìn)，許多挑戰(zhàn)也尚待克服。尤其是在更多新興技術(shù)涌現(xiàn)的背景下，如何進(jìn)一步發(fā)揮林業(yè)工程的作用來助力森林資源可持續(xù)發(fā)展，需要相關(guān)人員深入探討。一方面，助力森林資源的高效管理與可持續(xù)利用；另一方面，進(jìn)一步推動人與自然和諧共生理念的深入實(shí)踐。總的來說，只有持續(xù)深化技術(shù)創(chuàng)新并與社會需求緊密對接，方可真正實(shí)現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)的長期繁榮，為全球生態(tài)文明建設(shè)注入持久的動力源泉。

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