國有林場森林資源管護(hù)智能化建設(shè)路徑探析

摘 要：在現(xiàn)代化社會發(fā)展背景下，森林資源在生物多樣性維持、生態(tài)安全保障等方面發(fā)揮重要作用，如何加強(qiáng)對森林資源的管理保護(hù)，已然成為國有林場的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。得益于智能技術(shù)的融合應(yīng)用，可在促進(jìn)管護(hù)工作高效化開展的同時，為我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。從分析森林資源管護(hù)重要性入手，探索國有林場森林資源管護(hù)的智能化建設(shè)路徑。

關(guān)鍵詞：森林資源；智能化；國有林場

中圖分類號：F326.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

縱觀當(dāng)前林場管護(hù)工作開展情況，其中森林資源損失、退化等問題影響其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)造。在實(shí)際森林資源管理過程中，要想解決人力資源缺失、經(jīng)營效益下降等問題，亟須借助智能技術(shù)來轉(zhuǎn)變管護(hù)模式，提高森林資源管護(hù)的質(zhì)量，為森林資源增值潛力的提升提供技術(shù)支持。鑒于此，探討如何推進(jìn)森林資源管護(hù)的智能化建設(shè)，對促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。

1 森林資源管護(hù)的重要性

作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，森林資源的保護(hù)與利用關(guān)乎生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。森林資源管護(hù)工作的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：一是生態(tài)保護(hù)。森林資源管護(hù)的有效實(shí)施，不僅可為動植物提供棲息地，還可以發(fā)揮水循環(huán)維持、凈化空氣、穩(wěn)定氣候等作用，有助于維持生態(tài)平衡。二是水源保護(hù)。森林資源具備吸收和蓄存降水的功能，通過土壤和植被過濾來達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。實(shí)施森林資源管護(hù)措施，可以在維護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，為水資源保護(hù)提供助力。三是碳匯功能[1]。森林植物涉及大量碳元素的儲存，可通過碳匯作用的發(fā)揮來有效緩解全球變暖和氣候變化問題。管護(hù)工作可通過增加森林碳儲存量來達(dá)到減少碳排放的目的。

2 國有林場森林資源管護(hù)現(xiàn)狀

一是人力依賴性較強(qiáng)。以往森林資源管護(hù)以人工巡護(hù)和監(jiān)測為主，盡管可發(fā)揮一定的管護(hù)作用，但普遍存在人力成本高、效率低下等問題。加上國有林場規(guī)模龐大，有限的人力資源無法對森林資源進(jìn)行全面監(jiān)控和保護(hù)。二是信息獲取、處理不足。在傳統(tǒng)森林資源管護(hù)過程中，相關(guān)數(shù)據(jù)的收集依靠人工調(diào)查和樣本統(tǒng)計，數(shù)據(jù)獲取存在周期長、數(shù)據(jù)量有限等問題，無法幫助管護(hù)人員全面了解森林資源狀況。若數(shù)據(jù)處理方式滯后、簡單，則無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與挖掘，進(jìn)而影響相關(guān)數(shù)據(jù)信息的價值體現(xiàn)[2]。三是預(yù)警和應(yīng)急能力不足。森林資源管護(hù)質(zhì)量受預(yù)警和應(yīng)急工作效率的直接影響。當(dāng)前在森林管護(hù)實(shí)施期間，預(yù)警以人工觀察和報告為主，若反應(yīng)速度慢容易導(dǎo)致事態(tài)擴(kuò)大。

3 國有林場森林資源智能化建設(shè)路徑

某國有林場生態(tài)公益林經(jīng)營面積約為4 100 hm2，天然林面積約為500 hm2，林地總面積約為3 700 hm2，

森林總蓄量約為776 000 m3，森林覆蓋率控制90.5%左右。在實(shí)際經(jīng)營管理過程中，林場強(qiáng)調(diào)在凸顯森林巡防、消防核心職能的前提下，以生態(tài)文明為核心理念，遵循與時俱進(jìn)原則，加大工作改革力度，重視借助科技手段來促進(jìn)森林資源管護(hù)專業(yè)化、智能化建設(shè)，并依托于智能化管護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)一步推動管護(hù)工作智能化、數(shù)字化。

3.1 森林巡防智能化建設(shè)

為促進(jìn)森林資源巡防工作的高效開展，需借助先進(jìn)技術(shù)來創(chuàng)新巡防模式。在具體巡防工作期間，要做到以下幾個方面。

第一，根據(jù)森林資源管護(hù)要求，構(gòu)建契合該林場實(shí)際情況的巡防網(wǎng)格布局，確保管護(hù)區(qū)域的劃分不存在盲點(diǎn)問題，并明確管護(hù)人員的巡防區(qū)域、管護(hù)責(zé)任，實(shí)現(xiàn)以無縫對接的巡防工作來加強(qiáng)森林資源保護(hù)。同時，加大對綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)力度，強(qiáng)調(diào)將監(jiān)控探頭布設(shè)于林區(qū)關(guān)鍵部位，以實(shí)現(xiàn)林區(qū)資源的全天候、動態(tài)化監(jiān)控[3]。合理設(shè)置分控點(diǎn)，確保防護(hù)網(wǎng)的構(gòu)建滿足森林巡防工作開展實(shí)際需求。

第二，借助GPS視測系統(tǒng)優(yōu)化巡山現(xiàn)場管理工作，開發(fā)林場專用App，并要求巡防人員利用智能移動終端下載并使用，在巡防工作中，可借助App來精準(zhǔn)定位所在位置，以實(shí)現(xiàn)全面巡山。同時，App可支持人員上傳巡護(hù)路線記錄，具體記錄信息包括巡查位置、巡護(hù)時間、軌跡、路程累計等。若巡查期間發(fā)現(xiàn)隱患問題，可在現(xiàn)場拍照并上傳，以實(shí)現(xiàn)情況的及時上報。若某些警情需緊急處理，則可第一時間在監(jiān)控中心上傳照片、視頻等資料，確保資源管理科能夠第一時間了解現(xiàn)場情況并及時處理。資源管理科可借助手機(jī)、電腦等快捷登錄管理系統(tǒng)，對現(xiàn)場管護(hù)情況進(jìn)行查閱和管理，確保及時發(fā)現(xiàn)并處理問題[4]。資源管理部門可在系統(tǒng)中對巡防人員的相關(guān)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱，并以自動考核的方式來提高管理效率。GPS監(jiān)測系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可在促進(jìn)巡防檢查工作高質(zhì)量開展的同時，調(diào)動巡防人員的工作積極性，確保森林資源管護(hù)工作的全面落實(shí)。

3.2 森林消防智能化建設(shè)

森林資源管護(hù)水平受到消防工作質(zhì)量的直接影響，鑒于此，該林場強(qiáng)調(diào)構(gòu)建常態(tài)化防護(hù)網(wǎng)，并借助智能技術(shù)來優(yōu)化火災(zāi)補(bǔ)救、野外火源管理、火災(zāi)防控等工作。在實(shí)際森林消防工作中，智能化建設(shè)要點(diǎn)如下。

第一，依據(jù)林場實(shí)際條件，將防火視頻監(jiān)控探頭安裝在林場不同位置，確保覆蓋整個林場，借助監(jiān)控系統(tǒng)對重點(diǎn)防火區(qū)進(jìn)行全天候、動態(tài)化監(jiān)控。同時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)支持煙霧與紅外線監(jiān)控模式，并對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行無死角監(jiān)管，確保各探頭能夠?qū)Π霃?0 km范圍內(nèi)的森林資源進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)控。若監(jiān)控期間發(fā)現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)自動記錄信息并傳遞至監(jiān)控中心，管理科人員應(yīng)第一時間進(jìn)行現(xiàn)場核查，制定針對性的措施來提高森林消防水平。通過構(gòu)建與應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)森林資源管護(hù)工作智能化，助力林場構(gòu)建智慧生態(tài)綜合管護(hù)體系。

第二，加大對“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的引進(jìn)力度，強(qiáng)調(diào)對林業(yè)資源相關(guān)信息的統(tǒng)計管控，構(gòu)建契合林場實(shí)際情況的生態(tài)綜合監(jiān)控平臺，促進(jìn)監(jiān)管監(jiān)測工作的高效率開展，為林場森林資源管護(hù)工作提供技術(shù)支持，確保管護(hù)工作實(shí)施符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

第三，積極引入無人機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)空中巡護(hù)，并重視對巡護(hù)人員無人機(jī)操作技巧、注意事項等方面的培訓(xùn)。通過將林場GPS視測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控平臺進(jìn)行關(guān)聯(lián)，促進(jìn)森林資源巡護(hù)工作的有序開展，降低巡護(hù)人員的工作強(qiáng)度。同時，無人機(jī)可支持對林場內(nèi)陡峭山崖、位置偏遠(yuǎn)區(qū)域進(jìn)行無人巡查，有效避免森林火災(zāi)事故發(fā)生。林場還可將無人機(jī)用于消防宣傳、實(shí)時監(jiān)控、執(zhí)法配合、滅火指揮等工作，促進(jìn)森林巡防工作的高效率開展。通過充分發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)的作用，促進(jìn)森林巡防工作智能化、數(shù)字化，確保森林資源管護(hù)符合預(yù)期要求。

第四，應(yīng)用野外語音監(jiān)控系統(tǒng)，即在林場野外區(qū)域布設(shè)語音監(jiān)控設(shè)備，可支持風(fēng)能、太陽能供電。結(jié)合林場實(shí)際情況，在覆蓋有線網(wǎng)絡(luò)的林區(qū)內(nèi)進(jìn)行合理布設(shè)。若在巡護(hù)期間出現(xiàn)人員攜帶火種的情況，可利用語音監(jiān)控系統(tǒng)報警，并第一時間通知管護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場，依托于遠(yuǎn)程對講功能來加強(qiáng)森林消防。此外，可利用系統(tǒng)語音、警鈴、燈光等方式對相關(guān)人員進(jìn)行勸導(dǎo)。

3.3 決策支持管理系統(tǒng)建設(shè)

3.3.1 智能化林地調(diào)查與評估系統(tǒng)建設(shè)

要想為林場森林資源管理與決策提供支持，需依據(jù)實(shí)際管護(hù)需求，構(gòu)建林地調(diào)查與評估系統(tǒng)。首先，集成應(yīng)用遙感技術(shù)、GIS等技術(shù)，對林地森林資源進(jìn)行高精度測量和監(jiān)測。在實(shí)際管護(hù)過程中，可采用航空或衛(wèi)星遙感圖像獲取大范圍的林地信息，具體涉及森林類型、植被覆蓋、林分結(jié)構(gòu)等。對于GIS技術(shù)的應(yīng)用，通過信息整合、分析和可視化展示，為管護(hù)人員提供林地數(shù)據(jù)。其次，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對林地森林資源進(jìn)行智能化評估和預(yù)測。以評估模型和算法的合理構(gòu)建為前提，對林地的生態(tài)環(huán)境、生物多樣性、土壤質(zhì)量等進(jìn)行定量評估。同時，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和趨勢，繼而為森林資源管護(hù)決策制定提供參

考[5]。最后，林場在構(gòu)建調(diào)查評估系統(tǒng)時，還需考慮自身可持續(xù)發(fā)展，即在有效開展林地現(xiàn)狀評估的基礎(chǔ)上，考慮未來變化和發(fā)展趨勢。對不同管理策略對森林資源的影響進(jìn)行預(yù)測和評估，為林場可持續(xù)利用和生態(tài)保護(hù)方案的制定提供參考。

3.3.2 決策支持系統(tǒng)構(gòu)建

為實(shí)現(xiàn)對森林資源的智能化管護(hù)，需構(gòu)建管護(hù)決策支持系統(tǒng)，通過有效整合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為森林資源管理與決策提供支持。在實(shí)際智能化建設(shè)過程中，首先，需建立完善的數(shù)據(jù)采集管理機(jī)制，具體涉及傳感器網(wǎng)絡(luò)、遙感技術(shù)、監(jiān)測設(shè)備等，以實(shí)現(xiàn)對森林資源各項數(shù)據(jù)的有效采集和監(jiān)測，如生物多樣性、氣候變化、土壤質(zhì)量等。同時，依據(jù)管護(hù)需求構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、存儲和更新，確保在管理決策制定中發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的應(yīng)有價值。其次，需構(gòu)建合理的模型和算法，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，及時識別森林資源管護(hù)潛在問題與異常，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。同時，借助GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行可視化展示，以期在管護(hù)過程中直觀了解資源狀況和決策效果[6]。最后，在系統(tǒng)建設(shè)時增設(shè)決策支持模塊和規(guī)劃工具，在管護(hù)期間為決策者提供多樣化決策方案，實(shí)現(xiàn)對不同管理策略和利益平衡的權(quán)衡。

3.4 森林資源保護(hù)智能化建設(shè)

要想充分發(fā)揮森林資源在生態(tài)環(huán)境平衡、維護(hù)中的作用，需開展森林資源保護(hù)工作。鑒于此，通過對物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的集成應(yīng)用，構(gòu)建契合林場實(shí)際情況的資源保護(hù)系統(tǒng)，具體如下：

第一，在森林中合理布置傳感器節(jié)點(diǎn)，以實(shí)時監(jiān)測森林資源相關(guān)指標(biāo)參數(shù)，具體包括溫度、濕度、氣候變化等方面。在森林資源管護(hù)期間，可利用傳感器節(jié)點(diǎn)定期采集數(shù)據(jù)，并以無線網(wǎng)絡(luò)為載體傳輸至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析和處理。同時，合理建立傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測森林火災(zāi)風(fēng)險、病蟲害情況以及森林生態(tài)環(huán)境變化等，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取對應(yīng)措施加以干預(yù)[7-8]。

第二，結(jié)合林場實(shí)際情況，在關(guān)鍵位置安裝攝像頭、紅外傳感器等設(shè)備，以實(shí)時監(jiān)測森林區(qū)域的入侵行為和異常情況。若管護(hù)期間監(jiān)測到人為破壞或其他異常情況時，系統(tǒng)會自動發(fā)送警報，并通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)落實(shí)處置措施，如開啟噴水系統(tǒng)、發(fā)射警報信號等，避免森林資源被破壞，降低盜伐問題的出現(xiàn)概率，以增強(qiáng)森林資源保護(hù)效果[9]。

第三，有效應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在管護(hù)期收集大量森林資源數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析和建立預(yù)測模型為決策提供支持。依托于預(yù)測模型，準(zhǔn)確預(yù)測森林火災(zāi)、病蟲害等災(zāi)害的發(fā)生概率和趨勢。

第四，為高效開展森林資源管理工作，在系統(tǒng)構(gòu)建時強(qiáng)調(diào)各部門之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同管理。以建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺和信息系統(tǒng)為前提，要求不同部門之間共享森林資源相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而為森林資源綜合管理提供支持[10-11]。如森林警察、森林消防隊、森林保護(hù)部門等可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)共享實(shí)時數(shù)據(jù)，協(xié)同開展森林資源保護(hù)工作，確保在管護(hù)期間能夠及時響應(yīng)與控制。

4 森林資源管護(hù)智能化建設(shè)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

4.1 優(yōu)勢

得益于我國技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，當(dāng)前森林資源管護(hù)逐漸朝智能化、自動化的方向持續(xù)發(fā)展。森林資源管護(hù)智能化建設(shè)的優(yōu)勢如下：（1）實(shí)時監(jiān)測和預(yù)警?？山柚鷤鞲衅?、遙感技術(shù)等手段對森林資源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，獲取森林的生長狀況、病蟲害情況、火災(zāi)風(fēng)險等信息，并及時發(fā)出預(yù)警，進(jìn)一步提升林場對森林災(zāi)害的應(yīng)對能力。（2）數(shù)據(jù)分析和決策支持。通過分析和處理森林?jǐn)?shù)據(jù)，為管護(hù)工作的開展提供支持。以數(shù)據(jù)的挖掘和分析為前提，幫助管護(hù)人員全面掌握森林資源狀況，科學(xué)制定管理策略，提高資源利用率。（3）減少人力成本。森林資源管護(hù)自動化操作的實(shí)現(xiàn)，有助于降低人力投入和成本。例如，利用無人機(jī)進(jìn)行森林巡查和植被監(jiān)測，在提高工作效率的同時，將維護(hù)成本控制在預(yù)期范圍內(nèi)。（4）數(shù)據(jù)共享和協(xié)同管理。智能化建設(shè)可實(shí)現(xiàn)對森林資源數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同管理，支持各部門之間共享數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)協(xié)同，以提高資源管理

效率[12]。

4.2 挑戰(zhàn)

當(dāng)前森林資源管護(hù)智能化建設(shè)面臨一些挑戰(zhàn)，具體包括兩個方面：（1）技術(shù)成熟度。即在智能化建設(shè)過程中，森林資源管護(hù)中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)，如傳感器準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性等。（2）隱私和安全問題。通常情況下，智能化系統(tǒng)涉及大量數(shù)據(jù)的收集和傳輸，存在隱私和安全問題。鑒于此，在應(yīng)用技術(shù)過程中需重視個人隱私、數(shù)據(jù)安全的保護(hù)。

5 結(jié)束語

推動森林資源管護(hù)智能化建設(shè)，能夠助力國有林場提高生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益，為生態(tài)環(huán)境的改善提供助力。鑒于此，需在明確森林資源管護(hù)重要性的前提下，集成應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，并從森林資源巡防、消防、決策、保護(hù)等方面入手，構(gòu)建智能化系統(tǒng)，提高森林資源管護(hù)工作的質(zhì)量。

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收稿日期：2024-03-04

作者簡介：蔡啟山（1981—），男，青海西寧人，林業(yè)工程師，研究方向?yàn)榱謽I(yè)學(xué)。