精確林業(yè)研究論文
時(shí)間:2022-12-11 03:37:00
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【論文關(guān)鍵詞】精確林業(yè)可持續(xù)發(fā)展
【論文摘要】精確林業(yè)是由信息技術(shù)支持的現(xiàn)代化林業(yè)操作技術(shù)與管理系統(tǒng),是個(gè)新生事物。本文介紹了精確林業(yè)含義、主要支撐技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀等,可以幫助林業(yè)工作者正確認(rèn)識(shí)發(fā)展精確林業(yè)的重要性。
由于人口的急劇增長、人類對(duì)地球資源的過度索取以及過度開發(fā)與工業(yè)化污染環(huán)境的后果,人類的生存面臨日益嚴(yán)重的自然資源短缺和危機(jī),這也對(duì)林業(yè)生產(chǎn)提出了更多的要求。為了既滿足人類日益增長的需求又能節(jié)約林業(yè)資源并保持可持續(xù)發(fā)展,精確林業(yè)的概念和實(shí)踐自然走進(jìn)了人們的生活。
1精確林業(yè)的含義
以微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的發(fā)展,使人類社會(huì)正由傳統(tǒng)的工業(yè)時(shí)代向信息時(shí)代邁進(jìn),正將世界林業(yè)帶入數(shù)字和信息時(shí)代。它將推動(dòng)電子信息技術(shù)及人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展,引發(fā)林業(yè)科技革命,是21世紀(jì)林業(yè)的重要發(fā)展方向。
所謂精確林業(yè),是指由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異、定位、定時(shí)、定量地實(shí)施的一整套現(xiàn)代化林業(yè)操作技術(shù)與管理系統(tǒng)。事實(shí)上,這種林業(yè)技術(shù)體系是信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化綜合應(yīng)用的體現(xiàn),核心是實(shí)時(shí)測定工作對(duì)象所需工作的質(zhì)、量和時(shí)機(jī)等數(shù)據(jù)。通過對(duì)影響林木生長環(huán)境因素實(shí)際存在的時(shí)空差異性分析,判別林木長勢優(yōu)劣,確定影響長勢的原因,提出科學(xué)處方,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施,消除和減少這些差異。并按需定量實(shí)施灌溉、施肥和噴藥,以實(shí)現(xiàn)最小資源投入、最大林業(yè)收益和最少環(huán)境危害。制定出針對(duì)性的林業(yè)生產(chǎn)措施,在取得最優(yōu)效果的同時(shí),減少污染,保護(hù)生態(tài),實(shí)現(xiàn)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2精確林業(yè)主要支撐技術(shù)
精確林業(yè)以3S技術(shù)(GPS,全球定位系統(tǒng);GIS,地理信息系統(tǒng);RS,遙感遙測系統(tǒng))、信息技術(shù)、智能化決策技術(shù)、可變量控制技術(shù)等為技術(shù)支撐體系,以生態(tài)學(xué)、造林學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、控制學(xué)、測繪學(xué)為指導(dǎo),能在自動(dòng)化、智能化、一體化、時(shí)效性、準(zhǔn)確性、可靠性等方面滿足人們的需要,它的建立依賴于地球空間信息基礎(chǔ)理論及其他高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
3精確林業(yè)的源頭
由于精確林業(yè)依賴于3S系統(tǒng),而3S系統(tǒng)在歐美發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快,因此精確林業(yè)在發(fā)達(dá)國家嶄露頭角,發(fā)展較快。精確林業(yè)的概念和實(shí)踐,起源于發(fā)達(dá)國家林業(yè)生產(chǎn)高效化程度的提高、林業(yè)生產(chǎn)中降低成本、提高投入產(chǎn)出率、發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效林業(yè)的要求以及環(huán)境保護(hù)、資源再生利用、林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的需求。這些要求反映了人類的共識(shí),既要經(jīng)濟(jì)效益和快速發(fā)展,又要社會(huì)效益、生態(tài)效益和可持續(xù)發(fā)展。
精確林業(yè)的構(gòu)想是美國在20世紀(jì)80年代首先提出的。提出這個(gè)概念的基礎(chǔ),是當(dāng)時(shí)微電子技術(shù)發(fā)展推動(dòng)了智能化監(jiān)控技術(shù),同時(shí)又結(jié)合了作物生長模擬、栽培管理、測土配方施肥等技術(shù)。由于GPS技術(shù)在1990年海灣戰(zhàn)爭中大顯身手,此后美國將這一技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,開創(chuàng)了精確林業(yè)技術(shù)體系的雛形。到了1992年4月,美國召開了第一次精確林業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì),精確林業(yè)這一概念才逐漸被人們廣為接受。
精確林業(yè)最基本的技術(shù)組成部分是全球定位衛(wèi)星。后者主要是針對(duì)林地面積、林木生長情況等因素的差異而指導(dǎo)人們分別采用不同的經(jīng)營管理措施等。
4精確林業(yè)現(xiàn)狀
在我國,精確林業(yè)的理論框架逐步完善,技術(shù)體系初步建立,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大,產(chǎn)業(yè)部門逐漸形成。
3S技術(shù)及其他高新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于森林資源清查、林地面積實(shí)時(shí)測量、林界劃分、護(hù)林防火、飛播造林、荒漠化監(jiān)測等方面。目前,山西省二類調(diào)查和數(shù)字生態(tài)都使用3S技術(shù),林業(yè)信息管理系統(tǒng)不僅是林業(yè)資源管理的工具,同時(shí)也可以為用戶創(chuàng)建良好的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益??傊?有如下3個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是節(jié)省經(jīng)費(fèi)。制作一張林相圖或林業(yè)規(guī)劃圖,從勾繪草圖、小班求積、清樣、標(biāo)注、描色、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)等都可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化,與人力相比在總體上可節(jié)省50倍的經(jīng)費(fèi)。二是提高工作效率。提高了內(nèi)業(yè)制圖速度,縮短了林業(yè)資源數(shù)據(jù)更新周期;提高各類林業(yè)專題調(diào)查,如天然林保護(hù)工程區(qū)劃、森林資源分類區(qū)劃、森林資源分類經(jīng)營工作效率;提高制作經(jīng)營決策方案的效率。如此高效地提供林業(yè)數(shù)據(jù),從而達(dá)到了林業(yè)決策的適時(shí)性。三是使林業(yè)經(jīng)營管理更趨科學(xué)化。將空間數(shù)據(jù)作為不可缺少的因素與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,改變了單一屬性數(shù)據(jù)分析缺陷,使制作的決策方案更加合理;對(duì)森林資源的空間屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理,一旦資源發(fā)生變更,即刻對(duì)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,從而準(zhǔn)確掌握資源狀況,做出有效的決策;制作與生長模型、決策模型等有關(guān)的專題地圖提供形象化決策分析方案,為經(jīng)營方案準(zhǔn)確、有效地實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。
目前,全國精確林業(yè)建設(shè)已經(jīng)啟動(dòng),這標(biāo)志著精確林業(yè)的研究進(jìn)入了系統(tǒng)集成與平臺(tái)建立階段。隨著一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)精確林業(yè)示范地的建立,我國精確林業(yè)將由實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向生產(chǎn),由技術(shù)形成產(chǎn)業(yè),必將擁有廣泛的應(yīng)用前景和強(qiáng)大的生命力。
5精確林業(yè)之路
精確林業(yè)是一種基于知識(shí)的林業(yè)技術(shù)體系,是知識(shí)經(jīng)濟(jì)在林業(yè)中的最好體現(xiàn),也是林業(yè)創(chuàng)新體系主要組成部分,可以說是一次世界性林業(yè)科技革命的歷史機(jī)遇。更為重要的是,發(fā)展精確林業(yè)是有效利用生態(tài)資源,實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。我國是世界上人口最多的國家,地大物博早已成為一種過時(shí)觀念,因?yàn)槎嗄陙淼拇址判院吐訆Z性開發(fā)早就造成了自然資源的匱乏,再加上人口眾多,人均資源就更少。比如,人均林地占有量逐年下降,水土流失、氣候異常、環(huán)境污染、土地荒漠化嚴(yán)重,致使自然災(zāi)害愈加頻繁。
在此情況下,實(shí)施精確林業(yè)必然可以優(yōu)化資源,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展,實(shí)際上這已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本戰(zhàn)略。但是,在實(shí)施精確林業(yè)上還有很多困難,如實(shí)施精確林業(yè)技術(shù)必須使計(jì)算機(jī)控制的林業(yè)技術(shù)與土地狀況的空間差異精確匹配。我國疆域遼闊,林業(yè)生產(chǎn)條件復(fù)雜,林業(yè)領(lǐng)域電子計(jì)算機(jī)和信息等技術(shù)應(yīng)用較少,基礎(chǔ)設(shè)施還不先進(jìn)。所以,一方面,購買精確林業(yè)軟件并不實(shí)用;另一方面要自行開發(fā)適合不同地區(qū)、不同土壤土質(zhì)、適應(yīng)不同氣候的精確林業(yè)軟件也是一件十分困難的事情。比如,要?jiǎng)?chuàng)建識(shí)別樹種、林齡、斷面積、蓄積量等的3S軟件需要測取大量數(shù)據(jù),需要若干年的各個(gè)地區(qū)、地塊的投入、氣候變化等歷史數(shù)據(jù),但各地區(qū)在這方面都還沒有基礎(chǔ)。此外,如果能建立適合不同地區(qū)土地情況的精確林業(yè)軟件,林業(yè)工作者的操作和認(rèn)識(shí)也需要有一個(gè)過程。
5結(jié)束語
精確林業(yè)是現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果,是超前性的林業(yè)新技術(shù),是信息林業(yè)的重要組成部分。結(jié)合國情、省情,研究發(fā)展適用的精確林業(yè)技術(shù)體系、運(yùn)用體系是必要的。精確林業(yè)的研究與發(fā)展,將有助于人口、資源與環(huán)境方面重大問題的解決,有助于林業(yè)資源的高效利用和林業(yè)環(huán)境保護(hù)。GIS作為精確林業(yè)的核心技術(shù),也應(yīng)適應(yīng)精確林業(yè)需要,作技術(shù)上的改進(jìn)與深入。
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