林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)分析模塊與防治指數(shù)設(shè)計探討

蒲永蘭 何興文 楊佳翰 胡毅

摘 要 介紹了“林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)”的通用分析模塊、系統(tǒng)和防治指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計和實現(xiàn)，分析模塊可以實現(xiàn)對各種信息的分析以及參數(shù)的測試。“林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)”構(gòu)建技術(shù)與開發(fā)研究，對于加強(qiáng)林業(yè)有害生物智能化防控決策、信息網(wǎng)絡(luò)化管理和宏觀科學(xué)決策具有很高的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞 林業(yè)有害生物防治；決策系統(tǒng)；防治指數(shù)；模塊化設(shè)計；開發(fā)與實現(xiàn)

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.7.019

隨著林業(yè)建設(shè)快速發(fā)展，特別是隨著集體林權(quán)制度改革的逐步深入，分林到戶后，林業(yè)有害生物防治主體呈現(xiàn)多元化，廣大林農(nóng)對林業(yè)有害生物防治公共服務(wù)的需求日益增加，在此背景下，重慶市森林病蟲防治檢疫站研發(fā)、創(chuàng)辦了重慶市網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院。重慶市網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院的主要功能作用有：1）通過網(wǎng)絡(luò)平臺，面向社會、面向林業(yè)生產(chǎn)實際，為林業(yè)有害生物防控一線生產(chǎn)工作者提供內(nèi)容豐富、詳實準(zhǔn)確的信息咨詢、技術(shù)服務(wù)資料；2）通過組織專家和技術(shù)工作人員作為“坐診醫(yī)生”，為實際生產(chǎn)中苗圃種苗、移栽樹木、集體林、經(jīng)濟(jì)林、園林綠化苗木診斷病情，提供防治措施和方案，達(dá)到“對癥下藥”的目的；3）搭建起一個林業(yè)科技工作者和生產(chǎn)第一線林業(yè)工作者溝通交流互動的平臺，以更快捷高效、方便直觀的形式為廣大林農(nóng)和涉林單位服務(wù)。

在重慶市網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院系統(tǒng)研發(fā)構(gòu)建和運(yùn)行過程中，集全市森防系統(tǒng)專家力量完成了市內(nèi)主要造林樹種和林業(yè)有害生物、藥劑、藥械數(shù)據(jù)庫；匯集了大量來自各區(qū)縣真實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以了解掌握病蟲害種類、測報（輕、中、重）分布情況，成為網(wǎng)絡(luò)查詢共享資源，便于廣大林農(nóng)、決策者快速響應(yīng)。

實際生產(chǎn)中，決策者常碰到諸多選擇項：如何決策林地有害生物發(fā)生程度，已經(jīng)發(fā)生的病蟲害危險性如何，病蟲害的發(fā)生趨勢消長情況，是否確實該采取防治措施，等等。科學(xué)決策和撓腦袋決策的區(qū)別就在于，科學(xué)的智能化的決策更加客觀，是信息處理技術(shù)基于各種數(shù)據(jù)的綜合研判。

對于重慶市已達(dá)400多萬公頃的森林生態(tài)系統(tǒng)，人腦的識別與決策出現(xiàn)誤判的概率較大，故建立和完善智能化的林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)是必需的。積極推進(jìn)“林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)”構(gòu)建技術(shù)與開發(fā)研究，對于加強(qiáng)林業(yè)有害生物智能化防控決策、信息網(wǎng)絡(luò)化管理和宏觀科學(xué)決策具有很高的應(yīng)用價值。本文就如何設(shè)置分析模塊系統(tǒng)，防治指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計和開發(fā)與實現(xiàn)進(jìn)行探討。

1 設(shè)計原理

開發(fā)“林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)”的目的是為用戶是否需要開展防治提供參考意見。用戶按系統(tǒng)顯示出的對話框填寫相關(guān)信息，系統(tǒng)經(jīng)過分析給出林業(yè)有害生物防治指數(shù)，在此基礎(chǔ)上給出是否需要防治，并提供防治方法建議。該系統(tǒng)主要表現(xiàn)是在網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院的技術(shù)支持里加一項“防治決策”內(nèi)容，以及在林業(yè)有害生物出現(xiàn)的地方添加鏈接。

主要設(shè)計原理：

防治指數(shù)=f（地區(qū)、林業(yè)有害生物名稱、危險指數(shù)、發(fā)生程度指數(shù)、趨勢指數(shù)、林分健康指數(shù)、環(huán)境指數(shù)、經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)、林權(quán)屬性指數(shù)等）=a0+a1×危險等級指數(shù)+a2×發(fā)生程度指數(shù)+a3×發(fā)生趨勢指數(shù)+a4×森林健康水平指數(shù)+a5×環(huán)境狀態(tài)指數(shù)+a6×經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)

函數(shù)返回值范圍從0到100，分為三個等級，分值越高建議越需要防治，分值處于中間段的可防可不防，分值較低的可以進(jìn)一步觀察。

包括以下危險等級分析模塊、發(fā)生程度分析模塊、發(fā)生趨勢分析模塊、森林健康水平分析模塊（林分質(zhì)量）、環(huán)境狀態(tài)分析模塊（自然、地理）、經(jīng)濟(jì)效益分析模塊，六個主要技術(shù)要求分述如下。

1）危險等級分析模塊（等級1～4）

林業(yè)有害生物風(fēng)險分析的方法及指標(biāo)體系，主要包括發(fā)生分布、潛在危險性、危害情況、寄主重要性和防治難度等5個方面內(nèi)容（見表1）。此指數(shù)在防治指數(shù)里優(yōu)先級別最高，針對某些重點(diǎn)林業(yè)有害生物防治具有一票決策權(quán)（必須防治），值的范圍為0到100。

2）發(fā)生程度分析模塊

根據(jù)林地的林業(yè)有害生物發(fā)生程度（輕、中、重）分析出發(fā)生程度指數(shù)，此指數(shù)作為防治指數(shù)的重要組成部分，是大多數(shù)林業(yè)有害生物防治的重要參考依據(jù)，值的范圍從0到100（見表2）。

3）發(fā)生趨勢分析模塊（歷史記錄1～5年）

林地的歷年林業(yè)有害生物發(fā)生規(guī)律，是非重點(diǎn)林業(yè)有害生物的重要防治參考依據(jù)。根據(jù)1～5年的發(fā)生情況分析出發(fā)生趨勢指數(shù)，此指數(shù)值越高也會增加防治指數(shù)，值的范圍為-100到100（見表3）。

4）森林健康水平分析模塊（林分質(zhì)量）

林地的樹種分布及健康情況嚴(yán)重影響森林的自我調(diào)節(jié)能力，根據(jù)這些信息分析出森林健康水平指數(shù)，此指數(shù)值越高（森林的自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)）相應(yīng)的防治指數(shù)就會下降，值的范圍為-100到100。

5）環(huán)境狀態(tài)分析模塊（自然、地理）

林地的自然、地理環(huán)境是增強(qiáng)森林自我調(diào)節(jié)能力的重要組成部分。根據(jù)林地的有益生物、氣候、土壤、坡向、坡度等自然、地理因素分析出環(huán)境狀態(tài)指數(shù)，此指數(shù)值越高（森林的自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)）相應(yīng)的防治指數(shù)就會下降，值的范圍為-100到100。

6）經(jīng)濟(jì)效益分析模塊

通過對林地現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)價值、受害后的經(jīng)濟(jì)價值及防治所需的費(fèi)用進(jìn)行綜合分析，得到經(jīng)濟(jì)效益指數(shù)（見表4）。此指數(shù)是影響防治指數(shù)的重要因素之一，某些林業(yè)有害生物此指數(shù)越高（防治后帶來的經(jīng)濟(jì)效益越好）防治指數(shù)越高。

2 防治指數(shù)流程設(shè)計及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在數(shù)據(jù)庫的有害生物中增加一個“危險指數(shù)”字段，以省為單位進(jìn)行管理。根據(jù)林業(yè)有害生物風(fēng)險分析的方法及指標(biāo)體系，主要包括發(fā)生分布、潛在危險性、危害情況、寄主重要性和防治難度等5個方面內(nèi)容。對上述各項內(nèi)容設(shè)定評判標(biāo)準(zhǔn)和賦分標(biāo)準(zhǔn)（見表1），并據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)對林業(yè)有害生物進(jìn)行科學(xué)評判和賦分，根據(jù)賦分結(jié)果確定有害生物等級。

采用上述評價方法，對近年來發(fā)生危害較嚴(yán)重的71種（類）林業(yè)有害生物進(jìn)行評判和賦分（見表5），將林業(yè)有害生物劃分為極度危險、高度危險、中度危險和低度危險等四個危險等級。

a. 賦分≥90為一級，屬極度危險的林業(yè)有害生物；

b. 70≤賦分<90為二級，屬高度危險的林業(yè)有害生物；

c. 55≤賦分<70為三級，屬中度危險的林業(yè)有害生物；

d. 賦分<55為四級，屬低度危險的林業(yè)有害生物。

3 結(jié)論

林業(yè)有害生物防治決策系統(tǒng)的通用分析模塊和系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，是網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院系統(tǒng)對綜合決策功能的探索，是對林業(yè)有害生物防控決策系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化的跨越式推進(jìn)。運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，分析模塊可以實現(xiàn)對各種林業(yè)有害生物信息的分析及參數(shù)的測試，將林業(yè)有害生物的危險程度相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防治指數(shù)流程設(shè)計，可以直觀地用數(shù)字看出不同種類林業(yè)有害生物的危險程度，提出防控指導(dǎo)，在實際中應(yīng)用潛力巨大。

重慶市網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院是有害生物防治行業(yè)一種新的信息化服務(wù)載體，網(wǎng)絡(luò)森林醫(yī)院建立起寄主植物數(shù)據(jù)庫、病蟲害數(shù)據(jù)庫、專家數(shù)據(jù)庫、藥劑藥械數(shù)據(jù)庫四大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，尤其是寄主植物數(shù)據(jù)庫、病蟲害數(shù)據(jù)庫的不斷完善，是實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、智能化決策的基礎(chǔ)。通過上述功能和數(shù)據(jù)處理，提供智能化的自動模糊判斷、宏觀決策等專業(yè)支持，提出防控意見，達(dá)到科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)效果，為林農(nóng)果農(nóng)提供了方便、快捷、優(yōu)質(zhì)、高效的公共服務(wù)。

（責(zé)任編輯：丁志祥）