塞罕壩林場土壤智能化系統建設初探

孫國慶

（河北省塞罕壩機械林場 河北圍場 068450）

塞罕壩林場是集“森林-草原-濕地”為一體的復合型生態系統，無論是培育了上萬畝林海的林業用地，還是一望無垠的草原用地，亦或生態系統復雜的濕地，首當其沖的物質基礎就是土壤。土壤是塞罕壩林場森林生態系統重要的組成部分，在森林建設過程中往往得不到應有的重視。因此，做好森林土壤管理是森林發展不可忽視的重要工作。

1 塞罕壩林場綠地土壤使用現狀

塞罕壩林場的土壤多數為紅土地和黑土地，砂石地、山丘、曼甸地形較多，長年降水量較少，土壤比較干旱。土地使用主要是以林地、草地、更低、建設用地、其他類型為主。其中，林地使用土壤面積172452hm2，占土地總面積的63.71%；草地土壤使用面積75768hm2，占27.9%；耕地面 積13554hm2，占5.01%；建 設 用 地 面 積1441hm2，占0.53%；其他地類總面積7473hm2，占2.76%。塞罕壩林場地處森林、草原、沙漠交錯帶，土壤生態系統復雜多樣，生物多樣性豐富，林場內的土壤植物主要由針葉林、闊葉林、灌叢、草叢、草甸和沼生植被組成。轄區內濕地面積15700hm2，土壤使用率較高，綠化程度豐富。

2 塞罕壩林場土壤管理存在的問題

2.1 數據較為分散，土壤利用率不高經過多年的工作，塞罕壩在土壤的研究方面取得了一定的進展，積累了較多的經驗，諸如土壤水分管理、土壤的病蟲害調查、綠化植物的配置方面采集了各方面的數據。但這些數據在實際的土壤使用過程中的發揮作用的程度還不夠高，數據的有效利用率仍處于較低的水平。

2.2 研究層面和一線施工層面的智能化水平低一線的攻堅造林、病蟲害調查等土壤的維護、使用、管理中心，總會遇到一些難以解決的問題，總是需要咨詢研究人員或專家以求幫助。但是目前林場土壤的研究指導專家還處于較為高層次的研究階段，指導工作還是最為原始的現場指導為主，缺少智能化的幫助，無法使指導工作多元化、及時化、精確化。

2.3 土壤管理信息欠直觀化近些年來，研究者對林場土壤的研究信息和數據主要來源于資料匯報、現場考察，這些方法費時費力，往往不能做到隨時、隨地、隨實際情況地去掌握和了解，同時對土壤信息的掌握不夠直觀、不夠及時。

3 塞罕壩土壤管理解決方案

3.1 提升使用率全面勘察林場土壤的使用情況，收集土壤使用信息數據，對土壤的使用進行合理分類。平坦的土地可以栽種有價值的樹木、藥材等；山丘、曼甸等空閑土壤可以進行攻堅造林、灌木叢種植；稀疏林地可以栽種林下植物，使土壤的使用更加多樣化、復雜化，培育良好的土壤使用系統。

3.2 加大土壤的數據采集傳統的土壤數據研究主要源于實地現場的調查和分析，隨著近些年互聯網的發展和使用，高科技逐步使用的土壤數據的采集中，可以在土壤中加裝傳感器，適時測量土壤中的水分和化學因子的變化；加裝墑情自動化監控傳感器，監測土壤的溫度、濕度，根據不同的溫度、濕度進行合理化應用；借助計算機技術，將采集的數據進行模擬計算，模擬出土壤的變化，得出結論，做成智能化的成果，直接用于初級的土壤智能管理，用于土壤指導和解決一線工作人員的實際問題；依托互聯網技術對林場需水量較大的植物進行精確化灌溉，保證水分的及時補充。

3.3 提供智能化服務未來的土壤數據的收集主要來源于嵌入和安裝到各個土壤層面的裝備和傳感器，以及借助GIS和GPS天地一體化的空間信息觀測和測量系統。同時，將收集的數據進行計算機分類處理，將各類數據轉化為可用的信息和知識，為林場土地的使用、升級、改造提供智能化。將智慧化的發展理念運用到林場綠地土壤的管理中，建設一套智慧林場土壤管理系統，是林場土壤智能化運用的有效解決途徑。

4 綠地土壤管理設計方案

借助土壤的智能化和智慧化理念，以互聯網和基礎，建設林場土壤職能管理系統，是解決林場土壤存在問題的重要手段，在智能化的研究過程中，信息系統主要由以下3個層次板塊構成：

4.1 智能數據層面土壤基層數據的感知層，是未來土壤智能化管理的基礎，主要包含林地小班圖、土壤綠化使用現狀分布圖等圖形數據，土壤各項數據的實時監測、土壤栽種植物信息等數字數據。這些數據一部分來源于現場的調查和采集，但是未來的智能化建設過程中主要來源于在線傳感器捕獲的適時數據，智能數據層面主要可以解決土壤研究數據多而分散、利用率較低的問題。

4.2 轉化知識層面對采集到的數據和信息，按分類進行不同的整合和管理，是數據信息處理平臺的基礎。該層面主要包含土壤的質量評價、品質的提升、土壤改良措施等，這些數據可以利用系統和設計規劃方案、推薦治理手段等管理服務系統。轉化知識層面主要包含數據的系統處理，利用系統模型對不同時段收集的數據在平臺進行計算，從而得出土壤想要的質量評價結果、土壤質量提升方案、土壤改良措施等，進而指導實際的工作方法，該層級是土壤智慧化、智能化管理的核心。

4.3 實際應用層面將轉化知識層面得到的數據信息應用于土壤管理的各個方面，可以實現智能化管理的真正價值。借助得到的基礎數據和對數據的分析，將林場提出的造林綠化、管理方案，推送到幾層的管理層、一線的實際工作者和需要的大眾群體工作者中，有需求的各類使用者可以分權限查閱自己所需要的數據。實際應用層面的主要功能為實際使用，基層管理層將所得到的知識成果運用到綠化方案和實際規劃中；一線工作者借助土壤的各項數據進行合理利用土壤，來解決工作中存在的問題和難點，大眾群體可以用這些結果滿足自身的需求和愛好，該層面可以解決管理層對土壤管理信息的掌握欠缺直觀化的問題。

5 結語

借助智能化和互聯網，用現代化的手段解決塞罕壩林場土壤管理中存在問題，開發出兼具數據采集、知識轉化、實際應用3個層面的土壤管理系統，此方法在土壤的理論研究上具有可行性，但是在實際的使用過程中還需具體問題具體分析。總體來說，建設林場土壤的智能化管理系統，可以豐富智慧化林場的建設內容，填補土壤生態環境的管理空白，為實現現代化林場、智能化林場建設提供支撐。