摘 要 北疆地區林業資源豐富,在維系生態平衡、保障區域可持續發展等方面具有重要作用。為給北疆地區林業資源保護事業貢獻智力,為區域生態文明建設提供科技支撐,圍繞北疆地區林業資源保護工作存在的林業資源監測體系不完善、林業生態保護和修復技術存在瓶頸、林業病蟲害監測預警機制缺失、林業法規執行與監管力度有待強化等問題,提出了完善林業資源監測系統、加強林業生態保護和修復技術研發與推廣、建立與優化林業病蟲害監測預警體系、加大林業法規執行與監管力度等對策。
關鍵詞 林業資源保護;智能監測;北疆地區
中圖分類號:S757 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.20.069
北疆地區地處我國西北邊陲,擁有得天獨厚的自然資源稟賦,其中林業資源尤為豐富。作為陸地生態系統的重要組成部分,森林在涵養水源、保育生物多樣性、調節區域氣候等方面發揮著不可替代的生態功能,是維系區域生態平衡、保障經濟社會可持續發展的重要本底。然而,隨著經濟社會的快速發展,人類活動對自然生態空間的侵占日益加劇,林業資源保護面臨著前所未有的壓力。調研發現,近年來北疆地區森林覆蓋率呈下降趨勢,林區生態系統退化問題突出,珍稀瀕危物種賴以生存的棲息地遭到破壞,林業有害生物為害頻繁發生,給林業可持續發展帶來諸多隱患[1]。因此,在梳理北疆地區林業資源現狀的基礎上,聚焦北疆地區林業資源保護工作存在的問題,提出相應解決策略,力求為北疆地區林業資源保護和生態文明建設提供科學路徑參考。
1 北疆地區林業資源概況
北疆地區林業資源豐富,樹種組成復雜多樣,生態系統類型多元。在北疆地區,針葉林廣泛分布,以落葉松屬、冷杉屬、云杉屬等寒溫性針葉樹種為建群種,常伴生有樺木屬、楊屬、柳屬等闊葉樹種;落葉闊葉林分布零散,主要由樺木屬、榆屬、槭屬、椴屬、楊屬及柳屬等樹種組成;還分布有灌叢、草甸等多種植被類型,共同構筑了復雜的森林生態系統結構;林下地被物資源豐富,苔蘚層發達,蘚類植物常形成連續覆蓋[1]。同時,北疆地區林區土壤以棕壤、暗棕壤為主,富含腐殖質,呈酸性反應,土壤團粒結構穩定,利于水分及養分保持,為森林生態系統的物質循環提供了重要基礎。總的來說,北疆地區獨特的地理環境與氣候條件,造就了結構復雜、功能完備的森林生態系統,在涵養水源、保育生物多樣性、調節區域氣候等方面發揮著不可替代的作用。
2 北疆地區林業資源保護工作存在的問題
2.1 林業資源監測體系不完善
北疆地區現有的林業資源監測體系仍存在諸多缺陷,難以滿足精準、高效、動態監測的需求。在林業資源監測中,傳統的地面調查方式效率低下,受地形、天氣等因素制約明顯,數據獲取周期長,時效性難以保證,先進對地觀測技術雖已得到一定應用,但在北疆地區復雜山區環境下的森林信息解譯精度有待進一步提升[2]。激光雷達、合成孔徑雷達等技術在森林三維結構參數獲取方面優勢明顯,然而成本高昂,大范圍應用尚存難度。此外,多源異構監測數據的標準化、規范化程度不足,數據融合與集成應用能力有待加強,難以充分挖掘森林資源動態變化信息。綜合考慮北疆地區林區的地形地貌特征、森林類型復雜性、氣象條件多變性等因素,現有的林業資源監測體系難以滿足精細化管理的客觀需求,亟待突破技術瓶頸,全面提升林業資源監測能力。
2.2 林業生態保護和修復技術存在瓶頸
當前,北疆地區在林業生態保護和修復方面仍面臨諸多技術瓶頸。在珍稀瀕危物種保護繁育方面,現有研究多集中于傳統的種質資源保存和野外回歸,而在種群生態位分化機制、生境適應性進化等方面的深入探討尚顯不足,制約了珍稀瀕危物種保育成效。在退化林修復方面,長期的擇伐導致森林群落結構趨于單一,樺木萌生林、云杉次生林比例偏高。現有的擇伐跡地更新、林分結構調控等措施在改善林分質量方面成效有限,急需從林木種間關系、非生物脅迫響應等方面入手,加強退化林修復的理論與技術創新[3]。此外,北疆地區林區生態脆弱,對外來物種入侵、環境污染等干擾響應敏感,但當前對入侵物種的生物學特性、定殖擴張規律等缺乏系統認知,難以提供有效管控依據。
2.3 林業病蟲害監測預警機制缺失
北疆地區林業病蟲害頻發,而現有的病蟲害監測預警機制存在明顯缺失。以最具代表性的落葉松毛蟲為例,北疆地區現有監測手段主要依賴于林業工作者的定期踏查,難以實現連續動態監測,容易錯失防治最佳時機。同時,北疆地區缺乏針對性強的病蟲害監測預警模型,難以準確預判病蟲害發生發展態勢[4]。例如,松材線蟲病是北疆地區重大林業檢疫性害蟲,但北疆地區在松材線蟲病早期識別與診斷方面仍存在技術盲區,致病機理尚不明確,缺乏可靠的現場快速檢測技術,一定程度上延誤了防控時機。
2.4 林業法規執行與監管力度有待強化
北疆地區在林業法規執行與監管方面存在明顯短板,難以適應新形勢下林業資源保護的客觀需求。《中華人民共和國森林法》等法律法規對森林資源保護、管理與利用做出原則性規定,但北疆地區在具體執行中仍面臨諸多困境。以違法占用林地行為為例,現有的衛星遙感影像證據在法庭審理中的證據效力有待進一步確認,對違法行為的法律認定存在模糊地帶。在自然保護區管理方面,北疆地區執法部門缺乏先進的視頻監控、紅外觸發等技術手段,現有的案件偵查與取證技術難以實現全面覆蓋,無法對違法違規行為形成有效震懾[5]。在執法監管過程中,高分辨率遙感影像、視頻圖像分析等智能化技術應用不足,制約了違法行為的現場取證效率。此外,北疆地區林業綜合執法能力不強,執法裝備落后,難以滿足日益增長的執法監管需求。
3 對策
3.1 完善林業資源監測系統
針對北疆地區現有林業資源監測體系不完善的問題,急需從頂層設計入手,加快構建全天候、全覆蓋、高精度的智能化林業資源監測系統。基于北斗導航系統的高精度定位技術可為野外調查提供可靠的時空參考,結合移動終端數據采集與傳輸技術,實現調查數據的實時上傳與共享[6]。利用機器視覺、圖像識別等人工智能技術,研發基于無人機航攝影像的樹種智能識別與分類系統,實現林業資源的快速準確判讀。針對森林植被三維結構參數獲取難題,可綜合應用機載激光雷達、合成孔徑雷達等先進探測技術,構建面向立體森林的雷達信號處理與參數反算法,增強森林垂直結構信息的定量表征能力[7]。在多源異構數據融合方面,發展基于深度學習的森林資源要素智能提取技術,建立多尺度、多時相的森林資源時空數據庫,實現不同來源監測數據的無縫集成與動態更新。此外,建立健全林業資源動態監測的技術標準體系,開發監測數據質量控制與評估系統,為智能化監測系統的推廣應用提供規范化支撐。綜上,智能化林業資源監測系統的構建需要多學科交叉融合,體現“天空地”一體化設計理念,最大限度地發揮3S技術、人工智能等先進技術手段的綜合優勢,破解傳統監測模式的時空局限性,全面提高北疆地區林業資源監測的智能化水平。
3.2 加強林業生態保護和修復技術研發與推廣
在北疆地區林業生態保護和修復方面,需要加強關鍵技術研發,著力突破技術瓶頸。針對珍稀瀕危物種保育,可充分利用宏基因組學、蛋白質組學等現代生物技術手段,深入解析珍稀瀕危物種的進化適應機制與環境耐受特征,為人工繁育與野外回歸提供理論指引[8]。在潛在適生區評價方面,可綜合應用生態位模型、多智能體模擬等技術,構建基于地形、土壤、氣候等多維生態因子的適生區評價模型,動態模擬珍稀瀕危物種的空間分布格局,優化珍稀瀕危物種就地與遷地保護策略。針對退化林修復,宜強化微生物促進林木生長機理研究,利用根系分泌物調控、外生菌根高效促生等生物技術,優化退化林地的立地條件,提高林木種苗成活率。在外來入侵物種防控方面,可借助紅外相機網絡、生物聲學監測等技術手段,構建物種識別與監測預警體系,及時掌握外來入侵物種的擴散態勢。此外,堅持目標導向,聚焦生境評價、生物控制、生態修復等關鍵技術,強化科技成果轉化,多措并舉推進林業生態保護和修復工作創新發展。
3.3 建立與優化林業病蟲害監測預警體系
針對北疆地區林業病蟲害監測預警機制缺失的突出問題,需要立足區域實際,加快構建多元化、智能化、高效化的林業病蟲害監測預警體系。可充分利用物聯網、移動互聯等信息技術,研發基于野外實時影像傳輸的遠程診斷系統,實現重大病蟲害的早期識別與快速定位。結合北疆地區林區樹種分布特點,構建涵蓋主要寄主樹種的病蟲害發生發展動態數據庫,應用機器學習算法對多源異構數據進行挖掘分析,形成病蟲害發生規律性認知,提升預警時效性與針對性[9]。可借鑒精準農業理念,利用高光譜、激光雷達等先進探測手段,實現對病蟲害的早期敏感識別[10]。應用多準則評價、風險分級等技術,構建區域林業病蟲害風險評估模型,全面提高北疆地區林業病蟲害監測預警的科學化、精細化水平。
3.4 加大林業法規執行與監管力度
加大林業法規執行與監管力度是北疆地區林業資源保護的基礎,應積極順應信息技術變革趨勢,大力推進法制與科技深度融合,不斷創新執法監管手段。在法律適用性方面,應充分吸納遙感解譯、電子取證等新興技術在案件偵查與法庭審理中的應用經驗,加快修訂完善相關法律法規,明確遙感影像等電子數據的證據效力與審查認定標準,為精準打擊破壞林業資源的違法行為提供法治保障。在執法監管裝備方面,可利用北斗導航、5G、智能終端等技術,研發集定位、導航、數據采集、遠程傳輸于一體的移動執法終端,實現執法過程全記錄、可回溯,有效規范執法行為。針對涉林案件頻發的熱點區域,可布設視頻監控、電子警示、激光干擾等一體化非現場執法系統,形成全天候、無死角的立體化監管網絡。在違法線索分析方面,可整合衛星遙感影像、無人機航拍、地面視頻等多源數據,利用時空數據挖掘、行為模式識別等人工智能技術,及時發現疑似違法線索并實施精準打擊。在執法隊伍能力建設方面,加強對執法隊伍的專業培訓,強化執法隊伍能力建設,著力提高依法治林、科技護林的能力和水平。
4 結語
基于北疆地區林業資源概況,圍繞北疆地區林業資源保護工作面臨的突出問題,從完善林業資源監測系統、加強林業生態保護和修復技術研發與推廣、建立與優化林業病蟲害監測預警體系、加大林業法規執行與監管力度等方面提出了一系列對策建議。可以預見,隨著現代信息技術的快速發展和生態文明理念的深入人心,北疆地區的林業資源保護工作必將邁入信息化、智能化、精準化的新階段。未來,應進一步加強頂層設計和政策引導,著力破除制約林業現代化發展的體制機制障礙;樹立大數據思維,加快構建天空地一體化監測體系,用數據說話,用科技治林;堅持源頭保護,創新生態修復理念,深化林區空間布局優化,促進自然保護地整合,切實維系生態系統的原真性、完整性;加強科技創新,大力開展基礎性、前瞻性研究,著力解決制約林業發展的關鍵核心技術問題。同時,健全法律法規,加大執法監管力度,用最嚴格制度、最嚴密法治保護林業資源。站在新的歷史起點,北疆地區的林業資源保護事業任重道遠,必須以時不我待的緊迫感、舍我其誰的使命感,樹牢“綠水青山就是金山銀山”理念,堅定不移走生態優先、綠色發展之路,讓北疆林區天更藍、山更綠、水更清,大力助推生態文明建設。
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(責任編輯:劉寧寧)