智慧林業技術在生態保護中的應用與優化策略

中圖分類號：S712 文獻標識碼：A 文章編號：1005-7897（2025）11-0184-03

0引言

智慧林業技術，是一種集多種先進技術于一體的現代化林業管理方法，其通過實時監測、智能分析、科學決策等手段為林業資源保護、管理與利用提供強有力的支撐。

1智慧林業技術概述

智慧林業就是在物聯網、大數據、云計算、人工智能等現代信息技術的支持下，通過實時數據采集、智能分析處理以及科學決策支持，實現林業資源動態監測、精準管理、高效利用的林業管理新模式。智慧林業的核心是運用數字化、網絡化、智能化等技術手段突破傳統林業管理在時間與空間上的局限，促進林業生態保護精細化、科學化發展。智慧林業既涉及林業資源監測、評價與預警，又涉及生態系統修復、保護與可持續利用等內容，其目的是以技術創新帶動林業產業轉型升級，實現人與自然的和諧相處。該理念強調將技術集成和生態保護深度融合在一起，從而為現代林業發展提供一種全新的理論框架與實踐路徑。

2生態保護中智慧林業技術的應用價值

智慧林業技術的應用可以實現林業資源管理效率的顯著提高。該技術集成了多種信息化方法，能夠動態監測、評估和調度各項林業資源。例如，借助物聯網技術和傳感器技術將森林中的各項重要數據及時收集，并且借助無線傳輸裝備將數據傳輸到云計算平臺上，保證相關管理者能夠第一時間掌握森林土壤濕度、植物生長情況、病蟲害發生情況等，并且借助大數據計算進行數據分析和挖掘，保證管理人員可以科學地制定決策。

具體而言，人工智能技術的應用有助于提高森林資源管理水平。機器學習算法能夠及時監測森林中存在的非法砍伐、盜獵等異常情況并傳遞給管理部門；地理信息系統和遙感技術能夠精確地分析林業資源空間布局、動態變化情況，保證管理者實現可視化管理，直觀地了解森林資源情況，采取精確的管理方法；遙感影響分析技術能夠支持管理者快速評價森林的覆蓋率年變化情況，保證相關工作者可以更加精確地制定生態保護決策。

智慧林業技術有助于減輕工作人員的工作壓力，提高工作效率。該技術通過引入自動化、智能化的管理方法，取代傳統人工巡查、分析等方式，提高森林資源管理的效率和準確性。例如，通過引入無人機巡檢技術、智能灌溉技術，可以將森林管理工作人員的勞動強度降低，同時提高水資源利用率。又如，借助無人機攜帶的高清攝像頭、熱成像設備等，能夠高效、大范圍地巡視森林環境，保證一旦發現火災、病蟲害，相關工作人員可以及時進行處理，顯著提高巡檢的效率，避免耽誤問題處理的時間[。

3智慧林業技術在生態保護中的應用

3.1森林資源監測與管理

森林資源動態監測技術通過衛星遙感、航空遙感和無人機遙感獲取信息，結合譜分析可以獲取大范圍、高分辨率森林資源數據，并利用地面傳感器網絡信息，可以實現對森林資源分布、類型、覆蓋率和健康狀況的動態監測。林業部門、生態環境部門在森林資源監測方面，獲取的信息種類和數量都達到了前所未有的水平。高分辨率衛星、航空、無人機獲取的大規模森林資源數據，通過譜分析可以獲得不同森林類型、覆蓋率和健康狀況等信息；地面森林資源傳感器網絡，可以獲得森林中的土壤濕度、溫度、光照等信息，為森林資源動態變化提供支持。如何將這些來自不同來源、不同類型的海量信息關聯起來是森林監測的重點工作，對此地理信息系統技術發揮了決定性作用，其將來自衛星、航空、無人機和地面森林資源傳感器網絡的信息，以及既有的森林資源數據庫等信息來源進行融合分析，生成三維森林資源信息地圖，可直觀、立體地獲取森林資源分布和變化等信息。通過機器學習、人工智能等方法對森林資源動態監測信息進行分析，可以預警森林病蟲害、非法砍伐等森林生態安全隱患，為管理者采取措施提供支持。

3.2森林環境監測與預警

森林野外監測中采用高密度部署傳感器節點的形式，通過無線通信模塊將各個節點采集到的信息匯集到云端，實現對森林區域環境的全面監控。例如，在森林區域內部署溫濕度傳感器，可以獲取森林區域內的溫濕度數據；部署土壤熵情傳感器，可以獲取土壤數據。通過森林野外監測部分，可以滿足對于森林區域內的環境監測需求。工作人員還可以通過氣象雷達、激光雷達等手段，擴大森林野外監測范圍，實現大氣環境監測。

云平臺分析部分采用云計算、大數據分析技術，對森林野外監測部分上傳的實時數據進行分析。通過對歷史數據和實時數據進行分析，可以挖掘森林生態環境變化的規律，預測森林生態系統可能出現的環境風險。同時，可以利用機器學習等方法，建立不同環境參數與森林生態系統健康之間的聯系，為生態保護提供支持。

3.3野生動植物監測與保護

野生動植物棲息地監測技術主要依賴于數據獲取，而數據獲取主要依賴于遙感數據，通過高分辨率衛星遙感、航空遙感、無人機遙感獲取大尺度、高分辨率的野生動植物棲息地分布信息，并通過光譜分析等信息技術識別不同類型的植被、棲息地質量和健康狀況，通過地面傳感器網絡進一步提高野生動植物棲息地監測的實時性和連續性。棲息地內的傳感器節點可以實時監測土壤濕度、溫度、光照等參數，通過數據融合與處理技術，實現對野生動植物棲息地的監測。數據融合與處理主要依賴于地理信息系統技術，將遙感數據、地面傳感器數據和已有的野生動植物棲息地數據庫加載到系統中，建立三維野生動植物棲息地模型，分析棲息地的空間分布和動態變化。通過機器學習、人工智能等算法對監測數據進行分析，找出造成棲息地退化的觸發因素，如偷砍盜伐、棲息地碎片化等，實現早期預警和干預。

3.4生態修復與保護

在技術方面，生態修復技術包括植被恢復、土壤改良、水資源管理和生物多樣性保護等。技術人員可以使用高分辨率遙感影像和無人機對受損區域的植被狀況進行監測，確定植被恢復的關鍵區域，合理確定植被類型和配置，制訂植被恢復計劃，提高植被恢復的效率和增強恢復效果。

土壤改良是生態修復的重要措施，使用土壤傳感器和地面監測設備對土壤濕度、溫度、養分等進行監測，為土壤改良提供依據，使用大數據和人工智能算法預測土壤變化趨勢，采取施肥、土壤改良劑等土壤改良措施，提高土壤質量、肥力。

水資源管理是生態修復的重要組成部分，可以使用水文監測傳感器和遙感技術對森林區域的水資源狀況進行監測，包括水位、水質等參數，使用地理信息系統和大數據分析評估水資源利用效率，制定水資源管理策略，包括節水灌溉、水資源調度等，確保生態系統的水資源需求。

生物多樣性保護是生態修復的最終目標，可以使用紅外相機、聲音監測設備等物聯網技術對野生動植物的分布和活動進行監測，評估生物多樣性變化。使用地理信息系統和大數據分析識別生物多樣性熱點區域，采取措施進行保護，如棲息地恢復、物種引入等，增加生態系統的生物多樣性。

4智慧林業技術在生態保護中的應用優化

4.1加強生態效益與社會效益評估

生態效益評估是智慧林業技術效能驗證的重要指標之一，評估方法主要包括生物比對、遙感監測等，從而明確森林生態系統的演化軌跡，支持生態修復和退化問題治理等工作。在生態效益評估中，技術人員需要分析智慧林業技術在大范圍、周期生態監測中的應用效果，例如，在生物多樣性指標分析中，技術人員可以通過分析物種豐富度指數、均勻度指數等，對比分析使用智慧林業技術前后的指數變化情況，進而直觀地判斷智慧林業在生態環境保護中的應用效益。又如，在評價生態系統服務功能方面，技術人員可以對比應用智慧林業技術前后的森林水源涵養水平、碳匯固存水平、水土保持水平等，量化分析智慧林業技術應用后各項參數的變化，進而科學地分析該技術的生態貢獻。

在社會效益評估方面，技術人員可以采用社會調查法，加強對當地居民、林業從業者、利用相關者的調查分析，獲取各方對智慧林業技術的反饋意見，明確智慧林業技術對各方工作、生產生活所產生的影響。通過對智慧林業技術應用前后的數據進行對比分析，能夠明確該技術在生態保護中的社會效益，同時可以為生態敏感區變化和發展提供支持。例如，在附近居民就業方面，通過定量分析明確智慧林業給周圍就業市場所帶來的影響，如分析無人機操控人員、遙感監測人員的就業、培訓等方面，通過定量分析能夠客觀地判斷當地職業增長率、薪酬水平等。

4.2法律法規支持機制

法律法規支持機制的建立為智慧林業技術功能的充分發揮提供了堅實的政策性支撐與導向，確保了智慧林業在生態文明建設過程中的規范化運行與高效實施；同時，這一機制也為公眾參與生態文明建設的具體行為提供了明確的法律保障與行為準則，進而在深層次上促進了公眾參與行為的可持續性，為生態文明建設的發展奠定了堅實的基礎。嚴格的制度和嚴密的法律是公眾利用智慧林業技術參與生態文明建設的可靠保障。國家需要完善保障智慧林業技術運行的相關法律法規，明確智慧林業促進公眾參與的具體指導和支持措施，保障智慧林業的合法性和規范性，加強對推進智慧林業發展的資金和政策支持，為公眾參與生態文明建設的行為提供法律保障。同時，要從立法上保護公眾參與生態文明建設的知情權、參與權、表達權和監督權，對參與主體、參與方式、參與內容、參與結果等進行整體設計，完善事前、事中、事后參與的一整套法律機制，以確保公眾在法律的保護下參與生態文明建設全過程。法律實施是法律生命力之所在，是將公眾參與生態文明建設的法律規范轉化為實際行動的關鍵環節。公眾在運用智慧林業技術參與生態文明建設的過程中，執法人員要嚴格執法，確保法律法規的執行效果，防范法律風險，以確保公眾參與的權利得到切實保障。具體來說，智慧林業技術應用中存在平臺或用戶信息不安全、隱私泄露等問題，這就需要全面準確落實司法責任制、建立有效的智慧林業安全體系，這對于保護公眾在參與生態文明建設過程中的個人信息和數據安全至關重要。

4.3優化升級軟硬件設備設施

在智慧林業技術應用中，離不開硬件基礎設施，相關部門在生態保護中要優化升級智慧林業中硬件設備的配置，不斷提高智慧林業的監測精度、擴大覆蓋范圍。當前，部分地區的林業生態保護中存在硬件設施老化、精確度不高等問題，難以滿足高速發展的林業生態保護的要求。例如，有的地區土壤濕度傳感器出現響應滯后、數據漂移等問題，導致檢測精度降低。為了解決此類問題，技術人員需要積極引入先進的硬件設備設施，例如，引入高精度、低能耗的光纖傳感技術，精確地分析森林土壤濕度情況，提高傳感器抗電磁干擾能力，保證生態環境監測的穩定、精確，為生態保護工作人員提供數據支撐。另外，相關部門還要加強硬件設備覆蓋范圍的拓展，積極引入無人機巡檢設備，實施動態化、全方面的森林生態環境監測。例如，可以綜合利用地面傳感器、低空無人機、衛星遙感等監測網絡，對重點生態功能區進行空、天、地全面監測，在保證數據連續的同時，提高數據的全面性。

軟件系統優化升級要以提高數據整合和分析能力為主。目前智慧林業軟件系統通常存在數據孤島、分析工具簡單等問題，很難將大數據與人工智能技術優勢發揮出來。為了解決這一難題，應該研發集成化數據管理平臺來統一存儲和集成各種來源和種類的生態數據。例如，利用云計算技術建設林業大數據中心，將物聯網監測數據、遙感影像數據和歷史檔案數據聚合在同一個平臺上，支撐跨部門跨區域數據共享。同時，要引進先進分析工具及算法，以提高軟件系統智能化水平。例如，通過機器學習算法建立森林火災預測模型，將歷史火災數據與實時氣象數據相結合，預先確定高風險區域；應用深度學習技術，實現遙感影像的自動解譯及森林覆蓋變化與生態退化區域的快速辨識。另外，該軟件系統還應該以用戶體驗為核心，對操作界面及功能設計進行優化，讓基層林業工作者可以方便地對系統進行利用，提升工作效率。

5結語

智慧林業技術應用廣泛，在優化資源配置的同時，也促進林業管理現代化進程，從而為實現可持續發展目標打下堅實的基礎。展望未來，隨著科技的持續發展和政府政策的不斷扶持，智慧林業在生態環境保護方面將扮演更為關鍵的角色，并為塑造一個人與自然和諧共存的美好前景做出貢獻。

參考文獻

[1]葉得杰.自然保護區林業資源保護與利用的現狀及改進措施[J].中國種業，2025（1）：168-169.

[2]龔偉民.智慧林業在生態保護中的應用進展與發展策略[J].南方農業，2024，18（22）：74-78.

[3]羅玉恒，羅廣元，楊航宇，等.虛擬仿真技術在智慧林業實訓教學中的應用研究[J].山西青年，2024（17）：1-4.

[4]洪滔.雙碳背景下生態文明教育融入智慧林業課程體系的設計與探索[J].武夷學院學報，2024，43（9）：86-90.

[5]曹玉昆，張亞芳，任月，等.智慧林業研究前沿與展望：IUFRO第26屆世界大會智慧林業議題綜述[J].林業經濟問題，2024，44（5） ：449-460.

作者簡介：杜廷強（1978一），男，漢族，山東人，本科，助理工程師，主要從事林業技術服務工作。