智慧自然保护地之林业有害生物监测技术分析

 

1. 建立以国家公园为主体的自然保护地体系

 

自然保护地是生态建设的核心载体、中华民族的宝贵财富、美丽中国的重要象征，在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。

 

截至目前，我国已建立各级各类自然保护地超过1.18万个，保护面积覆盖我国陆域面积的18%、领海面积的4.6%。

 

▲**重点生态功能区和自然保护地分布图

 

**各级各类自然保护区已达2750处，其中**自然保护区有474处，各类陆域自然保护地面积达到了170多万平方公里。

 

▲国家、省级和市级自然保护区分布图

 

中共中央办公厅、国务院办公厅《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》提出加快建立以国家公园为主体的自然保护地体系，明确指出2020年构建统一的自然保护地分类分级管理体制；2025年初步建成以国家公园为主体的自然保护地体系；2035年自然保护地规模和管理达到世界先进水平，全面建成中国特色自然保护地体系。

 

▲自然保护区功能区划图

 

2. 科技手段助力智慧自然保护地建设

 

《指导意见》在推进智慧保护地建设方面提出了总体建设目标：以提升自然保护地（区）生态安全为目的，充分发挥自然保护地（区）生态保护主体功能为宗旨，以“智慧自然保护地（区）”建设为核心，依托生态环境监管平台和大数据，利用云计算、物联网、数字孪生、人工智能等高科技手段和现代化设备促进自然保育、巡护和监测的信息化、智能化，构建自然保护地（区）可感知、可互联、可管理、可分析的一体化业务体系，打造“天、空、地、人”一体化的监测感知网，形成针对自然保护地的立体实时感知、管护协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的自然保护地（区）发展新模式。

 

3. 智慧自然保护地林业有害生物监测的必要性

 

随着我国生态建设事业的迅速发展，我国森林面积已达19545.22万h㎡，但生态环境脆弱，森林质量差，树种单一，人工林比重大，为林业有害生物的滋生和曼延提供了客观条件。多年来，林业有害生物的发生和危害日趋严重，已成为影响生态建设的重要制约因子之一，被称为“不冒烟的森林火灾”。由于林业有害生物对人类造成的经济损失和生态功能损失越来越突出，对其进行动态监测和及时、准确地预测预报就成为林业有害生物监测预报工作亟待解决的问题。

 

《国务院办公厅关于进一步加强林业有害生物防治工作的意见》要求：坚持预防为主、科学治理、依法监管、强化责任的方针，以减轻灾害损失、服务生态林业民生林业建设为目标，力争到2022 年，林业有害生物监测预警、检疫御灾、防治减灾体系全面建成，防治检疫队伍建设得到全面加强，生物入侵防范能力得到显著提升，林业有害生物危害得到有效控制。

 

 

4.林业有害生物监测技术方案

 

林业有害生物是指对森林(林木)有害的任何植物、动物或病原体的种、株(或品系)或生物型，包括害虫、病原微生物、害鼠(兔)和有害植物。其中虫害和病害对林木威胁**扩散最广，近年来呈上升趋势，下面我们主要谈谈应用于林木病虫害监测的几种成熟技术方案。

 

① 病虫害监测物联感知设备

 

 

• 病虫害基础数据管理
• 病虫害监测
• 病虫害统计分析
• 病虫预报（发展趋势、发生时间、危害时间）

 

 

② 病虫害信息管理子系统

 

基于高空视频监控、气象监测站、虫情测报灯、卫星遥感、无人机等前端物联监测设备及病虫害事件上报，实现病虫害发生的预测和预报。并根据病虫害的发生规律以及气象环境生态因子，结合专家知识建立预测预报分析模型，预报病虫的发展趋势、发生时间及危害时间，为自然保护地（区）主管单位提供防治决策支持。

 

 

 

③ 松材线虫病枯死树人工智能识别

 

 

通过AI 视觉识别、深度学习和网络神经技术，通过前端高空云台监控视频的可见光图像，实时采集视频图像进行多帧分割，利用自主研发的多层卷积神经网络和深度学习算法，提取松材线虫病枯死树(变色松树)属性特征和动态分析，同时加以模型训练，实现对视频画面中的变色松树树进行实时侦测、识别和分析。

 

 

开展林业有害生物监测预报工作，不仅能够掌握林业常发性的病虫害的发生期、发生量、发生范围和危害程度，对其发生趋势做出准确的预测，为开展防治工作提供科学依据，而且还能够及早发现检疫性、危险性有害生物是否传入，及时预警，果断除治，避免进一步的扩散和蔓延。

 

有害生物的监测预报对减轻林业灾害有着显著的作用，对促进社会经济与生态环境的可持续发展也有着积极的意义。

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