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來源:科技日報(bào)
在全球氣候變化日益嚴(yán)峻的背景下,森林作為地球的“綠色肺葉”,能夠吸收大氣中的二氧化碳,減緩全球變暖的步伐。然而,近年來,極端氣候事件,如干旱、火災(zāi)和病蟲害等頻繁發(fā)生,嚴(yán)重威脅著森林的健康與穩(wěn)定。如何在充分發(fā)揮森林碳匯功能的同時(shí),保證其健康與可持續(xù)發(fā)展?氣候智慧林業(yè)正成為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的新方案。
氣候智慧林業(yè)是一個(gè)新興的概念,旨在通過科學(xué)管理與技術(shù)創(chuàng)新,利用現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能等前沿技術(shù),構(gòu)建起更加科學(xué)高效的森林管理和決策體系,從而實(shí)現(xiàn)對氣候變化的適應(yīng)與減緩。不久前,中國工程院院士、中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所所長朱教君團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《林業(yè)研究(英文)》的文章,深入探討了氣候智慧林業(yè)的最新進(jìn)展與實(shí)踐案例,為這一領(lǐng)域的未來發(fā)展描繪了藍(lán)圖。
核心在于提升森林生態(tài)系統(tǒng)的韌性
朱教君團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,氣候智慧林業(yè)的核心在于提升森林生態(tài)系統(tǒng)的韌性,使其能夠更好地適應(yīng)氣候變化,提升其碳匯功能。
傳統(tǒng)的森林管理方法往往依賴于經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù),而氣候智慧林業(yè)則引入了數(shù)字孿生、人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對森林動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和潛在風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)預(yù)測。這不僅增強(qiáng)了森林的韌性,還優(yōu)化了其碳匯功能,推動(dòng)了林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
朱教君團(tuán)隊(duì)介紹,氣候智慧林業(yè)從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測、分析和決策支持三個(gè)方面改變傳統(tǒng)研究范式;在人工智能技術(shù)的加持下,為森林管理提供了前所未有的精準(zhǔn)度和效率。
在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測方面,衛(wèi)星遙感、無人機(jī)激光雷達(dá)和物聯(lián)網(wǎng)傳感器等技術(shù)的應(yīng)用,使得森林監(jiān)測變得更加精準(zhǔn)和高效。例如,通過激光點(diǎn)云數(shù)據(jù),研究人員可以精確獲取每一株樹的高度、冠層結(jié)構(gòu)等信息,從而大幅提升了對森林蓄積量和碳儲量的估測效率與準(zhǔn)確性。
在數(shù)據(jù)分析方面,人工智能算法能夠分析海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)并獲取知識,采用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)時(shí)展示森林狀態(tài),并預(yù)測森林的未來變化趨勢。這些預(yù)測結(jié)果為森林管理者提供了科學(xué)依據(jù),使他們能夠提前采取應(yīng)對措施,有效預(yù)防火災(zāi)、病蟲害等潛在風(fēng)險(xiǎn)。
在決策支持方面,基于人工智能的決策支持系統(tǒng)能夠?yàn)樯止芾碚咛峁﹥?yōu)化方案。無論是選擇造林樹種、制定管理策略,還是模擬不同管理方案的效果,系統(tǒng)都能夠提供科學(xué)、精準(zhǔn)的建議,減少試錯(cuò)率,幫助管理者做出最佳決策。
相關(guān)研究在全球范圍內(nèi)取得顯著進(jìn)展
朱教君團(tuán)隊(duì)調(diào)研發(fā)現(xiàn),歐洲多國已經(jīng)開始利用人工智能技術(shù)優(yōu)化森林管理策略,以應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn);美國也開發(fā)了基于人工智能的森林火災(zāi)預(yù)測系統(tǒng),顯著提升了火災(zāi)預(yù)警的準(zhǔn)確性。
在我國,氣候智慧林業(yè)的實(shí)踐也如火如荼地展開。例如,遼寧清原森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等手段,實(shí)時(shí)感知和記錄森林微氣象環(huán)境、植被光合作用和碳水循環(huán)過程,為優(yōu)化森林管理提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。
盡管氣候智慧林業(yè)展現(xiàn)了巨大潛力,但其推廣和應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,數(shù)據(jù)質(zhì)量、技術(shù)成本以及生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的平衡等問題,都需要進(jìn)一步解決。
“我們未來的研究將更加注重多學(xué)科交叉,結(jié)合生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的最新成果,為氣候智慧林業(yè)的發(fā)展提供更多支持。”朱教君說,相信未來氣候智慧林業(yè)將成為全球應(yīng)對氣候變化的重要解決方案之一,為保護(hù)地球的“綠色肺葉”、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
森林是應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的重要“武器”,而氣候智慧林業(yè)則為這把“武器”注入了新活力?!霸凇?dāng)?shù)字化—網(wǎng)絡(luò)化—智能化’技術(shù)的加持下,氣候智慧林業(yè)將在發(fā)展基于自然的氣候解決方案和森林管理決策體系中發(fā)揮更加重要的作用?!敝旖叹f。(記者 朱 虹)
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