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科技赋能,集成创新,因地制宜探索 “三北”工程科学绿化新质生产力 ——基于人工智能的科学绿化决策支持系统研发与应用项目启动
内容来源:三北局 2024-04-03 国家林业和草原局三北防护林建设局:http://www.forestry.gov.cn/sbj.html


聚焦打好“三北”工程攻坚战科技支撑,国家林草局三北局主动对接宁夏科技厅立项启动《基于人工智能的六盘山区科学绿化决策支持系统研发与应用项目》。随后,国家林草局三北局、宁夏科技厅、宁夏林草局和中国林科院资源信息研究所在隆德县联合召开该项目启动会,标志着项目进入实质阶段。

项目围绕“在哪造”“造什么”“怎么造”“怎么管”等关键性技术难题,拟集成多源数据,统筹“水、土、气、生”多生态因子,研究基于机器学习和多目标决策的图斑尺度造林绿化定量设计和植被配置智能推荐技术,研发决策支持系统。开展多生态要素约束下基于多目标决策的县域科学绿化定量设计方法研究。在隆德县目标区域生态因子进行采集、处理、分析,建立绿化图斑空间和属性数据库,采用智能化处理和专家相结合方式,充分利用数据库,逐图斑科学辅助确定林草植被修复方式、配置模式和树种草种等,为区域提升生态修复质量发挥重要作用。

“三北”地区作为国土绿化的主战场,始终在科学绿化道路上前行,把科学绿化作为推动国土绿化的主旋律,出台一系列配套文件和政策举措,激发自上而下和自下而上两种动力,开启了大规模国土绿化科学绿化新篇章,各地始终围绕“在哪造”“造什么”“怎么造”“怎么管”四个关键,转变思路,积极探索科学绿化新模式、新机制、新路径。

2021年5月国务院办公厅印发了《关于科学绿化的指导意见》,国家林草局以科学绿化理念为指导,与全国国土空间规划相衔接、区域及各种专业规划相协调,编制实施“十四五”林业草原保护发展规划纲要、国土绿化规划纲要、“三北”六期工程规划等,明确国土绿化的主攻方向和重点任务。

2022年5月,国家林草局出台了《关于全面推进三北工程科学绿化的实施意见》;在宁夏、辽宁等相继启动科学绿化示范省建设。2022年9月,在“三北”工程区启动科学绿化试点县建设,确定内蒙古自治区磴口县、宁夏回族自治区隆德县、甘肃省崆峒区等20个县(旗、区)为“三北”工程科学绿化试点县,发布《三北工程县域科学绿化技术指南》,成为全国第一个基于县域尺度探索科学开展造林绿化路径的技术指南,为有效解决科学绿化“瓶颈”问题提出优化方案。

科学划定绿化空间,解决“在哪造”。依据《三北工程科学绿化试点县建设实施方案》《三北工程县域科学绿化技术指南》,以“三调”和最新年度国土变更调查成果为依据,科学划定和合理安排绿化空间,精准区划绿化用地空间,建立空间数据库,充分挖掘并科学划定宜造林绿化空间

摸清可绿化用地,解决“造什么”。统筹考虑可绿化用地的“水土气生”等现状,融合气象站观测、遥感、地面调查等多源数据,根据县域自然气候、水资源、立地条件、森林资源和草地资源等生态因子,因地制宜,量水而行,“三北”各地制定乡土树种草种名录,大力推广乡土树种、珍贵树种。分区分类配置绿化树种草种,切实把宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草的技术措施不折不扣地落实到每个斑块

科学研究方案,解决“怎么造”。统筹“水土气生”等生态因子,充分利用数据库数据,逐图斑科学确定林草植被修复方式、林种草种配置模式等,编制县域科学绿化技术方案,实行造林任务直达到县、落地上图,改变过去传统思维,全面落实系统治理理念,统筹推进山水林田湖草沙一体化保护和修复,适当降低人工造林比重,加大封山育林和退化林修复比重,在干旱半干旱地区加大灌草比重,走科学、生态、节俭的国土绿化之路,引领“三北”工程高质量发展。

全面加强管理,解决“怎么管”。科学绿化纳入林长制考核范围,建立“三北”工程目标责任考核制度,将防沙治沙和“三北”工程纳入林长制考核,压实地方各级党委政府保护发展“三北”工程的主体责任。各试点县积极探索建立完善工程后期养护管护制度,推行林场管护、专业队伍管护、承包管护、林农(牧民)自管等多种管护模式,确保造一块、成一块。

2023年6月,习近平总书记在加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会上发出了要打好“三北”工程攻坚战的伟大号召。

习近平总书记强调“坚持系统观念,扎实推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理。”“要科学选择植被恢复模式,合理配置林草植被类型和密度,坚持乔灌草相结合。”这些重要论述和指示批示精神,是指引我们打赢“三北”工程攻坚战根本遵循和行动纲领。借助人工智能,全面智能、高效的解决“三北”工程科学性决策问题有利于推动解决“三北”地区荒漠化综合防治,是推进“三北”工程高质量发展的重要课题。

启动基于人工智能的科学绿化决策支持系统研发,是切实把贯彻落实习近平总书记重要讲话精神转化为具体任务书、施工图、项目库。依靠科技创新,用科学的理念、科学的方法、科学的措施,因地制宜开展科学绿化,打好“三北”工程攻坚战。

定量设计指标体系。针对科学绿化的决策目标由传统的以蓄积量增长为主要目标向兼顾减缓土壤退化、生态保护、经济发展等多元化需求的多目标经营转变的问题,综合物种分布模型、树种分布适宜性评价方法等,定量设计“水土气生”等生态要素研建植被分布适应性模型,建立造林绿化图斑和属性数据库。

精准分析修复图斑。统筹分析“水土气生”等多种生态因子,精准区划每个可绿化斑块的绿化模式、树种选择、林草植被配置模式等,形成适地适树决策方法,探索走出了一条统筹考虑“水土气生”等生态因子、发展新质生产力、科学开展造林绿化的技术路线。

智能推荐修复模式。面向县域尺度科学绿化的应用需求,采用智能化处理和专家知识相结合的方式,研发典型植被类型分布适应性决策平台,为区域科学绿化提供决策工具,通过该平台解决生态因子数据采集、建库,逐图斑科学划定空间绿化格局,不同场景下宜造林宜造林绿化图斑树种智能推荐,完成县域科学绿化技术方案编制。

该系统不仅为宁夏科学绿化提供科学依据和技术支撑,拓展造林空间,提升绿化质量发挥重要作用。同时,以黄土高原为突破口,拓展到20个科学绿化试点县,尤其沙区县,进而延伸到“三北”工程775个县,对整个“三北”工程建设产生重大的示范效应和推广价值,解决好“三北”工程出现新的退化林问题,为新时代科技支撑打好“三北”工程攻坚战探路子、解难题。

科学绿化是打赢打好“三北”工程攻坚战的重要路径,因地制宜发展新质生产力是推动“三北”工程科学绿化的澎湃动力,基于人工智能的六盘山区科学绿化决策支持系统研发和应用就是打造“三北”工程新质生产力的一次探索创新,必将推动“三北”大规模国土科学绿化行稳致远,书写“三北”工程攻坚战高质量发展新篇章。(造林处 秦舟)