[00755031]南方集体林区森林健康智能化经营关键技术及应用

该项目针对南方集体林区次生林和人工林普遍存在的林分结构不合理、生态系统稳定性差、生物多样性低、地力退化严重、森林火险等级高、病虫害自我调控力低等多方面问题，以实现森林健康和统筹协调三大效益为原则，融合森林经理学、林业信息、人工智能、3S技术，经过7年的联合攻关，创新与集成完成了森林经营单位级的南方集体林区森林健康智能化经营关键技术研究，取得了系统、完整的系列研究成果。主要技术内容：基于森林结构与健康关系分析，创新性提出了森林空间结构优化均质性目标、评价方法和评价标准，首创了基于K-Means评价标准划分及知识粒度-解析结构赋权法的森林健康诊断与评价技术，提出了森林健康诊断与评价的指标阈值、测定方法及评价标准，对典型森林类型健康状况进行了诊断和评价，评价结果更真实、客观。揭示了森林“结构-功能-健康”的因果关系，提出了典型森林类型健康经营目标结构，耦合森林健康评价与经营全过程，基于粒子群、遗传等智能进化算法创新了森林结构多目标规划建模技术，首创了面向多目标结构优化的南方集体林区森林健康智能化经营技术，指导经营单位级森林健康经营实践。首创了突发性钻蛀性害虫森林生态效益危害程度评估技术；首次提出了针对微红梢斑害虫的生物防治技术，开发了低毒害虫防治新药5种，建立了南方林业有害生物综合健康管理技术，取得了明显的治理效果。提出了基于离散事件(DEVS)的森林火灾预测及灭火资源调度技术，构建了火干扰后土壤侵蚀模型，揭示了森林火灾后火烧迹地土壤改良及植被恢复机理，为南方集体林区森林健康经营火灾防控及林地更新提供技术支持。按照森林健康经营决策流程，集成树种适宜性决策、模型库服务系统、树种更替与林窗模型等演替模型、林分生长收获与结构预测模型及可视化模拟技术，开发了面向结构优化的森林健康经营智能化决策系统(HASRS)，实现了森林健康经营动态过程。林区应用实践表明，系统运行良好，智能化辅助决策程度高。成果专利情况：鉴定科技成果1项，验收成果5项，发明专利3项，实用新型专利1项，软件著作权10项，发表学术论文48篇，完成硕博士学位论文8篇。技术指标：森林生物多样性增加15%以上；生物量和碳储量提高20%以上；森林每公顷年生长量增加0.5立方米以上；木材年生产率(蓄积量)提高8%以上。林区信息化、智能化程度和管理效率提高50%以上；节约支出35%以上；针对微红梢斑害虫的生物防治有效寄生率52.0%以上；低毒害虫新药防治效果达70%-90%。应用及效益情况：该成果在湖南株洲、怀化、湖北崇阳市等南方集体林区林场进行了示范推广，推广面积达15000公顷，累计新增产值3780.5万元，新增利润1113.5万元，累计指导病害虫防治防治面积445.4万亩。森林生态系统稳定性、碳汇能力和其它生态服务功能显著提高。