[01230954]林业生态信息智能监测与控制关键技术研究

近年来,随着人们对生态环境的日益重视,林业在生态环境保护中所起的作用越来越受到重视。在我国,党的十八大把生态文明建设放在了突出的位置,使得林业生态环境保护成了当前我国林业生产中的一个重要内容。但由于林业生态环境检测技术的严重滞后,使得研究人员在评估生态效益时缺少足够的数据与信息,导致生态环境保护政策与资金不能落到实处。 自2008年8月,国家林业局出台了《中国智慧林业发展指导意见》后,我国林业生态信息检测研究才逐步受到重视。党的十八大后,随着党和国家对生态文明的重视,我国的林业生态信息检测研究也取得了较大的进展。但当前我国林业生态监测主要还是以人工数据采集为主,具有监测成本高,监测数据连续性与实时性较差,监测数据标准不规范等局限性。 本项目属于林业工程领域,依托国家自然科学基金、农业科技成果转化资金等项目,遵循理论基础研究—技术创新—产品开发—应用推广的技术路线,从林业生态环境检测的传感技术研究入手,研制土壤多参数复合传感器、植物茎体生理水分传感器等检测方法及仪器,结合叶片萎蔫状态测量新方法,并以此为基础,集成开发出林区小气候生态环境监测装置、森林巡检装置等林业生态监测装备,同时针对北方城市园林行业存在的节水问题,在环境监测设备开发的基础上研制开发出精准灌溉控制系统。 在土壤多参数复合传感器研制方面,基于传统的介电土壤水分测量技术深化研究,将水分测量技术与土壤紧实度测量、土壤电导率测量以及土壤温度测量等相结合,研制出了多种土壤多参数复合传感器,提升了林区土壤参数测量的水平。 在植物茎体生理水分传感器研究方面,创新性地提出了一种基于介电原理的无损检测方法,该方法具有不损害植物生理结构,实时快速,连续测量等优点,为植物生理等研究提供了一种全新的测量手段。 在叶片萎蔫状态测量方法研究方面,基于大数据分析方法,提出了多种测量方法,在其数据处理方法上有突破性发展。 在林区小气候生态环境监测装置的研发上,结合自主知识产权传感器与集成技术,开发出低成本,高可靠性,高适应性的测量装置。 在森林巡检装置的研发上,应用我国北斗卫星通讯系统,开发出了无通讯盲区的森林巡检装置,解决了一直困扰林区通讯难的问题。基于自主研发的土壤多参数传感器与监测装置,针对北方城市园林灌溉用水存在的问题,提出园林绿化最优灌溉控制策略,并开发出配套的精准灌溉控制系统。并成功应用于2008年奥运绿化项目,获“奥运绿化优质工程奖”。 以上自主研发的检测装备及灌溉控制系统已经在多个苗木生产企业及园林绿化单位进行了推广应用,获得了广泛的好评,为林业生产降低了成本,提升了生产效率,并取得了较好的经济与生态效益。 本项目共发表论文34篇,其中SCI/EI收录25篇,获批国家发明专利3项,实用新型专利5项,获批软件著作权15项,培养研究生18名,培养学术青年骨干5名。本项目即有基础理论研究,又有技术装备开发,并进行了一定的推广应用,提升了林业生产企业的智能化程度,降低了生产企业的人力成本,具有显著的社会与生态效益。