管志杰，張薇

(1.常州大學(xué) 吳敬璉經(jīng)濟(jì)學(xué)院，江蘇 常州 213164；2.常州大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 常州 213164)

黨的二十大報(bào)告指出：“中國(guó)式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”。從而明確了中國(guó)新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略任務(wù)是推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生。林業(yè)作為生態(tài)文明建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)，生態(tài)建設(shè)是林業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)。在數(shù)字中國(guó)建設(shè)的大背景下，林業(yè)發(fā)展需要實(shí)現(xiàn)程度更深、范圍更廣的信息化變革，向更高級(jí)別的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化邁進(jìn)[1]。智慧林業(yè)作為新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)林業(yè)相結(jié)合的新發(fā)展模式，把“信息化”與“生態(tài)文明”兩大建設(shè)亮點(diǎn)相結(jié)合，滿足了新發(fā)展階段對(duì)林業(yè)的新需求，越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的重視。

圍繞智慧林業(yè)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要圍繞以下幾個(gè)方面展開(kāi)了研究：

(1)智慧林業(yè)的內(nèi)涵 李世東等[2]認(rèn)為智慧林業(yè)是在“數(shù)字林業(yè)”信息化發(fā)展階段基礎(chǔ)上，與新一代信息技術(shù)相融合的林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)新模式。ZOU等[3]認(rèn)為智慧林業(yè)是智慧地球的一個(gè)子系統(tǒng)，促進(jìn)了林業(yè)資源管理和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展；Lechosaw和Robert[4]則認(rèn)為智慧林業(yè)利用廣泛的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和ICT實(shí)現(xiàn)管理流程自動(dòng)化。

(2)智慧林業(yè)建設(shè)的意義 梅路俊[5]認(rèn)為智慧林業(yè)使林業(yè)更加注重各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)、各種資源的整合與共享；吳振江等[6]認(rèn)為智慧林業(yè)將有力支撐現(xiàn)代林業(yè)改革發(fā)展，為社會(huì)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展提供了新的路徑；Aghamirkarim等[7]提出智慧林業(yè)既可以最大限度地生產(chǎn)木材，又有助于人類應(yīng)對(duì)氣候變化。

(3)智慧林業(yè)推進(jìn)策略研究 曹林等[8]認(rèn)為智慧林業(yè)的發(fā)展需要將現(xiàn)代技術(shù)融入林業(yè)生產(chǎn)和管理業(yè)務(wù)流程。卓明強(qiáng)等[9]認(rèn)為發(fā)展智慧林業(yè)要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)等基礎(chǔ)信息支撐系統(tǒng)。

中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)取得了階段性成效，根據(jù)《全國(guó)林草信息化發(fā)展測(cè)評(píng)報(bào)告》，2020年全國(guó)林草信息化率達(dá)到81.74%。中國(guó)林業(yè)更加綠色，截至2022年，中國(guó)森林覆蓋率已達(dá)到了24.02%，森林蓄積量達(dá)到194.93×108m3，森林面積和森林蓄積量連續(xù)保持“雙增長(zhǎng)”“信息化”與“生態(tài)文明”得到共同發(fā)展[10]。美國(guó)、加拿大、日本、英國(guó)、挪威等林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家高度關(guān)注智慧林業(yè)，采取了一系列措施，積極推進(jìn)林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、森林精準(zhǔn)培育、森林智慧監(jiān)測(cè)和保護(hù)、林業(yè)智能裝備等智慧林業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)的研究[8]。中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)與國(guó)外相比，在政策支持、科技研發(fā)、創(chuàng)新科技應(yīng)用方面尚存在差距，進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)智慧林業(yè)的發(fā)展，有必要借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。因此，本文在分析中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)剖析美國(guó)、加拿大和日本智慧林業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合中國(guó)實(shí)際，提出推動(dòng)中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)的對(duì)策，期望為中國(guó)林業(yè)信息化建設(shè)提供政策參考。

1 智慧林業(yè)內(nèi)涵及中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 智慧林業(yè)的內(nèi)涵

國(guó)家林業(yè)局在2013年發(fā)布的《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出智慧林業(yè)是指充分利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，通過(guò)感知化、物聯(lián)化、智能化的手段，形成林業(yè)立體感知、管理協(xié)同高效、生態(tài)價(jià)值凸顯、服務(wù)內(nèi)外一體的林業(yè)發(fā)展新模式[2]。基于指導(dǎo)意見(jiàn)，本文認(rèn)為智慧林業(yè)的本質(zhì)是利用先進(jìn)的理念和技術(shù)，豐富林業(yè)自然資源、開(kāi)發(fā)完善林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、科學(xué)構(gòu)建林業(yè)生態(tài)文明，形成生態(tài)優(yōu)先、產(chǎn)業(yè)綠色、文明顯著的智慧林業(yè)體系，最終使中國(guó)林業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合效益的最大化。

智慧林業(yè)總體架構(gòu)主要包括“四橫兩縱”[10]。四橫即設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應(yīng)用層，四橫中的設(shè)施層是智慧林業(yè)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)層是智慧林業(yè)的信息倉(cāng)庫(kù)，支撐層則是智慧林業(yè)科學(xué)、高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵，應(yīng)用層是智慧林業(yè)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的核心。四橫層層推進(jìn)，各個(gè)部分相互銜接、相互融合，推動(dòng)智慧林業(yè)的應(yīng)用效果和價(jià)值逐步顯現(xiàn)。兩縱即標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全與綜合管理體系[6]。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是智慧林業(yè)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的重要支撐。安全與綜合管理體系是智慧林業(yè)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的重要保障。兩縱始終貫穿于四橫，有力保障著智慧林業(yè)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)?！八臋M兩縱”相互聯(lián)系、相互支撐，形成一個(gè)閉環(huán)的運(yùn)營(yíng)體系[10]。

1.2 中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)建設(shè)智慧林業(yè)分基礎(chǔ)建設(shè)、展開(kāi)實(shí)施、深化應(yīng)用3個(gè)階段。

(1)基礎(chǔ)建設(shè)階段 2013—2018年。國(guó)家林業(yè)局2013年發(fā)布《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》后，各地區(qū)根據(jù)自身特點(diǎn)相繼制定了智慧林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，2016年6月、8月國(guó)家林業(yè)局又分別發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)中國(guó)林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《關(guān)于加快中國(guó)林業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出了要推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與林業(yè)核心業(yè)務(wù)高度融合，大力推進(jìn)林業(yè)大數(shù)據(jù)建設(shè)及資源開(kāi)放共享，智慧林業(yè)進(jìn)入到實(shí)質(zhì)性基礎(chǔ)建設(shè)階段。

(2)展開(kāi)實(shí)施階段 2019—2020年。國(guó)家林業(yè)和草原局在2019年發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)林業(yè)和草原人工智能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，全面推動(dòng)人工智能技術(shù)在林草業(yè)核心業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，智慧林業(yè)建設(shè)進(jìn)入展開(kāi)實(shí)施階段。

(3)深化應(yīng)用階段 2021年8月至今。國(guó)家林業(yè)和草原局2021年發(fā)布《“十四五”林業(yè)草原保護(hù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出加強(qiáng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)感知體系建設(shè)，進(jìn)一步將智慧林業(yè)運(yùn)用于生態(tài)保護(hù)。智慧林業(yè)的應(yīng)用效果和價(jià)值逐步顯現(xiàn)，競(jìng)爭(zhēng)力、集聚力、輻射力明顯增強(qiáng)，標(biāo)志著智慧林業(yè)進(jìn)入深化應(yīng)用階段。發(fā)展到現(xiàn)在，中國(guó)智慧林業(yè)取得一定成效，但也存在不足。

1.2.1 中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)主要成效

(1)政策文件齊全，推動(dòng)了智慧林業(yè)的發(fā)展 國(guó)家林業(yè)局陸續(xù)發(fā)布《中國(guó)智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于推進(jìn)中國(guó)林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》等指導(dǎo)意見(jiàn)，為全國(guó)各省各單位開(kāi)展智慧林業(yè)建設(shè)工作引領(lǐng)了方向；各省根據(jù)以上指導(dǎo)意見(jiàn)結(jié)合自身特點(diǎn)先后制定了發(fā)展規(guī)劃。如：河北省林業(yè)廳在2014發(fā)布了《關(guān)于智慧林業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》；江蘇省、廣西壯族自治區(qū)等在2021年《“十四五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出建設(shè)智慧林業(yè)平臺(tái)；福建省、浙江省林業(yè)局在2022年分別印發(fā)《福建省智慧林業(yè)“123”工程建設(shè)實(shí)施方案》《浙江省林業(yè)數(shù)字化改革五年行動(dòng)計(jì)劃》，提出了各自發(fā)展智慧林業(yè)的具體措施。國(guó)家和各省自治區(qū)智慧林業(yè)建設(shè)文件對(duì)數(shù)字設(shè)施、平臺(tái)建設(shè)作出了明確的規(guī)定，為政府部門、林果企業(yè)和經(jīng)濟(jì)組織等多方主體開(kāi)展智慧林業(yè)建設(shè)提供了正確的導(dǎo)向和政策保障，有效推動(dòng)了智慧林業(yè)的發(fā)展。

(2)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，為發(fā)展智慧林業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 中國(guó)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在全球領(lǐng)先，截至2021年底，全國(guó)4G、5G用戶普及率達(dá)87%左右。中國(guó)林業(yè)網(wǎng)站群不斷壯大，已經(jīng)成為規(guī)模最大的政府網(wǎng)站群。如：福建省在智慧林業(yè)“123”工程建設(shè)中為全省林業(yè)基層配備無(wú)人機(jī)設(shè)備，為林業(yè)監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展提供保障；內(nèi)蒙古大興安嶺林區(qū)的公網(wǎng)覆蓋率從10%提升至50%，為智慧林業(yè)監(jiān)測(cè)提供網(wǎng)絡(luò)保障。

(3)智慧林業(yè)關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，為智慧林業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)支持 在新技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，雖然歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家處于領(lǐng)先地位，但是中國(guó)在智慧林業(yè)關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了不斷突破：先進(jìn)技術(shù)如森林電子圍欄技術(shù)、特定森林環(huán)境的無(wú)線通信技術(shù)等得到應(yīng)用；天地一體化森林傳感網(wǎng)絡(luò)、森林物聯(lián)網(wǎng)終端、樹(shù)木智能標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)等創(chuàng)新技術(shù)成功研發(fā)；智慧林業(yè)專用衛(wèi)星順利發(fā)射。地方省市也在智慧林業(yè)技術(shù)方面取得突破，如浙江省在林業(yè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理方面的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破并成功服務(wù)于林業(yè)災(zāi)害應(yīng)急管理[11]。

1.2.2 中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)存在問(wèn)題

(1)智慧林業(yè)相關(guān)技術(shù)尚未完全普及 林業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、監(jiān)測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)中一些關(guān)鍵技術(shù)還不成熟，且部分林業(yè)管理者對(duì)于相關(guān)設(shè)施設(shè)備的技術(shù)原理和使用方法不甚了解，智慧林業(yè)系統(tǒng)缺乏堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。此外，部分生態(tài)治理工程和傳統(tǒng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)由于體量大、技術(shù)發(fā)展緩慢，未能與現(xiàn)代信息技術(shù)相融合，導(dǎo)致信息技術(shù)應(yīng)用深度和廣度不足。如中國(guó)四大國(guó)有林區(qū)之一的內(nèi)蒙古大興安嶺重點(diǎn)國(guó)有林區(qū)由于位置偏遠(yuǎn)、地廣人稀，通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足，新技術(shù)沒(méi)有廣泛得到應(yīng)用。

(2)各地區(qū)智慧林業(yè)建設(shè)重視程度存在差距 中國(guó)各地區(qū)、各林產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展不平衡，對(duì)智慧林業(yè)重視程度存在差異，很多林場(chǎng)和林業(yè)企業(yè)尚不清楚智慧林業(yè)概念，導(dǎo)致對(duì)林業(yè)信息化建設(shè)不夠主動(dòng)、措施不夠有力、資金投入不足等。例如，湖南省作為全國(guó)首批林業(yè)信息化示范省，在全國(guó)林業(yè)信息化測(cè)評(píng)中，已經(jīng)連續(xù)10年(2013—2022年)位居前三位(排名數(shù)據(jù)來(lái)源于《全國(guó)林草信息化發(fā)展測(cè)評(píng)報(bào)告》)，而貴州省、黑龍江省等省份排名靠后，信息化投入不足，林業(yè)信息化整體水平較低。

(3)林業(yè)數(shù)據(jù)治理能力有待提升 在智慧林業(yè)建設(shè)過(guò)程中，中國(guó)雖然構(gòu)建了各類針對(duì)不同地區(qū)特點(diǎn)的林業(yè)信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)，但在實(shí)際建設(shè)中，依然存在林業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)源單一、共享不暢、數(shù)據(jù)挖掘能力不足、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全、林業(yè)信息資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題[12-14]。此外，數(shù)據(jù)安全隱私、數(shù)據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等數(shù)據(jù)安全隱患還存在。

(4)智慧林業(yè)專業(yè)人才仍然缺乏 智慧林業(yè)建設(shè)中對(duì)人才具有較高的要求，2022年，“智慧林業(yè)”才成為中國(guó)普通高等學(xué)校開(kāi)設(shè)的新專業(yè)。此外，林區(qū)人口受教育的程度和城市相比存在很大差距的狀況又使林業(yè)人才短缺的現(xiàn)狀更加突出[15]。林區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也較為落后，人才政策不夠完善，人才引不進(jìn)來(lái)，來(lái)了留不住，2018—2022年中國(guó)林草系統(tǒng)從業(yè)人員人數(shù)五年連續(xù)遞減，很大程度上影響了智慧林業(yè)的發(fā)展。

2 國(guó)外智慧林業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)、加拿大、日本等都先后開(kāi)展智慧林業(yè)的建設(shè)。美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)署2015年啟動(dòng)智慧林業(yè)項(xiàng)目，加拿大魁北克大學(xué)2017年啟動(dòng)了智慧林業(yè)項(xiàng)目，日本林野廳2018年啟動(dòng)智慧林業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目。這些國(guó)家積極推進(jìn)智慧林業(yè)的建設(shè)，取得了顯著的成效[8]。

2.1 美國(guó)智慧林業(yè)狀況

美國(guó)既是世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，也是世界林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家之一。2015年美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)署啟動(dòng)了美國(guó)智能森林建設(shè)計(jì)劃[7]，該計(jì)劃通過(guò)構(gòu)建遍布美國(guó)全境的森林資源與生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)森林的空氣、水等資源綜合研究和監(jiān)測(cè)，使美國(guó)森林管理部門能進(jìn)行科學(xué)管理森林資源(圖1)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)使用一系列傳感器提供有關(guān)氣溫、降水、相對(duì)濕度、風(fēng)速等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)和管理城市與農(nóng)村森林環(huán)境，以此開(kāi)展森林自然資源的清查和監(jiān)測(cè)、控制破壞性入侵物種、控制森林火災(zāi)等工作[16]。美國(guó)通過(guò)以下措施推廣其智能森林建設(shè)。首先，推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于林業(yè)生物的全生命周期監(jiān)測(cè)，使播種、灌溉、施肥、病蟲(chóng)害防治等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)共享，林業(yè)管理者也能夠?qū)崟r(shí)獲取數(shù)據(jù)，及時(shí)作出智能決策[17]。其次，美國(guó)出臺(tái)大量的政策支撐智能森林計(jì)劃，先后出臺(tái)與農(nóng)業(yè)和林業(yè)信息化相關(guān)的法律法規(guī)和發(fā)展計(jì)劃，如2021年美國(guó)通過(guò)促進(jìn)利用先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)森林經(jīng)營(yíng)管理，促使土地管理者采用更加現(xiàn)代化的林業(yè)作業(yè)方式方法的《林業(yè)技術(shù)促進(jìn)法案》[18]。最后，美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)署支持高新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)署的新技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持人工智能、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等方面的科技創(chuàng)新，自然資源清查和監(jiān)測(cè)、控制破壞性入侵物種、控制森林火災(zāi)等森林管理等方面前沿技術(shù)的研究[19]。

圖1 美國(guó)智能森林建設(shè)計(jì)劃Fig.1 Smart forests of United States

2.2 加拿大智慧林業(yè)狀況

加拿大擁有豐富的森林資源，林業(yè)也在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。與美國(guó)不同，加拿大發(fā)展智慧林業(yè)主要以高校和機(jī)構(gòu)為主。2017年，加拿大魁北克大學(xué)在加拿大創(chuàng)新基金會(huì)(CFI)資助下啟動(dòng)了智慧林業(yè)建設(shè)計(jì)劃，2018年，抓住數(shù)字革命所帶來(lái)的機(jī)遇，又啟動(dòng)了“林業(yè)4.0建設(shè)”，使森林價(jià)值鏈能夠充分利用數(shù)字技術(shù)[20]。加拿大智慧林業(yè)建設(shè)重視數(shù)據(jù)收集與分析，通過(guò)對(duì)收集數(shù)據(jù)的分析，建立下一代森林增長(zhǎng)模型的發(fā)展，以提供最佳森林管理和適應(yīng)戰(zhàn)略的信息(圖2)[21]。具體來(lái)說(shuō)，首先，加拿大致力開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)林業(yè)的供應(yīng)鏈進(jìn)行監(jiān)控、分析和決策。目前，加拿大普遍使用圖像和LiDAR 3D點(diǎn)云技術(shù)，為描述森林資源特征提供豐富的數(shù)據(jù)。其次，加拿大通過(guò)實(shí)時(shí)通信、大數(shù)據(jù)交換和技術(shù)組裝開(kāi)發(fā)和實(shí)施資源運(yùn)營(yíng)中的通信系統(tǒng)，以解決智慧林業(yè)數(shù)據(jù)資源流通存在的障礙。如通過(guò)開(kāi)發(fā)新技術(shù)和新方法實(shí)施數(shù)據(jù)分析，將“智能采伐”和人工智能實(shí)施到加拿大林業(yè)部門價(jià)值鏈的管理中，形成一個(gè)數(shù)字化的平臺(tái)——“數(shù)字孿生”[20]。最后，加拿大先后頒布《人工智能和數(shù)據(jù)法案》《數(shù)字憲章實(shí)施法案》等法案，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的監(jiān)管、風(fēng)險(xiǎn)防范和數(shù)據(jù)安全保護(hù)[22]。

用水效率控制紅線包括工業(yè)指標(biāo)、農(nóng)業(yè)指標(biāo)、生活服務(wù)業(yè)指標(biāo)和綜合指標(biāo)，主要有萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、工業(yè)水重復(fù)利用率、農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)、畝均用水量、農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積比例、城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏失率、城鎮(zhèn)公共及生活節(jié)水器具普及率和人均綜合用水量等指標(biāo)，也包括各行業(yè)用水定額，可以作為宏觀控制指標(biāo)衡量流域、區(qū)域或行業(yè)以及具體用水戶的用水效率。東北四省區(qū)節(jié)水增糧行動(dòng)項(xiàng)目涉及面廣，種植結(jié)構(gòu)和灌溉方式種類繁多，故此項(xiàng)目的用水效率控制決定著項(xiàng)目用水總量及項(xiàng)目發(fā)展的規(guī)模和布局。用水效率控制紅線，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)用水控制指標(biāo)和用水定額方面，有效改變過(guò)去粗放型用水模式，加快推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)步伐。

圖2 加拿大智慧林業(yè)建設(shè)Fig.2 Smart forest of Canada

2.3 日本智慧林業(yè)狀況

日本因國(guó)土面積小、自然資源缺乏，對(duì)生態(tài)保護(hù)尤其重視。日本林野廳在2018年開(kāi)始實(shí)施智慧林業(yè)建設(shè)實(shí)踐項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)以智慧林業(yè)為主導(dǎo)實(shí)現(xiàn)林業(yè)創(chuàng)新，促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“砍伐→利用→造林”的良性循環(huán)發(fā)展[23]。日本智慧林業(yè)發(fā)展主要依靠人工智能、信息通信技術(shù)和機(jī)器人等新技術(shù)對(duì)林業(yè)創(chuàng)新的推動(dòng)，使林業(yè)成為更具吸引力的成長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)。日本智慧林業(yè)的發(fā)展有著強(qiáng)大的政策保障、技術(shù)保障、人才保障(圖3)。首先，日本林野廳制定了林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，提出了推進(jìn)智慧林業(yè)十年目標(biāo)，到2028年基本實(shí)現(xiàn)讓有意愿、有能力的林業(yè)經(jīng)營(yíng)者都能使用智慧林業(yè)技能。其次，日本林野廳長(zhǎng)期致力于新技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的引進(jìn)和應(yīng)用，為智慧林業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。如日本開(kāi)發(fā)構(gòu)建森林地理信息系統(tǒng)，并制定了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，使林業(yè)措施不斷加強(qiáng)和道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)得到協(xié)調(diào)整合[23]。日本政府還開(kāi)發(fā)了“森林云”，在不同的利益相關(guān)者之間建立適當(dāng)?shù)纳中畔⒐蚕砜蚣?，?shí)現(xiàn)多方共贏。最后，日本重視對(duì)林業(yè)人才的培養(yǎng)。日本的林業(yè)人才培養(yǎng)主要由林業(yè)科普組織和林業(yè)高校承擔(dān)。林業(yè)普及組織和林業(yè)研究組織會(huì)在全國(guó)開(kāi)展智慧林業(yè)普及活動(dòng)，對(duì)林業(yè)從業(yè)者進(jìn)行相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)。全國(guó)林業(yè)研究組織與全林協(xié)主導(dǎo)各協(xié)會(huì)共同舉辦研修班及競(jìng)賽等來(lái)培養(yǎng)林業(yè)接班人[24]。日本林業(yè)類大學(xué)通過(guò)開(kāi)設(shè)森林和林業(yè)相關(guān)課程，也培養(yǎng)了大量的林業(yè)人才。

圖3 日本智慧林業(yè)建設(shè)Fig.3 Smart forestry of Japan

2.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及啟示

美國(guó)、加拿大、日本開(kāi)展智慧林業(yè)建設(shè)，在政策支持、信息基礎(chǔ)建設(shè)、科技研發(fā)、創(chuàng)新科技應(yīng)用方面做出了系列部署，智慧林業(yè)取得了快速發(fā)展(表1)。歸納起來(lái)，三個(gè)國(guó)家有以下經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

表1 美、加、日智慧林業(yè)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)Tab.1 Summary of experience in smart forestry construction in the United States，Canada and Japan

2.4.1 政策操作務(wù)實(shí)靈活，緊跟形勢(shì)變化

美國(guó)、加拿大和日本發(fā)展智慧林業(yè)的政策措施務(wù)實(shí)靈活，能根據(jù)形勢(shì)的變化及時(shí)調(diào)整。加拿大魁北克大學(xué)意識(shí)到數(shù)字革命機(jī)遇，及時(shí)啟動(dòng)了“林業(yè)4.0建設(shè)”，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與智慧林業(yè)結(jié)合，另外，根據(jù)市場(chǎng)需求狀況、氣候變化趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整了智慧林業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。日本政府在智慧林業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目中雖然框定了4個(gè)建設(shè)方向，但各縣仍可以從實(shí)際情況出發(fā)，選擇與本地區(qū)相匹配的技術(shù)路線[23]。美國(guó)在智慧林業(yè)的建設(shè)過(guò)程中，制定的智慧林業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，充分考慮了實(shí)操性和引領(lǐng)性，使這些政策在運(yùn)行過(guò)程中把現(xiàn)代信息技術(shù)與林業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀充分結(jié)合，有效地推動(dòng)林業(yè)的發(fā)展[25]。

2.4.2 充分重視基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和技術(shù)創(chuàng)新

首先，重視技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。美國(guó)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，讓林業(yè)產(chǎn)業(yè)周期數(shù)據(jù)共享；加拿大在智慧林業(yè)建設(shè)過(guò)程中，大力開(kāi)發(fā)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使信息、數(shù)據(jù)能夠更大范圍、更快速高效地傳遞[21]。其次，重視信息技術(shù)與林業(yè)技術(shù)設(shè)備的結(jié)合。日本推動(dòng)新一代信息技術(shù)與設(shè)備的結(jié)合，提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，使林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程安全可控，進(jìn)一步提高林產(chǎn)品和服務(wù)的品質(zhì)[24]。最后，在智慧林業(yè)的發(fā)展中3個(gè)國(guó)家都重視技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)。美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)署一直對(duì)應(yīng)用新技術(shù)開(kāi)展前沿研究[26]；加拿大形成了“設(shè)施—數(shù)據(jù)—系統(tǒng)—平臺(tái)”的全面技術(shù)開(kāi)發(fā)體系[27]；日本通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)研發(fā)[23]。

2.4.3 強(qiáng)化場(chǎng)景應(yīng)用

首先，強(qiáng)化智慧林業(yè)在生態(tài)領(lǐng)域應(yīng)用。美國(guó)、加拿大、日本都將智慧林業(yè)應(yīng)用在自然資源清查和監(jiān)測(cè)、控制破壞性入侵物種、控制林火等各方面。同時(shí)，利用信息化技術(shù)豐富生態(tài)文化宣傳和自然教育開(kāi)展方式，擴(kuò)展生態(tài)文化傳播范圍和普及力度，增強(qiáng)人們對(duì)生態(tài)文化的認(rèn)知[28]。其次，強(qiáng)化智慧林業(yè)在林業(yè)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。日本將智慧林業(yè)運(yùn)用于木材檢驗(yàn)、木材供需與流通，以提高經(jīng)營(yíng)效率和節(jié)約人力[23]。美國(guó)在林業(yè)生物全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)深度應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使林業(yè)數(shù)據(jù)共享、全過(guò)程一直處于智能決策的狀態(tài)中[29]。最后，強(qiáng)化在管理領(lǐng)域的應(yīng)用。美國(guó)以3S、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)為依托，部署智能灌溉、精準(zhǔn)溫控等相關(guān)設(shè)備，全面推進(jìn)林業(yè)數(shù)字化、智慧化進(jìn)程，強(qiáng)化以各類林產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全保障，實(shí)現(xiàn)林產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程全程數(shù)字化控制，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升。加拿大則通過(guò)提高產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，為經(jīng)營(yíng)決策提供科學(xué)支撐[27]。

2.4.4 加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享和監(jiān)管

加強(qiáng)對(duì)林業(yè)數(shù)據(jù)的共享和監(jiān)管是推動(dòng)智慧林業(yè)發(fā)展、健全智慧林業(yè)數(shù)據(jù)治理體系的關(guān)鍵[30]。首先，構(gòu)建數(shù)據(jù)共建共享機(jī)制，強(qiáng)化數(shù)據(jù)匯聚整合，實(shí)現(xiàn)智慧林業(yè)數(shù)據(jù)流動(dòng)暢通[31]。日本政府開(kāi)發(fā)了“森林云”，讓利益相關(guān)者之間建立適當(dāng)?shù)纳中畔⒐蚕砜蚣?，做到了?shù)據(jù)共享。加拿大建立的通信系統(tǒng)推進(jìn)了智慧林業(yè)數(shù)據(jù)的共建共享，實(shí)現(xiàn)了智慧林業(yè)數(shù)據(jù)資源無(wú)障礙流通[32]。其次，完善智慧林業(yè)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)各級(jí)政府部門積極推進(jìn)智慧林業(yè)數(shù)據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，規(guī)范了智慧林業(yè)數(shù)據(jù)匯聚、質(zhì)量和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等，通過(guò)網(wǎng)站建設(shè)優(yōu)化數(shù)據(jù)共享、查詢的方式。最后，加快推進(jìn)智慧林業(yè)數(shù)據(jù)立法，保障數(shù)據(jù)主體的合法權(quán)益。美國(guó)、加拿大和日本對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)都非常重視，為防止數(shù)據(jù)被破壞、更改和泄露，發(fā)布相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)數(shù)據(jù)所有權(quán)的歸屬做出了明確規(guī)定。

3 中國(guó)發(fā)展智慧林業(yè)的對(duì)策

3.1 思路

中國(guó)智慧林業(yè)建設(shè)要圍繞林業(yè)信息化，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，以融合創(chuàng)新為動(dòng)力，以新一代信息技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)新一代信息技術(shù)與林業(yè)融合發(fā)展。要全面應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，形成生態(tài)優(yōu)先、產(chǎn)業(yè)綠色、文明顯著的智慧林業(yè)體系，做到投入更低、綜合效益最優(yōu)化[30]。建設(shè)智慧林業(yè)尤其突出生態(tài)效益，為建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)作出新貢獻(xiàn)。

3.2 對(duì)策

基于智慧林業(yè)建設(shè)總體思路，結(jié)合中國(guó)建設(shè)智慧林業(yè)現(xiàn)狀，借鑒美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)建設(shè)智慧林業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，分別從設(shè)施、應(yīng)用、保障層面系統(tǒng)地提出建設(shè)智慧林業(yè)的對(duì)策。

3.2.1 設(shè)施層面

(1)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與普及 一方面，要加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)參與數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)的積極性。政府圍繞智慧林業(yè)科技創(chuàng)新，推進(jìn)建立政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的創(chuàng)新體系，并給予林業(yè)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)有關(guān)智慧林業(yè)相關(guān)技術(shù)研發(fā)的補(bǔ)貼[33]。另一方面，要充分運(yùn)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)加強(qiáng)智慧林業(yè)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)、通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)在林業(yè)中的滲透率，有序推進(jìn)以遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等為核心的林業(yè)“天網(wǎng)”建設(shè)。

(2)健全數(shù)據(jù)共享和保護(hù)機(jī)制 一方面，全面歸集已有和實(shí)時(shí)采集的林業(yè)相關(guān)各類數(shù)據(jù)，對(duì)各種林業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理、入庫(kù)，建立全國(guó)、各省的林業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)。構(gòu)建林業(yè)資源數(shù)據(jù)匯聚中心，為林業(yè)業(yè)務(wù)提供最基本數(shù)據(jù)服務(wù)，使全國(guó)、各省之間數(shù)據(jù)能夠共建共享。另一方面，要加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范和保護(hù)數(shù)據(jù)安全，防止數(shù)據(jù)丟失和受損，各級(jí)人大、國(guó)家網(wǎng)信部門、國(guó)家安全機(jī)關(guān)等相關(guān)部門可以通過(guò)出臺(tái)數(shù)據(jù)安全隱私、數(shù)據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)的法律法規(guī)，深入做好林業(yè)網(wǎng)站、林業(yè)信息系統(tǒng)和關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的安全維護(hù)，并及時(shí)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)技能普及工作。

3.2.2 應(yīng)用層面

(1)推動(dòng)智慧林政管理應(yīng)用 首先，加強(qiáng)林業(yè)網(wǎng)站群的建設(shè)。通過(guò)林業(yè)網(wǎng)站發(fā)布相關(guān)林業(yè)政策和信息，使林政業(yè)務(wù)公開(kāi)透明[2]。其次，優(yōu)化智慧林政管理平臺(tái)。推動(dòng)建設(shè)智慧林業(yè)網(wǎng)上服務(wù)平臺(tái)[34]，逐步改善傳統(tǒng)的行政審批模式，實(shí)現(xiàn)政府服務(wù)網(wǎng)上辦，最大程度地方便相關(guān)主體。建成智慧林業(yè)決策平臺(tái)，為林業(yè)生產(chǎn)者、管理者提供科學(xué)高效決策服務(wù)，提高政府管理的效率和公共服務(wù)的質(zhì)量。最后，建設(shè)林業(yè)管理數(shù)字化平臺(tái)。利用信息化技術(shù)將林業(yè)管理人員工作范圍、工作內(nèi)容與電子地圖相結(jié)合，劃定管理人員巡護(hù)管轄區(qū)域和工作范圍，明確其相關(guān)責(zé)任，促進(jìn)管理人員管理水平和工作效率不斷提升。

(2)推動(dòng)智慧林業(yè)生態(tài)應(yīng)用 一方面，林業(yè)人員要加強(qiáng)林業(yè)生態(tài)的智能監(jiān)管，整合森林、自然保護(hù)地、濕地、野生動(dòng)植物、森林防火等林業(yè)資源數(shù)據(jù)，建設(shè)野生動(dòng)植物保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)等方面綜合管理平臺(tái)。另一方面，注重新媒體、新技術(shù)、新手段在科普和宣傳教育中的推廣運(yùn)用。發(fā)展基于5G、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)的新一代沉浸式體驗(yàn)型生態(tài)文化宣傳模式，加強(qiáng)各種環(huán)保紀(jì)念節(jié)日的線上宣傳工作，探索義務(wù)植樹(shù)等環(huán)保活動(dòng)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，提高全社會(huì)生態(tài)文明建設(shè)意識(shí)。

(3)推動(dòng)智慧林業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用 將智慧林業(yè)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合，實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級(jí)，做大做強(qiáng)數(shù)字林業(yè)產(chǎn)業(yè)。首先，加強(qiáng)現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等高新技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)裝備中的應(yīng)用，使種植、灌溉、砍伐等林產(chǎn)品生產(chǎn)鏈智能化、數(shù)字化。其次，強(qiáng)化林產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全保障，根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)林產(chǎn)品進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)林產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程全程數(shù)字化控制，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升。最后，以新一代信息技術(shù)為依托，建立林業(yè)產(chǎn)業(yè)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可追溯、質(zhì)量可監(jiān)控、信息可查詢。

3.2.3 支撐層面

(1)建立多元主體參與機(jī)制 要建立政府、企業(yè)、高校、個(gè)人等多元主體參與智慧林業(yè)建設(shè)的機(jī)制。政府要加強(qiáng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，明確頂層設(shè)計(jì)，提出建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)；地方政府要依據(jù)本地現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況制定相應(yīng)的實(shí)施方案，將國(guó)家的頂層規(guī)劃和意見(jiàn)真正落實(shí)到實(shí)踐中；林業(yè)相關(guān)企業(yè)要全力貫徹各項(xiàng)政策；高校和個(gè)人要努力參與國(guó)家智慧林業(yè)建設(shè)計(jì)劃。各主體加強(qiáng)分工協(xié)作，加大協(xié)調(diào)力度，加快形成有利于林業(yè)智慧建設(shè)的合力。

(2)建立完善的人才引進(jìn)激勵(lì)機(jī)制和培養(yǎng)機(jī)制 要?jiǎng)?chuàng)建吸引人才、留住人才、培養(yǎng)人才的良好環(huán)境。政府相關(guān)部門要制定吸引林業(yè)人才的激勵(lì)政策，如為林業(yè)高層次人才在職稱評(píng)定、住房補(bǔ)貼等方面提供一系列優(yōu)惠；林業(yè)企業(yè)要健全收入分配機(jī)制，對(duì)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新等方面有突出貢獻(xiàn)的個(gè)人給予必要獎(jiǎng)勵(lì)，從收入層面加強(qiáng)對(duì)人才的激勵(lì)；林業(yè)教育、培訓(xùn)、科研機(jī)構(gòu)等單位要充分發(fā)揮主渠道作用，開(kāi)展信息安全、系統(tǒng)架構(gòu)等信息化專業(yè)培訓(xùn)，有序推進(jìn)林業(yè)信息化復(fù)合型人才培養(yǎng)。

(3)加大智慧林業(yè)建設(shè)資金支持力度 一方面，有條件的地方要積極爭(zhēng)取設(shè)立智慧林業(yè)建設(shè)專項(xiàng)資金，為智慧林業(yè)項(xiàng)目建設(shè)提供必要保障。另一方面，政府可以引導(dǎo)相關(guān)金融機(jī)構(gòu)為智慧林業(yè)建設(shè)相關(guān)的項(xiàng)目提供金融服務(wù)，創(chuàng)新推廣林業(yè)保險(xiǎn)、林業(yè)信用貸款等多種線上綠色金融產(chǎn)品，增強(qiáng)林業(yè)融資服務(wù)功能，提升林業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力。