從一開始采用拖拉機(jī)大規(guī)模造林，到現(xiàn)如今引進(jìn)空天地一體化信息技術(shù)精細(xì)化管理森林，河北塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)從建場(chǎng)之初就植入了科學(xué)求實(shí)的創(chuàng)新基因。塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)是踐行“兩山”理念的典范，為京津筑起了生態(tài)安全屏障，為林草科研教學(xué)提供了重要基地。

　　中國(guó)林科院院長(zhǎng)劉世榮說，在貫徹落實(shí)國(guó)家林草局黨組加大對(duì)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)二次創(chuàng)業(yè)支持力度的指示要求上，中國(guó)林科院走在了前列，在塞罕壩落葉松高效培育技術(shù)、遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)、森林濕地資源價(jià)值評(píng)估、森林防火關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用以及林業(yè)有害生物防治等方面注入了強(qiáng)大科技力量，尤其是一些先進(jìn)的信息化管理技術(shù)的應(yīng)用，為塞罕壩森林資源的智慧經(jīng)營(yíng)管理提供了有力支撐。

　　為塞罕壩森林經(jīng)營(yíng)方案提供基礎(chǔ)支撐

　　中國(guó)工程院院士張守攻說，中國(guó)林科院對(duì)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)的技術(shù)支撐及科研合作由來已久，早在塞罕壩建場(chǎng)之初，中國(guó)林科院經(jīng)營(yíng)室職工張國(guó)秀就隨其愛人上了塞罕壩，為塞罕壩造林提供技術(shù)研究。其間，兩個(gè)單位一直保持著合作關(guān)系。如今，張守攻主持的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目——落葉松高效培育技術(shù)研究，其中一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)示范基地就選在了塞罕壩。

　　張守攻說，華北落葉松是塞罕壩的重要用材和生態(tài)樹種，占人工林面積的51%。塞罕壩的落葉松人工林在培育過程中，除充分考慮木材產(chǎn)品的培育，也要兼顧防風(fēng)固沙、水源涵養(yǎng)等生態(tài)效益和森林文化、旅游產(chǎn)品的培育，尤其要成為維護(hù)京津冀地區(qū)生態(tài)安全的重要支撐。其中，全周期大徑級(jí)目標(biāo)樹單株木作業(yè)體系在保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，可最大限度地降低森林經(jīng)營(yíng)投入，并生產(chǎn)盡可能多的森林產(chǎn)品，符合落葉松多功能、多效益的培育和開發(fā)，是解決目前華北地區(qū)落葉松人工林經(jīng)營(yíng)效果差的主要技術(shù)途徑。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)目標(biāo)樹定性化辨識(shí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和選擇概率模型相結(jié)合的方法，構(gòu)建了目標(biāo)樹定量化選擇模型，提出生產(chǎn)中便于操作的半畝小樣圓目標(biāo)樹作業(yè)法。應(yīng)用該成果經(jīng)營(yíng)后的落葉松林分，40年后每公頃蓄積量可達(dá)到193立方米，較傳統(tǒng)對(duì)照經(jīng)營(yíng)提高16.2%，大徑級(jí)目標(biāo)材種比例達(dá)50%以上，為大徑材培育提供了技術(shù)保障。在項(xiàng)目成果的支撐下，《塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)森林經(jīng)營(yíng)方案（2021-2030年）》編制完成，并得到了國(guó)家林草局相關(guān)部門的高度評(píng)價(jià)。

　　讓落葉松落地上圖實(shí)現(xiàn)三維可視化

　　“在這個(gè)系統(tǒng)軟件界面，我們不僅可以看到全國(guó)和各省的落葉松森林資源分布，還可以直觀地看清塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)具體到每一棵落葉松的生長(zhǎng)狀況，這是我們?cè)谌眽蝿倓倻y(cè)試完成的技術(shù)應(yīng)用成果。”中國(guó)林科院資源信息研究所研究員龐勇一邊操作一邊介紹。

　　在落葉松高效培育技術(shù)研究“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的部署下，龐勇團(tuán)隊(duì)主持的第四課題“多尺度落葉松人工林生長(zhǎng)預(yù)測(cè)技術(shù)”將塞罕壩作為重要實(shí)驗(yàn)示范基地。課題在塞罕壩建立落葉松林精細(xì)研究區(qū)2000畝，采集地面和機(jī)載高分辨率遙感數(shù)據(jù)，并基于現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)、空間信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)建模分析技術(shù)，突破了系列機(jī)載激光雷達(dá)和高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了落葉松單木及林分的信息提取和快速鑒別。這些遙感與林學(xué)技術(shù)的集成與應(yīng)用，可以提供塞罕壩林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)前后三維可視化的落葉松空間分布圖，實(shí)現(xiàn)單株、林分、林場(chǎng)尺度的落葉松生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)，支撐氣候變化背景下落葉松人工林生長(zhǎng)預(yù)測(cè)和高效培育技術(shù)措施的實(shí)施成效評(píng)價(jià)。

　　龐勇表示，有了這套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就可以獲得像在高德、百度等地圖軟件上察看城市主干道全景地圖一樣的視覺體驗(yàn)，既有森林資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、經(jīng)營(yíng)管理與研究?jī)r(jià)值，還有森林旅游、地圖導(dǎo)航等民用商用價(jià)值。

　　自主設(shè)計(jì)森林火險(xiǎn)自動(dòng)綜合監(jiān)測(cè)站

　　塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)是以落葉松、樟子松等針葉樹種為主栽樹種的人工林林場(chǎng)，而人工林往往為同一時(shí)期種植的由單一樹種構(gòu)成的純林、單層林、同齡林。因此，其地表枯死的可燃物分布相對(duì)均勻。中國(guó)林科院森環(huán)森保所副研究員趙鳳君很快抓住了塞罕壩林場(chǎng)人工林的這一結(jié)構(gòu)特征，對(duì)塞罕壩森林火災(zāi)的火險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)提出了新思路。

　　地表枯死可燃物是影響火災(zāi)引燃率、蔓延速率、火強(qiáng)度的重要因子，但傳統(tǒng)測(cè)定方法需布設(shè)樣地，樣品采集工作量大，烘干計(jì)量等程序費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能瞬時(shí)獲得可燃物載量的準(zhǔn)確數(shù)值。趙鳳君利用人工林地表枯死可燃物分布相對(duì)均勻這一特征，采用厚度轉(zhuǎn)換測(cè)量法，實(shí)現(xiàn)了地表枯死可燃物載量的快速測(cè)定。這一方法現(xiàn)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，進(jìn)入審查階段。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)還自主設(shè)計(jì)并建立了森林火險(xiǎn)自動(dòng)綜合監(jiān)測(cè)站，布設(shè)在塞罕壩的落葉松成熟林、樟子松成熟林、白樺林、樟子松幼齡林等林分內(nèi)，對(duì)不同森林內(nèi)的氣象因子（風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、空氣濕度）以及不同層次可燃物含水率數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)不同森林小氣候的觀測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸以及火災(zāi)發(fā)生危險(xiǎn)性的評(píng)估分析。

　　趙鳳君表示，盡管塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)在物理隔離、應(yīng)急通信、裝備改良、人員集訓(xùn)等森林防滅火體系建設(shè)方面已有一定的工作積累，但在火險(xiǎn)預(yù)警能力建設(shè)和可燃物管理方面還很薄弱，希望森林火險(xiǎn)自動(dòng)綜合監(jiān)測(cè)站的應(yīng)用能在保護(hù)塞罕壩森林資源上貢獻(xiàn)一份力量。

　　構(gòu)建落葉松尺蠖綠色防控技術(shù)體系

　　人工林因其生態(tài)系統(tǒng)的單一性，更容易受到森林病蟲害的威脅。

　　在中國(guó)林科院院所長(zhǎng)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“塞罕壩重大林業(yè)災(zāi)害防控技術(shù)研究”的資助下，森環(huán)森保所副研究員曲良建組建青年專家團(tuán)隊(duì)對(duì)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，首次鑒定出落葉松尺蠖性信息素組分，并建立關(guān)鍵組分的合成技術(shù)；分離得到2株落葉松尺蠖核型多角體病毒，研發(fā)出量化生產(chǎn)技術(shù)，建立了基于性信息素監(jiān)測(cè)和昆蟲病毒等生防措施為主的落葉松尺蠖綠色防控技術(shù)體系。并采集塞罕壩林區(qū)疫霉病害樣品434份，鑒定出疫霉病菌10種，其中發(fā)現(xiàn)疫霉新種2個(gè)，制定完成了《塞罕壩疫霉類病害監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控技術(shù)規(guī)程（草案）》。受塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)委托，森環(huán)森保所還為河北省森防系統(tǒng)基層領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)骨干舉辦了林業(yè)有害生物防控技術(shù)培訓(xùn)班。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)持續(xù)在塞罕壩開展森林草原害蟲及天敵調(diào)查，采集、拍攝塞罕壩林木草原害蟲300余種、天敵50余種。調(diào)查了包括人工落葉松林生態(tài)系統(tǒng)、天然林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)等不同環(huán)境的害蟲組成及天敵資源情況，目前采集昆蟲標(biāo)本5000余份，拍攝昆蟲生態(tài)照片1400余幅，為塞罕壩生物多樣性保護(hù)、保障生態(tài)系統(tǒng)安全提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

　　科學(xué)評(píng)價(jià)森林濕地資源價(jià)值

　　經(jīng)過近60年的艱苦奮斗，塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)在“黃沙遮天日，飛鳥無棲樹”的茫茫荒原上建成了百萬畝人工林海，產(chǎn)生了巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，成為踐行“兩山”理念的生動(dòng)實(shí)踐。為科學(xué)評(píng)價(jià)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)建設(shè)成就，大力弘揚(yáng)塞罕壩精神，中國(guó)林科院定期為塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)開展森林濕地資源價(jià)值評(píng)估，目前已開展3次。

　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)林科院科信所所長(zhǎng)王登舉介紹，塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)的森林濕地資源價(jià)值評(píng)估，是以國(guó)際國(guó)內(nèi)主流的資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算方法為基礎(chǔ)，結(jié)合塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)的具體實(shí)際，建立了系統(tǒng)完善的評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)森林濕地資源的資產(chǎn)價(jià)值（存量）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（流量）進(jìn)行了定量評(píng)估，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的社會(huì)效益進(jìn)行了定性評(píng)估。

　　評(píng)估結(jié)果顯示，截至2020年底，塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)有林地面積為115.1萬畝、濕地面積為10.3萬畝，活立木蓄積量為1036.8萬立方米，單位面積立木蓄積量是全國(guó)喬木林平均水平的1.5倍。森林濕地資產(chǎn)總價(jià)值為231.20億元，單位面積資產(chǎn)價(jià)值達(dá)到每畝1.84萬元。

　　2020年，塞罕壩的森林濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為155.95億元。其中，物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值為每年3.84億元、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值為每年152.11億元，生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值是物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值的39.6倍。森林和濕地每年的涵養(yǎng)水源量為2.84億立方米，相當(dāng)于4.7個(gè)十三陵水庫(kù)的蓄水量；與對(duì)照裸地相比，每年可減少土壤流失299.11萬噸，不僅減少了下游河道淤積，同時(shí)減少了相當(dāng)于每年36.14萬噸標(biāo)準(zhǔn)化肥的土壤肥力損失；森林和濕地每年的二氧化碳固定量達(dá)到86.03萬噸，相當(dāng)于抵消了86萬輛家用燃油小轎車一年的二氧化碳排放量，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)發(fā)揮著重要作用；年均生態(tài)旅游收入5.6億元，拉動(dòng)綜合旅游消費(fèi)10.61億元。