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根据《关于大熊猫祁连山国家公园甘肃省管理局张掖分局自然资源调查监测项目(祁连山国家公园张掖片区生态监测及质量评价)实施方案的批复》(甘公园发〔2023〕7号)，甘肃祁连山国家级自然保护区计划实施祁连山国家公园张掖片区生态监测及质量评价项目，建设内容主要包括：样地建设、生态质量监测、质量评价等。为确保项目顺利实施，提高项目效率，项目实施小组研发适合该项目生态监测土壤取样的装置，并申请国家专利授权。 研发装置名称为：一种土壤分析用土壤取样装置，属于土壤取样技术领域，包括折叠式取样盘体和取样件组成，折叠式取样盘体包括收纳折叠盘，收纳槽内壁通过多个连接轴连接有定位支杆，收纳槽内壁设置有与定位支杆连接的辅助折叠杆件，定位支杆端部通过折叠件连接有测量定位柱，测量定位柱上套设有用于测量腐殖层厚度的测量套环。该发明针对森林土壤的特性进行设计，在取样时，通过控制设置在取样套管上的旋转控制环带动线切管进行转动，带动线切管与线端处的金属切割线以线端为中心进行转动，金属切割线在转动的过程中，实现对预定深度处的土壤的切割，实现在土壤中对不同土层土壤的切割，轻松实现将不同土层深度的样品进行取样的效果。 该装置研发技术具有创造性和先进性，技术成熟，适用于农业、林业土壤质量评价与调查工作，能够有效提高工作效率和质量。

研发毛竹资源质量遥感监测技术及高效经营模式，把握毛竹林资源数量和质量基础数据，优化配置适应区位生态功能需求的毛竹高效经营模式，是解决毛竹低产、林分质量下降等制约毛竹资源持续经营“卡脖子”技术难点的重要路径。鉴于此，项目从林业遥感技术和森林经营管理领域出发，在福建省科技计划引导性项目、十三五国家重点研发计划子课题和中央财政林业科技推广示范项目支持下，系统开展毛竹资源“经营过程资源信息监测技术研发-高效经营模式研建-信息智能决策行业应用”的全过程研究。近20年的科研攻关，成果创新了毛竹林高效经营过程与成效监测技术方法，极大提升了南方集体林区毛竹林资源质量遥感监测技术和毛竹林资源可持续发展水平。主要成果为： 1.建立毛竹林光谱数据库，创新毛竹林立竹度天地空一体化遥感监测技术体系。收集光谱样本2374组，分时相、立地条件建立了毛竹林光谱数据库，率先阐明毛竹林叶片-冠层-林分尺度的光谱转换机制；研建了“地基激光样地精准监测→无人机区域窗口量化→星基尺度性资源把控”的毛竹林立竹度天地空一体化遥感监测技术体系，总体监测精度为85.21%；相关技术通过林草局联盟公众号向毛竹产区推广应用。 2.创新毛竹林地土壤肥力遥感估测关键技术，改进毛竹林分质量遥感监测技术。研建了“遥感探测林分冠层光谱→冠层光谱体现林地土壤肥力差异→判定林地土壤肥力水平”的毛竹林地土壤肥力遥感间接估测技术体系，精度达87.54%；集成多维特征参数改进了毛竹林分质量遥感监测技术体系，率先提出基于“林分结构+立地质量”的毛竹资源林分质量遥感判定技术，评价精度提升了16.70%。 3.提出毛竹林资源经营类型划分技术，创新构建毛竹林资源高效经营模式。揭示了不同经营措施影响下，施肥措施、林分结构、立地质量等与林分质量的协同演化机制，提出了生态型和经济型毛竹资源经营划分技术；构建了适应生态区位功能需求的经济型和生态型毛竹高效经营模式，亩生产力分别提高26.5%和18%，解决了区域林地质量、海拔和坡度环境条件与毛竹林分质量、经营模式的技术匹配问题；技术入选2018年国家林草局林业科技推广项目100项。 4.研发多平台毛竹林资源信息采集与综合监测信息系统。研发了基于安卓系统手机端的毛竹林资源信息采集和管理APP和基于Windows系统电脑端的竹资源信息管理系统，节省外业数据采集和调查时间60%；创新性实现了毛竹林资源信息“数据采集-质量评估-决策输出”全过程数字化管理。 项目获授权专利11项，登记软件著作7项；发表论文69篇；培养研究生13名；先后举办20多期培训班，累计培训2000余人；成果核心技术，2次获中央财政林业科技推广项目立项资助推广；建立技术示范基地3个，辐射推广福建、江西省等南方集体林区，累计推广面积30多万公顷，新增产值3亿多元。项目经福建省农学会和中国林学会组织专家评审认为：成果整体达到同类研究的国际先进水平。

①课题来源与背景：陇南土石山区弃渣场复垦和防护关键技术研究与示范课题是甘肃省水土保持科学研究所承担的甘肃省水利厅2018年水利科学试验研究及技术推广类项目，项目文号甘水科外发[2018]70号第26。 该研究旨在以陇南土石山区的弃渣场为研究对象，开展弃渣场资源利用潜力评价，进行弃渣场复垦技术和弃渣场边坡防护技术研究，进行弃渣场复垦和防护技术示范。通过项目实施，提出本区弃渣场资源利用潜力，提出低风险、高效率弃渣场资源复垦技术与模式并在区域内推广应用，显著改善区域工农业生产条件，促进陇南地区弃渣场工程建设与水土流失防治，提高渣土资源的利用效率，为区域经济发展用地保障提供技术支撑，带动陇南地区弃渣场复垦利用开发和治理。 ②技术原理及性能指标：该研究根据系统学、生态学的原理与方法，采用遥感影像、全方位地面样本调查和典型调查的方法进行。集中科研、生产、管理等多专业技术人员，从陇南土石山区弃渣场建设的现状入手，针对弃渣场的弃土弃渣成分及堆放形式等特点，分不同类型选择有代表性的弃渣场进行重点调查，提出弃渣场复垦和防护关键技术，并进行示范推广。一是进行弃渣场特征分析，主要包括弃渣场的堆体成分及理化性质特征分析、利用途径和方向评价、弃渣场土石资源可利用潜力评价；二是进行弃渣场不同方式的复垦技术和边坡防护工程设施研究，筛选适合本区域的弃渣场复垦和防护技术；三是选取适合的弃渣场进行弃渣场复垦和防护技术试验示范推广；四是发表研究论文1-2篇；培养专业技术人员2人以上，完成30人以上的地方科技人员培训。 ③技术的创造性与先进性：一是陇南土石山区弃渣的特点为渣量大、且石多土少。按弃渣堆放位置可分为沟道型、平地型、临河型和坡地型，其占弃渣场总数比例分别为64.47%、15.13%、11.84%和8.55%，即陇南高速工程弃渣场主要布设在沟道，沟道是弃渣的主要部位，次之为平地，次次之为河边，坡面最少。据此提出了不同类型弃渣场的复垦及防护措施体系。二是弃渣场利用率主要决定因素为：距村镇的距离＞堆放位置＞堆放形式。在距村镇近的弃渣场其利用率最高，利用形式多样，以开办厂矿、居民点和复垦农地为主，距村镇远的弃渣场其利用率最低，利用形式单一，主要以绿化为主。三是对弃渣场填方边坡按质地构成、坡度、坡长、土壤种类四种因子，采用系统聚类的方法进行分类，分为土质缓坡堆坡、土质斜坡堆坡、渣石斜坡堆坡、渣石缓坡堆坡四类，其所采取的护坡方式不尽相同。四是陇南高速工程弃渣场平均每公顷弃渣量8.9572万立方米，按每公顷弃渣量排列：坡地型为13.6831万立方米＞临河型为12.1961立方米＞沟道型为8.4891万立方米＞平地型为7.0009万立方米，即陇南弃渣场平均单位面积弃渣量坡地型最大，临河型次之，沟道型次次之，平地型最小。五是弃渣场复垦主要包括土地的平整及翻松、覆土整治、田面平整和犁耕、土壤改良、鱼鳞坑、水平沟、水平阶整地等。覆土方式有平面均匀覆土方式、圆形点状覆土方式、坑状覆土方式、带(条)状覆土方式等。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目技术成熟，可安全的适用于农业、交通、水利、林业、国土等领域。 ⑤应用情况及存在的问题：该项目主要根据陇南土石山区的弃渣场生态环境特点及弃渣场分布和其水土流失现状，结合弃渣场复垦技术和弃渣场边坡防护技术研究，提出适宜该区不同类型弃渣场的复垦及防护措施体系，并结合典型弃渣场治理措施进行应用效果分析与评价，在甘肃省土石山区弃渣场综合防治上具有广泛的应用前景，能够结合本区的自然条件、社会经济条件对弃渣场的土地进行最大限度的复垦与再开发，在创造经济效益的同时，兼顾环境效益与社会效益的齐头并进，确保可持续发展的顺利实现。 存在的问题主要有：一是由于该项目研究地位置偏远，弃渣场点多量大且分散，弃渣场工程措施基础数据调查难度大，受影响因素较多，研究具有局限性。因此，在未来的研究中可结合弃渣过程和工艺进行，更具有现实的指导意义。二是弃渣场的复垦和恢复过程较为缓慢和复杂，影响因素较多。因此，在未来的研究中需长期跟踪和监测，增加对弃渣场土壤的理化性质、土壤水分入渗及运移特性等方面的深入研究。 ⑥历年获奖情况：无。

毛竹是兼具森林“水库、钱库、粮库、碳库”功能的绿色资源，是推进乡村振兴、践行“两山”理念的关键载体，更是“以竹代塑”的核心基础。刚竹毒蛾是毛竹头号虫害，破坏力堪比“无烟的森林火灾”，迫使竹生产力和碳汇功能下降，严重威胁竹林生态安全及竹产业发展。为克服传统虫情调查“投入大、效率低、覆盖面窄”等突出问题，亟需研发基于遥感技术的新方法，构建立体化、精细化虫害监测预测技术体系。项目历经12年，依托国家自然科学基金等7项课题，以“机理揭示-技术创新-应用落地”为主线，聚焦“精准监测-施治”和“精准预测-防控”开展科技攻关，攻克毛竹林刚竹毒蛾危害遥感监测预测技术瓶颈，破解“监测难、预测粗、防治精准性差”行业难题，有力支撑“一根竹撬动千亿大产业”实现提质增效。 1.创新山地丘陵区竹林信息精细提取技术，揭示毛竹林刚竹毒蛾危害遥感响应机理，突破空天地立体监测关键技术。创新阴影和叶物候干扰消减方法，研建竹林信息精细提取技术体系，有效提升地形复杂区提取精度；遵循“地-空-天”研究范式，阐明毛竹（林）理化参数对刚竹毒蛾危害的响应规律，首次揭示毛竹林刚竹毒蛾危害遥感响应机理；率先构建毛竹林刚竹毒蛾危害空天地立体监测技术体系，满足便捷和精细化双场景需求，总精度74%～86.49%，并发明遥感最佳诊断时段确定方法，解决“监测难”问题，为“精准施治”提供技术依据。 2.创新虫害胁迫下毛竹林理化参数遥感反演方法，开发刚竹毒蛾危害溯源技术，突破遥感蔓延预测与模拟关键技术。创建顾及虫害胁迫的P-PROSAIL模型，解决刚竹毒蛾胁迫诱发的毛竹林理化参数遥感反演难题；构建“动态年龄-指标分析”耦合算法，融合地理学定律和灾害传播关系，发明虫害溯源技术，查明“早期虫源点-蔓延区”的时空演化关系；揭示毛竹林刚竹毒蛾危害时空蔓延机制，率先构建遥感蔓延预测与模拟方法体系，精度70%～87.65%，提前预警响应3个月以上，解决“预测粗”难题，为“精准防控”提供技术支撑。 3.探明刚竹毒蛾胁迫下毛竹比叶面积与干物质关系的变化规律，创新生物量与碳储量遥感模型，首次量化评估虫害碳生态效应。运用多机器学习方法，探明刚竹毒蛾胁迫下毛竹比叶面积与干物质关系的变化规律；揭示虫害对生物量及其分配的影响，创建多模态遥感生物量模型，评估虫害导致毛竹林生物量下降11.61%～29.39%；提出含碳量动态修正系数，首次量化虫害使竹林固碳能力下降7.06%～16.80%，为竹林碳潜力挖掘提供关键数据支撑，助推竹产业全面提质增效。 成果获知识产权26件（发明专利10件），发表论文56篇（SCI、EI收录40篇）；培养研究生17名，指导大学生“三大赛”获国省奖6项；获梁希林业科技奖1项。成果在省内外25家单位应用，累计面积逾50万亩，笋竹产量增比超18%，新增产值3.55亿元；新增就业岗位500余个，培训2000多人次；竹林碳储增量超16%。

黄土高原作为中华文明的重要发祥地，地处森林-草原-沙地生态过渡带，属于西北干旱半干旱典型区域，其气候干旱、降雨季节变异大，生态环境本底脆弱。强烈的人类活动和易扰动的自然条件使该地区长期面临水土流失、耕地退化及生态空间破碎等多重压力。近年来，国家对黄土高原耕地保护与生态治理提出更高要求，国务院在关于《黄河流域国土空间规划(2021-2035年)》的批复中明确，到2035年，黄河流域耕地保有量不低25921.71万亩，其中永久基本农田保护面积不低于21544.88万亩。尽管退耕还林还草等生态工程显著改善了区域生态质量，但也引发了耕地资源分布格局的重大变化，耕地“非农化”及撂荒风险日益凸显。传统调查手段难以实现复杂地形下耕地资源的精准识别与动态评价，尤其在黄土高原沟壑区、矿区及破碎种植区，遥感监测普遍存在精度不足、指标体系不完善、多源数据融合能力弱等问题。因此，构建适用于黄土高原特点的智能监测与质量评价技术体系，对实现耕地资源可持续管理、保障粮食安全与生态安全具有重大现实意义。 针对黄土高原耕地破碎、识别困难等问题，以“遥感机理-智能识别-动态监测-精准决策”为主线，构建了天空地协同的智能监测与评价技术体系。揭示了黄土高原典型耕地利用类型的遥感响应机理，创新性引入Transformer架构，构建了融合“光谱-纹理-地形-物候”多特征协同的耕地智能识别技术，有效解决了复杂地形和破碎种植结构下的地类精细识别难题，奠定了耕地质量动态监测的理论基础。研发了基于多时相遥感序列的耕地动态监测模型，集成随机森林等机器学习算法，实现了土壤属性反演、作物长势评估及“非农化”“撂荒”等变化目标的自动识别与预警，显著提升了监测时效性与准确性。构建了多源异构地理数据与人工智能深度融合的耕地质量智能监管平台，实现了耕地资源“监测-评价-决策-管理”全业务流程的一体化运行，提升了黄土高原地区耕地资源监管的精细化、智能化水平，为区域粮食安全、生态保护与农业高质量发展提供了关键支撑。具体创新性成果如下： 1.明确了黄土高原耕地类型的遥感响应机理，构建了基于Transformer“光谱-纹理-地形-物候”多特征协同的耕地地类智能识别技术体系，丰富了黄土高原耕地质量综合评价理论，为研发耕地质量动态监测技术奠定了基础。 明确了黄土高原土地利用类型的遥感识别理论与耕地地类的遥感响应机理，系统构建了基于"光谱-形态-时空"三域协同与"光谱-纹理-地形-物候"多特征融合的智能识别技术体系。通过多源遥感数据分析，揭示了典型地类与作物在可见光-近红外波段的电磁波响应机制，建立了作物物候-光谱响应模型，精准解析生育期特征。采用时空融合技术生成高分辨率数据集，耦合光谱特征、形态特征(纹理熵值)、地形因子(高程、坡度)及时相特征(生长季NDVI曲线)，构建多维特征空间。创新性引入Transformer架构与3D卷积网络，分别捕获长序列物候特征与光谱-空间特征，通过迁移学习与对抗训练策略增强模型在丘陵沟壑区、河谷平原等异质环境下的泛化能力，实现了对破碎地块和复杂种植结构的精准识别，为黄土高原土地利用动态监测与生态评估提供了理论基础与技术支撑。 2.融合多源数据与层次分析层次分析(APH)模型，构建了黄土高原耕地质量综合评价指标体系，研发了黄土高原耕地质量综合评价指标的快速反演模型，通过多源遥感数据与机器学习算法融合，实现了耕地质量参数的高精度定量反演。 融合多源数据与层次分析(APH)模型，构建了包含立地条件、理化性状、养分状况和农田管理4个准则层及13项核心指标的黄土高原耕地质量综合评价体系，通过AHP层次分析法与模糊数学理论确定权重及隶属函数，显著提升评价精度。研发了基于随机森林的快速反演模型，融合多源遥感与地形气候数据，实现有机质(R²=0.83)、有效土层厚度(R²=0.76)等参数的高精度反演，较传统方法提升18-25%。进一步构建多尺度深度时空网络模型，集成像元-地块-区域多级特征，通过时空卷积与LSTM解析质量时空分异，实现500米格网精度动态制图(总体精度89.7%)，揭示耕地质量总体提升但平原与沟壑区异质显著的规律，为黄土高原耕地资源精准管理提供全方位技术支撑。 3.构建了基于多模态数据融合协调的耕地动态识别系统，研发了耕地质量综合监管平台，实现了耕地资源“监测-评价-决策-管理”全流程智能化管理，显著提升了黄土高原地区耕地资源监管效能。 构建了基于多模态数据融合协调的耕地动态识别系统，集成高分辨率遥感、物联网传感及地面调查数据，采用了时空注意力机制实现多源异构数据协同分析，结合卷积神经网络(CNN)模型实现了精准识别非农化及撂荒等现象，应用显示识别精度达91.5%，监测效率提升30%。研发了耕地质量综合监管平台，通过微服务架构集成数据接入与智能分析功能，实现土壤退化与非农化倾向的智能预警，支持多层级决策视图生成和高标准农田建设等应用场景，使监测效率提升30%、管理成本降低45%、问题处置时效提高70%，为黄土高原耕地资源全程智能化监管提供了系统化技术支撑。 该成果获批知识产权4件，发表论文20余篇(SCI 6篇)，在延安市、榆林市土地开发、整理、复垦整治项目中得以应用，累计完成项目评价7.5万余亩，提高了土地利用效率及生态化治理水平，节约了经济成本，改善了耕地质量监测与评价方式。该成果为土地整治、高标准农田建设等工程项目中耕地质量评价数据获取、过程监管、效益评价等提供技术支撑和辅助决策，取得了良好的生态、经济、社会效益。该成果在黄土高原耕地识别与质量监测与评价方面有广阔的应用前景，为黄土高原生态治理和规划提供科学依据，对黄土高原生态保护和高质量发展具有重要意义。 推广应用情况： 该项技术成果明确了黄土高原耕地利用类型的遥感响应机理，构建了基于Transformer“光谱-纹理-地形-物候”多特征协同的耕地利用智能识别技术体系，丰富了黄土高原耕地质量综合评价理论，为研发耕地质量动态监测技术奠定了基础；融合多源数据与层次分析(APH)模型，构建了黄土高原耕地质量综合评价指标体系，研发了黄土高原耕地质量综合评价指标的快速反演模型，通过多源遥感数据与机器学习算法融合，实现了耕地质量参数的高精度定量反演；构建了基于多模态数据融合协调的耕地动态识别系统，研发了耕地质量综合监管平台，实现了耕地资源“监测-评价-决策-管理”全流程智能化管理，显著提升了黄土高原地区耕地资源监管效能。成果已在陕西省榆林、延安等多地开展应用，显著提升了区域耕地资源管理的精细化、智能化水平，为黄土高原地区耕地利用与保护提供决策服务。 该成果为土地整治、高标准农田建设等工程项目中耕地质量评价数据获取、过程监管、效益评价等提供技术支撑和辅助决策，取得了良好的生态、经济、社会效益。从2019至2024年，在延安市、榆林市的土地开发、整理、复垦整治项目中得以应用，累计完成项目评价7.5万余亩，提高了土地利用效率及生态化治理水平，节约了经济成本，改善了耕地质量监测与评价方式。该成果在黄土高原耕地识别与质量监测与评价方面有广阔的应用前景，为黄土高原生态治理和规划提供科学依据，对黄土高原生态保护和高质量发展具有重要意义。

水土流失是全球面临的重要生态环境问题之一，严重威胁区域生态、粮食安全，制约社会经济发展。西南高山峡谷区覆盖大横断“七脉六江”地区，气候、水文、地形及地质等时空分异特征显著，作为中国“三区四带”的重要生态安全屏障，对保障国家生态安全和区域高质量发展具有重要作用。然而，西南高山峡谷区受复杂地形地质约束、复合侵蚀营力(水力-冻融-重力)驱动、少数民族聚集区耕种活动及水电工程开发利用等活动影响，区域水土流失态势尚未得到有效遏制。因此，针对西南高山峡谷区特殊的自然、人文因素，加强水土保持、生态修复、监测预报等基础应用研究，整体提升该区域生态系统服务功能、推进水土保持与民族经济协同发展已迫在眉睫。 主要研究内容：1.西南高山峡谷区水土流失分异、演变规律及驱动机制明晰高山峡谷区复杂地形地质等要素分异及多民族聚集区水土流失分布格局与地带性分异规律，提出不同峡谷类型水土流失治理的科学分区，解析多营力复合侵蚀规律及其耦合机理，阐明水土流失对农业种植模式、高陡地形、岩溶地质和冻融作用的响应机制，揭示复杂地形地质、生态环境分异与民族聚集区农业耕种的水土流失规律及驱动机制，为研究区土壤侵蚀综合预报模型构建与参数优化、水土保持措施合理配置提供理论依据。2.西南高山峡谷区土壤侵蚀预报优化与智慧监测体系研发西南高山峡谷区降雨侵蚀力空地协同估算与精度提升技术，提出考虑峡谷高陡地形、高海拔冻融、岩溶区水土漏失和民族聚集区耕作扰动侵蚀影响的模型参数表征或因子改进方法，发展西南高山峡谷区土壤侵蚀优化模型；研究模型精度多维集合评估技术，明确土壤侵蚀优化模型在研究区应用的准确度与可靠性；形成适宜不同类型高山峡谷区的水土流失监测技术，构建智慧水土保持监测体系。3.西南高山峡谷区水土流失综合治理关键技术研发西南高山峡谷冻融区水源涵养与生态系统稳定性维持技术、岩溶区侵蚀关键带水土保持技术、干旱河谷区植被适度恢复与水资源高效利用技术、农耕种植区土壤保持与保护性耕作技术及水电开发项目水土保持与小流域综合治理技术，形成西南高山峡谷区水土流失综合治理关键技术体系。4.西南高山峡谷民族聚集区水土保持生态产业发展技术与模式分析典型农林业、畜牧业、村落文化产业的水土资源利用特征，研发多年生特色经济植物的种苗快繁、高效节水等关键栽培技术；集成山地、河谷生态农业和“林地+”生态产业等高截流蓄水技术，微区域集水、光伏高效集水节水、复合立体种植等土壤保土保水保肥和林地水源涵养功能增持关键技术；创新农牧复合产业与村落文化产业发展中面源污染防控多层次技术体系。5.西南高山峡谷区生态系统服务整体提升技术集成与应用示范集成山地特色资源开发、水土流失治理与民族经济协同调控技术，构建生态服务功能整体提升的水土流失综合防治技术体系，发展生态与民族经济协同振兴的产业模式，并进行典型县域示范。 主要阶段性研究成果：(1)阐明了西南高山峡谷区水土流失分异、演变规律与驱动机制。基于资料收集、遥感数据、野外调查和模拟实验，构建了研究区基本资料数据库，结合土壤侵蚀模型，探明了整个高山峡谷区水土流失的空间分异特征与主导因素，阐述了岩溶地质背景，以及高山带冻融区和低山带河谷区等不同地貌的土壤侵蚀的空间格局及影响因素，解析了水力-重力复合侵蚀发生机制及水力-冻融复合侵蚀的影响机制，初步构建了水土流失的观测和模拟实验数据库。(2)突破西南高山峡谷区水土流失监测、预报和水土流失综合防治等技术瓶颈，创建了高山峡谷区星地协同的水土保持智慧监测技术。建立了基于地理加权与机器学习的降尺度模型，实现了降雨侵蚀力星地协同估算，较全球降水观测计划(GPM)等遥感数据产品的精度和分辨率有了明显提升，并基于此形成全区多时间尺度降雨侵蚀力数据集；构建了基于深度学习的坡耕地和人为扰动地块等对象快速识别及其图斑边界的自动、批量提取方法，精度达70％以上，可解决传统人工勾绘存在的标准不一、效率偏低等问题。该技术可有效提升土壤侵蚀模型因子等获取效率与精度，促进区域土壤侵蚀预报优化和精准防治。(3)初步集成了水土防护、水源涵养、经济效益提升的生态高水平保护与种养业高质量发展的协同模式。研发了“横拦纵调植物-工程”土壤流失阻控技术，“农林废弃物还田+生物炭/微生物菌剂+果树”增肥增产技术和“草+生物炭/微生物菌剂+果树”等“根系加筋固土”技术；构建了西南高山峡谷冻融区水源涵养和生态系统稳定性评估指标体系、农耕种植区微地形改造+保护性耕作方法体系及水电项目开发区域小流域“源头减量-过程阻控-末端修复”的一体化防控技术体系；初步提出了岩溶区柑橘园水土“拦-集-蓄节-用”调配技术及陡坡、中坡和缓坡适宜种植模式的土壤保持技术。(4)初步形成了环境质量提升的西南高山峡谷民族文化产业发展模式。初步研发了山地多年生特种经济植物(茶叶)+水土保持植物(小檗)+草+裸地的水土保持培育技术，全面统计归纳了西南高山峡谷区“林地+”模式的类型、分布与规模，初步完善了“林地+”水土保持型生态经济产业发展技术；构建了农-畜复合产业发展模式；揭示了区域坡面农业技术的分布、特征及水土流失问题，构建了水土保持型生态农业发展技术。(5)已在4个典型二级水土保持分区的5个典型县域建立了示范基地，支持西南高山峡谷区的水土保持友好型民族经济可持续发展。永胜县、云龙县、兰坪县已有示范面积3509公顷。在波密县，建设了超过80亩(1公顷=15亩)的林下天麻种植核心示范区，技术辐射推广到超过300亩；构建了茶园水土保持技术提质增效示范区30亩，技术辐射面积达200亩。在康定县，建设了355公顷的水土保持生态产业协同发展技术模式示范区、5420公顷的生态清洁小流域建设技术模式示范区及662公顷的坡耕地土壤保持与保护性耕作技术模式示范区。

㈠所属科学技术领域：属于林业行业中的森林病虫害及其防治技术领域。 ㈡主要技术内容：针对杉木、马尾松、桉树等南方山地重要用材林主要害虫周期性暴发成灾、化学防治易污染环境、防治成本高等问题，团队历经17年的持续协作攻关，构建以无公害农药为基础，农药的最适剂型、最佳剂量和集成丘陵山地无人机喷雾等施药技术为核心的山地用材林主要害虫绿色防控关键技术体系，取得了重大科技创新与防控成效，为增产、经济、环保的害虫防治理念做出了积极贡献。 1.明确了丘陵山地用材林主要害虫防治的适宜农药及其最适剂型与最佳剂量。通过6种无公害农药对11种山地用材林主要害虫的室内毒力测定和林间药效试验，筛选出具有高效毒力的无公害农药，并提出应用于喷雾、喷粉和喷烟的高效农药使用的最适剂型和最佳剂量，总结出林间防治技术指南，农药用量节省30～50%，克服了大剂量、高频次、使用高毒农药等不科学用药的问题。 2.突破了建立丘陵山地无人机作业航线图的关键技术。应用三维测绘技术和RTK定位技术，研发出丘陵山地无人机作业三维航线图绘制技术，实现了丘陵山地无人机智能精准喷雾作业，破解了丘陵山地无人机喷雾存在重喷漏喷的重大技术缺陷。 3.创新性破解了丘陵山地无人机喷雾效果不佳的技术难题。系统开展无人机林间喷雾雾滴检测及防效对比试验，优选出无人机施药作业的最适雾滴粒径、最佳航速与定高、最佳助剂添加剂量等工作参数，创新集成无人机丘陵山地喷雾施药关键技术，作业效率提高8倍，人工成本降低70～80%，防效提高10～20%，经济效益十分显著。解决了丘陵山地无人机喷雾雾滴分布不均、易飘失和防治效果不稳定等难题。 4.构建了山地用材林主要害虫绿色防控关键技术，明确了对非靶标生物及环境的影响。针对不同季节、林情、虫情规划出山地用材林主要害虫最经济有效的防控措施，构建出山地用材林主要害虫绿色防控关键技术，防控效果稳定，达90%以上。农药残留检测和药害监测表明，成果技术的应用对施药区植被、鸟类等非靶标生物和土壤、水系等环境安全，未产生农药残留超标和药害作用。 ㈢成果的主要知识产权及水平：发表论文20篇，发布团体标准1项，获实用新型专利5件、外观设计专利1件、软件著作权4项。编写实用技术手册，累计发放6万余册。经南京林业大学、北京林业大学、中国林业科学研究院等单位的专家成果评审认为：成果建立的山地用材林主要害虫绿色防控关键技术体系，应用前景广阔，在山地用材林主要害虫药剂筛选、无人机施药技术方面具有创新。成果总体达到国际同类研究先进水平。 ㈣应用推广及效益情况：项目营建试验示范林2461hm²，培训技术人员和林农2万余人次；在福建、浙江等地实现规模化标准化推广应用，累计辐射推广7.6万多hm²，防治效果达到90%以上，挽回经济损失6.86亿元，生态、经济和社会效益显著，实现了山地用材林主要害虫绿色防控关键技术的集成与创新。

中国是一个木材供求矛盾十分突出的国家，每年有50%以上的木材需要从国外进口。2019年，该区木材产量超3500万m³，占全国的47%以上，加强工业原料林地土壤大数据技术研发与应用，优化林地资源配置，提高林地综合效益，提升森林经营质量，实现工业原料林“提质增效”目标具有十分重要的意义。林地土壤资源的高效利用是工业原料林高质量经营的基础，长期以来在工业原料林地经营管理中，因林地土壤数据缺失，林地经营缺乏科学规划，林地土壤资源管理粗放，从而引发林地质量退化，林分生产力下降，土壤功能弱化等系列问题。林地土壤数据的缺失已经成为制约该区工业原料林资源高效培育的瓶颈性问题之一。该项目拟采用互联网技术、WebGIS遥感技术人工智能算法(AI)，构建空天地一体的林地土壤大数据创新应用，为工业原料林高质量发展提供了科学的林地土壤数据支撑，以有效解决工业原料林地基础数据缺失问题，显著提高林地生产力，提升工业原料林经营质量，促进木材与加工千亿元产业高质量发展。 (一)推广的主要技术： 1.桉树人工林区域化评价和划分。 利用大数据挖掘和GIS平台，从区域层面对研究区土壤肥力等级进行分析评价。 2.桉树测土配方技术推广。 根据人工林区域评价和划分结果，结合桉树测土配方施肥技术，进行桉树测土配方技术推广。 3.桉树人工林可持续经营技术推广与示范。 通过推广抚育间伐和桉阔混交定向培育多功能的优质高效桉树示范林。 (二)实施地点及规模：项目示范林建在广西国有七坡林场广西东盟(南宁)林业科技示范园区七坡林站7林班营建桉树示范林300亩。 (三)进度安排：项目实施年限2021年至2023年，计划进度如下： 2021年3月-2021年12月资料收集，制定总体技术方案，开展研究区林地土壤采集，收集数据，构建林地土壤数据库；开展大数据分析，主要工业原料林宜地性区划研究。 2022年1月-2022年12月对研究区开展林地土壤肥力空间层面定量评价，初步改进研究区林地施肥配方及营林措施。根据评价结果建立示范林和推广林，并跟踪调查。 2023年1月-2023年12月继续建立示范林和推广林，并跟踪调查。整理分析项目相关数据、总结实施结果、撰写验收报告、组织项目验收。

课题来源与背景：森林是陆地生态系统的主体，在维护区域生态平衡具有不可替代的作用。森林储存了全球陆地生态系统约80％以上的碳，是陆地生态系统最大的碳库。森林通过光合作用、呼吸作用、截流作用、蒸散发等参与到大气圈和陆地圈的能量、碳、水交换，在地球表层起到了缓冲器和碳汇的作用，在延缓温室效应、遏制全球变暖、应对气候变化等作用得到世界的公认，森林生态系统强大的碳汇功能和作用，成为实现“双碳”目标的重要路径，也是最为经济、安全、有效的固碳增汇手段之一。广西壮族自治区地处中国南部，跨北热带、南亚热带和中亚热带3个生物气候带，发展林业条件十分优越，森林资源丰富，植被类型多样，是中国重要的速生丰产用材林和短轮伐期工业原料林基地、国家储备林基地，木材产量多年来稳居全国第一位，保障了国家木材战略安全。多年来，广西的森林面积、蓄积、生态服务功能稳步提升，实现森林保护与木材供应双赢，生态与产业步入高质量发展的轨道，广西丰富的森林生态资源优势，为林业碳汇研究提供了保障。 研究目的和意义：广西森林生长快，固碳释氧能力强，对降低温室气体的浓度，应对气候变化，抵消工业碳排放，拓展经济社会发展的环境容量，实现全区节能、减排、降碳目标具有重要的地位和作用。该软件收集了国家标准、行业标准、地方标准和相关参数，集成数学统计和分析、空间数据库技术、数据可视化技术等，开展基于天空地协同的多尺度森林碳储量和碳汇核算、基于遥感反演直接估算、基于机器学习的碳储量和碳汇核算研究，对精准计量广西森林生态系统碳储量和碳汇具有重大意义。 主要论点与论据：该成果收集了国家标准、行业标准、地方标准和相关参数，集成了广西区域内样地和单木尺度的连续监测碳储量数据，实现了对碳储量和碳汇空-天-地多源数据的核算与验证统一管理，为区域尺度评估碳储量和碳汇提供了数据和技术支撑。 成果的主要内容包括： 1、国家标准、行业标准、地方标准和相关参数数据管理：实现了广西区域内土壤和植被碳储量核算参数的管理； 2、多源传感器数据的存储与管理：基于物联网技术实现因子自动采集与多源异构数据的协同处理，以确保监测数据的高效收集和整合，传感器观测数据不但数据量大、类型多，而且具有连续性、时序性等特点。一个森林生态系统的观测会使用大量、多种类型的传感器，且绝大部分布设在野外，在数据的获取、传输、存储等方面存在着许多技术挑战。该系统依据TCP协议，布设了一套自动采集和管理传感器的平台，根据布各类传感器的生产厂家、工作机理、采集内容、固件版本、现场编组等各种问题进行整合，保证上传数据的一致性和合理性； 3、雷达数据的存储和管理：系统内对激光雷达数据的管理分为区域（林分）和单木尺度。系统能可视化林分区域激光点云数据，并按照栅格大小来分析平均树高、郁闭度等因子，协助用户来定量评价啊区域尺度的碳储量变化。针对单木点云数据，成果通过树木定量结构模型来处理，将大量的点云数据结构化，提取胸径、树高、材积和冠幅等单木因子，实现了不砍树的情景下高精度获取单木因子。 4、森林资源调查数据管理：关于调查的数据，成果也是分为单点和样地尺度来进行数据管理。调查的数据包括林木、灌草和土壤数据，这些数据是提供区域尺度反演的基础。 5、森林生态系统碳储量和碳汇核算：针对区域森林生态系统碳储量和碳汇核算，系统集成了基于林业小班、样地调查、遥感反演和机器学习多种核算方法，针对同一区域，用户能使用不同的核算方法进行碳储量核算和对比。 创见与创新： 1、整理了碳储量和碳汇核算方法，对于某区域碳储量和碳汇核算，系统能实现基于样地调查、小班林分累计、遥感反演和机器学习四种方法进行碳储量和碳汇核算，计算结果更加科学合理； 2、采用统一的工业化通信方式和协议，实现了对多源传感器数据的联网管理，从数据采集端开始整合了数据格式，实现了多源传感器数据的高质量、高效率存储和管理； 3、实现了大区域的激光点云数据的可视化和智能化管理，让用户能够随时随地的浏览这些数据； 4、实现了对多种森林资源调查数据的统一管理，用户不需要去了解各个森林资源调查的流程，在系统内能浏览统一格式的森林生态系统数据。 社会经济效益和问题：还未应用。

①课题来源与背景：课题由甘肃省生态资源监测中心(甘肃省林业调查规划院)主导，中国科学院西北生态环境资源研究院参与，项目经费来自于中央财政林业草原生态保护恢复资金项目(甘林规函[2019]803号)，课题正式立项和实施通知来自于(甘林草函[2020]72号)。项目属于自然科学类基础性研究，甘肃省是典型的农牧过渡区，草地资源丰富，气候、土壤、地形、地貌等自然因素的多样性决定草原类型的多样性。但由于多数地带属于干旱、半干旱气候区，水热条件严酷，鼠虫害发生频繁，且重利用轻管护、超载放牧、滥采滥挖等人为问题突出、导致草原严重退化，逐渐成为荒漠化草地发育最为广泛和典型的省份之一。 ②研究目的与意义：(1)甘肃省河西走廊草地荒漠化分布格局及驱动因素解析：草地荒漠化是河西走廊面临的主要生态问题。探究河西走廊草地荒漠化的现状与变化，是维持地区生态安全，确保经济社会健康稳定发展的关键。研究以三期全国荒漠化监测数据为基础，结合同时期的气象和年鉴数据，利用趋势分析、灰色关联及结构方程模型等方法，分析了河西走廊草地荒漠化的动态变化规律，在此基础上，量化了驱动草地荒漠化的因素。(2)河西走廊荒漠化草地生态系统服务价值评估：基于野外调查和遥感分类解译划分的河西走廊荒漠化草地基础数据，创新性的建立了河西走廊不同类型、不同程度荒漠化草地生态系统服务价值计算和修正方案，评估了第三次(2004年)、第四次(2009年)和第五次(2014年)荒漠化监测期河西走廊荒漠化草地生态系统服务价值动态变化及服务价值结构。(3)治沙措施对严重荒漠化草地(流动沙地)产生的生态效益：风蚀荒漠化是河西走廊荒漠绿洲过渡带土地退化的主要原因，科学合理的治沙措施能够有效控制风沙侵害，有助于植被-土壤系统的重建与恢复。多年来，治沙措施的研究主要集中在不同时间梯度下某种给定措施对植物群落及土壤的影响方面，对于同一时间段内不同类型措施产生的生态惠益尚缺乏足够认识。鉴于此，以流动沙地丘间地为对照，选取围栏封育＋麦草沙障、麦草沙障＋人工梭梭和尼龙沙障＋人工梭梭３种不同的治沙措施区为研究对象，通过群落学调查与土壤因子测定，研究了不同治沙措施影响下植物群落数量特征和土壤因子的变化规律与相互关系，并对各措施的生态效益进行了评价。 ③主要论点与论据：2019年，荒漠化草地面积为371.93万hm²，占河西走廊草地总面积的43.7%，国土总面积的17.1%，荒漠化程度以中度荒漠化为主，占比达到65.58%，荒漠化类型以风蚀荒漠化为主，占比81.41%。草地荒漠化是自然因素和社会因素共同作用的结果。2004、2009年和2014年河西走廊荒漠化草地生态系统的总服务价值量分别为948亿、690亿元和738亿元，总损失量可达209亿元。就荒漠化类型而言，河西走廊荒漠化草地以风蚀和水蚀荒漠化草地贡献的生态系统服务价值为主；从荒漠化程度看，中度荒漠化草地的总服务价值最高，占总价值的68.4%，其次为轻度，极重度荒漠化草地的总服务价值最低，仅占总价值的1.06%。对于河西走廊草地荒漠化最为严重的区域，围栏封育＋麦草沙障区内草本植物恢复效果最佳，但优势种基本为对水分变化敏感的一年生禾本科和藜科；麦草沙障＋人工梭梭及尼龙沙障＋人工梭梭通过引入外来种梭梭，极大的提高了灌木群落数量特征，同时对草本层生产力的恢复带来协同效应。 ④创见与创新：研究以三期全国荒漠化监测数据为基础，结合同时期的气象和年鉴数据，利用趋势分析、灰色关联及结构方程模型等方法，分析了河西走廊草地荒漠化的动态变化规律，在此基础上，量化了驱动草地荒漠化的因素。之后，通过群落学调查与土壤因子测定，研究了典型沙化区域不同治沙措施影响下植物群落数量特征和土壤因子的变化规律与相互关系，并对各措施的生态效益进行了评价。 ⑤社会经济效益，存在的问题：以河西走廊草地荒漠化严重的典型区域(临泽县)的流动沙地为对照，3种实施不同治沙措施的区域为研究对象，比较各措施间植物群落和土壤因子的变化特征。发现尼龙或麦草沙障+围封+低密度梭梭种植的复合型治沙措施在短期内的生态效益最佳。该建议同时得到了张掖市林草部门的肯定与推广。主要问题是时间序列的匹配性问题，未能对土地利用转移下的价值量、碳储量和土壤保持量进行评估。 ⑥历年获奖情况：暂无。