恭映璧

在少子化、老齡化趨勢(shì)急速發(fā)展導(dǎo)致的人口減少的背景下，以經(jīng)營(yíng)林業(yè)為主的日本山區(qū)和林區(qū)，青壯年人口流失情況更為嚴(yán)重，這又進(jìn)一步加劇了林業(yè)從業(yè)人員不足、森林經(jīng)營(yíng)意愿減弱等問題。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，日本政府于2019年6月通過的《發(fā)展戰(zhàn)略跟蹤》中，明確提出將促進(jìn)智慧林業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，同年11月又進(jìn)一步制定推進(jìn)智慧林業(yè)的十年目標(biāo)：到2028年基本實(shí)現(xiàn)讓有意愿和有能力的林業(yè)經(jīng)營(yíng)者都能使用智慧林業(yè)技能。

日本林野廳從2018財(cái)年（2018年4月～2019年3月）開始實(shí)施智慧林業(yè)建設(shè)實(shí)踐項(xiàng)目，石川縣等5個(gè)地區(qū)的智慧林業(yè)振興協(xié)會(huì)參與了項(xiàng)目實(shí)施，2019財(cái)年擴(kuò)大到福島縣等7個(gè)地區(qū)。

實(shí)踐案例一：森林信息的高級(jí)化和共享化

實(shí)施單位：熊本縣球磨地區(qū)中央林業(yè)振興協(xié)會(huì)

林業(yè)作業(yè)：森林資源調(diào)查

關(guān)鍵技術(shù)：無人機(jī)調(diào)查森林資源

實(shí)施目的：日本的主伐通常是通過木材生產(chǎn)企業(yè)等林業(yè)服務(wù)實(shí)體從森林所有者處購(gòu)買活立木來實(shí)施采伐作業(yè)，通過無人機(jī)激光測(cè)量獲取森林資源信息，能夠提高每木調(diào)查和森林資源評(píng)估效率，降低林業(yè)實(shí)體的前期生產(chǎn)成本，有助于達(dá)成合理采購(gòu)價(jià)格，同時(shí)也能促進(jìn)森林所有者實(shí)施采伐跡地的更新造林。

作業(yè)概況：林業(yè)振興協(xié)會(huì)對(duì)一處4.45公頃森林的主伐區(qū)同時(shí)進(jìn)行了每木調(diào)查和無人機(jī)激光測(cè)量，得出活立木材積數(shù)據(jù)：每木調(diào)查1650立方米、無人機(jī)激光測(cè)量1800立方米。以每木調(diào)查結(jié)果為基數(shù)、比較兩種方法調(diào)查的材積，無人機(jī)激光測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差為+9.1%，目前設(shè)定目標(biāo)值允許的誤差范圍是±10%，實(shí)證結(jié)果表明無人機(jī)激光測(cè)量數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確有效的。

效益分析：采用傳統(tǒng)方法對(duì)4.45公頃森林進(jìn)行每木調(diào)查，需4人作業(yè)2.5個(gè)工作日，合計(jì)人工工資8864.7元，人工費(fèi)用1991.6元/公頃;采用無人機(jī)激光測(cè)量方法，節(jié)約了外業(yè)調(diào)查人工費(fèi)用，但需要支付內(nèi)業(yè)人工工資，按照2人2.5天計(jì)算，需要人工工資4432.35元，比每木調(diào)查節(jié)約人工工資50%。作業(yè)面積越大，激光測(cè)量節(jié)省的比例越高。另外，激光測(cè)量和數(shù)據(jù)分析費(fèi)用177.3元/公頃，4.45公頃需支付789元。合計(jì)無人機(jī)激光測(cè)量比傳統(tǒng)方法節(jié)約成本40%以上。

實(shí)踐案例二：森林信息的高級(jí)化和共享化

實(shí)施單位：山口縣智慧林業(yè)實(shí)踐對(duì)策協(xié)會(huì)

林業(yè)作業(yè)：森林資源調(diào)查

關(guān)鍵技術(shù)：地面激光掃描儀調(diào)查森林資源

實(shí)施目的：利用地面激光掃描儀實(shí)施激光測(cè)量，比傳統(tǒng)每木調(diào)查更省力且能獲得高精度的森林資源信息和地形信息。通過使用木材采伐規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃編制系統(tǒng)對(duì)這些森林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算收支等情況，可以實(shí)現(xiàn)“立木庫存可視化”的目標(biāo)。同時(shí)，林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)單位通過平板電腦等設(shè)備上的施工作業(yè)提案系統(tǒng)，將精準(zhǔn)的收支計(jì)劃應(yīng)用于向森林所有者編制的施工作業(yè)方案和計(jì)劃之中，以提高集約化施工作業(yè)的效率。

作業(yè)概況：對(duì)協(xié)會(huì)會(huì)員的項(xiàng)目實(shí)施地（7處，共11.2公頃），利用地面激光掃描儀測(cè)量森林資源并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較。經(jīng)林業(yè)實(shí)踐對(duì)策協(xié)會(huì)實(shí)地對(duì)比驗(yàn)證，地面激光掃描儀測(cè)量由3人作業(yè)，作業(yè)效率為7.4小時(shí)/公頃，合計(jì)22.2公頃，包括為保證測(cè)量效果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行適當(dāng)清理的作業(yè)時(shí)間;每木調(diào)查由3人作業(yè)，作業(yè)效率為20.1小時(shí)/公頃，合計(jì)60.3小時(shí)。地面激光掃描儀測(cè)量森林資源比傳統(tǒng)方法節(jié)約人力63%。

效益分析：地面激光測(cè)量的工作效率是每木調(diào)查的2.72倍;地面激光測(cè)量的用工成本為1985.7元/公頃，每木調(diào)查為5318.82元/公頃，地面激光測(cè)量節(jié)約人工成本64%。

實(shí)踐案例三：提高經(jīng)營(yíng)效率和利潤(rùn)率

實(shí)施單位：愛知縣木材生產(chǎn)與流通協(xié)會(huì)

林業(yè)作業(yè)：林區(qū)的道路建設(shè)

關(guān)鍵技術(shù)：林區(qū)路網(wǎng)設(shè)計(jì)與支持軟件

實(shí)施目的：愛知縣自古就是優(yōu)質(zhì)木材產(chǎn)區(qū)，但受木材價(jià)格持續(xù)低迷的影響，森林所有者投資回報(bào)減少，木材生產(chǎn)意愿下降。為保障原木的穩(wěn)定供應(yīng)，愛知縣木材生產(chǎn)與流通協(xié)會(huì)利用航空激光測(cè)量獲得了詳細(xì)的森林資源信息和地形信息，引入了林區(qū)路網(wǎng)設(shè)計(jì)軟件以提高設(shè)計(jì)效率，目的是降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)木材生產(chǎn)。

作業(yè)概況：在項(xiàng)目實(shí)施的候選地（3處，共8公頃）進(jìn)行了作業(yè)道路（長(zhǎng)為1530米，寬為3米）設(shè)計(jì)，并制定了施工作業(yè)建議書（需要運(yùn)出柳杉、扁柏間伐材約650立方米）。引入了利用航空激光測(cè)量地形數(shù)據(jù)的路網(wǎng)設(shè)計(jì)支持軟件，在模擬林區(qū)路網(wǎng)布置（林區(qū)道路、林業(yè)專用道路及林業(yè)作業(yè)道路三級(jí)路網(wǎng)）的同時(shí)，能夠看到真實(shí)的木材資源分布狀況和地形等效果。在運(yùn)輸間伐項(xiàng)目區(qū)（約4公頃）進(jìn)行了林業(yè)作業(yè)道路（長(zhǎng)為1230米，寬為3米）的設(shè)計(jì)，并用于合理施工的線形研究。林業(yè)作業(yè)道路并行開通，并開始了木材生產(chǎn)（柳杉700立方米）。

效益分析：利用路網(wǎng)設(shè)計(jì)支持軟件對(duì)林業(yè)專用道（長(zhǎng)為1900米）試行了總體規(guī)劃調(diào)查，對(duì)建議線形進(jìn)行了比較研究。1900米林業(yè)專用道路用傳統(tǒng)方法和軟件設(shè)計(jì)的成本分別為：37.13萬元、29.13萬元，設(shè)計(jì)費(fèi)由195元/米降至153元/米，下降21.6%，節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)42元/米。

實(shí)踐案例四：提高集約化作業(yè)的效率和節(jié)約人力項(xiàng)目

實(shí)施單位：長(zhǎng)野縣智慧林業(yè)推進(jìn)協(xié)會(huì)

林業(yè)作業(yè)：木材檢驗(yàn)

關(guān)鍵技術(shù)：木材驗(yàn)收系統(tǒng)

實(shí)施目的：長(zhǎng)野縣擁有全國(guó)屈指可數(shù)的豐富森林資源，但由于缺乏穩(wěn)定的木材供應(yīng)體系，森林資源未能充分利用，無法滿足日趨增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。智慧林業(yè)推進(jìn)協(xié)會(huì)在準(zhǔn)確調(diào)查森林資源信息的基礎(chǔ)上，將主要林業(yè)實(shí)體的原木庫存情況導(dǎo)入木材驗(yàn)收系統(tǒng)，以提高管理效率和生產(chǎn)力。依托木材驗(yàn)收系統(tǒng)，可在集材場(chǎng)利用智能手機(jī)應(yīng)用程序?qū)υ静姆e進(jìn)行無紙化檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)木材產(chǎn)量的即時(shí)化管理，并能夠向木材需求方分享集材場(chǎng)木材的樹種、數(shù)量、規(guī)格等信息。

作業(yè)概況：利用林業(yè)機(jī)械將樹木伐倒、造材并集材后，傳統(tǒng)的木材驗(yàn)收方法是公司派專人到集材場(chǎng)協(xié)助檢尺，采用木材驗(yàn)收系統(tǒng)替代人工檢尺和紙媒記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)后，僅由集材場(chǎng)的工作人員即可完成檢尺作業(yè)，具體方法是：將相同材長(zhǎng)的原木分類集材碼放，用智能手機(jī)拍攝分類碼放原木的端面照片并上傳到木材驗(yàn)收系統(tǒng)，云端服務(wù)器會(huì)通過照片判讀原木的數(shù)量、直徑等信息，并據(jù)此計(jì)算原木材積。

成效分析：數(shù)字化驗(yàn)收提高了木材檢尺的工作效率，減少用工量，與傳統(tǒng)方法對(duì)比，每個(gè)集材作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（平均10公頃）的用工量由20小時(shí)/月/人減少到3小時(shí)/月/人，減少85%，節(jié)約用工2.1人/月，扣除系統(tǒng)安裝和軟件使用年費(fèi)等開支，每年可節(jié)約成本1.06萬元。

實(shí)踐案例五：木材供需匹配便利化項(xiàng)目

實(shí)施單位：長(zhǎng)野縣智慧林業(yè)推進(jìn)協(xié)會(huì)

林業(yè)作業(yè)：木材銷售與流通

關(guān)鍵技術(shù)：供應(yīng)需求匹配相關(guān)（SCM）系統(tǒng)

實(shí)施目的：長(zhǎng)野縣的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)木材供需匹配和流通便利化系統(tǒng)，構(gòu)建具有競(jìng)爭(zhēng)力的林業(yè)縣的體制框架。通過生產(chǎn)商和消費(fèi)者等共同合作建立木材供應(yīng)鏈（SCM）管理系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上游生產(chǎn)量和集材場(chǎng)庫存的即時(shí)管理，提高中游木材流通的效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、庫存、交易、流通的一體化管理，減少流通環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本。

作業(yè)概況：供需匹配系統(tǒng)同時(shí)接收采伐現(xiàn)場(chǎng)木材產(chǎn)量等供應(yīng)方信息及木材加工廠等需求方信息，木材SCM系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)、需求等信息進(jìn)行一體化管理并匹配供需，在系統(tǒng)內(nèi)完成交易后，由系統(tǒng)安排運(yùn)材車輛將木材從集材場(chǎng)直接配送至木材加工廠等地。這種管理模式，不但提高了木材匹配的效率，而且省去了傳統(tǒng)生產(chǎn)流通方式中的轉(zhuǎn)運(yùn)木材至貯木場(chǎng)重新裝卸的環(huán)節(jié)，提高了木材流通效率并降低了物流成本。

效益分析：一是使木材流通管理的用工效率提高了26%，在即時(shí)掌握木材供給量信息、調(diào)整木材裝車地點(diǎn)、協(xié)調(diào)運(yùn)輸車輛等方面，用工時(shí)間由50小時(shí)/月減少到37小時(shí)/月;二是木材從集材場(chǎng)直接送貨數(shù)量提高了20%，僅此一項(xiàng)就節(jié)約費(fèi)用54.37萬元，降低木材成本38.41元/立方米。

啟示

伴隨著智能化時(shí)代的到來，智慧林業(yè)必將得到快速發(fā)展。日本的智慧林業(yè)建設(shè)尚處于實(shí)證推廣階段，借鑒日本發(fā)展智慧林業(yè)的實(shí)踐案例，我們可以從中得到一些啟示。

1、統(tǒng)一的組織領(lǐng)導(dǎo)有利于智慧林業(yè)的有序化推進(jìn)。智慧林業(yè)建設(shè)是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程，涉及到多領(lǐng)域、多學(xué)科、多專業(yè)的技術(shù)集成，在統(tǒng)一的組織領(lǐng)導(dǎo)和總體設(shè)計(jì)下開展有序的實(shí)踐驗(yàn)證與推廣應(yīng)用，不僅可以促進(jìn)智慧林業(yè)建設(shè)循序漸進(jìn)、全面推進(jìn)，還可以防止重復(fù)，事半功倍。日本政府在智慧林業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目中雖然框定了“森林信息的高級(jí)化和共享化”“提高集約化作業(yè)的效率和節(jié)約勞力”“提高經(jīng)營(yíng)效率和利潤(rùn)率”“木材供需匹配便利化”等4個(gè)方向，但各地從實(shí)際出發(fā)，選擇了適合本地區(qū)的技術(shù)路線，相同的項(xiàng)目，產(chǎn)生了不同特色和效果。

2、多元的組織結(jié)構(gòu)有利于智慧林業(yè)的協(xié)調(diào)性發(fā)展。7個(gè)試點(diǎn)縣的智慧林業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目均由省級(jí)智慧林業(yè)促進(jìn)協(xié)會(huì)牽頭，其成員大多來自三個(gè)方面：一是省市級(jí)的政府林業(yè)主管部門和基層政府，二是森林組合聯(lián)合會(huì)、木材生產(chǎn)、加工與流通企業(yè)等，三是大學(xué)或科技公司多為特別會(huì)員。這種縱向從頂?shù)降?、橫向極限到邊的縱橫交織的組織架構(gòu)有利于形成合力，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)智慧林業(yè)建設(shè)高效協(xié)調(diào)發(fā)展。政府、協(xié)會(huì)、企業(yè)與科研單位各司其職，國(guó)家的政策法規(guī)能夠快速貫徹落實(shí)，項(xiàng)目進(jìn)展和存在的問題能夠及時(shí)反饋，實(shí)施的項(xiàng)目緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，取得的科技成果和技術(shù)專利能夠迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)作、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

3、量化的成效分析有利于智慧林業(yè)的自覺性應(yīng)用。所有的實(shí)踐案例都將新技術(shù)方法與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了比較，并量化分析了項(xiàng)目的成效，讓提高的效率、節(jié)約的成本和增加的收益一目了然。這種直觀、量化的分析方法，可以讓林業(yè)企業(yè)，特別是林農(nóng)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，增加企業(yè)、林農(nóng)推廣應(yīng)用智慧林業(yè)技術(shù)的自覺性和內(nèi)生動(dòng)力。還可以根據(jù)量化分析結(jié)果，及時(shí)調(diào)整智慧林業(yè)建設(shè)的政策方向、實(shí)施項(xiàng)目和支持力度，引導(dǎo)智慧林業(yè)按照市場(chǎng)化模式實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)發(fā)展。