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松材线虫病灾害经济损失评估软件研发

2022-11-18 516

 

业务背景
 

松材线虫病又称松枯萎病,是一种毁灭性虫害。它是通过松墨天牛(拉丁名:Monochamus alternatus)(别名:松褐天牛、松天牛)等媒介昆虫传播于松树体内,从而引发松树病害。被松材线虫感染后的松树,针叶黄褐色或红褐色,萎蔫下垂,树脂分泌停止,树干可观察到天牛侵入孔或产卵痕迹,病树整株干枯死亡,最终腐烂。

 



显微镜下的松材线虫

 

松材线虫病于1982年在我国江苏省南京市的中山陵首次发现,是我国头号森林病虫害,号称松树的癌症。松树一旦感病,最快40天就会死亡,如不采取有效措施,3-5年即可造成整片松林死亡。40年来,松材线虫已经陆续在我国10多个省区几百个县级行政区发现发生(《国家林业和草原局公告(2021年第5号)(2021年松材线虫病疫区)》)。

 


松材线虫病分布图

 

 

经济损失评估理论
 

一般来说松材线虫病造成的损失包括经济损失、生态功能和环境资源的损失和生态功能和环境资源的损失。其中生态功能和环境资源的损失,根据1995年国家科委“自然资源核算”课题的子项目“中国森林资源价值核算研究”种提出全面环境价值应为立木价值的6--20倍;也可以采用评估模型进行估算,生态系统功能损失=发生面积×生态系统功能的间接使用价值×对生态系统所造成的损害程度。社会文化价值损失是指与文化教育和人们精神生活相关的各种非物质的价值损失,例如黄山松是一种不可替代的自然资源,死亡后无法挽回。恢复原貌需要较长的时间,对投资环境、休闲娱乐环境、视觉情感效果都会产生不同程度的影响。这里我们只研究经济损失方面的内容。

 

林业有害生物灾害经济损失主要包括直接经济损失和间接经济损失两个方面的内容。在林业有害生物灾害经济损失中,狭义的直接经济损失指有害生物灾害造成的立木和林产品价格损失;广义的直接经济损失即为林业资源损失,指有害生物灾害造成的立木资源及其林产品市场交换货币的损失量,以及资源破坏后的恢复费用和用于有害生物灾害处理的必要费用。其具体内容包括立木生长量损失,造成生理缺陷和林产品质量降低、等级降低,以及林木因死亡而发生的林地使用费、新植造林费、更新期管护费和危险性有害生物处理费用。而间接经济损失是由于有害生物灾害造成的可能不会马上表现出经济损失而是通过影响其他方面进而造成后续的经济价值损失。有害生物灾害的间接经济损失评估是反映一次有害生物灾害发生后,评价所造成的社会效益损失,停工、停产、停业的经济损失,国家税收的损失等。

 

 

软件研发的目的
 

由于松材线虫病分布较广,给社会生产尤其是林业生产带来严重影响,并且给社会环境带来危害。一方面毁坏森林造成人民财产的重大损失;另一方面也破坏了生态环境,降低了林地的生产力,同时导致人类生产和生活环境的恶化。所以如何简单有效的量化评估松材线虫造成的损失成为基层林业工作的一个主要问题,通过软件工具进行松材线虫灾害损失评估能把复杂的理论研究具体化实操化,同时也能积累地方灾害损失评估的实际数据和经验,支撑区域整体灾害损失分析工作和为其他灾害损失评估借鉴。

 

 

灾害经济损失指标设计
 

在《森林病虫灾害经济损失评估的原则和理论基础》论文中,生态资源总经济价值TEV(Total Economic Value),即直接使用价值DUV(Direct User Value)、间接使用价值IUV(Indirect User Value)、选择价值OV(Option Value)与存在价值EV(Existence Value)之和,也就是TEV=DUV+IUV+OV+EV。式中DUV属使用价值,可由市场直接表达。如何使间接使用价值IUV、选择价值OV和非使用价值EV计量也由市场去表达,进行等价交换,这是现代经济学要解决的关键性问题。根据这一理论,森林病虫害经济损失的数学模型表述应是:

 

Lf=Lduv+Liuv+Iov+Lev

其中:Lf森林病虫害的经济损失

Lduv--直接使用价值的损失

Liur--间接使用价值的损失

Lov--选择价值年度损失

Lev--存在价值的年度损失

 

考虑到基层用户对灾害调查方面掌握的情况和软件设计的简单实用性,目前软件对经济损失指标分解为:松材线虫灾害经济价值损失=立木价值损失+木材产品价值损失+其他林产品价值损失+救灾防治投入。其中立木价值可以按照清理树木调查表数据,结合立木蓄积林价、立木市场价格或立木恢复成本进行估算。木材产品价值和其他林产品根据调查产地收购价、产品批发价或市场销售价进行估算,救灾防治投入按照基层林草病虫害防治机构投入的救灾防治资金分解代入。同时松科植物的不同树种维护了树种蓄积表和立木蓄积林价表等基础数据。

 

 

软件设计开发

在软件架构方面,为了跨平台使用系统,软件采用JavaEE技术体系进行设计开发,系统可跨平台部署于Windows、Linux和Uinx等系列的操作系统上,采取基于MVC的设计模式的分层次设计,采用模块化构造。产品形态为B/S结构,统一部署在服务器端。客户端通过浏览器进行访问,支持Windows、统信UOS、中标麒麟、银行麒麟等系统安装的火狐、安可信、360、谷歌等浏览器使用。

 

在主界面设计方面,综合考虑软件的功能性和简单化,我们设计了两种导航方式,可以分别按评估工作流程和功能结构进行操作导航。

 



流程式导航

 

 



功能导航

 

 

用户在输入相关的松林资源损失的调查数据,并选择相应的估算方法和指标体系后,系统就可以根据业务支撑模块进行自动计算,并生成灾害损失评估的总结和报告。

 



经济损失报告(部分)

 

 

新利官方网站(中国)有限公司,是一家面向自然资源领域,从事行业软件开发,应用软件推广和专业技术服务,具有林调、土规、测绘、航拍等专业资质的高新技术企业。也是北京市认定森林资源损失鉴定机构。



 

封面:视觉中国

 

参考文献:

 

本文在编写过程中参考了以下资料:

《森林病虫灾害经济损失评估的原则和理论基础》 苏宏钧,尤德康,常国彬,赵杰,张自然,邱立新。

《2006—2010年我国林业有害生物灾害损失评估》宋玉双,苏宏钧,于海英,曲涛,常国彬,赵俊。

《外侵有害生物松材线虫病的损失评估指标体系构建》 郭晓华,孙娜。