智慧园林背景下的植物保护策略与技术创新

引言

在智慧园林这个大背景下，植物保护不再单纯依靠传统的农业知识和经验，而是掺杂了更多的现代科技力量，借助智慧园林系统，我们能随时监测到植物生长的情况，迅速察觉到并处理那些潜藏的病虫害问题，而且智慧园林给予我们更精确的植物浇水安排以及生长环境改善计划，从而保证植物健康生长和城市绿化质量。

1 智慧园林的概念与特点

1.1 智慧园林的定义

智慧园林就是依靠物联网，大数据，人工智能这些新一代信息技术，做到园林要素全方位感知，数据智能化分析，养护精准决策的现代化园林管理模式，它的主要特征表现在这三个方面：全面感知，利用各种传感器随时检测植物生长情况和环境参数，智能分析，依靠大数据和机器学习技术做数据挖掘和趋势预估，精准执行，凭借自动化设备和智能系统完成养护作业精准开展，智慧园林体现园林管理由经验驱动向数据驱动转变，是园林行业数字化转型的必然结果，在植物保护领域，智慧园林创建起“监测 - 预警 - 决策 - 执行”的闭环管理系统，明显提升了保护工作的及时性与有效性。

1.2 智慧园林的技术体系

智慧园林技术体系包含 4 个层次：感知层包括环境的各种传感器、植物的各种生理监测装置以及图像的采集器，主要负责各种数据的采集；传输层主要负责采集的数据进行实时传输，其采用的方式可以是有线也可以是无线；平台层主要负责数据存储、处理、数据分析等数据相关功能；而应用层则是针对不同的应用场景所开发的一系列智能管理应用程序。对于植物保护来说，主要技术包括基于多光谱成像的早期病虫害诊断技术、基于土壤墒情传感器的精准灌溉技术、基于机器视觉的植物生长状态识别技术等技术，在这些技术的支持下，形成了一条完整的植物保护技术链路，使得园林养护从以往的粗放型管理走向精准化管理。

1.3 智慧园林的优势与挑战

智慧园林在植物保护方面有着明显的优势，一是保护工作有较强的预见性，数据的分析可以预警，二是保护措施更有针对性，根据实际的问题对症下药，三是人力的成本较低，自动化设备不需要大量的人员进行处理，四是管理的效率更高，整个系统的数据平台能够使资源得到有效利用。但与此同时智慧园林建设也存在着一些困难和技术难题，智慧园林的技术集成难度很大，各个系统之间需要融合才能使用，智慧园林在建设之初投入大量资金，使得推广比较困难，专业的人员也不易招募，数据的安全也是需要重视的大问题，在技术、人才等都还需要努力去突破难关。

2 智慧园林中植物保护策略的应用

2.1 植物病虫害防治的智能化

智慧园林给植物病虫害防治带来了新的技术途径，依靠物联网的监测体系，它会布置各种传感器和摄像头，及时获取植物生长状况和环境数据，创建起病虫害产生的初期警报模型，机器视觉技术可以自动辨认叶片上的病斑，虫害特征之类的异常情形，诊断准确率可以达到 90% 以上，大数据分析可以预估病虫害流行的走向，给防治决策给予科学的依照，智能施药系统按照病虫害分布图执行精确喷洒，很大程度上缩减了农药的使用量，数字孪生技术可以模仿不同的防治方案的效果，帮助工作人员改良防治策略，这种智能化的防治方法改变了以往依靠人工巡查和经验判断的工作方式，做到了从被动应付到主动防范的改变。

2.2 植物水分管理的智能化

智慧园林中的水分管理完成了由经验灌溉到精准灌溉的飞跃，土壤墒情传感器网络随时检测各个地方、各个深度的土壤含水量，这些数据通过无线传送到中央控制系统，依照植物需水模型和气象预报数据，系统会自动算出最佳灌溉方案，考虑到植物种类，生长阶段，季节变化等因素，智能灌溉设备按照指令去精准灌溉，可以采取滴灌，微喷等节水方法，而且会自动避开下雨天，水分大数据分析能够找出潜在的积水或者干旱地区，提醒工作人员及时调节，这种智能化的管理方式提升了水资源的利用效率，省下了 20%～30% 的用水量，而且能按照植物的需求给予最适合的水分环境，促使它们健康成长。

2.3 植物生长环境的优化

智慧园林系统能够全方位监测并改善植物生长所需的各种环境因子，气象站持续搜集温度，湿度，光照，风速等数据，分析这些因素怎样影响植物生长，空气质量传感器检测 PM2.5，有害气体等污染指标，评价植物所受的胁迫状况，依靠多源数据融合，系统可以自动调整微环境，开启喷雾系统来降低温度，增添湿度，掌控遮阳网以改变光照强度，对于温室这类可控制的环境，还能做到CO2 浓度，营养液成分等要素的精确调节，通过长时间的数据积累，就能形成不同植物的最佳生长环境模型，给园林植物的安排和养护给予科学指引，凭借这样的数据驱动环境优化策略，可以营造出更为合适的植物生长条件，提升园林绿地的生态效益和景观品质。

3 植物保护技术创新

3.1 生物技术于植物保护的应用研究

生物技术的进步给智慧园林植物保护带来了新工具，分子标记技术可以迅速识别植物品种的抗病虫能力，从而挑选出适合生长的栽培品种，基因编辑技术或许能培育出抗逆性更好的新品种，缩减保护成本，微生物组技术通过剖析植物根际微生物群落，找出有益菌种制成生物制剂，加强植物自身的抵抗力，昆虫信息素技术用于病虫害监测和绿色防控，利用人工合成的性信息素扰乱害虫交配，这些生物技术同智能监测系统融合之后，就能创建起更为生态友好的植物保护体系，削减对化学药剂的依赖，优化园林生态系统的稳定性。

3.2 材料科学与植物保护的应用研究

新型功能材料的使用，让植物保护效果更好、更可持续，缓释材料能控制农药或肥料的释放速度，延长药效时长，纳米材料提升药剂附着和渗透能力，让防治效果更强，超疏水材料做成防病叶片涂层，阻挡病原菌入侵，光催化材料分解空气中有害物质，优化植物生长环境，智能响应材料能根据环境刺激，比如 pH 值，湿度变化，改变自身性质，实现保护措施的准确触发，这些新材料同物联网设备结合，可以研制出更智能，更高效的植物保护产品，促使园林养护朝着绿色化，精准化的方向发展。

3.3 信息技术于植物保护的应用研究

信息技术是智慧园林植物保护的主要动力，区块链技术用来创建植物健康档案，追踪养护全过程，数字孪生技术塑造虚拟园林模型，模仿不同保护方案的效果，边缘计算技术做到数据的本地化处理，加快反应速度，5G 网络保证了大量监测数据的及时传送，人工智能算法持续改善病虫害识别，生长预测等关键模型，提升决策的精确度，云计算平台汇集多方数据资源，助力大规模园林系统协同管理，这些信息技术的综合应用，正在改变植物保护的工作方式，让其变得越发智能，高效且可持续，为园林绿化事业的数字化转型给予有力支撑。

结语

科技不断发展，智慧园林背景下植物保护策略和技术革新会有更广的发展空间，将来我们也许能看到更多智能化，精准化的保护手段被用于园林管理之中，从而进一步改善植物的健康状况和城市的绿化品质，技术创新还将不断促使园林行业朝着数字化方向转变，为营造更为美丽，宜居的城市环境作出贡献，希望本文的研究能唤起更多有关领域研究者和从业者对智慧园林植物保护的重视和探究，一起推进该领域蓬勃发展。

参考文献：

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