森林砍伐持续成为全球主要关切，过去20年中，原始森林占总树木覆盖损失的16%，主要由于气候变化和广泛的人类活动。这一损失危及自然资源、生物多样性以及社区的生活质量。为应对这些挑战，立陶宛的科学家与瑞典的专家合作，开发了一种名为森林4.0的先进森林数据管理模型，结合了区块链、物联网（IoT）和人工智能（AI）技术。这个创新系统实现了实时的森林状况监测、可持续资源管理以及更透明的森林治理方法。
“想象一下购买一张桌子，确切知道它来自哪个森林和树木。这就是我们希望通过所提出的森林数据管理模型实现的结果，”参与该系统开发的考那斯科技大学（KTU）教授RYTIS MASKELIŪNAS解释道。
森林4.0的创建涉及立陶宛考那斯科技大学、维陶塔斯·马格努斯大学和瑞典林奈大学的研究人员之间的合作。
用于检测树木疾病和非法伐木的智能传感器
该系统由多个层次组成，首先是数据收集和管理。这个初始层通过无线传感器网络收集信息，包含各种测量树汁、温度和土壤湿度的IoT设备，所有设备通过数据传输相连。“这种方法消除了在森林中进行手动测量的需要，”KTU的一位教授补充道。
森林4.0模型包含一个IoT解决方案，传感器类似于鸟屋，安装在树上。“这些设备将数据传输到一个中央系统，在数据分析层使用AI算法进行分析，”KTU实时计算机系统中心的教授Egidijus Kazanavičius描述道，他负责硬件的开发。
从这一分析中得出的结果用于监测和评估层，以评估森林健康、生物多样性、碳存储和生态系统服务。“这些数据对系统的后续阶段——森林管理至关重要，”MASKELIŪNAS解释道。
在实际场景中，研究人员解释说，通过从这些传感器收集温度、湿度和空气质量等环境因素的数据，IoT系统可以评估森林健康、跟踪火灾风险，并帮助防止疾病、害虫或非法活动的发生。
智能监测系统不仅限于传感器；已经部署在森林中的摄像头也可以用来。“例如，通过分析图像，发现针叶变黄可以帮助IoT检测虫害，通过叶点识别疾病，甚至通过加密声音识别非法伐木，”他解释道。
该系统可以针对森林生态系统的变化和外来物种的扩散进行预测。
目标是建立一个充满野生动物的强大森林
该系统的目的是通过利用新技术来转变森林管理，提高森林业务的效率、可持续性和盈利能力，优化资源使用，减少浪费，并辅助决策过程。
此外，森林4.0模型还包括供应链可追溯管理，使得可以在所有阶段进行监测——从森林到锯木厂，甚至到成品木制产品。
这一能力的核心在于区块链技术，这是一个去中心化的数字账本，保证透明性和数据完整性。
“这种技术独立于中央权威运作，提供一个透明、安全和不可篡改的关于森林及其产品所有活动的记录，从而减少非法伐木并促进可持续做法，”KTU信息学院（IF）的教授强调。
尽管如此，研究人员在实施森林4.0时面临挑战，包括高昂的启动成本和对创新的抵制。“往往更倾向于昂贵和复杂的解决方案，而忽视了较小、更经济的传感器。值得钦佩的是，几百欧元的解决方案可以自主收集和传输数据，”MASKELIŪNAS教授评论道。
此外，利用去中心化的区块链技术需要终端用户高度信任，尽管金融科技（Fintech）的逐步发展有助于缓解这种担忧。
相比之下，德国等国家已经对这种创新有更大的接受度。这表明森林4.0有可能建立全球标准，立陶宛在倡导负责任和可持续的森林管理实践方面则起到榜样作用。
关于森林4.0的概念，MASKELIŪNAS强调，智能森林管理是为了保护环境以造福未来世代：“这代表着林业的一场第四次工业革命，旨在创造一个充满生机且富有野生动物、不可燃烧的森林。”
