森林資源連續清查
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什麼是森林資源連續清查[1]
森林資源連續清查是《森林法》及《森林法實施條例》賦予各級林業行政主管部門的重要職責,是全國森林資源與生態狀況綜合監測體系的重要組成部分,是以掌握森林資源巨集觀現狀與動態為目的,以省為單位,以固定樣地為主進行定期複查的森林資源調查方法。
森林資源連續清查的任務[2]
森林資源連續清查就是在總體內隨機或系統抽取的與周圍林分有相同經營措施的樣地或樣木組成樣本,根據定期複測取得的成對值配製的雙重回歸估計總體的方法。採用森林資源連續清查的方法,滿足了國家及生產單位從巨集觀及微觀上對森林資源動態變化的數據需求,為國家制定林業方針、政策、生產單位科學的合理的利用森林資源提供了準確的、詳實的、科學的依據,並可以定期監測並掌握大範圍內森林資源消長變化情況,及時準確地評價較大範圍內森林資源數量和質量,是目前國際、國內普遍採用的一種有效的方法。國家森林資源連續清查的主要對象是森林資源及其生態狀況。我國森林資源清查的任務和內容,也是不斷發展變化的。從2003年國家林業局發佈的《國家森林資源連續清查技術規定》來看,已經反映出這種變化。目前的調查內容可以劃分為以下五個方面。
1.土地利用覆蓋
包括的要素有土地類型、植被類型、濕地類型和土地退化四個方面,其任務是通過連續清查的方式,及時查清和掌握土地利用類型動態變化、土地植被現狀及其覆蓋變化、濕地和土地退化類型及其退化程度。
2.立地與土壤
包括的內容涉及地形地貌、坡向坡位,以及相應的土壤類型和土層厚度等反映森林立地和土地生產力的因素。其任務在於從巨集觀上及時瞭解和掌握影響森林資源分佈的地理、土壤條件及其分佈特征。
3.森林特征
包括樹種、齡組、森林結構和生物多樣性等方面直接反映森林資源基本特征的因數。其任務是通過上述因數的連續清查,直接或間接查清森林資源樹種、林級等結構,生長量、枯損量等森林消長指標,以及森林面積和蓄積現狀、樣地所反映的森林管理歸屬等,結合歷次清查數據,及時反映出上述因數的動態變化規律及其趨勢。
4.森林功能
從森林經營主導功能和森林生態系統環境服務功能角度,通過商品林和生態公益林、森林功能的關鍵因數、森林健康狀況、生物多樣性等內容的連續清查,及時查清和瞭解公益林、商品林分佈格局和變化,掌握森林生態系統健康狀況、病蟲鼠害以及外來有害生物等受危害的主要類型及其程度、生物多樣性保護效果及其面臨的主要威脅。
5.其他因素
清查的主要內容包括,調查祥地所處的流域、氣候帶,以及引起土地利用類型變化的影響因素等。任務是為進一步統計分析森林資源按照流域、氣候帶等現狀及其動態變化規律提供基本信息,查清引起土地資源利用變化的社會、自然因素。
森林資源連續清查的成果可以反映全國和各省森林資源與生態狀況,制定和調整林業方針政策、規劃、計劃、監督檢查各地森林資源消長任期目標責任制的重要依據,它的任務是定期、準確查清全國和各省森林資源的數量、質量及其消長動態,掌握森林生態系統的現狀和變化趨勢,對森林資源與生態狀況進行綜合評價。
森林資源連續清查的外業調查和內業統計[3]
森林資源連續清查即定期對同一對象重覆進行可對比的森林調查,通常以數理統計連續抽樣技術和固定樣地為基礎進行,主要目的是瞭解資源的動態變化,用以評價一定時期內人為活動對森林資源的影響,為制定林業發展規劃和方針、政策和預測森林資源的發展趨勢提供科學依據。森林連續清查適應於較大地域的控制性調查。
1.樣地的定位和設置
由於固定樣地是永久性的觀測單位,現地設置和定位必須準確。連續清查的樣地間距大,用測量法定位工作量太大,在實踐中一般不採用。當樣地間距小於1000m時,無明顯地物標的林區可以考慮用測量法進行樣地定位。
連續清查的樣地定位一般是用直接識別法。利用航空像片先找到樣地附近的明顯地物標,再根據像片細部影像仔細地對照現地,識別出樣地所在位置。樣地定位誤差在像片上不得超過0.1mm,利用1:25000的像片時,地面上不得超過25m。這種方法適用於地物標較明顯的林區。
在地物標不明顯的林區,一般採用引線法定位。引線地物標應是永久性的明顯地物標,後期祥地重覆觀測定位時才能找到。為了減少工作量,引線長度一般不超過500m。利用航空像片找到引線地物標後,將該點刺於航空像片上,併在其地面所對應的點上設引線標。固定樣地引線標規格一般為:去皮小頭直徑12—16cm,標長1.2m,露出地面0.7m,埋入地下0.5m,頂部砍出長12m的流水帽,其下隔5cm砍—長40cm、寬8cm的平面,寫明欲設樣地號、引點標到欲設固定樣地的真方位角和距離。由引點標開始用羅盤儀定方位,測繩量距確定欲設固定樣地位置。引線要砍幵以能通視為原則,兩側樹木前後砍號,以標定走向。
固定樣地的設置:樣地定位後進行樣地設置。一般用對角線法設置樣地。根據樣地面積計算出方形樣地對角線長度,從樣地中心開始向東西和南北四個真方位用測繩量取1/2對角線長度,確定出方形樣地四個頂點位置。然後在四頂點上用羅盤儀定向伐開樣地周界,清除10m以下的喬灌木,沿著界線外的樹木面向樣地砍號。樣地測量的周界閉合差不得低於1/200。
固定樣地中心埋設樣地標。固定樣地與周圍的林木應有相同的經營措施。為了避免對固定樣地特殊對待,應埋設隱標。可在固定樣地中心埋設金屬管,在管孔內插竿為記。另一種方法是標記幾株樹,並記載它們離樣地中心的距離和方位角。即使這樣做,對固定樣地採取不同對待的危險仍然存在。因此,任何連續清查中,都耍設置臨時樣地作為固定樣地的補充。
我國現行的連續清查中,在固定樣地中心設置的隱標是將鋁牌埋入地下,鋁牌直徑12cm,圓形,其上寫明固定樣地號,埋設時用長25cm,直徑3cm塗漆鐵釘埋入地下15cm。在固定樣地樹木位置圖上標出距其最近3株編號樹木的方位角和距離。四個頂點標用與引點標同樣規格的標樁,寫字面砍成20×8cm,其上寫明固定樣地號。
臨時樣地的定位和設置方法與固定樣地相同,但其樣地標的埋設與系統抽樣調查的相同。
2.固定樣地的調查
連續森林清查一般來說是側重於資源動態的估計。在兩次調查間隔期較短的條件下,資源變化值較小。因此固定樣地的量測和調查的數據必須精確。兩次測定的誤差不能大於間隔期內林木的生長量。
為保證固定樣地初查和複查精度一致,兩次調查使用的工具、數表和調查方法必須相同。根據連續淸查的目的不同,固定樣地觀測的內容也不同,以估計資源變化、分析林分的生長過程、枯損和經營活動影響等為主要目的時,對林木的直徑、樹高和枯立木材積等應進行精密的測定,並要有各項因數測量的精度指標,並對樣地內所有樹木在胸髙處做標記,併進行編號。
固定樣地檢尺時使用的工具必須嚴格檢定,避免發生系統誤差。一般來說,應該用鋼卷尺測徑。固定樣地複查時應攜帶初查的調查記錄,現場核對株數分佈和進界樹木的株數。進界樹木是初查時不夠檢尺徑階,再複查時已達檢尺起測徑階的樹木。間隔期內的枯損、風倒和被伐木(通過伐根及樹木編號)等要詳細觀測。
複查中固定祥地的各種標誌和編號,應進行翻新,以便再次複查。當發現樣地內無採伐、風倒等現象而株數不符或蓄積量變小時,需及時分析原因,現場校正。評定森林經營效果、資源動態變化和生長量的固定樣地,觀測的內容和方法如下:
(1)每木檢尺:天然林的起測徑階為5.1cm人工林為3.1cm樣地內檢尺樹木全部編號,併在1.3m處作標記。檢尺樹木的直徑精確到0.1cm,按生長狀況分三級,即良好、一般和被壓分別記載。一般用鋼卷尺進行每木檢尺。幼林的固定樣地除觀測起測徑以上的林木外,還要查數未達起測徑的林木株數。
(2)生長量和樹高:樹木的直徑生長量一般是用砍口法或生長錐法測定1.3m處的最近5或10年的生長量。為了避免固定樣地內樹木的損傷,一般是在樣地外正北方向選定距樣地中心最近的3-5株樹做測定生長量的樣木。選定的樣木的林分應與樣地所在的林分相同。測定樣木南北和東西方向最近5或10年的生長量和皮厚,並將樣木在1.3m處編號,繪出標明它位置的草圖。生長量測定值精確到0.1m,並記載其樹種。樹高的測定一般是在樣地內選定距樣地中心最近的3—5株樹木作為測定樹高的樣木。其讀數值精確到0.1m,並記載其樹種和樹號。
(3)林齡和其他項目調查:凡落於中、幼林的樣地應進行年齡的測定。一般是樣地外同類林分內,砍伐優勢樹種的平均木1—3株,作為測定年齡的樣木。伐倒樣木查數年齡,直徑和樹高都要記載真值,並要記載樹種。
立地條件、土壤、植被、郁閉度和更新的調查方法與分層抽樣調查相同。
(4)樹木編號、標示胸高和繪製樣地林木分佈圖:為便於重覆觀測和減少誤差,固定樣地內達檢尺徑階以上的樹木全部編號,一般是鋁脾印好的號碼,掛在樹幹1.3m處,併在1.3m處用紅鉛油作標記。
樣地內檢尺直徑以上的林木分佈圖,一般的比例尺為1:250,以樣地中心為基礎,用羅盤儀定向測繩量距確定各樹木的位置,併在圖上標定出每株樹木的編號。
森林資源連續清查的特殊對待[4]
1.森林資源連續清查的意義
森林資源連續清查的成果可反映一個省份森林資源與生長狀況,是制訂和調整林業方針政策、規劃、計劃,監督檢查各地森林資源消長任期目標責任制的重要依據。建立、鞏固和完善森林資源連續清查體系是打好相持階段生態建設攻堅戰,實現林業可持續發展和進行森林資源管理的一項重要和長期的林業基本建設工作。
2.特殊對待的概念
森林資源連續清查是採用系統抽樣方法來估計總體特征數據,其中最重要的一個前提條件是要保證樣地的代表性和隨機性,樣地不能有特殊對待。特殊對待樣地是指在複查間隔期內,人為地對固定樣地內、外採取了不同的經營管理措施,使樣地失去了代表性。如:樣地周圍全部採伐,而樣地未採伐;樣地內的林木全部採伐,而周圍的林木保留;只在樣地內造林,周圍仍為荒山荒地。在對樣地進行各項調查之前,應對樣地內和樣地周圍較大範圍內的人為活動情況作對比分析。如果存在特殊對待,要用代碼和文字記載,內業統計時應單獨研究處理方案,並及時上報省森林資源連續清查辦公室,由省連清辦根據具體情況提出處理意見。對於有特殊對待的樣地,如發現樣地內外經營情況不一樣,即認為有特殊對待發生,就要按要求上報,樣地就要重新布設,並研究新的處理辦法。
3.特殊對待對森林資源清查的影響
①對整個抽樣體系的破壞
森林資源連續清查數據的準確性和可靠性受到抽樣方案設計、調查技術方法和實施操作過程等諸多因素的影響。其中,抽樣方案設計是影響森林資源調查數據質量的關鍵因素。所以,防止系統抽樣周期性變動和人為特殊對待等問題對清查成果質量的影響,優化森林資源連續清查體系就顯得尤為重要。而樣地特殊對待的存在,使森林資源連續清查的樣地喪失代表性和隨機性,可能造成對總體特征數據估計有偏和失真,它對森林資源清查體系的衝擊和影響是巨大的,會直接破壞它的整個抽樣體系。例如,對一個無林地樣地,人為在其周圍實施造林行為,就可能在下次清查時進入未成林造林地或者有林地,根據成數樣地計算方法,自然就會增加總體的未成林造林地面積或者有林地面積,進而造成錶面提高了總體的森林覆蓋率;同樣,如果在樣地周圍本應採伐而有意不採伐,自然會降低總體採伐量,使總體的採伐量明顯偏小,使這些樣地缺乏了代表性,如果直接參与計算,只會使總體特征數據偏估。當這種行為一旦發生,就會使整個森林資源清查抽樣體系受到巨大衝擊和破壞,給最後統計成果造成較大的估計誤差,甚至不能用。
②隱性特殊對待的擴大
森林資源連續清查體系從樣地初設至今,有的已經經過了6次複查,很多樣地的位置當地林業管理部門和調查隊員都很清楚,並且樣地內有各種明顯標誌,比如角樁、油漆、號牌等。我們很難保證在經營過程中沒有特殊對待的發生,但這種特殊對待可能是隱性的,比較難以確認和發現。比如採伐,如果大家都知道某塊樣地是森林資源連續清查布設的樣地,可能不會在周圍(不單是樣地內外)進行採伐,或是在採伐時看見樹上有油漆號牌等各種標誌,可能也害怕某種樹有特殊用途而不採伐,這樣就勢必造成了我們的樣地特殊對待。另外,隨著林業宣傳力度的加大,森林資源清查工作日益受到公眾,尤其是地方行政領導的關註和重視,在對森林資源清查工作的開展起到推動作用的同時,難免有地方行政領導為了謀求短期利益,實現自己的政績目標,而對樣地周圍採取某種特殊的經營活動(比如造林或者不採伐等)。這樣,樣地隱性特殊對待的情況有擴大的趨勢。
4.處理辦法及建議
①明確和細化特殊對待的含義和範圍
進一步明確和細化特殊對待的含義和範圍,使調查隊員在現場更具有可操作性,更加容易發現樣地是否有特殊對待。在對樣地進行各項調查之前,調查隊員應對樣地內和樣地周圍較大範圍內的人為活動情況作對比分析。如果存在特殊對待,要用代碼和文字記載,並及時上報省連清辦。省連清辦在接到特殊對待的報告後,有關技術人員必須到現地進行仔細的對比和分析,確認是否真的有特殊對待的發生,並根據具體情況進行具體分析,對不同的特殊對待必須採取不同的處理辦法,提出處理意見。
②提前預防
隨著森林資源連續清查次數的增加和地方政府對林業工作的日益重視,特殊對待樣地發生的概率可能會越來越高,務必要引起我們林業調查工作者的關註和重視,提前預防,做好預案。
③引進暗標定位技術
在加強森林資源清查質量管理的同時,要努力探索和引進暗標定位技術,使樣地或樣本不易被外人發現,僅限於調查隊員能找到和識別,這樣才能保證樣地的代表性和隨機性,使森林資源清查數據和產出的成果才更真實可靠。
④設置臨時樣地
應用遙感等高新技術及時分析診斷和發現固定樣地人為對待現象,並採取有效措施進行防範。如果發現特殊對待,考慮樣地布設隨機性和代表性的原則,把發生特殊對待的樣地進行位移,以最短距離移入沒有發生特殊對待且與前期地類或大範圍經營狀況相同、沒有人為故意干預的位置,按技術規定重新調查。同時對特殊對待樣地也進行調查,以利於內業分析參考和下期複位。有效地防止固定樣地偏估問題,從根本上解決特殊對待的問題,減少對森林資源清查抽樣體系的衝擊和破壞。
我國森林資源連續清查體系[5]
1.森林資源連續清查體系的不足
我國森林資源清查體系根據對象的不同分為三類,由於這三類調查各自的用途不同,導致它們的精度和準確度也不盡相同。一類調查從全國和省(自治區)的角度掌握全國和各省的森林資源狀況,是為制定林業政策和發展方向服務的,因此對精度和準確度的要求最為寬鬆;二類和三類調查則是從實際應用、經營規劃的角度進行的森林資源調查,要求有一定的精準度,為後續的規劃設計提供較為準確的參考數據。因此在我國的森林資源調查中,不管哪一類調查都要各司其職,其成果都要以滿足森林經營為目標,對林業生產具有指導意義,所以應以一類、二類調查相結合的方法為主,一類調查取得總體的森林資源數據,對重點林地採用二類調查,取得詳盡的資源數據,為指導林業生產服務;此外有專家學者認為森林資源清查過程中在林種和齡組劃分上也存在一些不合理之處。
我國的森林資源連續清查(一類調查),主要是依靠對分佈區內的根據系統抽樣而布設的固定樣地進行調查而完成的。這種固定樣地的形狀一般為矩形,其間距根據調查的需要而定,如2 km×2 km、3 km×4 km、8 km×8 km等,但規定樣地的面積必須在0.06 hm2以上。在西藏森林資源連續清查第二次複查時採取間距為6 km×8 km布設樣地,樣地形狀改半徑為14.57 m的圓形,這一舉措大大提高了一類調查數據的可靠性和樣地布設的科學性。但在林業發達國家,樣地的抽樣設計方法多樣,比如,美國和法國採用了3階段抽樣,瑞士和澳大利亞分別採用了二重抽樣和多階段抽樣等;並且樣地設計上多採取圓形的群團狀樣地或複合樣地。
我國森林資源連續清查體系的又一不足之處就是科技含量低。自建立森林資源調查體系以來,調查人員使用的儀器基本上就是羅盤儀、測繩和圍尺。這些科技含量低的工具大大地增加了工作量,提高了工作難度。現在,高新科技測量工具正逐步應用於實際調查之中,比如手持GPS現已基本普及,但科技投入的力度還遠遠不夠。在森林資源調查過程中,使用現代高新科技產品大幅度減少野外工作難度,如以數據自動採集為代表的全站儀、電子經緯儀、數字電子羅盤等用於森林地面測量;而以航天遙感、航空遙感、地面近景數字攝影參量為信息源,配合少量的地面測樹儀器能大幅度地減少森林資源調查中的野外工作任務。除此之外,使用先進的科學技術產品,還能提高清查結果的準確性。如2001年在西藏全區森林資源清查中為提高地面樣地定位的準確性和抽樣的精度,使用了先進的GPS定位技術,有效地解決了地形圖比例尺小、引線測量樣地定位誤差大的問題。
2.森林資源連續清查體系的局限性
我國森林資源連續清查體系的局限性主要體現在以下三個方面。
第一,森林資源連續清查(一類調查)的周期長,成果時效性差。自1973年我國建立森林資源清查體系至2008年,共進行過7次清查,第一次間隔期是4年,其餘6次間隔期均是5年。現已形成制度,每5年進行一次清查,全國每年只有1/5的省參加調查,最後的數據是通過整合5年中全國各個省的數據,其動態成果實際上是全國跨越10年的資源變化情況,當最後的全國範圍森林資源調查彙總資料出來時,第一次參加森林資源調查省份的數據早已不能反映當前的森林資源狀況,信息反饋效應嚴重滯後。
第二,森林資源清查的內容單一,缺乏生態因素的調查內容,不能滿足新形勢下林業發展的需要。隨著全球形勢的發展,維護生態平衡的穩定已是各大國家的共識。一些國際公約組織的建立,正是這些國家達成共識的產物。目前,中國也已加入“京都議定書”、“濕地公約”、世界糧農組織的“世界森林狀況”和“森林資源評估”,林業生產的重心已由木材生產轉變為以生態建設為主。但由於人們觀念未能及時轉變,導致我國目前的森林資源連續清查體系側重調查的仍然是森林蓄積和森林面積,忽視了對森林生態因數的調查,尤其在一些重要的生態因數上調查力度明顯不夠,不能達到國際組織要求其成員國提供必要的生態因數數據的要求,缺乏新的內容,過於單一。
第三,森林資源連續清查體系抗干擾能力弱,存在較大的人為干擾因素,穩定性較差。學者認為,一個可靠性較高的森林資源清查體系必須要有足夠的穩定性,技術改進難度大,其發展空間狹小,存在一定的“惰性”。我國在對森林資源進行連續清查時對固定樣地、樣木的測量存在人為的潛意識上“特殊對待”問題,影響了其作為森林資源的代表性,所得調查數據對反映的事實失去了其根本存在的客觀性,已不能準確反映在生長間隔期內森林資源所發生的動態變化狀況。
3.我國森林資源連續清查的改進措施
針對上述我國森林資源連續清查體系中存在的問題,今後森林資源連續清查應以提高調查數據的時效性,發展結合生態因數調查的新型森林資源清查以及減少人為因素對調查數據的影響,提高體系的穩定性為主要任務。有學者曾針對森林資源連續清查的數據缺乏時效性提出過兩套解決方案:其一是在調查過程中多運用富含高科技的新型儀器和方法,整體上提高全國森林資源連續清查的工作效率,爭取將各省的複查集中在1年或2年內完成;其二是改變調查方式,要求全國各省每年完成1/5的複查工作,這樣每年得到的數據能反映出全國1/5的主要資源數據,調查成果的時效性要高一些。這套方案雖能一定程度上提高森林資源清查數據的時效性,但加大了清查過程中的資金投入,增加了調查成本。目前:對如何提高森林資源連續清查的時效性問題仍然是我國森林資源清查體系發展和改進的主要研究內容之一。因此,在經過大量的查閱文獻和結合實地調查的基礎上,本文針對目前我國森林資源清查體系中普遍存在的時效性和穩定性問題提出了進一步的改進措施。
第一,依靠先進的科學技術和儀器來提高複查人員在森林資源清查時的工作效率。只有高效率的工作效率,才能保證在較短時間內綜合全國的森林資源調查數據,使其具有較短的時間間隔,縮短彼此之間的調查年限,這樣,在各省的數據彙總時就能保持較高的一致性,進而藉此來提高調查數據的時效性問題。這一方法具有長期的可行性,是解決時效性低的根本辦法,但不可能短時間內完成。
第二,在固定樣地布設時,應該努力提高合理性和加大穩定性。比如,在布設森林資源連續清查的固定樣地時。要考慮長期使用性,要加大存在的穩定性,排除自然環境因素(例如蟲害和天災)以及人為因素的影響,這樣得到的數據在進行對比時才能具有較高的穩定性,其結果才能可靠。其次,對於固定樣地的選擇,也應考慮合理性,要具有代表性。另一方面,森林資源清查體系的穩定性還可以通過建立健全完善的森林資源信息管理體系來提高。森林資源信息在位置、多維結構和時序特征等方面表現出時空動態性,一個良好的森林資源數據管理系統能夠運用準確的數學模型對森林資源連續清查體系中某些存在的帶有“人為特殊對待”色彩的數據進行模擬更新,杜絕人為因素的干擾,提高數據的準確性,加強清查體系的抗干擾能力。
第三,借鑒國外林業發達國家森林資源連續清查的成功經驗來彌補和進一步改善我國在樣地抽樣設計方面存在的不足,吸收長處,彌補自身存在的缺點,以此來提高我國森林資源連續清查結果的可靠性。最後,在國際新形勢下,對生態保護的關註度日益提高,要求我國的林業發展重點轉變到生態效益上來。這就要求森林資源連續清查也必須結合其他的森林資源生態因數調查,改變以往單一的森林資源監測,進而發展具有綜合性目標的森林生態監測。同時,要大力發展和完善我國的森林資源信息管理體系,運用先進技術構建科技成份含量高的信息管理平臺,增強我國森林資源連續清查體系的穩定性。