山東省草地資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查監(jiān)測(cè)主要技術(shù)環(huán)節(jié)

王森林，王宏年，羅軍偉，吳 可，王愛(ài)東，秦乃花，趙迎子

（山東省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院，山東 濟(jì)南250014）

草原資源為我國(guó)面積最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是國(guó)家重要的戰(zhàn)略自然資源，也是牧區(qū)牧民群眾最基礎(chǔ)的生產(chǎn)生活資料。開(kāi)展草原資源調(diào)查及監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確、全面掌握全國(guó)草原資源與生態(tài)狀況，是推進(jìn)草原生態(tài)文明建設(shè)、科學(xué)保護(hù)建設(shè)草原、促進(jìn)草原合理利用的前提。《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)牧區(qū)又好又快發(fā)展的若干意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2011〕17號(hào)）明確要求，“落實(shí)草原動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和資源調(diào)查制度，每年進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，每五年開(kāi)展一次草原資源全面調(diào)查”。今年4月上旬，自然資源部開(kāi)始部署全國(guó)草原資源綜合植被蓋度與生物量調(diào)查工作，這是落實(shí)“山、水、林、田、湖、草”生命共同體一次快速行動(dòng)，該項(xiàng)工作以外協(xié)項(xiàng)目方式委托中國(guó)國(guó)土勘測(cè)規(guī)劃院承擔(dān)，我省工作也以項(xiàng)目承擔(dān)方式開(kāi)展。

歷史上全國(guó)共開(kāi)展了兩次草原（草場(chǎng)、草地）調(diào)查，第一次是1979-1985年由原農(nóng)業(yè)部組織完成的全國(guó)草場(chǎng)資源詳查，采用18類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查主要內(nèi)容為四度、一量，即高度、多度、頻度、蓋度、生物量；第二次是2017-2018年同樣由原農(nóng)業(yè)部組織完成的全國(guó)草地資源清查，采用9類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查主要內(nèi)容為四度、一量。目前自然資源部正組織開(kāi)展全國(guó)草原資源專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查監(jiān)測(cè)，采用18類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查主要內(nèi)容為二度、一量，即高度、蓋度、生物量，通過(guò)野外設(shè)置一般草灌樣地樣方或高大草灌樣地樣方完成。

1 主要調(diào)查內(nèi)容

主要調(diào)查內(nèi)容包括植被覆蓋度、主要植物平均高度、單位生物量（鮮重、干重），同時(shí)調(diào)查草原類(lèi)型（暖性灌草叢、暖性草叢、低地草甸等類(lèi)型）、坡向（包陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡、半陰坡、陰坡，山地丘陵調(diào)查）、坡位（包括坡頂、坡上部、坡中部、坡下部、坡底，山地丘陵調(diào)查）、土壤質(zhì)地（粘土、重壤土、中壤土、輕壤土、砂壤土、砂土、粉砂土、礫質(zhì)）、地表特征（包括覆沙、侵蝕、鹽堿斑、裸地面積比例等）、放牧利用方式（全年放牧、冷季放牧、暖季放牧、春秋放牧、打草場(chǎng)、禁牧等）以及主要植物種類(lèi)、經(jīng)緯度、海拔高度等等。 詳見(jiàn)表1、表2、表3。

2 樣地樣方調(diào)查

2.1 工作流程

把通過(guò)國(guó)土三調(diào)初步成果確定的100個(gè)草地樣地圖斑轉(zhuǎn)化為kml文件—導(dǎo)入奧維地圖（下載奧維地圖—打開(kāi)，點(diǎn)擊收藏夾，點(diǎn)菜單，新建文件夾（比如草原點(diǎn)位）—在微信中打開(kāi)kml文件—點(diǎn)擊多次，直至出現(xiàn)列表，點(diǎn)導(dǎo)入，選擇草原點(diǎn)位文件夾，確定，導(dǎo)入成功即完成）—通過(guò)導(dǎo)航尋找樣地位置—確定草原類(lèi)型—草地性質(zhì)（灌草高度、是否存在大株叢）—設(shè)置樣方（一般草灌樣方、高大草灌樣方）—拍照（樣地、樣方）—調(diào)查樣方（高度、蓋度、鮮重、植物種類(lèi)、土壤質(zhì)地、地表特征、利用方式等）—填寫(xiě)卡片—數(shù)據(jù)錄入。

表1 樣地基本特征調(diào)查表

2.2 樣地設(shè)置

2.2.1 樣地面積

樣地是用于草原資源地面調(diào)查監(jiān)測(cè)而限定的區(qū)域，按照中國(guó)國(guó)土勘測(cè)規(guī)劃院有關(guān)要求，國(guó)家要求樣地面積不小于100hm2。根據(jù)山東實(shí)際，并結(jié)合國(guó)土三調(diào)初步成果，我省調(diào)查的100個(gè)樣地從三調(diào)初步成果中選取，最小面積為50hm2。

2.2.2 樣地設(shè)置原則

樣地設(shè)置應(yīng)選擇具有代表性的典型草原資源地段，樣地內(nèi)生境條件、植物群落種類(lèi)組成、植物群落結(jié)構(gòu)、利用方式和利用強(qiáng)度等應(yīng)具有相對(duì)一致性。基本要求如下：

（1）應(yīng)設(shè)置在面積較大、分布廣泛、代表性強(qiáng)的草原類(lèi)型區(qū)。

（2）應(yīng)選擇具有草原優(yōu)勢(shì)種、建群種等的草原類(lèi)型區(qū)域。

（3）在山地垂直帶草原，樣地應(yīng)設(shè)置在垂直帶的中部，樣地內(nèi)草原坡度、坡向和坡位應(yīng)相對(duì)一致。

（4）在隱域性草原，樣地應(yīng)設(shè)置在生境條件相對(duì)均勻一致的區(qū)域，草原植被呈斑塊狀分布且異質(zhì)性較大時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)增加樣地?cái)?shù)量、減小樣地面積。

（5）在利用方式不同或利用強(qiáng)度不一致的草原，應(yīng)分別設(shè)置樣地。當(dāng)草原利用方式或利用強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)增設(shè)與原樣地生境條件相似的對(duì)照樣地。

（6）樣地應(yīng)均勻布設(shè)，不宜設(shè)置在草原類(lèi)型過(guò)渡帶上。

2.2.3 樣地分布

按照國(guó)家有關(guān)部門(mén)要求，山東設(shè)置的100個(gè)樣地，分布在11市、40縣（市、區(qū)），其中濟(jì)南市、青島市、淄博市、棗莊市、東營(yíng)市、煙臺(tái)市、濰坊市、泰安市、威海市、臨沂市、濱州市，涉及的縣（市、區(qū)）和樣地個(gè)數(shù)分別為 6、16 個(gè)；5、9 個(gè)；3、6 個(gè)；5、13 個(gè)；2、6 個(gè)；2、4 個(gè)；3、9 個(gè)；5、10 個(gè)；2、6 個(gè)；4、10 個(gè)；3、11 個(gè)。

2.3 樣方設(shè)置

樣方是能夠代表樣地信息特征的基本調(diào)查單元，樣地調(diào)查通過(guò)調(diào)查樣方來(lái)完成。樣方調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是建立遙感模型、計(jì)算草原資源生物量（產(chǎn)草量）和綜合植被覆蓋度的重要參數(shù)。樣方應(yīng)在樣地范圍內(nèi)選擇。

2.3.1 樣方設(shè)置要求

（1）在樣地內(nèi)隨機(jī)選擇第1個(gè)樣方，然后按照一定方向、距離依次確定第2個(gè)、第3個(gè)……等其它樣方。樣方之間間隔應(yīng)不少于200m，具有代表性。

（2）如遇河流、圍欄等障礙時(shí)，可在周?chē)菰?lèi)型相同、生境條件基本一致的鄰近地段，選擇具有與原定樣方相似代表性的地點(diǎn)設(shè)置樣方。

（3）為獲得更準(zhǔn)確的生物量，在調(diào)查的樣地內(nèi)，盡可能選擇未利用區(qū)域設(shè)置樣方。

2.3.2 樣方種類(lèi)、大小和數(shù)量

根據(jù)樣地植被狀況，將樣方劃分為兩種類(lèi)型，一般草灌樣地樣方、高大草灌樣地樣方。

（1）一般草灌樣地樣方

1）植被特征

樣地內(nèi)只有低矮草本，或者擁有低矮草本和矮灌木，草本高度一般在80cm以下、矮灌木高度在50cm以下，且不形成大株叢。

2）樣方大小

一般設(shè)為1m×1m，若樣地植被分布呈斑塊狀或者較為稀疏，應(yīng)將樣方擴(kuò)大到1m×2m或2m×2m。

3）設(shè)置數(shù)量

樣地內(nèi)一般應(yīng)設(shè)置3~5個(gè)樣方，如果面積大、生境條件變異大的樣地，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)樣方。

（2）高大草灌樣地樣方

1）植被特征

樣地內(nèi)具有高大草本植物及灌木，通常形成株叢，有堅(jiān)硬而家畜不能直接采食的枝條，且數(shù)量較多。草本植物高度一般在80cm以上，灌木高度在50cm以上。

2）樣方大小

高大草灌樣方大小一般設(shè)為10m×10m。

3）設(shè)置數(shù)量

樣地內(nèi)通常只設(shè)置一個(gè)樣方。

2.4 樣方調(diào)查

2.4.1 一般草灌樣地樣方、高大草灌樣地樣方調(diào)查說(shuō)明

（1）樣地調(diào)查共涉及3個(gè)表格，表1樣地基本特征調(diào)查表、表2一般草灌樣地樣方調(diào)查表、表3高大草灌樣地樣方調(diào)查表，對(duì)于一個(gè)樣地來(lái)說(shuō)只填寫(xiě)其中兩個(gè)，表1和表2或表1和表3，一般草灌樣地填寫(xiě)前者，高大草灌樣地填寫(xiě)后者。

（2）一般草灌樣地樣方調(diào)查一般要提供7張（或更多）不同要求的照片，高大草灌樣地樣方調(diào)查要提供5張不同要求的照片。

（3）在進(jìn)入調(diào)查樣地之后設(shè)置樣方之前，拍攝具有樣地特征的全景照片，作為第1張景觀照片，其編號(hào)與樣地編號(hào)相同，如臨沂市平邑縣第1個(gè)樣地（景觀照片）編號(hào)為山東省臨沂市平邑縣－001，就近測(cè)定樣地經(jīng)緯度，填寫(xiě)表2樣地基本特征調(diào)查表。其余內(nèi)容見(jiàn)一般草灌樣地樣方調(diào)查、高大草灌樣地樣方調(diào)查分述。

2.4.2 一般草灌樣地樣方調(diào)查的主要內(nèi)容和方法

一般草灌樣地，在第1個(gè)樣方設(shè)定之后調(diào)查之前，拍攝樣方所在區(qū)域最有代表性的景觀照片1張，并對(duì)照片進(jìn)行對(duì)應(yīng)樣地的同名編號(hào)（后加序號(hào)），如臨沂市平邑縣第1個(gè)樣地的第1個(gè)樣方周?chē)坝^照片，編號(hào)為山東省臨沂市平邑縣－001（1）；樣方需要拍攝1張以樣方中心上方垂直向地面的俯視照，照片應(yīng)涵蓋樣方整個(gè)范圍，其編號(hào)與樣方編號(hào)相同，如臨沂市平邑縣第1個(gè)樣地第1個(gè)樣方編號(hào)為山東省臨沂市平邑縣－001－01；就近測(cè)定樣方經(jīng)緯度、海拔高度、植被覆蓋度、草群平均高度、要植物種名稱(chēng)。第2~3個(gè)（或更多）樣方編號(hào)、照片編號(hào)、調(diào)查內(nèi)容同第1個(gè)樣方，所有調(diào)查數(shù)據(jù)填寫(xiě)到表3一般草灌樣地樣方調(diào)查表相應(yīng)欄目。

（1）植被覆蓋度

指樣方內(nèi)各種植物地上部分垂直投影覆蓋地表面積的百分比。

1）目測(cè)法

目測(cè)并估計(jì)樣方內(nèi)所有植物垂直投影的面積。特點(diǎn)是速度快，但準(zhǔn)確度低。

2）針刺法

在一個(gè)樣方內(nèi)，每隔一定間距用探針垂直向下刺，若有植物，記做1，無(wú)則記做0，然后計(jì)算其出現(xiàn)頻率，即植被覆蓋度。特點(diǎn)是速度慢，但準(zhǔn)確度高。

3）其它

采用相關(guān)軟件計(jì)算。

（2）草群平均高度

指樣方內(nèi)大多數(shù)植物枝條或草層葉片集中分布的平均自然高度，即在量測(cè)高度時(shí)維持枝葉自然狀態(tài)，不需要扶正拉直。

通過(guò)目測(cè)確定位置后測(cè)量高度。

（3）主要植物種名稱(chēng)

樣方內(nèi)優(yōu)勢(shì)種或群落的建群種的規(guī)范中文名稱(chēng)。

采用目測(cè)法或軟件識(shí)別方法。

（4）生物量測(cè)定

指在草原資源植被生長(zhǎng)盛期（花期或抽穗期），樣方內(nèi)地上植物生物量（產(chǎn)草量）。

1）鮮重調(diào)查方法

①剪割 對(duì)樣方內(nèi)的草本、高大草本等植物齊地面剪割，矮灌木和灌木只剪割當(dāng)年生枝條（包括葉子），剪割完成后收集干凈。

②測(cè)量鮮重 將剪割下來(lái)的植物，立即使用便攜式天平稱(chēng)量植物重量，即為鮮重，單位g，保留1位小數(shù)。新鮮植物樣品裝袋稱(chēng)重后，在包裝袋標(biāo)明所屬樣地及樣方號(hào)、樣品鮮重等。

③平均鮮重 指樣地內(nèi)所調(diào)查的所有樣方植物鮮重的平均值，單位g，保留1位小數(shù)。

2）風(fēng)干重調(diào)查方法

①測(cè)量風(fēng)干重 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間自然風(fēng)干，在其重量基本穩(wěn)定時(shí)，測(cè)其重量，結(jié)果即為風(fēng)干重，單位g，保留1位小數(shù)。

②平均風(fēng)干重 指樣地內(nèi)所調(diào)查的所有樣方植物風(fēng)干重的平均值，單位g，保留1位小數(shù)。

（5）生物量折算

生物量折算，即將調(diào)查樣地樣方內(nèi)植物鮮重和風(fēng)干重分別折算為面積1hm2的植物鮮重和風(fēng)干重（kg/hm2），方法是將調(diào)查樣地的所有樣方單位面積植物鮮重、風(fēng)干重（g/m2）平均數(shù)值乘以10。如某一樣地的3個(gè)樣方單位面積植物鮮重、風(fēng)干重平均值分別為 500g/m2、200g/m2，折算為鮮重、干重生物量即分別是5000kg/hm2、2000kg/hm2。相關(guān)內(nèi)容、數(shù)據(jù)填入表2。

表2 一般草灌樣地樣方調(diào)查表

2.4.3 高大草灌樣地樣方調(diào)查的主要內(nèi)容和方法

高大草灌樣地，在對(duì)高大草灌樣地大樣方（10m×10m）設(shè)置之后，拍攝樣方所在區(qū)域最有代表性的景觀照片至少1張，并對(duì)照片進(jìn)行對(duì)應(yīng)樣地的同名編號(hào)（后加序號(hào)），如臨沂市平邑縣第1個(gè)樣地的大樣方景觀照片，編號(hào)為山東省臨沂市平邑縣－001（1）；樣方需要拍攝1張以樣方中心上方垂直向地面的俯視照，照片應(yīng)涵蓋樣方整個(gè)范圍，其編號(hào)與樣方編號(hào)相同，如臨沂市平邑縣第1個(gè)樣地第1個(gè)樣方編號(hào)為山東省臨沂市平邑縣－001－01；測(cè)定樣方經(jīng)緯度、海拔高度。第2~3個(gè)樣方編號(hào)、照片編號(hào)、調(diào)查內(nèi)容參照第1個(gè)樣方，所有調(diào)查數(shù)據(jù)填寫(xiě)到表4高大草灌樣地樣方調(diào)查表相應(yīng)欄目。

在高大草灌樣方內(nèi)，如存在草本及矮灌木植被類(lèi)型，則應(yīng)單獨(dú)調(diào)查。

（1）草本及矮灌木調(diào)查

在100m2高大草灌樣方內(nèi)，存在草本及矮灌木植被特征時(shí)，要在高大草灌樣方內(nèi)設(shè)置3個(gè)1m×1m的草灌小樣方進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容和方法同“一般草灌樣方調(diào)查的主要內(nèi)容和方法”。

（2）高大草本植物及灌木調(diào)查

1）高大草本植物及灌木名稱(chēng)

采用觀察等方法記錄主要優(yōu)勢(shì)種名稱(chēng)，如荊條、黃背草、芒、野古草等。

2）株叢數(shù)

調(diào)查100m2樣方內(nèi)，高大草本植物及灌木株叢的數(shù)量。

根據(jù)樣方內(nèi)高大草本植物及灌木株叢，按照冠幅直徑的大小劃分為大株叢、中株叢和小株叢等三種。如樣方內(nèi)株叢大小較為均一，冠幅直徑相差不足10%~20%時(shí)，可以不分種類(lèi)，也可以只分為大株叢和小株叢等兩種。

3）叢徑

分別選取有代表性的大株叢、中株叢和小株叢等各1叢，稱(chēng)為典型大株叢、典型中株叢和典型小株叢，分別測(cè)量其冠幅直徑，即為叢徑。

4）（大株叢、中株叢和小株叢）植物鮮重和風(fēng)干重

大株叢植物鮮重調(diào)查時(shí)，剪取樣方內(nèi)典型大株叢的當(dāng)年生枝條，并立即稱(chēng)重，將該重量乘大株叢數(shù)，即為樣方內(nèi)大株叢植物鮮重。中株叢和小株叢植物鮮重調(diào)查方法與此相同。

風(fēng)干重：將剪下的新鮮植物裝袋（標(biāo)明樣品所屬樣地及樣方號(hào)、樣品鮮重等），待自然風(fēng)干后再測(cè)重量，即為風(fēng)干重。

5）高大草本植物及灌木覆蓋面積（m2）

分別測(cè)量典型大株叢、典型中株叢和典型小株叢的冠幅直徑，按圓面積（πD2/4）計(jì)算方法，計(jì)算單株叢覆蓋面積，單位m2，保留1位小數(shù)。

高大草本植物及灌木覆蓋面積m2=典型大株叢覆蓋面積×大株叢數(shù)m2+典型中株叢覆蓋面積×中株叢數(shù)m2+典型小株叢覆蓋面積×小株叢數(shù)m2。

6）高大草本植物及灌木生物量折算（kg/hm2）

高大草本植物及灌木鮮重折算kg/hm2=大株叢植物鮮重/大株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2+中株叢植物鮮重/中株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2+小株叢植物鮮重/小株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2。

高大草本植物及灌木風(fēng)干重折算方法與此相同。

7）100m2樣方內(nèi)總生物量

總生物量 =草灌樣方生物量折算×（100-高大草本植物及灌木覆蓋面積）×0.1kg/hm2+高大草本植物及灌木生物量折算kg/hm2。相關(guān)內(nèi)容、數(shù)據(jù)填入表3。

3 問(wèn)題與討論

（1）在山地或者丘陵地區(qū)尤其是在坡度較大的山地，設(shè)置10m×10m或者1m×1m、1m×2m樣地樣方時(shí)，建議采取平距改為斜距，這樣可以降低調(diào)查誤差。

（2）既然該項(xiàng)工作為調(diào)查監(jiān)測(cè)，就有個(gè)工作持續(xù)性、對(duì)比性，建議在本次調(diào)查中設(shè)置利用的10m×10m或者1m×1m、1m×2m樣地樣方，四周做好固定標(biāo)志，最起碼也要涂上鮮艷的紅漆，以備下次調(diào)查時(shí)便于查找。

（3）表1中，如果填寫(xiě)具有高大草本及灌木，原則上就應(yīng)當(dāng)設(shè)置高大草灌樣地樣方，填寫(xiě)調(diào)查表3。

表3 高大草灌樣地樣方調(diào)查表