一種近自然營林理念指導(dǎo)下的小班調(diào)查規(guī)劃方法

陳曉東，趙文雁

(山西省中條山國有林管理局，山西 太原 03002)

1 引言

森林經(jīng)營方案是森林經(jīng)營主體經(jīng)營森林和森林管理部門管理森林的重要依據(jù)，編制和實施森林經(jīng)營方案是《森林法》[1]和《森林法實施條例》規(guī)定的一項法定性工作。森林經(jīng)營主體要依據(jù)森林經(jīng)營方案制定年度計劃，組織森林經(jīng)營活動，安排林業(yè)生產(chǎn)，換句話說就是森林經(jīng)營主體知道在一個經(jīng)理期內(nèi)干什么？為什么干？在哪里干？什么時候干？怎么干？誰來干？為誰干？等等。森林管理部門要依據(jù)森林經(jīng)營方案編制的森林經(jīng)營目標(biāo)，實施管理、監(jiān)督、檢查和評定森林經(jīng)營主體的各項森林經(jīng)營活動和森林經(jīng)營效果、森林經(jīng)營目標(biāo)實現(xiàn)程度、實施過程中遇到的問題、如何改進等等。

作為森林經(jīng)營的基本單元，小班調(diào)查規(guī)劃的質(zhì)量直接決定了森林經(jīng)營方案的質(zhì)量，也就決定了森林經(jīng)營單位組織森林經(jīng)營活動，安排林業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，在森林經(jīng)營中占據(jù)舉足輕重的地位[2]。

為提高小班調(diào)查規(guī)劃的質(zhì)量，山西省中條山國有林管理局自2019年開展了“山西森林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)示范林場建設(shè)項目”，項目咨詢專家將德國先進的可持續(xù)-近自然營林理論與中村林場實際相結(jié)合，提出了“認真調(diào)查-合理規(guī)劃-切實實施-有效監(jiān)管”的工作流程，將小班調(diào)查和規(guī)劃工作，作為編制森林經(jīng)營方案、順利開展項目的基本環(huán)節(jié)高度重視，經(jīng)充分討論后已在試點營林區(qū)開展了約5萬畝林地的調(diào)查規(guī)劃工作，期間結(jié)合實際對相關(guān)技術(shù)、方法進行了持續(xù)優(yōu)化并逐步成型，形成了趨于成熟的，在當(dāng)?shù)乜蓮?fù)制可推廣的小班調(diào)查規(guī)劃方法。

2 小班調(diào)查規(guī)劃的主要特點

2.1 經(jīng)營重點明確，經(jīng)營優(yōu)先級清晰

本文提出的調(diào)查規(guī)劃方法為先開展全面踏查，再進行樣圓調(diào)查?？梢郧袑嵜逍“鄡?nèi)的林分現(xiàn)狀和實際經(jīng)營需求，根據(jù)現(xiàn)地調(diào)查的結(jié)果和林分的實際營林需求合理安排森林經(jīng)營的優(yōu)先級，可以明確國有林場的經(jīng)營重點，避免“撒胡椒面”式的低效經(jīng)營，為森林經(jīng)營方案的編制和各項營林工作打下堅實基礎(chǔ)。

先開展全面踏查在小班層面完成定性評估，再開展樣圓調(diào)查完成定量測量的方法，一方面可以對原有區(qū)劃不合理的小班進行調(diào)整[3]，避免了實際開展時可能出現(xiàn)的重復(fù)工作或返工；另一方面可以減少后續(xù)定量調(diào)查的工作量，避免無效工作。

2.2 應(yīng)用的森林經(jīng)營理念先進

以近自然營林理念為基礎(chǔ)，指出在森林的發(fā)育演替進程中，自然力為主要推動力，人為經(jīng)營為輔助的準(zhǔn)確定位，近自然經(jīng)營實際是學(xué)習(xí)和模仿森林自然演替的過程；提出森林培育的重點是，通過各項措施提高林分活力和穩(wěn)定性，強化林分抵擋和弱化各類風(fēng)險的能力；并強調(diào)在森林經(jīng)營過程中，應(yīng)以市場為導(dǎo)向，在有限的范圍和盡量短的時間內(nèi)，用最小的生產(chǎn)成本獲得最高的經(jīng)營收益，追求效益最大化。

根據(jù)風(fēng)險最小化原則，在開展目標(biāo)樹經(jīng)營的林分內(nèi)，目標(biāo)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)主要是活力、質(zhì)量、距離，而活力的重要性要比其他兩項高。

用具體量化的“林分發(fā)育階段”代替“齡組”對森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)生和演替進程進行重新劃分，界定標(biāo)準(zhǔn)清晰，方便外業(yè)調(diào)查人員確定發(fā)育階段，進而規(guī)劃相應(yīng)的措施，也容易使人對已確定發(fā)育階段的林分迅速建立準(zhǔn)確的直觀印象，同時也契合目標(biāo)樹經(jīng)營中以形態(tài)特征確定目標(biāo)樹的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 調(diào)查手段先進，結(jié)果可靠

本文介紹的小班調(diào)查規(guī)劃方法中應(yīng)用的地理信息和數(shù)據(jù)庫技術(shù)是未來林業(yè)發(fā)展的趨勢，有利于更加高效、準(zhǔn)確、便捷地處理和使用各類信息[4]。

在調(diào)查規(guī)劃過程中開展的林木基本信息調(diào)查中，應(yīng)用VerTxt&Transponder等新工具可有效提高樹高調(diào)查精度，提高距離、坡度等參數(shù)調(diào)查的質(zhì)量和效率，在國內(nèi)外同類調(diào)查規(guī)劃中屬先進水平。

在穿越小班的調(diào)查樣線中等距布設(shè)調(diào)查點的方法，有效增強了調(diào)查數(shù)據(jù)的客觀性和可靠性，在方便了調(diào)查人員外業(yè)工作的同時，提高了調(diào)查質(zhì)量。

3 小班調(diào)查規(guī)劃的操作流程

3.1 小班踏查

小班踏查流程簡介：通過全面踏查，評估現(xiàn)有小班區(qū)劃是否合理，在小班外業(yè)記錄表的引導(dǎo)下，描述立地、林分狀況，設(shè)定合理的經(jīng)營目標(biāo)并判斷營林干預(yù)的緊迫度，記錄小班內(nèi)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施、生物多樣性和森林保護信息并作出相關(guān)規(guī)劃，描述典型林分情況并標(biāo)記位置，將調(diào)查資料及時電子化后妥善歸檔。

3.1.1 小班踏查準(zhǔn)備

小班紙質(zhì)地圖，小班電子導(dǎo)航系統(tǒng)，白紙，夾板，外業(yè)記錄表，鉛筆，小刀，橡皮，工具包。

3.1.1.1 地圖的準(zhǔn)備

(1)紙質(zhì)地圖。紙質(zhì)地圖的基本要求-比例尺1∶5000/1∶10000，標(biāo)注林班(行政)界和小班邊界，小班號，等高線，明顯的基礎(chǔ)設(shè)施，標(biāo)志性的參照地標(biāo)。

(2)電子導(dǎo)航系統(tǒng)。在林業(yè)外業(yè)中應(yīng)用的電子導(dǎo)航文件通常有兩種格式(shp和kml)。

shp格式的導(dǎo)航文件適用于平板電腦和專業(yè)的調(diào)查應(yīng)用(如思行，調(diào)查寶等)，能以小班面、標(biāo)注點、軌跡的形式協(xié)助技術(shù)人員開展外業(yè)工作。

kml格式的導(dǎo)航文件適用于手機和相應(yīng)的手機應(yīng)用(如奧維、戶外助手等)，是一種比較經(jīng)濟的解決方案，適合廣泛推廣，只能以軌跡和標(biāo)注點的形式協(xié)助技術(shù)人員開展外業(yè)工作。

3.1.1.2 外業(yè)記錄表

外業(yè)調(diào)查表涵蓋識別信息、立地描述、林分描述及規(guī)劃部分，規(guī)劃部分又包括經(jīng)營目標(biāo)、緊迫度、采伐規(guī)劃、更新規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和森林保護規(guī)劃，為小班的長期經(jīng)營提供完備的信息參考。

如有必要，可提前在外業(yè)調(diào)查表中標(biāo)注現(xiàn)有資料中的主要數(shù)據(jù)，如地類，樹種組成，hm2株數(shù)，hm2蓄積等，方便外業(yè)核實和后續(xù)更正。

3.1.2 小班踏查外業(yè)調(diào)查和規(guī)劃

在地圖的指引下完成小班全面踏查，記錄踏查軌跡并在外業(yè)記錄表的引導(dǎo)下完成以下踏查目標(biāo)。

(1)從整體上把握全小班的基本情況，評估現(xiàn)有小班區(qū)劃，如有必要，進行細劃。

(2)給小班(或細班)設(shè)定合理的經(jīng)營目標(biāo)，并具體到各項規(guī)劃。

(3)收集小班內(nèi)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，生物多樣性和森林保護相關(guān)的信息。

(4)根據(jù)現(xiàn)地判定的經(jīng)營緊迫度，決定后續(xù)樣圓調(diào)查的優(yōu)先級。

3.1.2.1 評估現(xiàn)有小班區(qū)劃

在實際的調(diào)查規(guī)劃過程中，如遇到權(quán)屬不同、地類不同、起源不同、優(yōu)勢樹種組等不同，導(dǎo)致所需經(jīng)營措施明顯不同、確需細分的，應(yīng)劃分細班，細班各項因子的調(diào)查與小班調(diào)查規(guī)劃一致。細劃之后的新小班命名方法是，直接在舊小班號的后面加上后綴‘a(chǎn)’, ‘b’, ‘c’…若確有必要進行細劃，規(guī)劃人員應(yīng)在外業(yè)工作圖上大致勾繪出新小班的邊界，并及時在ArcGIS軟件中更新。

應(yīng)當(dāng)細劃小班的情況舉例如下。

(1)跨越陰陽坡主導(dǎo)功能不同的，陽坡僅能規(guī)劃水土保持功能，而陰坡具有一定木材生產(chǎn)功能。

(2)林權(quán)不一致，天然次生林中的楊樹或刺槐林，或有林權(quán)糾紛的林地。

(3)有林地小班中的棄耕地，成片灌草地。

(4)個別小班存在的面積大小不一的苗圃地，油松華山松等，徑高比失調(diào)，需多次緩慢調(diào)整密度的，而其他區(qū)域近期內(nèi)不需要擾動。

(5)發(fā)生過森林火災(zāi)，部分地類產(chǎn)生變化的。

(6)同一小班中下坡位坡度緩，立地好，年均生長量10 m3/hm2，上坡位立地差，年均生長量不足3 m3/hm2，同一經(jīng)理期內(nèi)，上坡位不需要或僅需要1次采伐作業(yè)，而中下坡位需要至少2次采伐作業(yè)。

(7)總之，就是由于地類、樹種、林分狀況、林權(quán)等不同，使得前小班內(nèi)不同區(qū)域后續(xù)的森林經(jīng)營活動有明顯區(qū)別的情況，需要劃分細班。

3.1.2.2 設(shè)定合理的經(jīng)營目標(biāo)和營林措施

每個小班的長期(50年以上)經(jīng)營目標(biāo)都應(yīng)是使森林達到并長期維持在近自然狀態(tài)，多數(shù)情況下是多樹種的異齡復(fù)層林狀態(tài)，但是這個近自然狀態(tài)應(yīng)是通過多個經(jīng)理期(每期10年)長期經(jīng)營最終達成的理想狀態(tài)。外業(yè)記錄表中要求填寫的經(jīng)營目標(biāo)，是指在充分踏查全面掌握小班內(nèi)林分現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，在本經(jīng)理期內(nèi)通過各類營林措施能夠?qū)嶋H達到的目標(biāo)。

本經(jīng)營期內(nèi)合理的經(jīng)營目標(biāo)包括目標(biāo)樹種組成、目標(biāo)胸徑設(shè)置、目標(biāo)樹密度等。小班經(jīng)營目標(biāo)設(shè)定示例如下。

(1)水土保持-禁止采伐。

(2)在考慮水保功能的同時獲得木材。

(3)在整個或部分區(qū)域重新造林。

(4)促進混交。

(5)收獲達到直徑的目標(biāo)樹。

(6)將矮林改造為櫟類和松樹的混交喬林。

(7)保護生物多樣性(保留枯死木和棲息木)。

在近自然營林理念指導(dǎo)下，應(yīng)根據(jù)實地踏查的林分狀況(如優(yōu)勢樹種、林分發(fā)育階段、經(jīng)營歷史、林木密度等)設(shè)置合理的營林措施(如撫育TE、動態(tài)期間伐TM、整固期間伐TP、目標(biāo)胸徑收獲DH、更新/復(fù)壯伐(RC)、林分改造(ST)、矮林經(jīng)營(CO))，對于同齡單層次的人工林而言，可能只需設(shè)置一項就可滿則森林經(jīng)營需求，而對于具備近自然 特征的異齡復(fù)層林來說，可能需要設(shè)置兩項甚至更多。

3.1.2.3 判斷營林措施的緊迫度

為了向森林管理者提供采伐、更新等營林活動的優(yōu)先等級參考信息，規(guī)劃人員應(yīng)根據(jù)實地踏查結(jié)果，在現(xiàn)地客觀的完成估營林干預(yù)緊迫性的評估。緊迫度高的，須在5年內(nèi)實施，需優(yōu)先開展樣圓調(diào)查，優(yōu)先規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護；營林干預(yù)緊迫度中等的，須在第二個5年內(nèi)實施；營林干預(yù)緊迫度低的，在本經(jīng)理期內(nèi)不需實施。

3.1.2.4 基礎(chǔ)設(shè)施、生物多樣性、森林保護相關(guān)信息的現(xiàn)狀收集和本期規(guī)劃

在小班踏查過程中，注意收集小班內(nèi)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀，如林道、電力鐵塔、施工便道等，參考實地軌跡，繪制到外業(yè)調(diào)查圖上，并說明基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀?；A(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃，主要依據(jù)營林措施的緊迫度設(shè)置，并充分考慮林道建設(shè)等對生態(tài)環(huán)境的不利影響。

遇到比較稀有、有特殊保護意義的林木、法律保護或省級、國家級保護植物時應(yīng)詳細記錄并存留位置標(biāo)記，以方便后續(xù)營林中的生物多樣性保護。

認證評價小班現(xiàn)地的防火需求和病蟲害發(fā)生種類和程度，在重點區(qū)域作出標(biāo)記，以方便后續(xù)的森林保護規(guī)劃。

相關(guān)信息應(yīng)及時電子化，形成“一張圖”，方便后續(xù)整體規(guī)劃。

3.1.3 小班踏查內(nèi)業(yè)整理

將踏查結(jié)果反映到電子地圖和數(shù)據(jù)庫內(nèi)，相應(yīng)平臺是ArcGIS和Access。

使用小班規(guī)劃外業(yè)記錄表在現(xiàn)場記錄、評估和規(guī)劃的數(shù)據(jù)，將被錄入到“森林經(jīng)營方案和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫”中，該數(shù)據(jù)庫的開發(fā)平臺是MS Access，錄入界面與外業(yè)表格一致。

對于細劃過的小班邊界，收集到的基礎(chǔ)設(shè)施、生物多樣性和森林保護相關(guān)的信息都應(yīng)及時在ArcGIS平臺上完成更新。紙質(zhì)資料妥善歸檔。

3.2 小班樣圓調(diào)查

在區(qū)劃合理的小班內(nèi)合理設(shè)置調(diào)查樣圓，實際調(diào)查時在確定樣圓中心點后，標(biāo)記樣圓邊界和界內(nèi)的目標(biāo)樹、干擾木，在樣圓調(diào)查表的指引下，收集樣圓內(nèi)林木的基本信息和規(guī)劃信息，將調(diào)查資料及時電子化后妥善歸檔。

3.2.1 樣圓調(diào)查準(zhǔn)備

鉛筆小刀橡皮，夾板，備用白紙；圍尺，測繩或7.98 m繩索，測高儀或替代品如魚竿等；1.3 m標(biāo)桿，噴漆或油漆(白色、橙色、黃色)，粉筆；斧子，鋸子，工具包。

樣圓調(diào)查表；更新后(如有需要)的地圖文件；外業(yè)記錄表；提前設(shè)置調(diào)查樣點。

3.2.1.1 樣圓調(diào)查表

樣圓調(diào)查表收集所有待調(diào)查樣圓內(nèi)的樹種、胸徑、目標(biāo)樹類型、修枝需求、采伐需求及材積高度，為具體經(jīng)營參數(shù)的確定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

3.2.1.2 調(diào)查樣點的提前布置

提前布設(shè)樣點是為了減少設(shè)置樣點的隨意性，設(shè)置原則是充分保障樣圓對整體小班的代表性[5]。調(diào)查樣點必須在更新后(如有需要)的小班(或細班)基礎(chǔ)上設(shè)置，在全小班(或細班)的營林措施大致一致，無明顯差別。調(diào)查樣點為小班內(nèi)最具代表性樣線上的均勻分布點，是200 m2樣圓(7.98 m半徑)的中心點。

樣點間距為25 m的倍數(shù)，應(yīng)能涵蓋①所有不同的立地條件(如不同坡位)，②所有不同的林分條件(如不同樹種分布)，保障所選樣點的代表性。

每個小班至少設(shè)置3個圓形樣地，每2 hm2多設(shè)置一個樣地。

樣地設(shè)置好之后形成相應(yīng)格式(kml或shp)的導(dǎo)航文件，以方便外業(yè)調(diào)查。

3.2.2 樣圓調(diào)查外業(yè)工作

3.2.2.1 確定樣圓中心點

這里以手機導(dǎo)航軟件“戶外助手”為例介紹[6]，使用其他應(yīng)用的可作為參考，原則是盡可能地避免確定樣點時的隨意性。在電子導(dǎo)航系統(tǒng)的指引下接近提前設(shè)好的樣點。打開樣點的“距離雷達”功能，設(shè)置報警距離為10 m。

考慮到定位系統(tǒng)的滯后性，在即將抵達樣點(如30 m)時應(yīng)放緩行進速度，并在雷達報警位置停下，待充分定位后，從報警點開始，按導(dǎo)航指引的方位水平延展10 m所抵達的點就是樣圓中心點，定樁標(biāo)記。

為保障調(diào)查結(jié)果的客觀性，調(diào)查人員在確定樣圓中心點的過程中不得摻雜主觀隨意性。

3.2.2.2 標(biāo)記邊界，選擇和標(biāo)記目標(biāo)樹和干擾木

以確定的樣圓中心點為參考，設(shè)置半徑7.98 m的樣圓，邊界外的林木胸高處用油漆或噴漆標(biāo)記黃色雙斜杠。

選擇目標(biāo)樹時，應(yīng)明確該小班本經(jīng)理期內(nèi)的經(jīng)營目標(biāo)，并按照垂直結(jié)構(gòu)自上而下的順序，選擇并標(biāo)記出最能體現(xiàn)本經(jīng)理期營林目標(biāo)需求的林木作為目標(biāo)樹，確定是經(jīng)濟用途或其他特殊用途，判斷目標(biāo)樹是否需要修枝，確定抑制或阻礙目標(biāo)樹生長的林木作為干擾木，通過對干擾木進行抑制(采伐或修枝)，促進目標(biāo)樹的生長發(fā)育和全小班經(jīng)營目標(biāo)的逐步實現(xiàn)。

目標(biāo)樹選擇時主要參考要素包括：活力，質(zhì)量，穩(wěn)定性，距離，并以活力強弱作為第一優(yōu)先級參考要素。

在選擇目標(biāo)樹和干擾木時不能將7.98 m樣圓孤立考慮，雖然不需要標(biāo)記7.98 m圈外的目標(biāo)樹和干擾木，但在圈內(nèi)選擇目標(biāo)樹和干擾木時應(yīng)充分考慮圈外的目標(biāo)樹和干擾木的影響。

選擇和標(biāo)記目標(biāo)樹和干擾木，在測量之前先用粉筆轉(zhuǎn)圈標(biāo)記，測量完之后再用油漆或噴漆標(biāo)記，目標(biāo)樹用四向白色圓點標(biāo)記，采伐木用橙色斜杠標(biāo)記。

3.2.2.3 測量、記錄

用圍尺測量胸徑。用測高儀(Transponder&Vertex)或替代物(如魚竿)測量樹高和材高[7]?？紤]到高度測量對蓄積/材積確定的重要性，建議在實際測量中，提高對高度測量精度的控制，盡量使用測高儀或替代物(如魚竿)準(zhǔn)確測量。

3.2.2.4 完善外業(yè)調(diào)查表

在開展樣圓調(diào)查時進行的小班穿越過程，可補充完善已有的外業(yè)調(diào)查表。

3.2.3 樣圓調(diào)查內(nèi)業(yè)整理

將調(diào)查結(jié)果反映到電子地圖和數(shù)據(jù)庫內(nèi)，相應(yīng)平臺是ArcGIS和Access。紙質(zhì)資料妥善歸檔。

4 思考與討論

小班森林經(jīng)營的基本單元，小班調(diào)查規(guī)劃的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到后續(xù)的森林經(jīng)營。資源底數(shù)不清一直是開展森林經(jīng)營的重要制約，究其原因，森林資源調(diào)查面積大、小班數(shù)量多、偏、遠、人力不足都是制約要素。但是實際上，中條林區(qū)國有林場在大面積“推光頭”后次生的天然林基礎(chǔ)上已開展了10多年的森林撫育，部分立地質(zhì)量好、林分質(zhì)量佳、交通條件優(yōu)的區(qū)域已開展了多次撫育工作，實際的營林需求大幅降低，而在降雨量偏少(約500 mm)、坡度普遍較大(>20°)、生態(tài)環(huán)境脆弱的中條山林區(qū)，多數(shù)林分的功能定位實際上都應(yīng)該是生態(tài)保護，不適合進行過度擾動。所以，實際上經(jīng)營緊迫度高的林分并不多，在充分踏查的基礎(chǔ)上，鎖定這一部分林分并明確其經(jīng)營重點地位，可以使林場將有限的資源集中起來，以相對較低的營林成本獲得更好的經(jīng)營效果。

在森林經(jīng)營中，一定要實事求是地開展好現(xiàn)地調(diào)查，將林分的實際需求反映到森林經(jīng)營方案中并切實執(zhí)行，在確定營林措施時，不應(yīng)以上級攤派任務(wù)量為主要考慮，而應(yīng)轉(zhuǎn)為考慮林分的實際需求，以寧缺毋濫的原則切實開展好小班調(diào)查規(guī)劃工作。

認真開展小班調(diào)查規(guī)劃工作，在經(jīng)營重點區(qū)域建立可追溯，可延續(xù)的目標(biāo)樹經(jīng)營體系，嚴(yán)格目標(biāo)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁在已過度撫育的區(qū)域再次開展采伐作業(yè)，才能真正落實好森林撫育政策的“最后一公里”。