森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)

劉學(xué)斐

（黎川縣林業(yè)局，江西 黎川 344600）

森林資源包括林地資源和林木資源，是林業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國(guó)家重要的自然資源，在維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全中發(fā)揮著基礎(chǔ)作用，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有戰(zhàn)略地位。為了將“綠水青山”的自然價(jià)值和生態(tài)價(jià)值轉(zhuǎn)化為“金山銀山”，必須開展森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)，摸清森林資源“家底”。同時(shí)，為林業(yè)和生態(tài)建設(shè)方針政策制定、重大工程科學(xué)決策、森林保護(hù)與利用規(guī)劃等提供了基礎(chǔ)依據(jù)，對(duì)于促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)良好生態(tài)環(huán)境具有重要意義。自20世紀(jì)50年代初在東北林區(qū)開展森林資源調(diào)查以來(lái)，隨著森林經(jīng)營(yíng)管理的逐步開展與深入、經(jīng)驗(yàn)的積累和理論認(rèn)識(shí)的不斷深入與提高，并且得益于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)森林資源調(diào)查無(wú)論是調(diào)查目的與內(nèi)容、技術(shù)方法和手段、成果產(chǎn)出與用途等各個(gè)方面都發(fā)生了很大的變化。本文對(duì)70多年來(lái)中國(guó)森林資源調(diào)查的內(nèi)容、技術(shù)方法和手段的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行綜述，并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，為構(gòu)建新的森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系提供參考。

1 森林資源的調(diào)查

森林作為地球的肺，是人類生存的有力保障。森林資源調(diào)查是保持森林可持續(xù)發(fā)展的有力措施，從而保證森林資源能夠充分用于國(guó)家建設(shè)，提高其潛在的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。森林資源調(diào)查大多采取隨機(jī)抽樣的方法對(duì)現(xiàn)有樹種進(jìn)行調(diào)查，在分析土壤、森林健康、采伐措施的過(guò)程中，具體問(wèn)題具體分析，尋找解決方法。而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的調(diào)查方法逐漸被現(xiàn)代科技所取代。目前衛(wèi)星遙感、地面激光、無(wú)人駕駛飛機(jī)和電子經(jīng)緯儀在林業(yè)調(diào)查中得到了廣泛的應(yīng)用，但在傳統(tǒng)的森林調(diào)查過(guò)程中，工作人員主要是通過(guò)手工進(jìn)行，使用羅盤儀、角規(guī)、卷尺、測(cè)高儀、圍尺等儀器做樣地調(diào)查，在森林小班中抽樣調(diào)查，形成抽樣調(diào)查報(bào)告進(jìn)行分析，判斷當(dāng)?shù)厣仲Y源的具體情況。

2 開展森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的價(jià)值

隨著近些年我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的思維方式和思想觀念也隨之產(chǎn)生了巨大轉(zhuǎn)變，環(huán)境保護(hù)工作引起了社會(huì)激烈的討論，而強(qiáng)化當(dāng)前森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作是大勢(shì)所趨。在環(huán)境建設(shè)過(guò)程中保護(hù)森林資源尤為關(guān)鍵，而想要順利開展森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作就必須要認(rèn)識(shí)到土地具有的作用與價(jià)值。首先，土地是一個(gè)國(guó)家最為重要的社會(huì)資源，它是植物與動(dòng)物得以生存的根基，同時(shí)也給人類生活提供必要的場(chǎng)所及空間，推動(dòng)相關(guān)保護(hù)工作進(jìn)行，有助于生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)久穩(wěn)定的發(fā)展。其次，雖然我國(guó)擁有著豐富的森林資源，但倘若無(wú)法對(duì)其進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和價(jià)值變現(xiàn)，便很難達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。為此，有關(guān)部門要科學(xué)規(guī)劃及設(shè)計(jì)森林資源的發(fā)展，借助有關(guān)技術(shù)勘探森林資源具體情況，同時(shí)分析與總結(jié)勘探后得到的信息數(shù)據(jù)，最終依據(jù)我國(guó)實(shí)際情況構(gòu)建一套科學(xué)有效的森林調(diào)查規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案。目前，全球森林資源FRA 2020評(píng)估內(nèi)容包括7方面要素：森林面積、特征及變化；蓄積量、生物量和碳儲(chǔ)量；森林經(jīng)營(yíng)；森林權(quán)屬；自然災(zāi)害；政策及法律法規(guī)；就業(yè)、教育和NWFP(非木材林產(chǎn)品)。共包括22個(gè)一級(jí)指標(biāo)和60多個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

3 森林資源調(diào)查現(xiàn)存問(wèn)題

就理論效果和實(shí)際操作而言，現(xiàn)行的一類調(diào)查方法以掌握宏觀森林資源現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)為目的，主要調(diào)查對(duì)象是郁閉度0.2以上的喬木林樣地，是目前國(guó)際上公認(rèn)的最行之有效的森林資源監(jiān)測(cè)方法，然而，由于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)對(duì)測(cè)量精度的限制，絕大多數(shù)調(diào)查單位（數(shù)據(jù)）都會(huì)受到影響。目前國(guó)內(nèi)普遍以現(xiàn)地實(shí)測(cè)和觀測(cè)點(diǎn)目測(cè)方法為主，大部分樣地均采用原始野外調(diào)查方法，外業(yè)工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，一些調(diào)查樣地，往往需步行五六個(gè)小時(shí)，甚至數(shù)天才能到達(dá)，加上作業(yè)時(shí)間大多集中于高溫、多雨的季節(jié)，無(wú)疑又增加了調(diào)查的困難度；而且有些樣地分布在高山地區(qū)，在調(diào)查過(guò)程中也伴有很大的危險(xiǎn)性，例如，2021年11月22日，在云南哀牢山玉溪市新平縣水塘鎮(zhèn)，4名野外調(diào)查人員在樣地調(diào)查過(guò)程中遇難。野外工作效率低下，也與調(diào)查手段和方法落后、新興技術(shù)和儀器應(yīng)用較少有關(guān)。二類調(diào)查方法將蓄積量調(diào)查作為小班調(diào)查的主要內(nèi)容，跟一類調(diào)查類似，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低的問(wèn)題，而且將抽樣控制和小班林木蓄積調(diào)查相結(jié)合的二類調(diào)查方法偏差相對(duì)比較大，只有當(dāng)小班調(diào)查的總蓄積量落到抽樣控制的范圍內(nèi)才算有效，否則就要逐一修正各小班蓄積量。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，無(wú)論是國(guó)家層面，還是地方層面，傳統(tǒng)的人工外業(yè)調(diào)查加內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理計(jì)算的方法，在數(shù)據(jù)精度和出數(shù)效率上已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求。我們要做到森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出數(shù)快、精度高，滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求，就要科學(xué)利用一些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)和無(wú)人機(jī)調(diào)查技術(shù)。

4 調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)技術(shù)的發(fā)展建議

4.1 信息采集的分析和應(yīng)用

森林資源信息可以用來(lái)對(duì)分析和處理調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)系統(tǒng)展開研究，比如了解森林中的動(dòng)物數(shù)量和在保護(hù)環(huán)境方面的措施，還有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用成效、森林資源的保護(hù)情況和林木的利用情況。我國(guó)森林信息不只是用來(lái)進(jìn)行分析處理，還要對(duì)信息采集結(jié)果再進(jìn)行深入的大數(shù)據(jù)分析。我國(guó)調(diào)查檢測(cè)和評(píng)測(cè)技術(shù)雖然取得了一定的成效，但是在實(shí)際運(yùn)用和調(diào)查等方面和其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比有一定的差距，大部分的調(diào)查方式和測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)是由相關(guān)部門統(tǒng)一制定，靈活性相對(duì)較差，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中效果較差，在制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用方面缺乏多樣化和個(gè)性化，分析圖標(biāo)內(nèi)容比較籠統(tǒng)。信息采集的分析和應(yīng)用可將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)架構(gòu)劃分為三層，結(jié)合國(guó)土“三調(diào)”建立數(shù)據(jù)一張圖。

4.2 估測(cè)法的運(yùn)用

在森林資源調(diào)查的早期階段應(yīng)對(duì)調(diào)查地區(qū)種植的樹木類型進(jìn)行抽樣調(diào)查，包括林冠平均直徑和樹木平均高度的數(shù)據(jù)。為了有效地完成這項(xiàng)工作，可以采用航拍和航拍定量清查相結(jié)合的方法。但為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須采用特定數(shù)量的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，只有森林測(cè)量的準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上才能應(yīng)用。此外，衛(wèi)星照片也可用于估算測(cè)量，但只有當(dāng)空間分辨率達(dá)到1 m時(shí)，衛(wèi)星照片才可用于測(cè)量。衛(wèi)星圖片在估算工作中的應(yīng)用要參照被調(diào)查地區(qū)森林的實(shí)際情況，再通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量建立解譯標(biāo)志，對(duì)森林資源的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行詳細(xì)登記，并根據(jù)影響森林的具體問(wèn)題進(jìn)行解析，然后由工作人員反復(fù)核實(shí)，根據(jù)森林資源相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)證考察。

4.3 TM衛(wèi)片技術(shù)的應(yīng)用

TM衛(wèi)片技術(shù)最早由蘇聯(lián)引進(jìn)，而在我國(guó)的研究起步時(shí)間相對(duì)較晚，然而在經(jīng)過(guò)各個(gè)部門專業(yè)技術(shù)人員不懈努力之后，仍舊取得了較為理想的效果。此項(xiàng)技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)設(shè)備以及衛(wèi)星系統(tǒng)，能夠把森林區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查影響直接呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)的高清顯示屏中，從而為工作人員的觀察和分析提供了極大的便利。將該技術(shù)和定位技術(shù)相結(jié)合，能夠在功能方面實(shí)現(xiàn)完美互補(bǔ)，而且還不會(huì)顯著增加規(guī)劃調(diào)查過(guò)程中總成本支出，通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行信息傳輸也更為穩(wěn)定以及高效。借助TM衛(wèi)片技術(shù)可以對(duì)顯示區(qū)段內(nèi)的土壤、水汽以及植物等進(jìn)行區(qū)分，并可顯示出具體顏色。但在應(yīng)用該技術(shù)過(guò)程之中仍有大量可供改進(jìn)的內(nèi)容，如時(shí)間誤差和結(jié)果誤差等。在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性是否可以得到顯著提升，與技術(shù)人員前期規(guī)劃工作存在著十分緊密的聯(lián)系，同時(shí)一旦出現(xiàn)沖突問(wèn)題還需要及時(shí)進(jìn)行處理，保證在社會(huì)規(guī)劃階段TM衛(wèi)片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)被高效利用，才有可能充分發(fā)揮其所具有的價(jià)值。

4.4 運(yùn)用科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備做好森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

航空遙感、衛(wèi)星定位以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理選擇和使用，以及繪圖技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，極大地促進(jìn)了森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的進(jìn)步。過(guò)去利用方格紙，逐點(diǎn)繪制具體的平面圖，這一繪圖方法較為傳統(tǒng)，存在明顯的落后性，效率無(wú)法保證的同時(shí)，較易產(chǎn)生相應(yīng)的誤差問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的全面普及應(yīng)用，其在林業(yè)領(lǐng)域也發(fā)揮著關(guān)鍵影響和作用，林業(yè)科技從業(yè)人員可借助電腦等設(shè)備，用ArcGIS等軟件完成平面圖的快速精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)相對(duì)顯著，制圖速度得到保證的同時(shí)，精度方面同樣可以得到保證。如此，制圖誤差得到明顯降低，且清晰度、效果與藝術(shù)性等方面同樣有了極大的提升。

4.5 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要是利用無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)智能化、專用化、自動(dòng)化快速獲取國(guó)土資源、自然環(huán)境、地震災(zāi)區(qū)等空間遙感信息，且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)，具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已逐漸成為未來(lái)的主要航空遙感技術(shù)之一。在森林資源調(diào)查中主要應(yīng)用的就是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，利用其成像速度快、高時(shí)效性、高空間分辨率和高精度且不受外界環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)，能夠做到對(duì)森林資源進(jìn)行立體化覆蓋監(jiān)測(cè)。相比其他調(diào)查方法，無(wú)人機(jī)在實(shí)時(shí)成圖、及時(shí)發(fā)現(xiàn)變化圖斑、減少人工外業(yè)工作量方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，可以大大提升森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的工作效率，尤其適合應(yīng)用在基層森林調(diào)查工作中，是基層調(diào)查技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展方向。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于我國(guó)的森林調(diào)查工作起步較晚，相對(duì)落后，大多數(shù)地區(qū)在森林資源信息的調(diào)查方面形式單一，只對(duì)木材的種類、樹木的生長(zhǎng)時(shí)間和樹木直徑的大小這些內(nèi)容進(jìn)行收集和分析，這種方式是不利于林業(yè)的發(fā)展需求的。我國(guó)森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步要吸取國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，再考慮我國(guó)林業(yè)的實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，進(jìn)行全方位的調(diào)查。目前我國(guó)的調(diào)查監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)模式是由相關(guān)部門自主擬定的，實(shí)用性不高，未來(lái)為了提高我國(guó)森林資源調(diào)查工作發(fā)展水平，要積極采用多樣化的調(diào)查方式，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化我國(guó)的監(jiān)測(cè)和評(píng)測(cè)技術(shù)。