魏 甫，鄧 成，吳國欣

(1.國家林業(yè)局中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長沙 410014；2.廣西林業(yè)勘測設(shè)計(jì)院，南寧 530011)

森林資源數(shù)據(jù)年度更新探討——以廣西羅城仫佬族自治縣為例

魏 甫1，鄧 成2，吳國欣2

(1.國家林業(yè)局中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長沙 410014；2.廣西林業(yè)勘測設(shè)計(jì)院，南寧 530011)

以羅城縣2011年森林資源數(shù)據(jù)及2012年度各類森林資源消長數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合森林蓄積量生長模型，利用ArcGIS操作平臺，探討了實(shí)現(xiàn)森林資源數(shù)據(jù)年度更新的方法，及時(shí)更新資源數(shù)據(jù)庫，以期為制定林業(yè)發(fā)展規(guī)劃、考核林業(yè)建設(shè)成效和掌握森林資源消長情況等提供有價(jià)值的參考。

森林資源；數(shù)據(jù)；更新；ArcGIS；羅城

開展森林資源主要數(shù)據(jù)年度更新是為了掌握森林資源主要數(shù)據(jù)變化動態(tài)、科學(xué)考評各年度林業(yè)和生態(tài)建設(shè)成效，也是各級政府制定區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、林業(yè)發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)建設(shè)規(guī)劃，以及對林業(yè)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行科學(xué)決策的重要依據(jù)。開展森林資源主要數(shù)據(jù)年度更新，是貫徹落實(shí)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要，為各級黨委、政府提供科學(xué)決策依據(jù)的具體體現(xiàn)，對完成經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃期間，森林覆蓋率和森林蓄積量雙增目標(biāo)有著重要意義。

1 研究區(qū)概況

近年來，羅城縣把林業(yè)工作與“三農(nóng)”問題和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有機(jī)地結(jié)合起來，充分利用退耕還林工程、珠江防護(hù)林體系建設(shè)工程、石漠化綜合治理工程、速生豐產(chǎn)林工程、“綠滿八桂”造林綠化工程、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目及林業(yè)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目等生態(tài)建設(shè)和重點(diǎn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目帶動全社會造林，宣傳和發(fā)動全社會參與林業(yè)建設(shè)。2011年，全縣林地面積達(dá)19.6萬hm2，活立木總蓄積量10959506m3，森林覆蓋率達(dá)65.96%；新造林面積2309.0hm2，其中：宜林荒山荒地造林面積1400.0hm2，更新造林面積909.0hm2。

2 更新內(nèi)容及方法

2.1 更新內(nèi)容

本次數(shù)據(jù)更新的范圍包括羅城縣行政區(qū)劃界線范圍內(nèi)所有林地和依法可用于林業(yè)發(fā)展的其他土地，具體涉及到1070個(gè)林班32554個(gè)小班；主要內(nèi)容有小班的面積、地類、樹種、年齡、胸徑、樹高、蓄積。森林資源數(shù)據(jù)更新的主要指標(biāo)包括森林覆蓋率和森林蓄積量。森林覆蓋率更新涉及的數(shù)據(jù)包括：有林地、國家特別規(guī)定灌木林地、未成林造林地、采伐跡地、火燒跡地、宜林地、其它土地(包括建設(shè)用地、農(nóng)用地等)面積和四旁樹面積的增加和減少；森林蓄積量更新涉及的數(shù)據(jù)包括上一年平均胸徑已達(dá)5cm(含5cm)的喬木林的蓄積生長量，進(jìn)界林分的蓄積生長量，以及疏林、散生木、四旁樹的蓄積量的增加和減少等[1]。

2.2 更新方法

以羅城縣2011年底的森林資源更新數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用2012年各類森林資源消長數(shù)據(jù)，結(jié)合必要的補(bǔ)充調(diào)查，更新各地類面積，測算2012年末的森林覆蓋率。通過建立林木蓄積量生長模型，以調(diào)查小班為基本單元，更新和匯總2012年末的森林蓄積量。將全縣的森林資源數(shù)據(jù)從2011年更新到2012年年底，并利用ArcGIS操作平臺將相關(guān)因子更新到數(shù)據(jù)庫中[1]。

2.2.1 森林覆蓋率更新

以2011年底的有林地、國家特別規(guī)定灌木林地?cái)?shù)據(jù)為本底資源數(shù)據(jù)，加上2012年度宜林地造林、跡地更新、未成林造林地、非林地造林、其他無立木林地、疏林地轉(zhuǎn)為有林地面積，以及通過造林、封育轉(zhuǎn)化為國家特別規(guī)定灌木林地的面積，減去本年度因采伐、火燒、占用征收林地、毀林開墾等因素減少的面積，即為2012年度更新的地類面積。從而得出2012年全縣森林面積并計(jì)算得到2012年森林覆蓋率。

2.2.2 林木蓄積量更新

1) 喬木林蓄積量。林木蓄積量的增長來源于年度林木的生長。喬木林蓄積生長量分為喬木林自然生長量和喬木林進(jìn)界生長量。

① 喬木林的自然生長量。自然生長量即上一年度平均胸徑已達(dá)5cm(含5cm)的林分的生長量，通過建立各樹種(組)森林生長過程模型，分樹種(組)用小班蓄積量乘以連年生長率即得小班蓄積生長量，小班蓄積生長量加上原小班蓄積量，即得更新后的小班蓄積量。

采用小班林分平均單產(chǎn)與小班林分平均年齡建立現(xiàn)實(shí)林分生長過程模型。按照優(yōu)勢樹種統(tǒng)計(jì)各年齡每公頃蓄積量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，以2倍標(biāo)準(zhǔn)差剔除數(shù)據(jù)異常小班后，根據(jù)散點(diǎn)圖每公頃蓄積隨年齡的變化趨勢，選擇出下列三種生長曲線模型：Mitscherlich曲線：y=A×(1-e-C·a)；Richards曲線：y=A×(1-e-k·a)B和Logistic曲線：y=K×(1+me-R·a)-1。式中：a為小班林木平均年齡；A，C，K，B，m，R為模型參數(shù)。

最終經(jīng)選優(yōu)的模型為理查德Richards曲線，其模型及其參數(shù)詳見表1。

表1 各樹種(組)現(xiàn)實(shí)林分生長模型及參數(shù)表

各樹種(組)林分生長率采用普萊斯勒公式計(jì)算，將各樹種(組)生長模型導(dǎo)入普萊斯勒公式求出。

速生桉生長率采用《廣西速豐桉數(shù)表》中的生長模型計(jì)算，其林分蓄積量生長率模型為：

PV=(C1-C2/A)×(DK×A)-C3

式中：PV為生長率，D為胸徑，A為林齡，C1=5846.242323，C2=2602.164503，C3=0.79884285，K=2.368。

② 喬木林進(jìn)界生長量。進(jìn)界林分生長量即上一年林分平均胸徑未達(dá)5cm而本年達(dá)到5cm及以上的林分，采用相應(yīng)林齡的林分平均單產(chǎn)計(jì)算。若相應(yīng)林齡原有的林分小班個(gè)數(shù)少，平均單產(chǎn)存在異常的，則進(jìn)界林分蓄積量采用蓄積生長模型計(jì)算，即用該年齡理論單產(chǎn)來計(jì)算，即：

進(jìn)界林分生長量=進(jìn)界林分面積×相應(yīng)林齡的林分平均單產(chǎn)

2) 疏林、農(nóng)地喬木林、散生、四旁樹等林木生長量。疏林、農(nóng)地喬木林、散生木、四旁樹等的蓄積生長量采用相應(yīng)樹種喬木林平均生長率計(jì)算，即：

疏林、農(nóng)地喬木林、散生木、四旁樹生長量=相應(yīng)樹種喬木林平均生長率×蓄積量

3) 林木蓄積消耗量。林木蓄積量消耗途徑分為生產(chǎn)性消耗和非生產(chǎn)性消耗。生產(chǎn)性消耗包括皆伐、擇伐、間伐等。非生產(chǎn)性消耗包括亂砍濫伐、森林火災(zāi)、病蟲害損失、自然枯損等。皆伐按作業(yè)小班面積消減小班蓄積，地類變?yōu)椴煞ホE地，速生桉類做萌芽經(jīng)營的則當(dāng)作喬木林地。經(jīng)過擇伐或間伐的小班，林分優(yōu)勢樹種、年齡、蓄積、胸徑、樹高均按采伐后調(diào)查的實(shí)際數(shù)據(jù)更新采伐當(dāng)年的小班數(shù)據(jù)。區(qū)域內(nèi)的林木自然枯損量很小，本次數(shù)據(jù)更新對此忽略不計(jì)。

2.2.3 數(shù)據(jù)庫更新

利用ArcGIS操作平臺，將2011年森林資源數(shù)據(jù)小班圖和2012年完成的林地落界成果圖，建立空間對應(yīng)關(guān)系，把2011年森林資源調(diào)查小班圖中各小班的屬性數(shù)據(jù)中有關(guān)測樹因子如優(yōu)勢樹種、林齡、樹高、胸徑、公頃株數(shù)、郁閉度、公頃斷面積、公頃蓄積量等因子提取出來，賦值給林地落界成果圖層中的屬性數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)字段，并經(jīng)過必要的人工判斷補(bǔ)充完善有關(guān)測樹因子，最終建立新的圖庫。

3 更新結(jié)果

經(jīng)更新后統(tǒng)計(jì)，2012年羅城縣有林地面積107997.9hm2，國家特別規(guī)定灌木林地面積67566.0hm2，農(nóng)地喬木林面積10.9hm2，農(nóng)地經(jīng)濟(jì)林面積950.6hm2，農(nóng)地竹林面積35.9hm2，四旁樹面積477.7hm2。全縣森林覆蓋率66.73%，比2011年森林覆蓋率提高了0.77個(gè)百分點(diǎn)。全縣活立木總蓄積量為10983036m3，比2011年增加23530m3，其中，喬木林蓄積量10058662m3，疏林蓄積量18802m3，散生木、四旁樹蓄積905 572 m3。全縣森林覆蓋率和活立木蓄積變化詳見表2、表3。

表2 森林覆蓋率變化表

表3 活立木蓄積量變化表

4 結(jié)論與討論

以羅城縣2011年底的森林資源更新數(shù)據(jù)為本底數(shù)據(jù)，結(jié)合2012年內(nèi)的各類森林資源消長數(shù)據(jù)和必要的補(bǔ)充調(diào)查，利用森林生長模型和ArcGIS軟件，將全縣的森林資源主要數(shù)據(jù)更新到了2012年年底，所得到的更新數(shù)據(jù)真實(shí)反映了2012年度羅城縣森林資源現(xiàn)狀，與羅城縣的林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營狀況相吻合。

森林資源數(shù)據(jù)年度更新的關(guān)鍵有3個(gè)部分，一是要充分利用年度內(nèi)跡地更新、宜林荒山造林、退耕還林、封山育林、采伐、征占用林地、森林災(zāi)害及四旁植樹、四旁樹采伐等造成森林資源消長的數(shù)據(jù)材料；二是要建立森林生長模型并診斷選優(yōu)選擇精度最好的生長模型用以測算森林活立木蓄積量的變化情況；三是利用Arcgis平臺將資源數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫中，以供今后的林業(yè)經(jīng)營使用和查詢。本次數(shù)據(jù)更新所利用的年度森林資源消長數(shù)據(jù)主要來源于該縣林業(yè)經(jīng)營的相關(guān)報(bào)表、檢查驗(yàn)收材料等檔案材料，數(shù)據(jù)的精度取決于其平時(shí)林業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)記載的準(zhǔn)確性。本次更新僅選用了使用范圍較廣泛、適用性較強(qiáng)的Mitscherlich、Richards、Logistic方程，但目前來說，還有其它各種模型，如Korf、Gompertz方程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、組合預(yù)測模型等[2]，使用哪種模型精度最高還有待于進(jìn)一步進(jìn)行研究。本研究僅利用ArcGIS軟件進(jìn)行了矢量圖和數(shù)據(jù)庫的更新，尚未利用其開發(fā)出綜合性的管理系統(tǒng)。所以總的來說這3個(gè)部分尚未真正結(jié)合為一體，今后應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)、森林生長模型技術(shù)、3S技術(shù)等技術(shù)綜合起來，開發(fā)出一體化的森林資源數(shù)據(jù)年度更新綜合系統(tǒng)[3-4]，以提高森林資源數(shù)據(jù)更新的效率，并為林業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)實(shí)踐活動提供服務(wù)。

[1] 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)廳.廣西壯族自治區(qū)縣域森林覆蓋率和蓄積量更新辦法：2012 年修訂版[S].2012.

[2] 石麗萍，馮仲科.人工林生長與收獲預(yù)測模型的基本方法[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27 (2): 222-225.

[3] 袁占良，李強(qiáng)，牛軍慶. 3S技術(shù)在森林資源動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J].森林工程， 2008，24 (5): 29-31.

[4] 汪璀.縣級森林資源小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)的研建[D].北京:北京林業(yè)大學(xué)，2010.

DiscussionofForestResourceDataAnnualUpdating——TakingLuochengCountyofGuangxiProvinceforExample

WEI Fu1，DENG Cheng2，WU Guoxin2

(1.Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration， Changsha 410014，Hunan，China；2.Guang Xi Forestry Inventory and Planning Institute，Nanning 530011，Guangxi，China)

This article took Luocheng county for example， used the 2011 forest resource data and 2012 annual data of forest resource growth and decline， combined with forest stand volume growth model ， use of ArcGIS platform， explored the method to achieve annual updating of forest resource data， to figure out the growth and decline of forest resource.

forest resource；data；updating；ArcGIS；Luocheng

2013-03-18

2013-04-11

魏甫(1980-)，男，河南安陽人，工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

S757.2

B

1003-6075(2013)03-0051-04