李軼濤（山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西　太原　030012）

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山西省森林生態(tài)連續(xù)清查體系建設思考

李軼濤
（山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西太原030012）

【摘要】森林生態(tài)連續(xù)清查是林業(yè)行業(yè)使命和職能。介紹了山西森林生態(tài)連續(xù)清查體系的主要內(nèi)容，分析了森林生態(tài)連續(xù)清查現(xiàn)實基礎和關鍵技術，為森林生態(tài)連續(xù)清查體系提供了初步理論指導。

【關鍵詞】山西?。簧稚鷳B(tài)；連續(xù)清查

我國森林資源監(jiān)測體系始建于1975年，采用固定樣地為基礎的連續(xù)抽樣方法，以省（自治區(qū)、直轄市）為抽樣控制總體，每5年進行復查，全面客觀反映全國森林資源現(xiàn)狀和消長情況。隨著我國林業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，森林資源連續(xù)清查逐步從單一的林分蓄積調(diào)查向多因子綜合性調(diào)查發(fā)展，從靜態(tài)的現(xiàn)狀描述向動態(tài)預測過渡。在生態(tài)文明建設的新形勢下，森林資源連續(xù)清查應繼續(xù)向生態(tài)監(jiān)測的縱深發(fā)展，努力構建國家森林生態(tài)狀況的基礎調(diào)查體系，科學、系統(tǒng)、客觀、真實地反映我國生態(tài)建設的成績。在此背景下，森林生態(tài)連續(xù)清查的概念由我國森林生態(tài)效益監(jiān)測與評估首席科學家王兵提出，它是森林生態(tài)系統(tǒng)服務全指標體系連續(xù)觀測與定期清查的體系。森林生態(tài)連續(xù)清查依托國家森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡，采用野外長期定位觀測技術和分布式計算方法，以森林資源連續(xù)清查體系為基礎，是固定間隔內(nèi)對同一總體的森林生態(tài)系統(tǒng)進行全指標觀測與綜合評價的技術體系，用以評價森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析間隔期內(nèi)森林生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化。

1 森林生態(tài)連續(xù)清查的構建背景

1.1 國內(nèi)外森林資源清查體系的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代森林資源連續(xù)清查體系的雛形起源于1878年的“檢查法”，即通過復測數(shù)據(jù)對比和分析對林木的生長做出估計。美國、德國、日本、奧地利先后于20世紀開展了全國性森林資源清查。20世紀70年代前，大多數(shù)國家的森林資源清查體系主要以森林面積與蓄積為重點。隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益突出，20世紀80年代以來，森林資源清查重點開始向森林資源與生態(tài)狀況綜合監(jiān)測方向發(fā)展。1998年美國已建成森林資源清查與分析體系和森林健康監(jiān)測體系，形成擁有統(tǒng)一標準和定義、統(tǒng)一核心監(jiān)測指標的森林資源調(diào)查與監(jiān)測體系。德國1984年在森林資源清查固定樣地上增加了森林健康調(diào)查內(nèi)容。綜上，在世界范圍內(nèi)，各國森林資源清查體系普遍經(jīng)歷了木材資源調(diào)查、森林多資源調(diào)查和森林環(huán)境監(jiān)測等3個階段，從側重木材資源向重視生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)變。

作為較早開展森林資源連續(xù)清查的國家，我國也經(jīng)歷了從調(diào)查森林面積與蓄積為重點向森林多資源調(diào)查的轉(zhuǎn)變。“掌握森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及變化趨勢，對森林資源與生態(tài)狀況進行綜合評價”作為連續(xù)清查的重要任務被列入2004年頒布的《國家森林資源連續(xù)清查技術規(guī)定》中，并增加了林層結構、群落結構、樹種結構、植被覆蓋度、自然度等反映森林生態(tài)狀況的因子。但與林業(yè)先進國家相比，我國仍缺少反映森林生態(tài)狀況的監(jiān)測體系。

1.2 我國森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測進展狀況

從20世紀50年代起，中國科學院及原林業(yè)部相繼在我國主要地帶性植被分布區(qū)建立了森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測站，對分布在我國的典型森林生態(tài)系統(tǒng)進行了研究。截至目前，國家林業(yè)局批準的森林生態(tài)站已達95個，初步形成了中國森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究網(wǎng)絡。依據(jù)該平臺，先后開展了林業(yè)重點工程生態(tài)效益監(jiān)測、森林對氣候變化的響應機制等重大觀測研究，為系統(tǒng)開展森林生態(tài)系統(tǒng)評估提供了重要的前期準備。在此基礎上，國家林業(yè)局先后出臺了《森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站建設技術要求》《森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系》和《森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法》等一系列重要行業(yè)標準，為我國開展標準化森林生態(tài)監(jiān)測打下了堅實的基礎。

2 山西省森林生態(tài)連續(xù)清查體系建設

2.1 基礎野外觀測體系建設

目前，在全國范圍內(nèi)依據(jù)不同的森林立地條件和水熱狀況，選擇具有重要性、代表性、典型性的區(qū)域建設森林生態(tài)定位站。以生態(tài)地理區(qū)劃為單位，山西省位于華北暖溫帶落葉闊葉林及油松側柏林地區(qū)，地帶性植被屬于晉冀山地黃土高原落葉闊葉林及松（油松、白皮松）側柏林區(qū)。目前，山西共有3個森林生態(tài)站。吉縣站位于吉縣蔡家川流域，始建于1985年。觀測對象是黃土高原天然次生林和人工林；太岳山站位于沁源縣韓洪鄉(xiāng)刁王坪村，始建于1990年，觀測對象是華北次生溫性針葉林和落葉櫟林；太行山站位于長治市老頂山國家森林公園和平順縣劉家城郊森林公園，始建于2009年，以不同林齡的油松、側柏及混交林等林分為觀測對象。通過上述3個森林生態(tài)站的建設與運行，山西初步具備了不同林分類型、起源、林齡典型森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測能力。

2.2 指標體系

森林生態(tài)監(jiān)測的根本是觀測標準體系建設。間隔期內(nèi)，針對同一總體進行全要素的森林生態(tài)指標體系觀測。目前，國家林業(yè)局發(fā)布了《森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測指標體系》，共有5大類、27項指標類別和近200個觀測指標。涵蓋了森林生態(tài)系統(tǒng)“水、土、氣、生”等四大類指標和常規(guī)氣象類指標。在每一大類指標上又劃分為多個指標類別，每一指標類別中又包含若干同類觀測指標，從而形成了三級分層式的結構體系。在此基礎上，所有的觀測指標均按照《森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測方法》進行觀測，確保了森林生態(tài)連續(xù)清查生態(tài)數(shù)據(jù)的科學準確。

2.3 分布式測算評估

山西省森林生態(tài)連續(xù)清查體系的關鍵技術環(huán)節(jié)，是將典型的森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測數(shù)據(jù)拓展為省級總體的測算數(shù)據(jù)。這一過程需要將森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)作為尺度擴展的媒介，因此資源連續(xù)清查與生態(tài)連續(xù)清查的耦合是生態(tài)連續(xù)清查體系的重中之重。資源連續(xù)清查的數(shù)據(jù)是在國土范圍內(nèi)的系統(tǒng)抽樣調(diào)查基礎上形成的面狀數(shù)據(jù)，而生態(tài)連續(xù)清查數(shù)據(jù)則是典型森林生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測的點狀長時序數(shù)據(jù)。通過科學嚴謹?shù)臄?shù)學推理和統(tǒng)計建模對生態(tài)連續(xù)清查的點狀數(shù)據(jù)進行尺度擴展，將森林生態(tài)定位站上的點狀實測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至國土范圍內(nèi)的測算數(shù)據(jù)。這一過程尚需要做更深層次的研究，并且需要長期定位觀測研究以得出可靠的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

分布式測算方法是目前較為科學有效的方法，該方法將省級總體劃分為若干均質(zhì)化的生態(tài)測算單元，在均質(zhì)化單元內(nèi)，將點狀數(shù)據(jù)拓展為單元面狀測算數(shù)據(jù)。具體思路是，在山西省范圍內(nèi)，按照林分類型劃分二級測算單元。例如油松林測算單元、遼東櫟林測算單元、油松—遼東櫟混交林測算單元等。每個二級測算單元內(nèi)按照起源劃分為天然林和人工林的三級測算單元。例如油松天然林單元、油松人工林單元等。每個三級測算單元按照齡組劃分為過熟林、成熟林、近熟林、中齡林、幼齡林等四級測算單元。例如油松天然幼齡林單元、油松天然中齡林單元等。在均質(zhì)單元內(nèi)部，可以采用遙感反演和模型模擬等方法進行點狀數(shù)據(jù)拓展。最終，通過匯總累加各級測算單元以獲得對省級總體的測算評估。

3 討論與展望

森林生態(tài)連續(xù)清查是森林資源連續(xù)清查發(fā)展的下一階段，是現(xiàn)代化林業(yè)發(fā)展的更高水平。目前全省已經(jīng)開展了森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價的相關研究，但尚未建立起森林生態(tài)連續(xù)清查制度。下一步應當根據(jù)全省生態(tài)區(qū)劃，加密森林生態(tài)連續(xù)清查野外觀測站，提升數(shù)據(jù)可靠性。并積極開展點狀數(shù)據(jù)尺度擴展的遙感反演和模型模擬研究，率定適合山西自然狀況的模型參數(shù)，以提高結果的準確性。

參考文獻

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【中圖分類號】S757.2+2

【文獻標識碼】C

【文章編號】1005-4707（2016）01-030-02

doi:10.3969/j.issn.1005-4707.2016.02.014

【作者簡介】李軼濤(1984-)，男，2014年北京林業(yè)大學博士研究生畢業(yè)，現(xiàn)任山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院工程師。

【收稿日期】2015-12-25；【修回日期】2016-01-11。