李智華　胡云云　向安民　侯曉巍　閆生義

摘要：? 根據(jù)國(guó)家對(duì)森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)試點(diǎn)工作的總體要求，對(duì)重慶市現(xiàn)有森林資源監(jiān)測(cè)抽樣體系進(jìn)行了優(yōu)化探索和深入研究，結(jié)果表明：1）利用校驗(yàn)樣地產(chǎn)出森林面積、固定樣地產(chǎn)出森林蓄積的方法是可靠的，抽樣精度完全能滿足國(guó)家技術(shù)規(guī)定要求，如果單純產(chǎn)出省級(jí)層面的森林面積和森林蓄積，不進(jìn)行第二次分解，各省樣地個(gè)數(shù)還可以適當(dāng)減少，比如重慶：校驗(yàn)樣地可減少3/4，只要1 268個(gè)校驗(yàn)樣地即可，其抽樣精度可以達(dá)到95%以上;固定樣地可減少1/2，只要2 566個(gè)固定樣地，其抽樣精度可以達(dá)到90%以上;2）校驗(yàn)樣地大小500 m×500 m是比較合適的，重慶市森林面積估測(cè)變動(dòng)系數(shù)從500 m開(kāi)始往上減小速度逐漸平緩，趨于穩(wěn)定，抽樣結(jié)果精度均達(dá)到了95%以上，完全符合國(guó)家對(duì)森林面積的抽樣精度要求;3）校驗(yàn)樣地和固定位置應(yīng)該長(zhǎng)期固定，年度監(jiān)測(cè)之間的數(shù)據(jù)變化才有可比性;4）對(duì)省級(jí)數(shù)據(jù)如何分解到區(qū)縣的方法上不可“一刀切”，具體到每個(gè)區(qū)縣是采用抽樣調(diào)查、小班區(qū)劃還是聯(lián)合估計(jì)的方法，應(yīng)根據(jù)各區(qū)縣森林資源分布特點(diǎn)和數(shù)量大小，制定符合自身實(shí)際情況的科學(xué)可行的監(jiān)測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：? 森林資源;? 年度監(jiān)測(cè);? 抽樣體系;? 估測(cè)

中圖分類號(hào)：? ?S 757. 2? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001 - 9499（2022）03 - 0058 - 05

為切實(shí)履行國(guó)家林業(yè)和草原局森林資源監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)職能，落實(shí)新《森林法》對(duì)“國(guó)家建立森林資源調(diào)查監(jiān)測(cè)制度”和“國(guó)家實(shí)行森林資源保護(hù)發(fā)展目標(biāo)責(zé)任制和考核評(píng)價(jià)制度”的規(guī)定，國(guó)家林業(yè)和草原局按照自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)的要求，著力構(gòu)建新時(shí)代國(guó)家森林資源監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系，實(shí)施全國(guó)森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。通過(guò)采用抽樣調(diào)查與圖斑調(diào)查相結(jié)合，優(yōu)化抽樣設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)森林資源數(shù)量;采用固定樣地調(diào)查與模型更新相結(jié)合開(kāi)展森林儲(chǔ)量（蓄積量、生物量、碳儲(chǔ)量）監(jiān)測(cè);綜合采用統(tǒng)計(jì)、建模和評(píng)估等方法對(duì)森林資源狀況及其質(zhì)量與功能的分析評(píng)價(jià)，構(gòu)建點(diǎn)面結(jié)合、上下銜接、數(shù)圖一致的國(guó)家森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系[ 1 ]。

2020年，國(guó)家林業(yè)和草原局在全國(guó)選取了監(jiān)測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)比較好、森林資源分布比較典型的4個(gè)?。ㄊ校┻M(jìn)行年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)試點(diǎn)，為在全國(guó)范圍的實(shí)施探索方法和積累經(jīng)驗(yàn)。重慶市作為試點(diǎn)省份之一，通過(guò)與第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)（以下簡(jiǎn)稱“三調(diào)”）對(duì)接，確定森林資源監(jiān)測(cè)范圍;基于森林資源連續(xù)清查體系進(jìn)行年度監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)優(yōu)化，結(jié)合重慶市森林資源管理“一張圖”（以下簡(jiǎn)稱“一張圖”）年度更新監(jiān)測(cè)森林面積;采用清查固定樣地現(xiàn)地調(diào)查與生長(zhǎng)模型更新相結(jié)合的方法，最終產(chǎn)出了全市森林資源數(shù)量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能等成果。本文著重從重慶市森林資源年度監(jiān)測(cè)抽樣體系優(yōu)化方面進(jìn)行了探索和研究，采取不同抽樣設(shè)計(jì)方案對(duì)森林面積、森林蓄積等主要成果指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，比較分析不同抽樣體系下測(cè)算結(jié)果，提出相對(duì)較優(yōu)的抽樣設(shè)計(jì)方案，以期為全國(guó)森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)抽樣體系優(yōu)化提供參考和借鑒。

1 重慶市抽樣體系概況

為開(kāi)展森林儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)，本次重慶市森林資源年度監(jiān)測(cè)繼續(xù)維持第九次全國(guó)森林資源清查重慶市固定樣地?cái)?shù)量不變，按4 km×4 km的間距布設(shè)地面固定樣地5 133個(gè)，樣地面積為0.066 7 hm2，形狀正方形。對(duì)其中的1 533個(gè)2017年調(diào)查為喬木林地和本次通過(guò)遙感影像判讀新增的喬木林固定樣地進(jìn)行現(xiàn)地調(diào)查?！叭{(diào)”為林地和森林范圍內(nèi)的其他固定樣地采用遙感判讀的方法確定地類等主要因子。

為保證重慶市“一張圖”年度更新圖斑監(jiān)測(cè)成果準(zhǔn)確可靠，通過(guò)布設(shè)校驗(yàn)樣地對(duì)全市森林面積進(jìn)行總體控制和修正，以固定樣地所在公里網(wǎng)交叉點(diǎn)為中心點(diǎn)（采用CGCS2000坐標(biāo)系），布設(shè)1 km2×1 km2的大樣地5 133個(gè)，形狀正方形。重慶市校驗(yàn)樣地?cái)?shù)量與固定樣地?cái)?shù)量一致，共5 133個(gè)?？紤]到布設(shè)的校驗(yàn)樣地中存在1個(gè)超出全市行政界線范圍，因此，本次全市按5 132個(gè)校驗(yàn)樣地進(jìn)行體系設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2 校驗(yàn)樣地的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

根據(jù)重慶市森林資源連續(xù)清查體系的實(shí)際情況，以校驗(yàn)樣地中心點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)是否被8整除將全市校驗(yàn)樣地重新分為6組，與全市所有樣地參與分別進(jìn)行全市森林面積抽樣估測(cè)和對(duì)比分析。

第1組樣地：現(xiàn)有全市所有樣地5 132個(gè)。

第2組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/2樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地橫坐標(biāo)不變，縱坐標(biāo)被8整除，實(shí)際選取樣地2 567個(gè)。

第3組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/2樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地橫坐標(biāo)不變，縱坐標(biāo)不能被8整除，實(shí)際選取樣地2 565個(gè)。

第4組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/2樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地縱坐標(biāo)不變，橫坐標(biāo)被8整除，實(shí)際選取樣地2 566個(gè)。

第5組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/2樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地縱坐標(biāo)不變，橫坐標(biāo)不能被8整除，實(shí)際選取樣地2 566個(gè)。

第6組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/4樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)被8整除，實(shí)際選取樣地1 268個(gè)。

第7組樣地：從現(xiàn)有樣地中選取1/4樣地，選取方法是對(duì)現(xiàn)有樣地縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)不能被8整除，實(shí)際選取樣地1 279個(gè)。

2. 1 不同樣地個(gè)數(shù)對(duì)估測(cè)結(jié)果的影響

從表1可以看出，7組抽樣方案估計(jì)森林面積的抽樣精度均達(dá)到了95%以上，符合國(guó)家森林資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定中要求，變動(dòng)系數(shù)也均在47%左右，相對(duì)穩(wěn)定;對(duì)比各組樣地個(gè)數(shù)，若對(duì)全市森林面積進(jìn)行估測(cè)，采用第6組或第7組方案，即可滿足抽樣精度要求。此外，采用樣地個(gè)數(shù)相同、布設(shè)方法不同的抽樣設(shè)計(jì)，森林面積的估測(cè)結(jié)果存在差異，如第2組和第3組統(tǒng)計(jì)產(chǎn)出的森林覆蓋率相差1.26%，第6組和第7組相差1.74%，第4組和第5組相差0.58%。因此，校驗(yàn)樣地位置應(yīng)該長(zhǎng)期固定，各年度監(jiān)測(cè)結(jié)果才具有可比性，如果調(diào)整樣地位置，可能造成不同抽樣體系產(chǎn)生的估測(cè)結(jié)果差異比年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)本身的變化還大，則無(wú)法準(zhǔn)確通過(guò)校驗(yàn)樣地抽樣估測(cè)年度森林面積及其變化。208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44

2. 2 不同樣地大小對(duì)估測(cè)結(jié)果的影響

將校驗(yàn)樣地大小從100 m到1 000 m分為19組分別進(jìn)行全市森林面積抽樣估測(cè)，從表2和圖1可以看出：（1）隨著樣地面積的增大，抽樣精度逐漸提高，變動(dòng)系數(shù)逐漸減小;（2）19組方案估測(cè)森林面積的抽樣精度均在98%以上;（3）樣地邊長(zhǎng)在500 m以上時(shí)，隨著邊長(zhǎng)的增加，全市森林面積估測(cè)變動(dòng)系數(shù)減小速度逐漸平緩，趨于穩(wěn)定。

2. 3 區(qū)縣估測(cè)結(jié)果

根據(jù)各區(qū)縣的校驗(yàn)樣地對(duì)其森林面積進(jìn)行估測(cè)，從表3可以看出：（1）森林面積抽樣精度在95%以上的有城口縣、彭水縣、酉陽(yáng)縣、巫溪縣、武隆區(qū)、黔江區(qū)、奉節(jié)縣、云陽(yáng)縣、開(kāi)州區(qū)9個(gè)區(qū)縣，森林面積抽樣精度在90%～95%之間的有石柱縣、巫山縣等12個(gè)區(qū)縣，森林面積抽樣精度在85%～90%的有合川區(qū)、潼南區(qū)等11個(gè)區(qū)縣，其他8個(gè)區(qū)縣的抽樣精度均在85%以下;（2）如果對(duì)縣級(jí)單位的森林面積抽樣精度要求降低至85%以上，則有8個(gè)區(qū)縣需要通過(guò)加密樣地個(gè)數(shù)才能達(dá)到精度要求。

3 固定樣地的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

3. 1 不同樣地個(gè)數(shù)對(duì)估測(cè)結(jié)果的影響

分組方法與校驗(yàn)樣地相同，從表4可以看出，（1）第1～5組方案估測(cè)的抽樣精度均達(dá)到了90%以上，符合國(guó)家森林資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定中的要求，變動(dòng)系數(shù)也均在210%左右，相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)比各組樣地個(gè)數(shù)，若對(duì)全市森林蓄積進(jìn)行估測(cè)，樣地個(gè)數(shù)減少一半即可滿足抽樣精度要求。（2）采用樣地個(gè)數(shù)相同、布設(shè)方法不同的抽樣設(shè)計(jì)，森林蓄積的估計(jì)測(cè)結(jié)果存在差異，盡管均在誤差限范圍內(nèi)，但也大大超過(guò)年均生長(zhǎng)量。因此，為保證森林蓄積年度監(jiān)測(cè)結(jié)果的連續(xù)可比，固定樣地位置也應(yīng)相對(duì)固定。

3. 2 區(qū)縣估測(cè)結(jié)果

根據(jù)各區(qū)縣的固定樣地對(duì)其森林蓄積進(jìn)行估測(cè)，從表5可以看出：（1）森林蓄積抽樣精度在80%以上的有城口縣、巫溪縣、石柱縣、奉節(jié)縣、酉陽(yáng)縣、云陽(yáng)縣6個(gè)區(qū)縣，其他區(qū)縣的抽樣精度均在80%以下，部分區(qū)縣甚至無(wú)精度保證;（2）對(duì)縣級(jí)單位森林蓄積的估測(cè)，大部分區(qū)縣現(xiàn)有固定樣地個(gè)數(shù)無(wú)法滿足抽樣估測(cè)樣本量，需要進(jìn)一步加密才能達(dá)到抽樣精度要求。

4 結(jié) 論

4. 1 森林面積的抽樣體系設(shè)計(jì)

（1）通過(guò)校驗(yàn)樣地估測(cè)森林面積方法可靠，精度保證，若從省級(jí)層面宏觀監(jiān)測(cè)森林面積，樣地個(gè)數(shù)可適當(dāng)減少，如重慶1 200個(gè)樣地即可滿足抽樣精度要求。

（2）在保證全市森林面積抽樣精度的前提下，通過(guò)改變校驗(yàn)樣地大小，對(duì)全市森林面積進(jìn)行測(cè)算比較，并分析不同校驗(yàn)樣地大小的抽樣變異系數(shù)，校驗(yàn)樣地邊長(zhǎng)分別為100、200、300…1 000 m，發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)樣地大小為500 m×500 m，變動(dòng)系數(shù)差異不明顯，抽樣精度為98.5%，森林面積估測(cè)中值與全市“一張圖”的森林面積相對(duì)誤差值為0.12%。因此校驗(yàn)樣地大小500 m×500 m相對(duì)合適，且內(nèi)業(yè)復(fù)核工作量均明顯降低，可以考慮下一年年度監(jiān)測(cè)中采用并在全國(guó)范圍推廣。

根據(jù)500 m×500 m樣地大小分不同樣地個(gè)數(shù)分組（同2.1）對(duì)全市森林面積進(jìn)行估測(cè)，總體特征數(shù)具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表6，7組方案的抽樣精度均達(dá)到了95%以上，完全符合國(guó)家對(duì)森林面積的抽樣精度要求。

表6 不同樣地個(gè)數(shù)的森林面積總體特征數(shù)

（3）為保證年度監(jiān)測(cè)結(jié)果的連續(xù)可比，校驗(yàn)樣地位置應(yīng)該長(zhǎng)期固定，年度監(jiān)測(cè)之間的森林資源變化才具有可比性。如果每個(gè)年度調(diào)整校驗(yàn)樣地位置，可能造成的不同抽樣體系產(chǎn)生的估測(cè)結(jié)果差異比年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)本身的變化還大，則將無(wú)法準(zhǔn)確通過(guò)校驗(yàn)樣地抽樣估測(cè)年度森林面積及其變化。

（4）如果省級(jí)監(jiān)測(cè)結(jié)果要進(jìn)一步分解到區(qū)縣，考慮到加密樣地需要投入大量的人力和物力，工作量也比較大，建議對(duì)縣級(jí)森林面積的抽樣精度可以適當(dāng)降低到85%，全市有8個(gè)區(qū)縣需要加密校驗(yàn)樣地個(gè)數(shù)，才能滿足精度要求。但對(duì)于渝中區(qū)等主城區(qū)來(lái)說(shuō)，森林資源分布極少且不均衡，采用抽樣調(diào)查方法去估測(cè)森林面積是低效的，甚至是無(wú)效的，建議直接采用逐個(gè)森林小班調(diào)查的方法，通過(guò)累加直接產(chǎn)出森林面積，結(jié)果更準(zhǔn)確可靠。因此省級(jí)森林面積的年度監(jiān)測(cè)結(jié)果分解到區(qū)縣的方法不可“一刀切”，具體到每個(gè)區(qū)縣是采用抽樣調(diào)查還是小班區(qū)劃匯總的方法，應(yīng)根據(jù)各區(qū)縣森林資源分布特點(diǎn)和數(shù)量大小，制定符合自身實(shí)際情況的科學(xué)可行的監(jiān)測(cè)方法。

4. 2 森林蓄積的抽樣體系設(shè)計(jì)

（1）采用固定樣地對(duì)重慶市森林蓄積進(jìn)行估測(cè)，如不分解落實(shí)到各區(qū)縣，樣地個(gè)數(shù)可減少一半即可滿足抽樣精度要求。

（2）采用樣地個(gè)數(shù)相同、布設(shè)方法不同的抽樣設(shè)計(jì)，對(duì)森林蓄積的估計(jì)測(cè)結(jié)果存在差異，盡管均在誤差限范圍內(nèi)，但也大大超過(guò)年均生長(zhǎng)量，因此，為保持對(duì)森林蓄積年度監(jiān)測(cè)結(jié)果的連續(xù)可比，固定樣地位置也應(yīng)相對(duì)固定。

（3）對(duì)縣級(jí)單位森林蓄積的估測(cè)，目前大部分區(qū)縣現(xiàn)有固定樣地個(gè)數(shù)無(wú)法達(dá)到抽樣估測(cè)樣本量，達(dá)不到抽樣精度要求。建議根據(jù)各區(qū)縣具體情況酌情加密樣地，對(duì)于以公益林為主或者中幼齡林較多的區(qū)縣，森林蓄積的抽樣精度可以適當(dāng)降低至80%以上;對(duì)于主城區(qū)或者渝西等少林地區(qū)可不單獨(dú)進(jìn)行抽樣控制，與相鄰區(qū)縣合并為一個(gè)總體，進(jìn)行抽樣控制即可[ 3 ]。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家林業(yè)和草原局.全國(guó)森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方案[S].2020.

[2] 國(guó)家林業(yè)和草原局.全國(guó)森林資源年度監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)試點(diǎn)工作方案[S]. 2020.

[3] 唐小平.? 森林資源管理[M]. 北京：國(guó)家行政學(xué)院出版社，2017.

第1作者簡(jiǎn)介：? 李智華（1978-），? 男，? 高級(jí)工程師，? 主要從事森林資源監(jiān)測(cè)方面的工作。

收稿日期： 2022 - 02 -? 20208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44

Study on Optimization of Annual Monitoring Sampling System of Forest Resources in Chongqing

LI Zhihua

（North-Western Inventory and Planing Instiute，National Forestry and Grassland

Administration，? Shaanxi Xi′an 710048）

Abstract According to the general requirements of the National Pilot Project of annual monitoring and evaluation of forest resources， we have carried on the optimization exploration and in-depth study on the existing sampling system of monitoring and evaluation of forest resources in Chongqing： （1）The method of producing forest area by using check sample plot and forest stock by using fixed sample plot is reliable， and the sampling precision can meet the requirement of national technical regulation， if the forest area and forest accumulation at the provincial level are simply produced and no second decomposition is carried out， the number of sample plots in each province can be reduced appropriately， for example， in Chongqing， the number of check plots can be reduced by three quarters， as long as 1268 test plots are available， the sampling accuracy can reach above 95% ， the fixed plots can be reduced by 1/2， and as long as 2 566 fixed plots， the sampling accuracy can reach above 90%. （2） the size of 500 m × 500 m is suitable， the change coefficient of forest area estimation decreases slowly from 500m to 500 m， and the precision of sampling results is over 95% ， which meets the requirement of sampling precision for forest area.（3）Calibration plots and fixed locations should be fixed over a long period of time to allow comparability of data changes between annual monitoring. （4）There is no “One-size-fits-all”method for how provincial data are decomposed into districts and counties， specifically whether each district or county adopts sampling survey， sub-class division or joint estimation， scientific and feasible monitoring methods should be developed according to the distribution characteristics and quantity of forest resources in each district and county.The design scheme and solution of the above research can provide reference and reference for optimizing sampling system of National Forest Resources Annual Monitoring and evaluation.

Key words Forest resources; Annual monitoring; Sampling system; Estimate208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44