江蘇省森林資源專項調查的探討

丁 婷 陳 超

(江蘇省基礎地理信息中心, 江蘇 南京 210013)

0 引言

森林資源包括森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生動物、植物和微生物。森林資源調查是以森林為研究內容包括林分的數量(蓄積、生物量、碳儲量)、質量(材種出材量)、生長量以及林分生長和收獲預估等內容。

森林資源調查工作由來已久,最開始的主要手段是以多年林業工作經驗為主導的目測法調查,該方法為當時的管理部門提供了決策依據,但是該方法受主觀意識影響較大。到了19世紀,以每木調查法為主的調查方法成為主流。到了20世紀20年代,芬蘭、瑞典等林業發達國家,率先進行了國家尺度上的森林資源調查,標志著森林資源調查體系的初步形成。

我國系統性的森林資源調查起步于20世紀50年代,由原林墾部組織開展森林資源清查工作,但是這次清查工作的覆蓋面不全、精度不高。經過幾十年的發展,直到20世紀80年代,我國建立了森林調查的三級體系,森林資源調查體系才基本定型。21世紀以來,我國積極號召將先進技術，尤其是將3S技術引入森林資源調查中。到2003年底,我國完成了第六次全國森林資源連續清查工作,隨后又開展了第七次、第八次、第九次森林資源清查工作,為生態文明和林業現代化建設提供了數據支撐,滿足國家決策管理和公眾關注需求。

一直以來,森林資源作為重要的自然資源,是林業與國土部門重要的統計要素,但由于林業部門與國土部門采用了不同的分類與采集標準,導致二者統計得到的林地數據并不一致。機構改革后,由自然資源部圍繞土地、礦產、森林、草原、水、濕地、海域海島7類資源,系統重構自然資源調查監測工作。

2020年1月,自然資源部發布了《自然資源調查監測體系構建總體方案》(自然資發〔2020〕15號),明確以第三次全國國土調查為基礎,集成現有的森林、濕地、水資源等成果,形成自然資源管理的“一張底圖”。如何以三調數據為基礎,協調不同部門的分類標準,滿足森林資源專項調查監測的標準統一性需求,成了需要解決的首要問題。目前各地已經有了一定探索和成果[1-6],本文就這些問題開展進一步探討,為江蘇省的森林資源調查工作提供一些思路。

1 林地分類標準對比分析

長久以來,林業部門按照《林地分類》(LY/T1812—2009),將林地分為有林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地等8類,國土三調按照《第三次全國國土調查工作分類》(TD/T 1055—2019),將林地分為喬木林地、竹林、灌木林地和其他林地。林業上的林地分類與國土調查工作分類中的林地類,以及兩者間的對照關系見表1;國土調查工作分類中與林地相關、被歸為其他類的地類,及其與林業部門地類的對照關系見表2。

表1 林地分類體系對照表

表2 國土調查林地相關地類及與林業分類對照表

1.1 林業與三調標準主要差異

通過對表格對比分析,可得出兩者分類標準的差別主要在于：

(1)三調強調“地類用途”,商服用地、科教文衛用地、特殊用地、公路用地等地類圖斑,均已包含內部的林木,這些林木不單獨表示。而林業上按照“所見即所得”的原則劃分林地小班,即只要林地達到片狀林或帶狀林上圖標準,即表示出來。

(2)林地分類系統與國土調查工作分類相比,多了宜林地這個分類。宜林地指規劃為林地的荒山、荒(海)灘、荒溝、荒地,國土調查工作分類中,宜林地被分類為鹽堿地、沙地、裸土地等相應地類。

(3)林業部門中的輔助生產林地,在國土調查工作分類中被歸類為建設用地相關地類。

(4)在國土調查工作分類中,疏林地、未成林地、苗圃地、無立木林地統一為其他林地,未細分為不同地類。

(5)國土調查工作分類中的部分種植園地、濕地等地類符合林業上的林地標準。

(6)灌木林的定義不同,林業部門定義的灌木林覆蓋度≥30%,國土部門定義的灌木林覆蓋度≥40%。

(7)林業部門地類劃分的最小面積為667 m2,國土調查林地類圖斑最小上圖面積是400 m2。

可見,林業與國土調查在林地分類上最大的差異是標準的不一致。因此,在自然資源調查專項監測工作中首要任務是統一林業地類劃分標準。

1.2 林業與三調標準統一

在整合、統一國土調查工作分類與林業分類標準時,各省份做法并不一致。寧夏回族自治區[7]在空間規劃改革試點工作中,制定了《寧夏回族自治區空間規劃用地分類標準》,林地是一級類,二級類包括林地、灌木林地、其他林地、宜林地這4類。山東省[8-9]在開展森林資源管理“一張圖”更新工作中,明確以國土三調為基礎開展全面融合,試點過程中發現了宜林地是林業行業中的一個一級地類,建議在建立自然資源統一調查分類標準時取消該地類。海南省[10]在進行第二次森林資源調查時,為了能夠與國土三調銜接與融合,采用國土調查數據為基礎,細分林地小班,同時明確了林地小班最小面積與灌木林地選取標準。

江蘇省目前已頒布自然資源調查分類試行標準(表3),該標準從覆蓋和資源兩個角度分別開展制定。從空間覆蓋角度來說,分類標準與國土調查工作分類體系、定義基本保持一致,保證了國土三調作為基礎數據的一致性與延續性;從森林資源角度來說,定義、內涵與林業部門標準更一致,分類更為詳細,便于林業部門的專業管理。

表3 林地相關分類標準

2 森林資源專項調查初探

2.1 傳統林業調查

森林資源調查分為森林資源連續清查(一類調查)、森林資源規劃設計調查(二類調查)和作業設計調查(三類調查)。

森林資源連續清查以設置固定樣地進行定期復查,2020年全國森林資源調查繼承了國家森林資源連續清查的抽樣框架,將全部樣地等分為5組,每年完成一組,采取聯合估計的方法,實現每年滾動出數。森林資源規劃設計調查是以森林經營單位或縣級行政區域為調查單位、以實地調查為主、以小班為單位而進行的森林資源調查。作業設計調查是林業基層單位為滿足各類需要而進行的調查,可采用全林實測或標準地調查方法。

2.2 路線探索

在省級層面進行森林資源調查時,應該按照二類調查的技術要求,逐小班調查,同時需要注意國土三調數據與林業數據的融合處理,打造自然資源“一張底圖”。

總體路線為：首先以三調地類圖斑和二類調查小班數據為基礎,融合形成基礎工作底圖,原三調地類圖斑可分割,但不合并不修邊,保留三調地類圖斑與林地小班的必要屬性字段,得到圖形與屬性的融合數據;以遙感影像為底圖,形成自然資源“一張圖”的年度更新現狀數據,以內外業結合的方式獲取小班調查因子,最終匯總形成各類成果。實驗區域面積131.9 km2,工作底圖見圖1。

圖1 實驗區域工作底圖

其中,注意事項與關鍵技術如下：

(1)對于地類(即土地利用類型)的認定。地類依據三調結果或年度變更結果確定,原林業中的地類,暫時參考《森林資源連續清查技術規程2020》,稱作“森林覆被類型”(可依據后續出臺的規定名稱修改)。

(2)林業數據與三調圖斑的融合處理。圖斑界線以國土三調數據為標準,允許在國土三調圖斑內部進行細分,不允許細分后的圖斑跨越原國土三調圖斑界線,得到“一張底圖”的本底數據。

(3)小班劃分與基本屬性確定。數據融合處理后,根據符合現勢性要求的遙感影像,通過變化檢測、人工判讀等方式,獲取林業小班的森林覆被類型及基本屬性。但是需要注意的是,不得修改地類屬性,只得將產生變化的林業小班做出標記,作為土地變更調查的參考。

(4)小班調查因子的獲取。保留原二類調查中的小班調查因子,根據融合后圖斑,重新計算得出。

(5)新增林地小班屬性獲取。新增林地小班做專屬標記,留待后期通過實地測量、激光雷達等技術獲得樹高、胸徑、蓄積量、株數等測樹因子,實現快速出數。

2.3 對現有問題的解決方案

各相關部門應盡快厘清具體責任分工,各司其職,統一思路,避免重復工作。此外,對現有工作中的問題,本文提出如下解決方案：

(1)各類調查工作應統一至同一標準下,同時開展數據融合工作,盡快形成“一張底圖”。

(2)為了實現年度出數與三維管理,可開展LiDRA等技術在林業調查中的應用研究。

其中,關鍵技術在于結合國土三調基礎數據、森林資源管理一張圖、多光譜遙感影像等多源數據,通過激光點云數據融合分類處理、綜合變量批量提取、多元逐步回歸建模、空間分析等技術手段,反演得出各類小班調查因子,實現快速出數。

3 結束語

從國家層面雖然已經出臺了總體方案,但是實施方案、技術規定、分類標準等正在研究制定中,暫未出臺,本文從總體技術路線角度進行了探討,通過實驗,實現了林業數據與三調圖斑的融合處理與屬性更新,但是處理過程中并未考慮如何與國土變更調查進行銜接,后續應從數據關聯、工作機制等方面統籌考慮,實現“一查多用”。

各省份可依據地方實際情況,進行技術、路線上的探索與革新,為其他地區提供可復制、可操作的樣例。