森林资源抽样调查中样地数量与精度计算

吴光明

摘要 在森林资源调查方法中，抽样调查仍是最常用的方法之一。通过引入抽样调查数量和精度的計算方法，对各参数进行说明并举例计算分析结果，为林业调查人员分析调查结果、判断调查精度提供参考。

关键词 森林资源；抽样；数量；精度

中图分类号 S757.2+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）09-0173-02

Abstract Sampling survey is still one of the most commonly used methods in forest resource survey.By introducing the calculation method of the quantity and precision of sampling survey，the parameters were explained and the results were calculated and analyzed，which provided reference and help for analysis of the survey results and the accuracy of the survey results.

Key words forest resources；sampling；quantity；precision

在森林资源调查中，由于林木资源面积大，个体数量多，不可能一一对其进行调查。无论是森林资源一类调查（国家森林资源连续清查）中的样地调查、二类调查（森林资源规划设计调查）中的总体蓄积抽样控制以及三类调查中的抽样调查，均是在被调查的森林资源中抽取一定数量的样地，以样地调查的数据来推算整个被要求调查的森林资源的相关数据和因子[1]。

为此，样地调查数量多少和调查是否达到精度要求，成为抽样调查的关键。从理论上说，抽取的样地数量越多，其调查结果误差愈小，精度越高，但样地数量越多，其调查工作量越大、成本愈高、工作效率愈低。因此，需要以最小的样地数量达到相应的精度指标要求。样地调查后，也需利用抽样理论公式计算抽样精度，用以检验抽样调查是否达到规定要求，并以此估算整个被调查的森林资源的区间数值[2]。

1 抽样调查的相关概念

在数理统计中，把在一定条件下进行观测和研究对象的全体称为总体；构成总体的每一个基本单位称为单元；在总体中抽取部分单元组成的全体称为样本；对样本进行测定调查即为抽样调查。在森林资源调查中，被要求调查一定面积上的森林资源即为总体，所抽取一定数量的样地便为样本。笔者就用数理统计的参数估计法来论述在一定精度条件下所抽取的样地数量和抽取一定数量样地调查精度的计算[3]。

2 抽样调查样地数量计算方法

森林资源抽样调查一般为不重复抽样（即抽中的样本单元不再放回总体），其调查样地数量的公式为：

式中：n为样地数量，即样本单元数；N为总体单元数，即被调查的森林资源面积除以样地面积；t为可靠性指标（林业可靠性一般为95%，总体遵从正态分布，其指标为1.96）；C为变动系数（可通过预备调查获得）；E为相对误差，即1-P，P为调查精度[4]。

例如，调查面积为36 hm2的森林资源蓄积量，现随机抽取0.06 hm2的样地10块进行预备调查，各样地调查的蓄积量分别为5.6、8.3、8.9、6.7、7.6、4.3、8.5、8.6、7.9、7.1 m3，若要求调查精度达到90%以上，问至少需调查多少样地？

3 抽样调查精度计算

3.1 抽样调查精度计算公式

以上公式中，P为调查精度；ua为可靠性指标；s为标准差；x为样本平均数；n为所抽取的样地数量（样本单元数）；N为总体单元数；Sy=为重复抽样标准误；Sy=为非重复抽样标准误；？驻=ua-Sy为绝对误差限；E=为相对误差限。

从以上公式可看出：抽样调查精度P=1-E；ua作为可靠性指标，如抽取为大样本（即样地数量≥50），按可靠性要求由标准正态分布概率积分表查u值；如为小样本（即样地数量<50），样本平均数遵从t分布，按可靠性要求和自由度（n-1）由小样本分布值表查t值。在森林资源调查中，虽广泛采用不重复抽样，但总体单元数一般非常大，抽样比很小（<0.05），1-接近于1，为此对抽样比小于0.05的不重复抽样，可按重复抽样的方法计算标准误。

3.2 实例计算

如上例再行随机抽取了5块0.06 hm2样地进行调查，每个样地蓄积量分别为7.6、7.5、9.4、5.7、7.2 m3，求算：样地平均蓄积量 =7.39 m3/0.06 hm2； 标准差s=1.37 m3/0.06 hm2；由于=0.025<0.05，此不重复抽样可按重复抽样计算标准误，标准误为：Sy==0.35 m3/0.06 hm2。样地蓄积量的抽样误差限：此样地数量属小样本，自由度为n-1=14，按可靠性95%要求，查t分布数值表为ua=2.15，则：

绝对误差限：？驻=uaSy =2.15×0.35=0.75 m3/0.06 hm2

相对误差限：E==0.10=10%

调查精度：P=1-E=1-10%=90%

以此计算总体蓄积量估计值：M=600×7.39=4 434 m3

总体蓄积量的抽样误差限：？驻M=N？驻=600×0.75=450 m3

总体蓄积量的估值区间：M±？驻M=4 434±450 m3

即被调查的36 hm2面积的森林资源，按可靠性95%，调查精度为90%，其蓄积量的估计范围在3 984～4 884 m3之间。

4 计算明确事项

在森林资源抽样调查中，需要注意以下几方面的问题：一是林业中常用的抽样有简单随机抽样、系统抽样（机械抽样）、分层抽样等，但样地抽取必须是随机的，否则其计算精度不正确；二是在森林资源调查中，被调查的总体因子（单位蓄积量、胸径、树高等）必须遵从正态分布，否则抽样也不具有代表性；三是为确保达到所要求的调查精度，一般在计算样地数量的基础上另行增加样地数量，以保证精度。一般增加2%～3%的数量，如上例再增加15×2%=3块，即抽取18块样地进行调查；四是计算出的调查精度称为“估计精度”，是在一定的“可靠性”下科学估算出的精度，反映了估算的准确程度，而“可靠性”是反映正确程度、可信程度[5]。

5 参考文献

[1] 史京京，雷渊才，赵天忠.森林资源抽样调查技术方法研究进展[J].林业科学研究，2009（1）：101-108.

[2] 李炳凯.关于森林资源抽样调查中标准误的表述[J].林业资源管理，2007（1）：64-65.

[3] 李海峰.森林资源调查监测信息化技术方法探析[J].工程技术：引文版，2016（5）：233-234.

[4] 曾伟生，周佑明.森林资源一类和二类调查存在的主要问题与对策[J].中南林业调查规划，2003（4）：8-11.

[5] 耿晓，李海奎，郑立生，等.非木质森林资源抽样调查方法与监测[J].世界林业研究，2010（3）：48-53.