上海市森林资源一体化监测的探索与实践

李琦 陶丹 薛春燕

（1上海市林业总站 200072；2上海市林业局 200040）

森林资源是地球上最重要的自然资源之一，它不仅为人类的生产和生活提供各种物资来源，更具有调节气候、保持水土、净化空气、降低噪音、抵御自然灾害等功能，是影响人类生存及社会发展的重要自然因素。

森林资源监测是一项重要的林业基础性工作，它通过对森林资源现状及其动态变化进行调查、统计、分析、评价，为制定和调整林业方针、政策、规划、设计等提供依据，也可以为评估林业建设成效、考核干部任期目标等提供依据[1]。

上海市委、市政府高度重视生态文明建设，坚持“生态与经济并重，森林与城市同步发展”的城市建设理念，积极打造人与自然和谐相处的森林城市，大力推进城市森林建设，森林覆盖率逐年提高，从1999年的3.17%增加到2014年的14.04%。随着林业建设的快速发展，森林的生态功能逐步为政府和社会所认知，并日益受到重视，对森林资源数据的时效性要求也越来越高，这给传统的森林资源监测工作带来了新的挑战。为此，上海市逐步探索，开展了以年度动态监测为重点的森林资源一体化监测试点工作，以小班区划调查产出全市各类面积数据；以机械抽样控制下的小班调查和模型更新方法产出全市蓄积类数据，实现了森林资源数据的年度出数，取得了令人满意的成果。

1 上海市历次森林资源监测概况

上海市森林资源监测工作始于1979年，每五年进行一次调查，但主要以“四旁”和农田林网为调查对象。1999年起，上海市正式加入国家森林资源连续清查体系，逐步建立起了以国家森林资源连续清查和上海市森林资源规划设计调查为主要工作内容的森林资源监测体系。

1.1 国家森林资源连续清查（一类清查）

1999年上海市首次参加了全国第六次森林资源连续清查工作，正式建立了全市固定样地监测体系。该体系以上海市陆地总面积63.41万公顷为总体，按2公里×1公里间距系统布设固定监测样地 3365个（实际回收3361个）。样地为正方形，边长25.82米，面积0.0667公顷。2004年和2009年，上海市又先后参加了全国第七次和第八次森林资源连续清查工作。

1.2 上海市森林资源规划设计调查（二类调查）

2004年上海市开展了第一次森林资源规划设计调查，在此次调查数据的基础上，2006-2007年按林地区位、林种、林木权属、用地方式等内容，上海市开展了以分类管理、分类施策为目的的林地分类补充调查，并建立了基于“3S”技术的森林资源管理信息系统，森林资源管理工作实现了数字化。2009年，上海市结合全国第八次森林资源连续清查，依托高精度遥感影像开展了第二次森林资源规划设计调查。在遵循国家技术规程的前提下,充分考虑上海市森林资源的现状、特点及城市林业管理需要，增加了土地属性、土地取得方式、养护主体、绿地类型和工程类型等管理属性的调查内容,小班区划调查的最小面积达到了200m2，全市森林资源小班超过70万个。

2 上海市森林资源监测存在的主要问题

一类清查和二类调查工作的开展，在不同的技术框架体系下，查清了上海市森林资源的数量、质量及其消长动态，满足了国家和上海市政府不同的林业管理需要。但是，随着公众关注度的提高和生态文明建设有关考核评价体系的逐步建立, 特别是对属于超大城市的上海来说，城市建设推进快，森林资源年度变化情况多、变化快，对森林资源信息的时效性、服务性要求更为迫切，传统森林资源监测体系已难以适应时代发展的形势需要，各种问题逐渐显现。主要表现在以下几方面。

2.1 工作不能协同

一类清查采用抽样方法调查，二类调查采用区划方法调查，不同的调查方法造成其监测结果客观上存在着不一致的两套数据，导致国家决策与地方实施断层，也影响了社会和公众的认知[2-3]。

2.2 成果时效性差

一类清查按规定5年一次，二类调查一般10年一次，国家和地方森林资源主要指标数据5年或10年不变，监测成果现势性较差，满足不了政府和社会对森林资源信息的需求，也无法快速应对自然灾害和突发性重大生态破坏事件发生[2-4]。

2.3 服务能力不强

一是无法及时掌握全市森林资源变化情况和趋势，不能准确捕捉森林资源局部地块的变化，服务于森林资源监管工作的能力较差；二是无法及时有效地提供年度森林资源指标数据，不能满足政府部门对各级党政领导班子和领导干部实施年度绩效考核和目标责任制考核，以及开展森林生态系统服务功能价值评估的需要。

3 上海市森林资源一体化监测试点

为了满足现代城市林业管理工作的需要，解决传统森林资源监测存在的问题，2012年和2013年，上海市以2009年二类调查成果为本底数据，连续两年开展了森林资源数据动态更新试点工作，对全市森林资源变化情况进行年度监测，除活立木蓄积量外，其他森林资源数据实现年度动态更新。

2014年，经国家林业局批准同意，上海市结合第九次一类清查开展了森林资源一体化监测试点。该次试点在2009年二类调查成果及2012年、2013年森林资源数据动态更新试点成果基础上，结合全国林地变更调查、林地管理台账和公益林生态补偿考核等林业工作需要，采取了以一类清查固定样地进行复位调查、二类调查森林资源小班采用遥感判读发生变化图斑现地调查核实、判读无明显变化图斑主要林分因子模型更新相结合的技术方法，一类清查和二类调查数据经融合处理，产出了森林资源一体化年度监测成果。

2015年、2016年，上海市延续2014年森林资源一体化监测试点思路，继续开展森林资源年度监测，实施林地“一张图”建设，将森林资源年度监测工作常态化、制度化。

3.1 总体目标

根据现代城市林业建设管理要求和上海市森林资源特点，统筹国家和地方森林资源监测工作，统一技术标准，创新监测方法，整合监测成果，建设服务高效的森林资源年度监测体系和信息平台，实现国家和地方森林资源监测工作“一盘棋”，森林资源“一套数”，森林分布“一张图”的目标，为制定和调整林业方针、政策、规划、设计，开展森林资源保护和发展任期目标责任制监督考核，进行森林资源生态状况综合评价等提供重要依据。[2]

3.2 技术思路

以遥感判读和现地调查核实为主要方式，结合森林经营档案资料，通过小班区划调查产出全市林地（森林）面积等面积类数据；以机械抽样控制下的小班调查和模型更新方法产出活立木蓄积量和小班蓄积量等蓄积类数据。其中：森林资源连续清查年度，以一类清查固定样地调查的活立木蓄积量估计区间中值为依据，对小班区划调查和零星四旁树调查获得的活立木蓄积量数据进行平差处理，使两个调查体系的活立木蓄积量相衔接；非森林资源连续清查年度，在满足质量要求的前提下，直接将小班区划调查和零星四旁树调查的蓄积量之和作为全市活立木蓄积量数据。

3.3 主要技术方法

以上期森林资源年度监测结果为本底，结合各类森林经营档案，利用高分辨率航片进行对比判读和区划，以获取林地（森林）及四旁树变化情况。判读或档案显示年度监测期间发生变化的林地（森林）图斑、四旁树图斑，全部进行现地核实，并区划图斑边界，调查记载有关因子；未发生变化的林地（森林）图斑、四旁树图斑，乔木因子采用乔木生长、关系模型更新；零星四旁树采用计算机自动判读和人工目视解译获取数据，并结合地面调查进行更新；采用系统抽样方法控制活立木蓄积量。

变化图斑判读和区划的最小面积为200m2。其中：四旁树分为图斑四旁树和零星四旁树两类，图斑四旁树是指200 m2≤图斑面积＜667 m2的小片状林木，按照林地小班标准进行区划调查，但计入四旁树占地面积，不作为林地（森林）面积统计；零星四旁树是指冠幅小于10m的单行树带、面积＜200 m2的小片状林木、单株四旁树等。

3.3.1 各类林地和森林面积

判读发生变化的林地（森林）图斑和图斑四旁树全部进行现地核实和边界勾绘，确定变化范围和变化类型，调查记载变化原因等因子。年度林地和森林面积以林地（森林）年度调查更新累计值为准。

3.3.2 森林调查因子

判读发生变化的林地（森林）图斑和四旁树图斑，以实测与目测相结合方法，现地调查记载森林调查因子。未发生变化的林地（森林）图斑和四旁树图斑，通过乔木生长、关系模型更新乔木的平均胸径、平均高、郁闭度等调查因子。

3.3.3 活立木蓄积量更新

判读发生变化的林地（森林）图斑及四旁树图斑，现地调查蓄积量。未发生变化的林地（森林）图斑及四旁树图斑，采用乔木生长、关系模型更新平均胸径，查一元材积表计算小班蓄积量。零星四旁树以遥感判读与现地调查相结合的方法，调查更新其蓄积量。

3.3.4 清查年度蓄积量抽样控制调查

一类清查年度，以上海市为总体，以上海市一类清查布设的3365个固定样地作为系统抽样样地，严格按照《国家森林资源连续清查技术规定》（2014年）的要求开展样地调查，调查结果作为蓄积量抽样控制依据，以蓄积量抽样调查估计区间的中值为准，对林分蓄积、散生木蓄积和四旁树蓄积之和进行平差，实现全市活立木总蓄积量一套数。

4 下一步工作建议

上海市通过开展森林资源一体化监测试点，实现了森林资源数据的年度出数，满足了国家监测和地方监测时间同步、技术标准统一、监测成果相互衔接的总体要求，以及森林资源“一盘棋”“一套数”“一张图”的目标，为各级政府在林业政策制定、发展规划编制、林业各项工作考核、森林资源行政监管、生态红线划示、森林经营及林业科研等各方面工作开展提供了准确的数据支撑，取得了令人满意的成效。为巩固上海市森林资源一体化监测试点工作成果，提高森林资源数据成果的质量和精度，建议下一步重点在以下几方面完善技术标准和监测方法。

4.1 优化林分生长模型，提高估测精度

由于样本数量的限制，前期仅组建了7个乔木树种（组）的生长、关系模型，难以涵盖上海市丰富多样的树种，所以下一步上海市要对全市监测样地中有林样地进行筛选，并结合上海市生态定位监测、碳汇计量监测、公益林抚育成效监测等工作开展综合监测，增加建模样本数。此外，选择典型林分开展林分演替过程定位监测，探索林分演替过程中的主要影响因素及其影响程度，逐步建立以影响林分演替过程的主要因素为自变量的林分生长模型，使林分生长过程模拟结果更加准确反映图斑（小班）的生长、自然演替过程，进一步完善林分生长模型，提高模型拟合精度，为做好蓄积年度更新分析工作奠定扎实基础。

4.2 开展存量资源更新，提高监测质量

上海市开展的森林资源年度监测，以2009年森林资源规划设计调查成果为本底，但只对发生变化的森林资源图斑进行年度更新调查，对于未发生变化的存量森林资源，则利用模型进行林分因子更新，实现全市森林资源数据的年度出数。但随着时间推移，其林分因子及部分管理属性因子与现状已有可能存有一定差异。为提高森林资源成果数据的精准性和时效性，上海市下一步要结合第二次全国土地调查、公益林区划界定、生态红线划示等工作，分期分批地组织开展存量森林资源小班的复核，为进一步完善和优化林地分类管理体系、林分质量评估体系、生态功能评价体系提供有力的数据支撑。

4.3 运用高新监测技术，完善监测体系

在完善年度监测，实现全面监测的同时，上海市将探索利用无人机、激光雷达等高新前沿技术，针对森林火灾、病虫害、气候灾害等各种灾害，以及重点林地动态变化等突发事件，及时开展跟踪调查、分析评估等工作，实现特定区域的应急监测，从而实现森林资源年度监测与应急监测的相互补充，进一步完善本市森林资源监测体系。同时，研发森林资源监测平板调查系统、手机外业数据采集系统等森林资源信息化调查管理系统，提高年度监测的工作效率和工作质量。

参考文献：

[1]曾伟生,闫宏伟.森林资源监测有关问题的思考[J].林业资源管理,2013,(06):15-18+36.

[2]闫宏伟,黄国胜,曾伟生,等.全国森林资源一体化监测体系建设的思考[J].林业资源管理,2011,(06):6-11+26.

[3]黄平.全国森林资源一体化监测的实践与思考——以广东省森林资源监测工作为例[J]. 林业资源管理,2013,(02):6-9+16.

[4]马茂江.四川省森林资源监测面临的问题与探讨[J].四川林勘设计, 2013,(03):73-75.