关于森林资源年度监测总体方案的思考

曾伟生

(国家林业局调查规划设计院，北京 100714)

森林资源监测是指利用各种技术方法和先进手段，对一定空间范围内的森林资源进行定期的调查、统计、分析和评价的过程[1]。最早关于森林资源监测的官方提法，见于原林业部1989年颁布的《关于建立全国森林资源监测体系有关问题的决定》。该决定明确规定：全国森林资源监测体系由国家森林资源监测、地方森林资源监测和资源信息通讯与管理系统组成，其中国家森林资源监测由以各省(区、市)为单位的森林资源连续清查和年度资源监测组成，并要求每年提供全国和各省(区、市)的森林资源监测成果[2]。但是，由于诸多原因森林资源年度监测一直未能付诸实施。当前，中国特色社会主义进入了新时代，生态文明建设已经成为国家“五位一体”总体布局的重要组成部分，党的十九大明确提出了“两个一百年”奋斗目标，并对开启全面建设社会主义现代化强国新征程作出了两个阶段的战略安排。谋划全国森林资源监测体系的发展方向、确定发展目标，已经成为当前需要迫切解决的重大问题。本文基于我国森林资源调查监测现状及面临的问题，借鉴国外成功经验及国内相关研究成果，提出了国家森林资源年度监测的总体思路及改革方案，以期为完善我国现行森林资源清查体系提供借鉴。

1 国内外森林资源清查与监测概况

1.1 我国森林资源清查基本情况及存在问题

自20世纪70年代开始，我国采用世界公认的“森林资源连续清查”方法，建立了以省(区、市)为总体、以5年为周期的国家森林资源清查体系。截止目前，已完成8次全国森林资源清查，第九次清查已于2014年全面启动，只剩2018年最后一年。历次森林资源清查成果，为编制国民经济与社会发展规划、制定调整林业方针政策等提供了重要依据。经过40多年的不断发展，我国森林资源清查体系已经取得长足进步，尤其是复查次数之多、样地数量之大，在全世界都是少见的[3]。

十八届三中全会以来，建立国土生态空间规划体系、划定生态保护红线、编制自然资源资产负债表、实行领导干部自然资源资产离任审计等一系列重大举措相继出台，生态文明建设得到空前重视，并纳入国家“五位一体”总体布局。严守林业生态保护红线，建立健全森林增长指标考核制度，开展绿色发展指标和生态文明建设目标年度评价和定期考核，已成为新时期生态文明建设的新要求，而现行清查体系逐渐显现出诸多局限性，突出体现在如下3个方面：一是清查体系难以满足开展年度考核评价等新需求、二是新技术综合应用能力偏弱、三是固定样地防偏压力越来越大[4]。

为改进现行清查体系，国家林业局近年组织开展了大量研究试点工作。2011年提出了森林资源一体化监测的基本思路[5]，2012年在广东省开展了基于遥感大样地的一体化监测试点[6-8]，2013年继续在辽宁省开展相关试点工作，2014年首次在上海市实施了森林资源一体化监测，2015年组织开展了覆盖全国31个省(区、市)的基于遥感大样地的森林资源宏观监测，并于2016年和2017年又连续开展了年度动态监测[9-10]，希望能解决年度出数的问题，但目前还未能取得预期的效果。

1.2 国外森林资源清查与监测概况及发展趋势

世界上森林资源清查与监测领先的国家主要在欧美，最有代表性的国家是美国、芬兰和瑞典[11-15]。美国的森林资源清查始于1928年，至1953年产出第一次全国森林资源数据。从1998年第八次清查开始，美国将森林资源清查(FIA)与森林健康监测(FHM)进行了整合，设计了新的森林资源清查与监测体系(FIM)，实施年度清查，每年完成全国范围1/5样地[11]。目前这一新方案已经运行了2个周期(2003—2007, 2008—2012)，2013年启动了第十一次清查。

芬兰的森林资源监测始于20世纪20年代，1921—1924年完成了第一次国家森林资源清查。从第十次清查(2004—2008)开始，芬兰采用了5年滚动的清查体系，每年清查全国1/5的样地，5年一个轮回。2014年已启动了第十二次清查。

瑞典的森林资源清查始于1923年，1923—1982年的国家森林资源清查全部采用的是临时样地；从1983—1987年的第六次清查开始，同时采用临时样地和固定样地，且每年清查全国1/5的样地；1988—1992年的第七次清查，开展了首次5年一轮的复查。后来由于经济方面的原因，第八次清查(1993—2002)又花了10年时间。但从2003年开始，基本调查因子的复查周期又恢复到5年，且每年完成全国的1/5[15]。

从发展趋势来看，世界各国对森林资源的监测已由传统的以木材资源为主逐渐向以生态为主的多目标多资源监测转变，需要提供生物多样性、温室气体排放等森林生态系统服务方面的信息[14]。另外，清查样地每年覆盖全国的做法，已经成为一种趋势，法国、匈牙利等国家也都相继效仿[14]。其主要理由是，这样可以每年产出全国的数据，为联合国气候变化框架公约和京都议定书等提交年度报告[14]。

2 森林资源年度监测总体方案

2.1 指导思想

深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，紧紧围绕“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，牢固树立新发展理念，认真落实中共中央、国务院关于生态文明建设年度评价和目标考核的决策部署，坚定实施创新驱动发展战略，以提高监测能力和数据时效性为核心，开展全国森林资源年度监测，加强监测能力建设，全面提升服务能力，推进森林资源清查体系的优化完善，为建设生态文明和美丽中国提供信息支撑和决策依据。

2.2 基本原则

开展全国森林资源年度监测，应当坚持以下几项基本原则：一是科学性与实践性相结合。要以数理统计和抽样调查理论为指导，基于多年的实践积累，保证现实可操作性。二是时效性与稳定性相结合。要兼顾数据的时效性和稳定性，做到年度数据与定期数据相衔接。三是先进性与实用性相结合。要充分利用现代高科技手段，提高技术装备能力，并采取科学实用的调查方法。

2.3 总体思路

为满足生态文明建设年度评价和目标考核、自然资产负债表编制、五年规划实施评估、领导干部任期目标考核和离任审计等多方面信息需求，以现行森林资源连续清查抽样框架为基础，通过将每年清查约1/5省份的方案调整为每年清查各省1/5样地的方案，实现对全国和各省森林资源的年度监测，可每年获取全国和各省的最新森林资源现状数据，以及任意两个年度之间的定期变化数据，达到增强体系监测能力和信息服务能力的目的。

2.3.1 年度监测方案

各省现行森林资源连续清查抽样框架原则上不作改变(个别需要优化改进的省份除外)，基于系统抽样方案，将全部样地平均分为5组，并保证每一组样地在全省范围内均匀分布。各省每年都抽取一组样地进行调查，5组样地的合计构成一套完整样本对全省进行估计：

(1)

式中，yt是第t组样本的无偏估计值，wt是第t组样本的权重，其和等于1。式(1)的联合估计称为移动平均估计法，它会存在“延迟”偏差，也就是所谓的数据滞后性，但它足以从方差的降低得到补偿。即与数据时效性方面的损失相比，数据稳定性方面的获益要更大些。关于权重的取值，一般认为越近的年度应该权重越大，但多数学者认为每年取相等的权重是最好的，尽管它可能在一定程度上掩饰随时间的变化趋势，但其估计值基本是无偏的，而且均方误最小[11]。于维莲等[16]利用贵州、辽宁两省的数据对比分析了7种权重，最终也证实采用相等权重的效果最好。但是，如果某个年度出现了大的灾难性事件(如火灾、雪灾、台风等)，则可考虑适当调整其权重。

从第6年开始对第一组样地进行复查，并用复查数据替换第1年的样地调查数据，得出第6年全省的最新清查结果；第7年对第二组样地进行复查，并用复查数据替换第2年的样地调查数据，得出第7年全省的最新清查结果。如此持续开展年度监测，即可得到各省和全国每个年度具有相同时效性的最新森林资源数据。当需要开展五年规划实施评估、任期目标考核或领导离任审计时，可以按要求的间隔年度得到定期森林资源变化数据，为考核评估提供依据。

2.3.2 过渡调整方案

以上年度监测方案相当于目标方案，要将现行每年完成约1/5省份的清查方案通过调整改革过渡到每年每省完成1/5样地的方案，需要综合考虑队伍组建、预算投入、结果产出等诸多因素。这里提出以下3个过渡调整方案：

方案1：各省均提前2年开展清查，每年完成1/5样地，5个年度的复查样地其间隔期分别为3，4，5，6，7年，平均间隔期为5年，全省数据相当于对应于中间年度，即旧体系的清查年度。由于该方案必须在前一次清查结束之前提前2年启动，在具体实施中存在一定难度，故按方案2略作调整。

方案2：将方案1中需要提前1或2年开展清查的样地，调整到中间年度(旧体系的清查年度)完成，其它同方案1。

方案3：在方案2基础上再作调整，将需要延迟1或2年(即第6或第7年)开展清查的样地，调整到中间年度完成，其它同方案2。

为便于理解以上3个方案的做法，以第十次清查进行改革调整为例，将其列于表1。

后面两个调整方案的差别在于，方案2需要7年时间才能完成全国最后5个省的首轮清查，而方案3则考虑在5年时间内全面完成首轮清查。因为理想的设计是5年每年完成1/5，如果调整为4或3年内全部完成，必然影响到后续年度监测的间隔长度，也影响到相关年度的总工作量。因此，采用方案3的意义不是很大。如果不能做到按方案1提前两年开始实施，就可以采用方案2。第1年启动20个省，第2年达到26个省，从第3年开始全部31个省就同步开展年度监测。除了第1、第2年工作量略大以外，第3年开始每年的工作量就几乎完全均衡了。以上只是针对全国各省的普遍情况，对于上海、西藏等个别特殊省份，可以单独研究确定清查方案。

表1从第10次清查开始进行改革调整的不同方案对比

注：表中填充黑色的为第9次清查，深灰色的为第10次清查(改革调整期)，浅灰色的为第10次清查以后的年度监测；单元格中的数值表示清查比例(1表示全部清查)，白字表示复查间隔为5 a，黑字表示复查间隔不为5 a(3，4，6或7 a)；合计栏中的数字表示以省为单位的工作量大小。

在第10次调整期内，为了同时满足年度出数要求，需要利用部分重复抽样技术并结合年度遥感监测等方法，获取各省每个年度的主要森林资源数据。另外，为降低样地长期固定带来的偏估风险，在少数省可尝试采用部分替换抽样方法或固定样地与临时样地相结合的方法；为提高平原区的抽样效率，可将部分平原省份的样地调查改进为样线调查；为兼顾省级以下开展森林资源年度监测的需要，还可考虑系统加密抽样调查网格。总之，除了开展年度监测这一最大的改革措施外，改进完善清查体系的其它措施都是可以一并考虑的。

2.4 分析评价

前述年度监测方案的总体思路事实上就是欧美等开展森林资源年度监测国家的基本做法。前面提到的美国、芬兰、瑞典等国家，已经按照年度监测方案成功开展了2～3次清查。通过多年的思考和研究，笔者认为这一方案确实具有很多优点：

一是全国和各省可同时实现年度出数，且确保各省数据横向可比。随着绿色发展指标年度评价和自然资源资产负债表编制工作的推进，每年都需要提供全国和各省森林资源主要数据；各省对主要指标在全国的排名越来越关注，要求各省数据横向可比也就越来越重要。目前全国数据采用滚动更新方法产出，但年度之间的变动较大，各省数据仍然5年不变，无法满足需求。按新方案开展年度监测，以上问题都可以解决。

二是可按需要提供任意两个年度间的动态数据，且确保年度数据与定期数据之间相衔接。目前对森林资源信息的需求越来越多，既要为上个五年规划实施评估提供依据，又要为下个五年规划编制提供基础数据；既要满足领导干部任期目标考核需要，又要为干部离任审计提供数据支撑。按新方案开展年度监测，可以做到以不变应万变。

三是有利于维持监测队伍的稳定和发展，且确保清查成果质量。目前5年1次的清查，不论是工作安排和队伍组建，还是技术积累和手段创新，对各省都是一次挑战。人的因素永远是第一位的，只有建设一支业务精通、技术先进、作风过硬的专业调查队伍，年复一年、扎实工作，才能把森林资源调查监测当成一项长远的事业干好。

当然，这一方案也有一点明显不足，那就是数据没有统一时点且存在时间上的滞后性。关于滞后性问题前面已经提到，与实时年度数据之间因方差较大造成的数据波动相比，带有一定滞后性的联合估计数据具有良好的稳定性，权衡数据在时效性与稳定性方面的得失，国际上通行的做法是宁愿损失一定的时效性，也要确保数据的稳定性，因为宏观监测的主要目的是把握变化趋势。关于统一时点的问题，在于我们如何来认识。产出年度数据已经成为目前的迫切需求，而全国和各省的森林资源数据只能采用抽样调查方法来估计，其中必然包含着抽样误差。较大范围内森林资源的年度变化本来就很小，要用抽样调查方法准确估计年度之间的变化量，比准确估计5年定期变化量付出的代价要高出5倍，而5年每年都清查就相当于目前工作量的25倍！采用新的年度监测方案每年都能得出最新数据，如果按等权联合估计方法，它相当于对应中间年度的数据，因此，无统一时点问题与数据滞后性问题其实是一回事。关于这一客观事实，欧美等发达国家都只能选择接受，因为不存在既能保证数据时效性、又能保证数据准确性和稳定性的万全之策，而移动平均数的做法是一种最稳妥的折中策略。美国作为世界第一经济大国和科技强国，也不愿意花费数十倍的代价去解决这一问题。退一步说，即使我们愿意为此付出高昂成本，在实施上还存在着工作量巨大和人力资源严重不足的问题，在技术上也存在着因年度间实际变化量小而难以排除测量误差可能造成的有偏估计。

3 讨论与结论

关于森林资源年度出数的问题，已经被提出和关注了很多年。早在20世纪80年代，顾凯平教授就利用系统动力学方法对森林资源动态变化做过模拟[17-18]。多年前曾试图利用每年的森林资源连续清查结果，通过滚动更新实现国家层面的年度出数，但因为每年调查的省份对全国不具有代表性，年度之间的变化数据稳定性较差，所以一直未能实施，直到2017年启动绿色发展指标年度评价，才迫不得已采用这一方法提供了国家层面的数据。近年来，笔者对国家层面的森林资源年度出数方法也进行了一些探索[19-20]，除年度滚动出数方法以外，还提出了更新预测出数、顺序平移出数、综合折中出数和年度监测出数等方法。应该说，采用这些方法获取国家层面的年度森林资源数据是基本可行的，但是省级层面的年度资源数据除了采用更新预测方法以外，应该只能依赖于年度监测了。关于森林资源年度监测的问题，近年来也一直在不停探索[7-10]，并从2015年开始基于遥感技术连续开展了全国31个省的森林资源年度监测工作，但受遥感数据的时相、分辨率及对渐变过程不敏感等多种因素的影响，对森林资源年度变化的监测未能达到预期效果。

基于多年研究和试点成果的总结，并借鉴欧美等发达国家的经验和做法，本文提出“以现行森林资源连续清查抽样框架为基础，通过将每年清查约1/5的省份调整为每年清查各省1/5的样地，实现对全国和各省森林资源年度监测”的总体方案，并对该方案的优缺点作了全面客观的分析，认为应当把它作为清查体系未来改革发展的方向。同时对如何从现行清查方案向目标方案过渡，提出了可供选择的调整改革方案，可为第10次全国森林资源清查的优化改革提供参考依据。我国森林资源清查体系的健康发展，需要各位有识之士的聪明才智。本文仅为笔者一孔之见，难免有疏漏之处。希望通过深入交流，达成广泛共识，凝聚各家智慧，不断推动我国森林资源清查体系再上新台阶。