样圆调查法概述

赵文雁，潘得江，段福军，樊兰英，陈晓东

(1.山西省中条山国有林管理局中村林场，山西 沁水 048211；2.山西省林业科学研究院，山西 太原 030012)

森林资源二类调查是以森林经营管理单位或行政区域为调查单位，为编制森林经营方案、开展林业区划规划、指导森林经营管理等需要进行的调查活动[1]。

样圆调查法是由项目咨询组提出，并应用于中村林场森林经营规划中，以便为林场的下一个十年规划(2021年～2030年)提供可靠的数据支撑。该方法以近自然营林理念为指导，将各项规划(采伐、更新、基础设施建设、森林保护)融合在现地林分调查中，在林地中就完成具体到实施年度、实施措施的各项规划。完成调查后产出的小班记录卡片和小班规划图同时也是森林经营规划的主要组成部分。

1 样圆调查法的主要特点

1.1 经营主体被动变主动

将规划融入到调查中，在单个小班(或细班)层面开展因地制宜的各项规划，并将调查结果和规划内容记录在同一张特别定制的外业记录表(Field Record Sheet)中。这种融入经营规划的调查方法，包含一个现实的考量。如果林场的十年森林经营规划得到审批，林场即可不再开展十年规划期内的采伐、造林、基础设施和森林保护规划。在未来的十年内，只需要在相应的规划年度内认真执行，只有遇到特殊情况无法正常实施时，才需向上级提交变更申请。林场作为基层营林单位，可以免去每年各项规划的工作量，而把精力集中到每年的具体实施作业中。由以往被动接受上级安排各项任务，转为根据本场林地实际情况主动申请各项规划，有利于林场经营主体地位的体现和各项规划的扎实开展。

1.2 样地点系统分布

样地按固定间距(25 m倍数)设置在小班(或细班)内最能代表林分总体状况的样线上。圆形样地范围小(半径5.64 m，面积100 m2)，仅需2人(组长1人、组员1人)即可完成调查。样圆法调查点是设置在涵盖所有不同立地条件样线上的系统分布点，这种方式避免了样地设置时的随意性，增加了样地的代表性。与典型样地布设样点方法相比，有效避免了因人为认识差异产生的调查点代表性不足的问题，提高了调查精度，尤其是蓄积量调查精度。

1.3 指标增加

在调查记录表中，样圆法调查引入了“不可作业面积占比%”、“采伐材积高度占比%”、“修枝数量”等新的调查指标，使得调查结果更加形象丰富，有利于下一步开展规划。在样圆内除全面记录林分各层次结构信息外，还要根据目标树经营的原则标记目标树和采伐木，并将各项信息记录在特别定制的外业计数表(Field Tally Sheet)中。另外，记录表为立地、林分描述和各项规划描述设置了大段的空白篇幅，为更详细的表述该小班的现状和各项规划活动提供了可能性。但同时也对调查人员的各项综合能力提出了更高的要求。

1.4 应用的数据库和地图处理软件成熟

外业记录表(Field Record Sheet)和外业计数表(Field Tally Sheet)收集到的信息需录入到特别开发的森林经营数据库(DataBase)中，该数据库的录入界面与外业记录表、计数表一致，方便用户录入调查数据。数据库输出的小班记录卡包括每个单独小班的立地和林分描述、经营目标和规划措施及结果，涵盖采伐、分径阶林木株数、更新活动等信息，也会实时显示实际实施的活动，甚至还包括经济相关的数据，如估算所需的人工和资金。

收集和规划到的地理信息需更新到地理信息系统(ArcGis)中。ArcGis的引入使得森林调查和规划所得数据可以系统、准确地展示在一张图中，可以全面系统地了解森林资源分布情况以及各类因子的区块化显示，以便进行全面评估和规划[2]。

2 样圆调查法的操作流程

2.1 外业工作

2.1.1 前期准备工作

1) 资料。准备外业地图、外业记录表(Field Record Sheet)、外业计数表(Field Tally Sheet)。

外业地图比例尺1∶10 000，要求显示小班边界、小班号、面积，道路网络和其它林业基础设施，及图例、比例尺、公里网格、坐标系信息、指北针、制图人和制图时间等信息。也可以使用满足上述要求的平板电脑数字地图，叠加最新的卫星图像。

外业记录表和外业计数表由咨询组定制。外业记录表包括：识别信息，包含位置、面积、林种、权属等基本信息；立地描述，包含海拔、坡向、坡位、立地质量等信息；林分描述，包含林分起源、树种、林龄、更新状况等信息；十年规划，包含营林规划、基础设施规划、森林保护规划等信息。外业计数表用于记录圆形样地(面积100 m2，半径5.64 m)范围内，不同树种各径阶(每5 cm)的林木株数、天然更新数量和种类、主林层高度、目标树和采伐木信息等。

2) 工具。测绳(长度5.64 m)、围尺、测高仪、夹板、笔、手持 GPS.

项目组推荐了超声波测距仪器 Vertex Ⅳ，Transponder T3，可以协助林业工作者高质量、高效率地完成树高、距离、坡度等测量工作。该测量仪器设计的初衷是为满足复杂多样的林业外业工作需求，尤其适用于圆形样地调查。T3及其支架位于样圆中心，调查者携带Vertex Ⅳ环绕样圆1周确定距离、树高等信息。经实地试用，在地形复杂、林下植物密布的林分环境中，该测量仪器比传统的测绳、激光测距仪等工具更方便、精确。

2.1.2 调查过程

1) 提前准备地图文件，在充分踏查小班的基础上，根据规划经营措施的不同细划小班(如有需要)，并草绘到地图上。以小班(或细班)为单位填写林分记录表(Field Record Sheet)的识别信息、立地描述、林分描述，记录小班基本情况。在地图中标记重要标识和基础设施，如现存的步道、林道、电力设施，适宜的造林、补植地块位置和范围，存在的重大危害及位置等。

2) 根据踏查结果，合理规划调查样线，设置样圆位置。调查样点设置的原则是能代表林分的总体情况，样地的分布应涵盖所有不同的立地条件(比如所有坡位)。对于每个小班，样圆点应系统分布在最能代表该小班综合情况的直线上，沿该直线等距离(25 m的整倍数)间隔设置样地。每个小班至少设置3个圆形样地，约2 hm2设置1个，最多设置6个样地。样地设置好后将样地位置和坐标点标注到地图上。小班内样地系统分布示例见图 1.

图1 小班内样地系统分布示例

3) 完成样圆调查并填写外业计数表和外业记录表第4(十年规划)部分。调查人员(组长组员各1人)根据地形图和GPS到达指定样点后，组长用花杆或vertex Ⅳ标记样地中心，负责记录(样圆计数表和林分记录表第4部分)。组员用测绳(5.64 m长)或Transponder T3确定样圆边界，负责标记树木(目标树、采伐木)和测量树高、坡度、距离等。测量之前，5.64 m样圆内的目标树和干扰木应分别用红色和黄色标记，而且需要考虑圈外的目标树和干扰木对圈内林木产生的影响。选择目标树和干扰木时主要考虑的因素包括经营目标、目标树种组成、目标树间距等。

在外业记录表中填写十年规划部分，根据海拔、坡位、坡向及现地踏查结果，规划经营目标，包括目标树种组成、拟采取的具体经营措施及实施年度。

外业计数表用于记录样圆内每个树种各径阶(每5 cm 1个径阶)的林木株数、目标树数量、主林层平均高度、采伐木数量及它们的平均材积高度比(%)。利用计数表数据可以得到小班总体以及各径阶的林木株数、截面积和蓄积数据，以及每个小班的采伐木数量、采伐木蓄积、采伐木材积、采伐株数强度、采伐蓄积强度。

在地图上草绘规划区域、规划年度及规划措施，以便内业调绘到Arcgis软件中。

2.2 内业工作

2.2.1 准备工作

森林经营数据库(DataBase)。

加载好等高线和最新影像信息的地理信息系统(ArcGis)。

2.2.2 录入系统

当天完成外业调查后，及时把收集到的各项信息录入到数据库和更新到ArcGis中，并对纸质文档进行归档，减少信息遗漏风险。

森林经营数据库(DataBase)的录入界面与记录表(Field Record Sheet)类似，方便操作人员录入。之后在后台根据输出需求再进行整合、计算出各类报表。

在地理信息系统(ArcGis)中更新小班的重要信息，包括细划的小班信息、标记的现存重要标识和基础设施、标注规划区位、规划年度及规划措施，并分层显示。

3 思考与讨论

将规划融入调查，是样圆调查法的主要特征。在林地中完成全面调查的同时提出未来十年的营林、基础设施和森林保护规划，使得规划更贴近现实考量、更合理，也更容易落实。而规划的依据直接来自于调查结果，也对调查结果的质量提出了更高的要求，有利于同时提高调查和规划的质量。

样圆法调查设置了每个小班需调查样地数量的上限(6个)，单个小班样地面积最多600 m2.而现行抚育设计中使用的典型样地调查方法要求设置不小于作业小班面积 1% 的标准地(每个标准地面积 667 m2)。如，对于面积13.3 hm2的小班来说，样圆法设置调查面积600 m2(6 个样地)，而现行典型样地调查方法要求调查面积至少 1 333 m2.相比较而言，样圆法调查面积偏小。另外，在样圆法调查中，林木径阶检尺标准为5 cm，现行典型样地调查要求的径阶标准为2 cm，样圆法调查精度明显不足。这样的调查结果能否获得可靠的林木数据，进而满足采伐指标甚至采伐许可证申请的需求还需要进一步验证。

内业需要的数据库和ArcGis软件之间可以起到取长补短、互惠互利的效果。因为这两款软件共用mdb文件，同一个mdb文件可以在2个软件之间共享，同时在各自软件内均可进行更改、保存。数据库偏重于数据方面的更正，ArcGis偏重于图形方面的修改，各自的修改保存又能被对方所兼容，使得内业管理工作更方便、快捷。