一种近自然营林理念指导下的小班调查规划方法

陈晓东，赵文雁

(山西省中条山国有林管理局，山西 太原 03002)

1 引言

森林经营方案是森林经营主体经营森林和森林管理部门管理森林的重要依据，编制和实施森林经营方案是《森林法》[1]和《森林法实施条例》规定的一项法定性工作。森林经营主体要依据森林经营方案制定年度计划，组织森林经营活动，安排林业生产，换句话说就是森林经营主体知道在一个经理期内干什么？为什么干？在哪里干？什么时候干？怎么干？谁来干？为谁干？等等。森林管理部门要依据森林经营方案编制的森林经营目标，实施管理、监督、检查和评定森林经营主体的各项森林经营活动和森林经营效果、森林经营目标实现程度、实施过程中遇到的问题、如何改进等等。

作为森林经营的基本单元，小班调查规划的质量直接决定了森林经营方案的质量，也就决定了森林经营单位组织森林经营活动，安排林业生产的质量，在森林经营中占据举足轻重的地位[2]。

为提高小班调查规划的质量，山西省中条山国有林管理局自2019年开展了“山西森林可持续经营技术示范林场建设项目”，项目咨询专家将德国先进的可持续-近自然营林理论与中村林场实际相结合，提出了“认真调查-合理规划-切实实施-有效监管”的工作流程，将小班调查和规划工作，作为编制森林经营方案、顺利开展项目的基本环节高度重视，经充分讨论后已在试点营林区开展了约5万亩林地的调查规划工作，期间结合实际对相关技术、方法进行了持续优化并逐步成型，形成了趋于成熟的，在当地可复制可推广的小班调查规划方法。

2 小班调查规划的主要特点

2.1 经营重点明确，经营优先级清晰

本文提出的调查规划方法为先开展全面踏查，再进行样圆调查。可以切实摸清小班内的林分现状和实际经营需求，根据现地调查的结果和林分的实际营林需求合理安排森林经营的优先级，可以明确国有林场的经营重点，避免“撒胡椒面”式的低效经营，为森林经营方案的编制和各项营林工作打下坚实基础。

先开展全面踏查在小班层面完成定性评估，再开展样圆调查完成定量测量的方法，一方面可以对原有区划不合理的小班进行调整[3]，避免了实际开展时可能出现的重复工作或返工；另一方面可以减少后续定量调查的工作量，避免无效工作。

2.2 应用的森林经营理念先进

以近自然营林理念为基础，指出在森林的发育演替进程中，自然力为主要推动力，人为经营为辅助的准确定位，近自然经营实际是学习和模仿森林自然演替的过程；提出森林培育的重点是，通过各项措施提高林分活力和稳定性，强化林分抵挡和弱化各类风险的能力；并强调在森林经营过程中，应以市场为导向，在有限的范围和尽量短的时间内，用最小的生产成本获得最高的经营收益，追求效益最大化。

根据风险最小化原则，在开展目标树经营的林分内，目标树选择标准主要是活力、质量、距离，而活力的重要性要比其他两项高。

用具体量化的“林分发育阶段”代替“龄组”对森林生态系统的发生和演替进程进行重新划分，界定标准清晰，方便外业调查人员确定发育阶段，进而规划相应的措施，也容易使人对已确定发育阶段的林分迅速建立准确的直观印象，同时也契合目标树经营中以形态特征确定目标树的选择标准。

2.3 调查手段先进，结果可靠

本文介绍的小班调查规划方法中应用的地理信息和数据库技术是未来林业发展的趋势，有利于更加高效、准确、便捷地处理和使用各类信息[4]。

在调查规划过程中开展的林木基本信息调查中，应用VerTxt&Transponder等新工具可有效提高树高调查精度，提高距离、坡度等参数调查的质量和效率，在国内外同类调查规划中属先进水平。

在穿越小班的调查样线中等距布设调查点的方法，有效增强了调查数据的客观性和可靠性，在方便了调查人员外业工作的同时，提高了调查质量。

3 小班调查规划的操作流程

3.1 小班踏查

小班踏查流程简介：通过全面踏查，评估现有小班区划是否合理，在小班外业记录表的引导下，描述立地、林分状况，设定合理的经营目标并判断营林干预的紧迫度，记录小班内现有的基础设施、生物多样性和森林保护信息并作出相关规划，描述典型林分情况并标记位置，将调查资料及时电子化后妥善归档。

3.1.1 小班踏查准备

小班纸质地图，小班电子导航系统，白纸，夹板，外业记录表，铅笔，小刀，橡皮，工具包。

3.1.1.1 地图的准备

(1)纸质地图。纸质地图的基本要求-比例尺1∶5000/1∶10000，标注林班(行政)界和小班边界，小班号，等高线，明显的基础设施，标志性的参照地标。

(2)电子导航系统。在林业外业中应用的电子导航文件通常有两种格式(shp和kml)。

shp格式的导航文件适用于平板电脑和专业的调查应用(如思行，调查宝等)，能以小班面、标注点、轨迹的形式协助技术人员开展外业工作。

kml格式的导航文件适用于手机和相应的手机应用(如奥维、户外助手等)，是一种比较经济的解决方案，适合广泛推广，只能以轨迹和标注点的形式协助技术人员开展外业工作。

3.1.1.2 外业记录表

外业调查表涵盖识别信息、立地描述、林分描述及规划部分，规划部分又包括经营目标、紧迫度、采伐规划、更新规划、基础设施规划和森林保护规划，为小班的长期经营提供完备的信息参考。

如有必要，可提前在外业调查表中标注现有资料中的主要数据，如地类，树种组成，hm2株数，hm2蓄积等，方便外业核实和后续更正。

3.1.2 小班踏查外业调查和规划

在地图的指引下完成小班全面踏查，记录踏查轨迹并在外业记录表的引导下完成以下踏查目标。

(1)从整体上把握全小班的基本情况，评估现有小班区划，如有必要，进行细划。

(2)给小班(或细班)设定合理的经营目标，并具体到各项规划。

(3)收集小班内现有的基础设施，生物多样性和森林保护相关的信息。

(4)根据现地判定的经营紧迫度，决定后续样圆调查的优先级。

3.1.2.1 评估现有小班区划

在实际的调查规划过程中，如遇到权属不同、地类不同、起源不同、优势树种组等不同，导致所需经营措施明显不同、确需细分的，应划分细班，细班各项因子的调查与小班调查规划一致。细划之后的新小班命名方法是，直接在旧小班号的后面加上后缀‘a’, ‘b’, ‘c’…若确有必要进行细划，规划人员应在外业工作图上大致勾绘出新小班的边界，并及时在ArcGIS软件中更新。

应当细划小班的情况举例如下。

(1)跨越阴阳坡主导功能不同的，阳坡仅能规划水土保持功能，而阴坡具有一定木材生产功能。

(2)林权不一致，天然次生林中的杨树或刺槐林，或有林权纠纷的林地。

(3)有林地小班中的弃耕地，成片灌草地。

(4)个别小班存在的面积大小不一的苗圃地，油松华山松等，径高比失调，需多次缓慢调整密度的，而其他区域近期内不需要扰动。

(5)发生过森林火灾，部分地类产生变化的。

(6)同一小班中下坡位坡度缓，立地好，年均生长量10 m3/hm2，上坡位立地差，年均生长量不足3 m3/hm2，同一经理期内，上坡位不需要或仅需要1次采伐作业，而中下坡位需要至少2次采伐作业。

(7)总之，就是由于地类、树种、林分状况、林权等不同，使得前小班内不同区域后续的森林经营活动有明显区别的情况，需要划分细班。

3.1.2.2 设定合理的经营目标和营林措施

每个小班的长期(50年以上)经营目标都应是使森林达到并长期维持在近自然状态，多数情况下是多树种的异龄复层林状态，但是这个近自然状态应是通过多个经理期(每期10年)长期经营最终达成的理想状态。外业记录表中要求填写的经营目标，是指在充分踏查全面掌握小班内林分现状的基础上，在本经理期内通过各类营林措施能够实际达到的目标。

本经营期内合理的经营目标包括目标树种组成、目标胸径设置、目标树密度等。小班经营目标设定示例如下。

(1)水土保持-禁止采伐。

(2)在考虑水保功能的同时获得木材。

(3)在整个或部分区域重新造林。

(4)促进混交。

(5)收获达到直径的目标树。

(6)将矮林改造为栎类和松树的混交乔林。

(7)保护生物多样性(保留枯死木和栖息木)。

在近自然营林理念指导下，应根据实地踏查的林分状况(如优势树种、林分发育阶段、经营历史、林木密度等)设置合理的营林措施(如抚育TE、动态期间伐TM、整固期间伐TP、目标胸径收获DH、更新/复壮伐(RC)、林分改造(ST)、矮林经营(CO))，对于同龄单层次的人工林而言，可能只需设置一项就可满则森林经营需求，而对于具备近自然 特征的异龄复层林来说，可能需要设置两项甚至更多。

3.1.2.3 判断营林措施的紧迫度

为了向森林管理者提供采伐、更新等营林活动的优先等级参考信息，规划人员应根据实地踏查结果，在现地客观的完成估营林干预紧迫性的评估。紧迫度高的，须在5年内实施，需优先开展样圆调查，优先规划基础设施建设和维护；营林干预紧迫度中等的，须在第二个5年内实施；营林干预紧迫度低的，在本经理期内不需实施。

3.1.2.4 基础设施、生物多样性、森林保护相关信息的现状收集和本期规划

在小班踏查过程中，注意收集小班内现有的基础设施现状，如林道、电力铁塔、施工便道等，参考实地轨迹，绘制到外业调查图上，并说明基础设施现状。基础设施的规划，主要依据营林措施的紧迫度设置，并充分考虑林道建设等对生态环境的不利影响。

遇到比较稀有、有特殊保护意义的林木、法律保护或省级、国家级保护植物时应详细记录并存留位置标记，以方便后续营林中的生物多样性保护。

认证评价小班现地的防火需求和病虫害发生种类和程度，在重点区域作出标记，以方便后续的森林保护规划。

相关信息应及时电子化，形成“一张图”，方便后续整体规划。

3.1.3 小班踏查内业整理

将踏查结果反映到电子地图和数据库内，相应平台是ArcGIS和Access。

使用小班规划外业记录表在现场记录、评估和规划的数据，将被录入到“森林经营方案和监测数据库”中，该数据库的开发平台是MS Access，录入界面与外业表格一致。

对于细划过的小班边界，收集到的基础设施、生物多样性和森林保护相关的信息都应及时在ArcGIS平台上完成更新。纸质资料妥善归档。

3.2 小班样圆调查

在区划合理的小班内合理设置调查样圆，实际调查时在确定样圆中心点后，标记样圆边界和界内的目标树、干扰木，在样圆调查表的指引下，收集样圆内林木的基本信息和规划信息，将调查资料及时电子化后妥善归档。

3.2.1 样圆调查准备

铅笔小刀橡皮，夹板，备用白纸；围尺，测绳或7.98 m绳索，测高仪或替代品如鱼竿等；1.3 m标杆，喷漆或油漆(白色、橙色、黄色)，粉笔；斧子，锯子，工具包。

样圆调查表；更新后(如有需要)的地图文件；外业记录表；提前设置调查样点。

3.2.1.1 样圆调查表

样圆调查表收集所有待调查样圆内的树种、胸径、目标树类型、修枝需求、采伐需求及材积高度，为具体经营参数的确定提供基础数据支持。

3.2.1.2 调查样点的提前布置

提前布设样点是为了减少设置样点的随意性，设置原则是充分保障样圆对整体小班的代表性[5]。调查样点必须在更新后(如有需要)的小班(或细班)基础上设置，在全小班(或细班)的营林措施大致一致，无明显差别。调查样点为小班内最具代表性样线上的均匀分布点，是200 m2样圆(7.98 m半径)的中心点。

样点间距为25 m的倍数，应能涵盖①所有不同的立地条件(如不同坡位)，②所有不同的林分条件(如不同树种分布)，保障所选样点的代表性。

每个小班至少设置3个圆形样地，每2 hm2多设置一个样地。

样地设置好之后形成相应格式(kml或shp)的导航文件，以方便外业调查。

3.2.2 样圆调查外业工作

3.2.2.1 确定样圆中心点

这里以手机导航软件“户外助手”为例介绍[6]，使用其他应用的可作为参考，原则是尽可能地避免确定样点时的随意性。在电子导航系统的指引下接近提前设好的样点。打开样点的“距离雷达”功能，设置报警距离为10 m。

考虑到定位系统的滞后性，在即将抵达样点(如30 m)时应放缓行进速度，并在雷达报警位置停下，待充分定位后，从报警点开始，按导航指引的方位水平延展10 m所抵达的点就是样圆中心点，定桩标记。

为保障调查结果的客观性，调查人员在确定样圆中心点的过程中不得掺杂主观随意性。

3.2.2.2 标记边界，选择和标记目标树和干扰木

以确定的样圆中心点为参考，设置半径7.98 m的样圆，边界外的林木胸高处用油漆或喷漆标记黄色双斜杠。

选择目标树时，应明确该小班本经理期内的经营目标，并按照垂直结构自上而下的顺序，选择并标记出最能体现本经理期营林目标需求的林木作为目标树，确定是经济用途或其他特殊用途，判断目标树是否需要修枝，确定抑制或阻碍目标树生长的林木作为干扰木，通过对干扰木进行抑制(采伐或修枝)，促进目标树的生长发育和全小班经营目标的逐步实现。

目标树选择时主要参考要素包括：活力，质量，稳定性，距离，并以活力强弱作为第一优先级参考要素。

在选择目标树和干扰木时不能将7.98 m样圆孤立考虑，虽然不需要标记7.98 m圈外的目标树和干扰木，但在圈内选择目标树和干扰木时应充分考虑圈外的目标树和干扰木的影响。

选择和标记目标树和干扰木，在测量之前先用粉笔转圈标记，测量完之后再用油漆或喷漆标记，目标树用四向白色圆点标记，采伐木用橙色斜杠标记。

3.2.2.3 测量、记录

用围尺测量胸径。用测高仪(Transponder&Vertex)或替代物(如鱼竿)测量树高和材高[7]。考虑到高度测量对蓄积/材积确定的重要性，建议在实际测量中，提高对高度测量精度的控制，尽量使用测高仪或替代物(如鱼竿)准确测量。

3.2.2.4 完善外业调查表

在开展样圆调查时进行的小班穿越过程，可补充完善已有的外业调查表。

3.2.3 样圆调查内业整理

将调查结果反映到电子地图和数据库内，相应平台是ArcGIS和Access。纸质资料妥善归档。

4 思考与讨论

小班森林经营的基本单元，小班调查规划的质量好坏直接关系到后续的森林经营。资源底数不清一直是开展森林经营的重要制约，究其原因，森林资源调查面积大、小班数量多、偏、远、人力不足都是制约要素。但是实际上，中条林区国有林场在大面积“推光头”后次生的天然林基础上已开展了10多年的森林抚育，部分立地质量好、林分质量佳、交通条件优的区域已开展了多次抚育工作，实际的营林需求大幅降低，而在降雨量偏少(约500 mm)、坡度普遍较大(>20°)、生态环境脆弱的中条山林区，多数林分的功能定位实际上都应该是生态保护，不适合进行过度扰动。所以，实际上经营紧迫度高的林分并不多，在充分踏查的基础上，锁定这一部分林分并明确其经营重点地位，可以使林场将有限的资源集中起来，以相对较低的营林成本获得更好的经营效果。

在森林经营中，一定要实事求是地开展好现地调查，将林分的实际需求反映到森林经营方案中并切实执行，在确定营林措施时，不应以上级摊派任务量为主要考虑，而应转为考虑林分的实际需求，以宁缺毋滥的原则切实开展好小班调查规划工作。

认真开展小班调查规划工作，在经营重点区域建立可追溯，可延续的目标树经营体系，严格目标树选择标准，严禁在已过度抚育的区域再次开展采伐作业，才能真正落实好森林抚育政策的“最后一公里”。