重庆市森林资源年度监测抽样体系优化研究

李智华　胡云云　向安民　侯晓巍　闫生义

摘要：  根据国家对森林资源年度监测评价试点工作的总体要求，对重庆市现有森林资源监测抽样体系进行了优化探索和深入研究，结果表明：1）利用校验样地产出森林面积、固定样地产出森林蓄积的方法是可靠的，抽样精度完全能满足国家技术规定要求，如果单纯产出省级层面的森林面积和森林蓄积，不进行第二次分解，各省样地个数还可以适当减少，比如重庆：校验样地可减少3/4，只要1 268个校验样地即可，其抽样精度可以达到95%以上;固定样地可减少1/2，只要2 566个固定样地，其抽样精度可以达到90%以上;2）校验样地大小500 m×500 m是比较合适的，重庆市森林面积估测变动系数从500 m开始往上减小速度逐渐平缓，趋于稳定，抽样结果精度均达到了95%以上，完全符合国家对森林面积的抽样精度要求;3）校验样地和固定位置应该长期固定，年度监测之间的数据变化才有可比性;4）对省级数据如何分解到区县的方法上不可“一刀切”，具体到每个区县是采用抽样调查、小班区划还是联合估计的方法，应根据各区县森林资源分布特点和数量大小，制定符合自身实际情况的科学可行的监测方法。

关键词：  森林资源;  年度监测;  抽样体系;  估测

中图分类号：   S 757. 2               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2022）03 - 0058 - 05

为切实履行国家林业和草原局森林资源监测评价职能，落实新《森林法》对“国家建立森林资源调查监测制度”和“国家实行森林资源保护发展目标责任制和考核评价制度”的规定，国家林业和草原局按照自然资源统一调查、评价、监测的要求，着力构建新时代国家森林资源监测评价体系，实施全国森林资源年度监测评价。通过采用抽样调查与图斑调查相结合，优化抽样设计，监测森林资源数量;采用固定样地调查与模型更新相结合开展森林储量（蓄积量、生物量、碳储量）监测;综合采用统计、建模和评估等方法对森林资源状况及其质量与功能的分析评价，构建点面结合、上下衔接、数图一致的国家森林资源年度监测评价体系[ 1 ]。

2020年，国家林业和草原局在全国选取了监测技术基础比较好、森林资源分布比较典型的4个省（市）进行年度监测评价试点，为在全国范围的实施探索方法和积累经验。重庆市作为试点省份之一，通过与第三次国土调查数据（以下简称“三调”）对接，确定森林资源监测范围;基于森林资源连续清查体系进行年度监测抽样设计优化，结合重庆市森林资源管理“一张图”（以下简称“一张图”）年度更新监测森林面积;采用清查固定样地现地调查与生长模型更新相结合的方法，最终产出了全市森林资源数量、质量、结构和生态功能等成果。本文着重从重庆市森林资源年度监测抽样体系优化方面进行了探索和研究，采取不同抽样设计方案对森林面积、森林蓄积等主要成果指标进行测算，比较分析不同抽样体系下测算结果，提出相对较优的抽样设计方案，以期为全国森林资源年度监测评价抽样体系优化提供参考和借鉴。

1 重庆市抽样体系概况

为开展森林储量监测，本次重庆市森林资源年度监测继续维持第九次全国森林资源清查重庆市固定样地数量不变，按4 km×4 km的间距布设地面固定样地5 133个，样地面积为0.066 7 hm2，形状正方形。对其中的1 533个2017年调查为乔木林地和本次通过遥感影像判读新增的乔木林固定样地进行现地调查。“三调”为林地和森林范围内的其他固定样地采用遥感判读的方法确定地类等主要因子。

为保证重庆市“一张图”年度更新图斑监测成果准确可靠，通过布设校验样地对全市森林面积进行总体控制和修正，以固定样地所在公里网交叉点为中心点（采用CGCS2000坐标系），布设1 km2×1 km2的大样地5 133个，形状正方形。重庆市校验样地数量与固定样地数量一致，共5 133个。考虑到布设的校验样地中存在1个超出全市行政界线范围，因此，本次全市按5 132个校验样地进行体系设计优化。

2 校验样地的优化方案设计

根据重庆市森林资源连续清查体系的实际情况，以校验样地中心点纵坐标和横坐标是否被8整除将全市校验样地重新分为6组，与全市所有样地参与分别进行全市森林面积抽样估测和对比分析。

第1组样地：现有全市所有样地5 132个。

第2组样地：从现有样地中选取1/2样地，选取方法是对现有样地横坐标不变，纵坐标被8整除，实际选取样地2 567个。

第3组样地：从现有样地中选取1/2样地，选取方法是对现有样地横坐标不变，纵坐标不能被8整除，实际选取样地2 565个。

第4组样地：从现有样地中选取1/2样地，选取方法是对现有样地纵坐标不变，横坐标被8整除，实际选取样地2 566个。

第5组样地：从现有样地中选取1/2样地，选取方法是对现有样地纵坐标不变，横坐标不能被8整除，实际选取样地2 566个。

第6组样地：从现有样地中选取1/4样地，选取方法是对现有样地纵坐标、横坐标被8整除，实际选取样地1 268个。

第7组样地：从现有样地中选取1/4样地，选取方法是对现有样地纵坐标、横坐标不能被8整除，实际选取样地1 279个。

2. 1 不同样地个数对估测结果的影响

从表1可以看出，7组抽样方案估计森林面积的抽样精度均达到了95%以上，符合国家森林资源调查技术规定中要求，变动系数也均在47%左右，相对稳定;对比各组样地个数，若对全市森林面积进行估测，采用第6组或第7组方案，即可满足抽样精度要求。此外，采用样地个数相同、布设方法不同的抽样设计，森林面积的估测结果存在差异，如第2组和第3组统计产出的森林覆盖率相差1.26%，第6组和第7组相差1.74%，第4组和第5组相差0.58%。因此，校验样地位置应该长期固定，各年度监测结果才具有可比性，如果调整样地位置，可能造成不同抽樣体系产生的估测结果差异比年度监测数据本身的变化还大，则无法准确通过校验样地抽样估测年度森林面积及其变化。208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44

2. 2 不同样地大小对估测结果的影响

将校验样地大小从100 m到1 000 m分为19组分别进行全市森林面积抽样估测，从表2和图1可以看出：（1）随着样地面积的增大，抽样精度逐渐提高，变动系数逐渐减小;（2）19组方案估测森林面积的抽样精度均在98%以上;（3）样地边长在500 m以上时，随着边长的增加，全市森林面积估测变动系数减小速度逐渐平缓，趋于稳定。

2. 3 区县估测结果

根据各区县的校验样地对其森林面积进行估测，从表3可以看出：（1）森林面积抽样精度在95%以上的有城口县、彭水县、酉阳县、巫溪县、武隆区、黔江区、奉节县、云阳县、开州区9个区县，森林面积抽样精度在90%～95%之间的有石柱县、巫山县等12个区县，森林面积抽样精度在85%～90%的有合川区、潼南区等11个区县，其他8个区县的抽样精度均在85%以下;（2）如果对县级单位的森林面积抽样精度要求降低至85%以上，则有8个区县需要通过加密样地个数才能达到精度要求。

3 固定样地的优化方案设计

3. 1 不同样地个数对估测结果的影响

分组方法与校验样地相同，从表4可以看出，（1）第1～5组方案估测的抽样精度均达到了90%以上，符合国家森林资源调查技术规定中的要求，变动系数也均在210%左右，相对稳定。对比各组样地个数，若对全市森林蓄积进行估测，样地个数减少一半即可满足抽样精度要求。（2）采用样地个数相同、布设方法不同的抽样设计，森林蓄积的估计测结果存在差异，尽管均在误差限范围内，但也大大超过年均生长量。因此，为保证森林蓄积年度监测结果的连续可比，固定样地位置也应相对固定。

3. 2 区县估测结果

根据各区县的固定样地对其森林蓄积进行估测，从表5可以看出：（1）森林蓄积抽样精度在80%以上的有城口县、巫溪县、石柱县、奉节县、酉阳县、云阳县6个区县，其他区县的抽样精度均在80%以下，部分区县甚至无精度保证;（2）对县级单位森林蓄积的估测，大部分区县现有固定样地个数无法满足抽样估测样本量，需要进一步加密才能达到抽样精度要求。

4 结 论

4. 1 森林面积的抽样体系设计

（1）通过校验样地估测森林面积方法可靠，精度保证，若从省级层面宏观监测森林面积，样地个数可适当减少，如重庆1 200个样地即可满足抽样精度要求。

（2）在保证全市森林面积抽样精度的前提下，通过改变校验样地大小，对全市森林面积进行测算比较，并分析不同校验样地大小的抽样变异系数，校验样地边长分别为100、200、300…1 000 m，发现校验样地大小为500 m×500 m，变动系数差异不明显，抽样精度为98.5%，森林面积估测中值与全市“一张图”的森林面积相对误差值为0.12%。因此校验样地大小500 m×500 m相对合适，且内业复核工作量均明显降低，可以考虑下一年年度监测中采用并在全国范围推广。

根据500 m×500 m样地大小分不同样地个数分组（同2.1）對全市森林面积进行估测，总体特征数具体统计结果见表6，7组方案的抽样精度均达到了95%以上，完全符合国家对森林面积的抽样精度要求。

表6 不同样地个数的森林面积总体特征数

（3）为保证年度监测结果的连续可比，校验样地位置应该长期固定，年度监测之间的森林资源变化才具有可比性。如果每个年度调整校验样地位置，可能造成的不同抽样体系产生的估测结果差异比年度监测数据本身的变化还大，则将无法准确通过校验样地抽样估测年度森林面积及其变化。

（4）如果省级监测结果要进一步分解到区县，考虑到加密样地需要投入大量的人力和物力，工作量也比较大，建议对县级森林面积的抽样精度可以适当降低到85%，全市有8个区县需要加密校验样地个数，才能满足精度要求。但对于渝中区等主城区来说，森林资源分布极少且不均衡，采用抽样调查方法去估测森林面积是低效的，甚至是无效的，建议直接采用逐个森林小班调查的方法，通过累加直接产出森林面积，结果更准确可靠。因此省级森林面积的年度监测结果分解到区县的方法不可“一刀切”，具体到每个区县是采用抽样调查还是小班区划汇总的方法，应根据各区县森林资源分布特点和数量大小，制定符合自身实际情况的科学可行的监测方法。

4. 2 森林蓄积的抽样体系设计

（1）采用固定样地对重庆市森林蓄积进行估测，如不分解落实到各区县，样地个数可减少一半即可满足抽样精度要求。

（2）采用样地个数相同、布设方法不同的抽样设计，对森林蓄积的估计测结果存在差异，尽管均在误差限范围内，但也大大超过年均生长量，因此，为保持对森林蓄积年度监测结果的连续可比，固定样地位置也应相对固定。

（3）对县级单位森林蓄积的估测，目前大部分区县现有固定样地个数无法达到抽样估测样本量，达不到抽样精度要求。建议根据各区县具体情况酌情加密样地，对于以公益林为主或者中幼龄林较多的区县，森林蓄积的抽样精度可以适当降低至80%以上;对于主城区或者渝西等少林地区可不单独进行抽样控制，与相邻区县合并为一个总体，进行抽样控制即可[ 3 ]。

参考文献

[1] 国家林业和草原局.全国森林资源年度监测评价方案[S].2020.

[2] 国家林业和草原局.全国森林资源年度监测评价试点工作方案[S]. 2020.

[3] 唐小平.  森林资源管理[M]. 北京：国家行政学院出版社，2017.

第1作者简介：  李智华（1978-），  男，  高级工程师，  主要从事森林资源监测方面的工作。

收稿日期： 2022 - 02 -  20208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44

Study on Optimization of Annual Monitoring Sampling System of Forest Resources in Chongqing

LI Zhihua

（North-Western Inventory and Planing Instiute，National Forestry and Grassland

Administration，  Shaanxi Xi′an 710048）

Abstract According to the general requirements of the National Pilot Project of annual monitoring and evaluation of forest resources， we have carried on the optimization exploration and in-depth study on the existing sampling system of monitoring and evaluation of forest resources in Chongqing： （1）The method of producing forest area by using check sample plot and forest stock by using fixed sample plot is reliable， and the sampling precision can meet the requirement of national technical regulation， if the forest area and forest accumulation at the provincial level are simply produced and no second decomposition is carried out， the number of sample plots in each province can be reduced appropriately， for example， in Chongqing， the number of check plots can be reduced by three quarters， as long as 1268 test plots are available， the sampling accuracy can reach above 95% ， the fixed plots can be reduced by 1/2， and as long as 2 566 fixed plots， the sampling accuracy can reach above 90%. （2） the size of 500 m × 500 m is suitable， the change coefficient of forest area estimation decreases slowly from 500m to 500 m， and the precision of sampling results is over 95% ， which meets the requirement of sampling precision for forest area.（3）Calibration plots and fixed locations should be fixed over a long period of time to allow comparability of data changes between annual monitoring. （4）There is no “One-size-fits-all”method for how provincial data are decomposed into districts and counties， specifically whether each district or county adopts sampling survey， sub-class division or joint estimation， scientific and feasible monitoring methods should be developed according to the distribution characteristics and quantity of forest resources in each district and county.The design scheme and solution of the above research can provide reference and reference for optimizing sampling system of National Forest Resources Annual Monitoring and evaluation.

Key words Forest resources; Annual monitoring; Sampling system; Estimate208899EF-BB0E-4B04-BFD8-DA6257A58E44