李 琦

上海市森林資源監(jiān)測工作發(fā)展回顧與展望

李 琦

（上海市林業(yè)總站 上海 200072）

闡述了上海市森林資源監(jiān)測工作依據(jù)時(shí)代發(fā)展需求和工作要求不斷提高所經(jīng)過三個(gè)歷史階段、近四十年的發(fā)展情況，隨著調(diào)查技術(shù)的不斷優(yōu)化，最終建立形成了森林資源“一體化”監(jiān)測體系，對其他?。ㄊ?、區(qū)）開展森林資源監(jiān)測工作有一定的借鑒意義。

上海市；森林資源監(jiān)測；回顧；展望

森林資源監(jiān)測是掌握森林資源狀況及其消長動(dòng)態(tài)變化的主要方法，是國家和各級地方政府制定規(guī)劃和計(jì)劃、開展各項(xiàng)管理工作、指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)[1]。上海市森林資源監(jiān)測工作開始于1979年，經(jīng)過40年不斷發(fā)展和完善，在國家森林資源監(jiān)測體系框架下，逐步形成了具有鮮明上海特色的森林資源 “一體化”監(jiān)測體系。

1 我國森林資源監(jiān)測發(fā)展概況

我國的森林資源監(jiān)測工作開始于1950～1962年的第一次全國森林資源普查。70年代起，我國在各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）陸續(xù)開展了以數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的全國森林資源清查（簡稱“一類調(diào)查”）工作，隨著調(diào)查內(nèi)容不斷豐富，調(diào)查技術(shù)不斷優(yōu)化，逐步建立起了完善的全國森林資源連續(xù)清查體系[1,2]。至2018年底，我國已全面完成了第九次全國森林資源清查。同一時(shí)期，大規(guī)模的以小班區(qū)劃調(diào)查為基礎(chǔ)的森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查（簡稱二類調(diào)查）也在全國陸續(xù)開展[3、4]，至“十一五” 期未，全國已有95%以上的森林經(jīng)營單位開展過二類調(diào)查[5]。

“十一五”期間，根據(jù)《全國林地保護(hù)利用規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，我國全面啟動(dòng)省縣兩級林地保護(hù)利用規(guī)劃編制工作,開展林地“一張圖”建設(shè)。2011年4月，原國家林業(yè)局提出要加快推進(jìn)全國森林資源“一體化監(jiān)測”體系建設(shè)，以全國林地“一張圖”為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌開展全國森林資源定期調(diào)查和年度監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)年度出數(shù)[5]；2012年起，林地年度變更調(diào)查工作開始試點(diǎn)并逐步在全國全面展開。

2 上海市森林資源監(jiān)測發(fā)展歷程

根據(jù)各時(shí)期工作特點(diǎn)不同，上海市森林資源監(jiān)測工作的發(fā)展主要分為以下3個(gè)階段。

2.1 初級階段（1949-1998年）

上海市是一個(gè)工業(yè)化程度較高、人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的特大型城市，森林資源稀少，林業(yè)基礎(chǔ)薄弱。改革開放以后，圍繞平原綠化達(dá)標(biāo)總體目標(biāo)，市郊各區(qū)（縣）相繼開展了以農(nóng)田林網(wǎng)、骨干道路河道綠化、鎮(zhèn)區(qū)村莊綠化、防護(hù)林體系工程等為主要內(nèi)容的平原綠化達(dá)標(biāo)活動(dòng)。上海林業(yè)從小到大、從慢到快逐步發(fā)展起來[6,7]。然而總體而言，上海市的森林資源仍分布較散，體量偏小，總量缺乏。

按照國家森林資源清查工作統(tǒng)一安排，1979年上海市在郊區(qū)各區(qū)（縣）組織開展了第一次森林資源調(diào)查，之后每間隔5年進(jìn)行1次，至1994年先后共計(jì)完成了4次調(diào)查工作。由于森林資源以“四旁”樹木為主，有林地資源較少，所以這一時(shí)期上海的森林資源調(diào)查自成體系，沒有與國家森林資源清查體系相銜接[1,6]。調(diào)查結(jié)果也主要反映的是城郊地區(qū)的森林資源分布狀況和森林覆蓋率。

2.2 并軌階段（1999-2010年）

進(jìn)入21世紀(jì)后，上海林業(yè)步入跨越式高速發(fā)展時(shí)期，為加快“四個(gè)中心”和現(xiàn)代化國際大都市建設(shè)，有效改善城市生態(tài)環(huán)境，上海市政府投入大量資金，重點(diǎn)推進(jìn)大型公園、市級重點(diǎn)生態(tài)公益林項(xiàng)目和經(jīng)濟(jì)果林建設(shè)[8]。十年間，森林資源總量大幅增加，全市林地面積累計(jì)增加近7.5萬公頃，全市森林覆蓋率翻了近二番，城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境顯著改善，也帶動(dòng)了上海市森林資源監(jiān)測工作的發(fā)展。

上海市于1999年正式加入全國第六次森林資源清查，首次以數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)布設(shè)固定樣地用于調(diào)查，標(biāo)志著上海市森林資源監(jiān)測工作正式與國家森林資源監(jiān)測體系并軌。2004年、2009年上海市繼續(xù)進(jìn)行了全國第七次、第八次森林資源清查。

2004年，上海市首次開展了全市范圍的森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查，以小班區(qū)劃調(diào)查方法，采用“3S”先進(jìn)技術(shù)，查清了上海市森林資源分布現(xiàn)狀，建立了上海市森林資源管理系統(tǒng)。

2006-2007年，基于2004年二類調(diào)查成果，上海市分別組織開展了森林資源補(bǔ)充調(diào)查和林地分類調(diào)查，對上海市森林資源現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了補(bǔ)充調(diào)查，摸清了全市各類林地的土地屬性、林木權(quán)屬、經(jīng)營方向等基本情況，更新了森林資源管理系統(tǒng)，為綜合分析與評價(jià)上海市森林資源經(jīng)營管理現(xiàn)狀提供了依據(jù)。

2009年，上海市組織開展了第二次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查。此次調(diào)查在遵循國家技術(shù)規(guī)程前提下,充分考慮上海城市林業(yè)管理需要及森林資源特點(diǎn)，優(yōu)化了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增加了調(diào)查內(nèi)容，對上海市森林生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行了定量分析和評估，為上海加強(qiáng)精細(xì)化管理，開展后續(xù)森林資源監(jiān)測奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 “一體化”階段（2010年- ）

近十年來，上海市林業(yè)建設(shè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期。根據(jù)生態(tài)文明建設(shè)總體戰(zhàn)略部署和國際化大都市的發(fā)展定位要求，上海市緊緊圍繞林業(yè)“雙增”目標(biāo)，進(jìn)一步加大城市林業(yè)建設(shè)力度，按照全市土地利用總體規(guī)劃和“環(huán)、楔、廊、園、林”基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局，大力推進(jìn)生態(tài)環(huán)境項(xiàng)目建設(shè)，積極構(gòu)建現(xiàn)代城市森林體系，實(shí)現(xiàn)森林資源總量持續(xù)穩(wěn)定增長。2010年起，上海市啟動(dòng)了公益林生態(tài)補(bǔ)償年度考核工作；2012年起，上海市建立保護(hù)和發(fā)展森林資源目標(biāo)責(zé)任制，將森林面積、森林覆蓋率等指標(biāo)列入各級政府年度考核內(nèi)容。因此，為建立既滿足國家要求，又符合地方管理工作實(shí)際，及時(shí)反映森林資源動(dòng)態(tài)變化的森林資源監(jiān)測體系，實(shí)現(xiàn)森林資源年度出數(shù)，上海市開展了森林資源“一體化”監(jiān)測探索和實(shí)踐。

2012-2013年，上海市連續(xù)兩年組織開展了森林資源年度監(jiān)測試點(diǎn)，對活立木蓄積量以外的其他森林資源數(shù)據(jù)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)更新，研究探索了森林資源年度出數(shù)的可行性。其監(jiān)測成果運(yùn)用于年度林業(yè)管理決策、森林資源目標(biāo)責(zé)任制考核、公益林生態(tài)補(bǔ)償考核及森林經(jīng)營管理等方面，得到了各方認(rèn)可。

2014年，經(jīng)原國家林業(yè)局森林資源管理司批準(zhǔn)同意，上海市結(jié)合全國第九次森林資源清查，組織開展了上海市森林資源“一體化”監(jiān)測試點(diǎn)。在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了一類調(diào)查、二類調(diào)查數(shù)據(jù)融合，將森林資源數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確地更新到了每個(gè)小班，滿足了市、區(qū)、鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）三級管理層面森林資源監(jiān)測成果的年度出數(shù)需求，提高了資源監(jiān)測成果的時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)了國家和地方森林資源監(jiān)測工作“一盤棋”、森林資源“一套數(shù)”、森林分布“一張圖”的總體目標(biāo)。

2015年起，上海市延續(xù)2014年森林資源“一體化”監(jiān)測試點(diǎn)總體思路、技術(shù)路線、調(diào)查方法，持續(xù)開展森林資源年度監(jiān)測，實(shí)施林地“一張圖”建設(shè)。森林資源“一體化”監(jiān)測已成為上海市林業(yè)部門一項(xiàng)制度化、常態(tài)化的年度常規(guī)工作。

2018年3月16日，《上海市森林資源“一體化”監(jiān)測體系研究》項(xiàng)目通過了由唐守正院士擔(dān)任組長的專家組的成果審定，獲得了資源司領(lǐng)導(dǎo)們的充分肯定。

3 主要技術(shù)方法

3.1 初級階段

這一時(shí)期上海的森林資源調(diào)查自成體系，其技術(shù)方法主要是：

“四旁”樹采取以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)抽樣調(diào)查方法，以縣為總體，以村民小組為樣本單元開展抽樣調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，獲取“四旁”樹株數(shù)總數(shù)；林業(yè)用地各地類如成片林、灌木林、桑園、果園等，采用小班區(qū)劃調(diào)查方法，通過逐塊面積實(shí)測累計(jì)，獲取有林地面積總數(shù)；在林地中設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行每木調(diào)查測算林分蓄積，與“四旁”樹蓄積合計(jì)產(chǎn)出活立木蓄積。其中，1979年、1984年、1989年三年的調(diào)查僅產(chǎn)出了上海市郊區(qū)的森林資源數(shù)據(jù)與森林覆蓋率，1994年則首次以上海市土地總面積為總體，調(diào)查并產(chǎn)出了全市的森林資源數(shù)據(jù)與森林覆蓋率數(shù)值。

3.2 并軌階段

3.2.1森林資源連續(xù)清查

根據(jù)《國家森林資源連續(xù)清查主要技術(shù)規(guī)定》及其他相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 上海市在1999～2009年間連續(xù)開展了第六～第八次全國森林資源連續(xù)清查。其技術(shù)方法主要是:

以全市土地總面積 63.41萬公頃為總體，按2km×1km間距（即縱坐標(biāo)間隔2km，橫坐標(biāo)間隔1km）系統(tǒng)布設(shè)樣地，公里網(wǎng)交叉點(diǎn)為樣地西南角點(diǎn)。樣地形狀為邊長25.82m的正方形，面積為0.0667公頃。以樣地內(nèi)優(yōu)勢地類確定樣地地類，按照面積成數(shù)抽樣方法估計(jì)全市各地類面積；林木總蓄積調(diào)查采用每木檢尺，按一元材積表計(jì)算樣木、樣地和總體的各類林木蓄積。采用遙感判讀與地面樣地調(diào)查相結(jié)合的系統(tǒng)雙重抽樣調(diào)查方法，按0.5km×0.5 km網(wǎng)布設(shè)遙感判讀樣地35685個(gè)，以獲取全市濕地、沙化土地資源等數(shù)據(jù)。

3.2.2森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查

根據(jù)《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》，上海市于2004年開展了第一次二類此次調(diào)查以地面調(diào)查為主，通過小班區(qū)劃，結(jié)合3S技術(shù)，對市域范圍內(nèi)森林、林木和林地資源進(jìn)行了調(diào)查，產(chǎn)出了各類森林資源數(shù)據(jù)，建立了上海市森林資源管理系統(tǒng)。

2009年上海市進(jìn)行第二次二類，在遵循國家相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求的前提下,充分考慮上海實(shí)際，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上首次明確林帶按面狀小班進(jìn)行勾繪，小班最小區(qū)劃面積細(xì)化到0.020公頃（面積＜0.067公頃的為四旁小班，四旁樹資源不參加林地面積和森林覆蓋率統(tǒng)計(jì)），使小班區(qū)劃更加詳細(xì)；面積＜0.020公頃的零星四旁樹以航片判讀結(jié)合實(shí)地清點(diǎn)調(diào)查核對的方法，將其標(biāo)注在相應(yīng)行政范圍內(nèi)，其統(tǒng)計(jì)單位落實(shí)到行政村、街道，使調(diào)查結(jié)果更詳細(xì)準(zhǔn)確；增加了土地屬性、土地取得方式、養(yǎng)護(hù)主體、所屬區(qū)位、綠地類型等管理類調(diào)查因子，使調(diào)查內(nèi)容更加完善，符合管理需要。技術(shù)手段上，全面采用3S技術(shù)，利用最新分辨率0.25米的l:2000航空遙感影像作為調(diào)查底圖，在航片上直接勾繪小班，提高了小班區(qū)劃精度。調(diào)查方法上，小班勾繪以航空遙感影像數(shù)據(jù)為主要信息源，充分利用已有森林資源調(diào)查成果，以實(shí)地調(diào)查方式獲取調(diào)查區(qū)域森林資源空間信息、動(dòng)態(tài)信息；土地屬性、土地取得方式、養(yǎng)護(hù)主體、綠地類型等調(diào)查內(nèi)容，由鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村級配合人員現(xiàn)地確認(rèn)。全市共建立森林資源小班卡片 66.8 萬張，組織開發(fā)了上海市森林資源管理系統(tǒng)應(yīng)用平臺。

3.3 “一體化”階段

上海市森林資源“一體化”監(jiān)測，以上海市土地總面積為總體，以上海市森林資源連續(xù)清查體系布設(shè)的3365個(gè)固定樣地作為系統(tǒng)抽樣控制，以2009年上海市第二次二類調(diào)查成果為本底數(shù)據(jù)，兼顧2012年、2013年森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測試點(diǎn)成果，開展上海市森林資源年度監(jiān)測工作。其主要技術(shù)方法是：

利用0.25米高分辨率航片，以遙感判讀和現(xiàn)地調(diào)查核實(shí)為主要方式，結(jié)合森林經(jīng)營檔案資料，通過小班區(qū)劃調(diào)查獲得全市林地面積、森林面積等面積類數(shù)據(jù)；以系統(tǒng)抽樣控制下的小班調(diào)查和模型更新方法獲得活立木蓄積量和小班蓄積量等蓄積類數(shù)據(jù)，其中：2014年度，以一類調(diào)查控制樣地調(diào)查的活立木蓄積量估計(jì)區(qū)間中值為依據(jù)，對小班區(qū)劃調(diào)查和零星四旁樹調(diào)查獲得的活立木蓄積量進(jìn)行平差處理，使一、二類調(diào)查兩個(gè)體系的活立木蓄積量相銜接；2015年起各年度，在滿足質(zhì)量要求的前提下，延續(xù)2014年“一體化”監(jiān)測技術(shù)思路，利用小班區(qū)劃調(diào)查和模型更新相結(jié)合，產(chǎn)出全市林地面積和活立木蓄積量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)國家和地方森林資源監(jiān)測工作“一盤棋”、森林資源“一套數(shù)”、森林分布“一張圖”的目標(biāo)。

4 上海市森林資源監(jiān)測發(fā)展特點(diǎn)

4.1 時(shí)代特征明顯

上海市森林資源監(jiān)測工作從自成體系的簡單調(diào)查，發(fā)展到與國家森林資源監(jiān)測體系并軌，再發(fā)展到“一體化”監(jiān)測實(shí)踐階段，隨著各時(shí)期林業(yè)工作重點(diǎn)的不斷轉(zhuǎn)換，圍繞森林資源管理實(shí)際需要，調(diào)查方法不斷調(diào)整，調(diào)查技術(shù)不斷完善，其發(fā)展軌跡與時(shí)代發(fā)展緊密相結(jié)合，體現(xiàn)出了較強(qiáng)的時(shí)代特征。

4.2 實(shí)用性逐步增強(qiáng)

隨著森林資源總量的增長和森林資源管理工作精細(xì)化要求的提高，上海市森林資源監(jiān)測的調(diào)查內(nèi)容也相應(yīng)地不斷進(jìn)行調(diào)整，從對森林資源有無開展調(diào)查，發(fā)展到對森林資源現(xiàn)狀、分布及其變化開展階段性調(diào)查，再發(fā)展到實(shí)施“一體化”監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)森林資源年度出數(shù)，監(jiān)測成果在實(shí)際工作中得到廣泛應(yīng)用，充分體現(xiàn)了上海市森林資源監(jiān)測工作求真務(wù)實(shí)的作風(fēng)。

4.3 調(diào)查精度不斷提高

上海市歷次森林資源調(diào)查均采用高分辨率航空遙感影像作為調(diào)查底圖，影像分辨率2004年第一次二類調(diào)查時(shí)為1m，2009年以后均達(dá)到0.25m，大大提高了小班的區(qū)劃精度和判讀正判率。自2009年第二次二類調(diào)查起，上海市小班最小區(qū)劃面積確定為0.020公頃，森林資源調(diào)查更全面、細(xì)致、精確。同時(shí)，上海市森林資源管理信息系統(tǒng)中相關(guān)調(diào)查因子總數(shù)已逐步增加至107個(gè)，基本涵蓋了森林資源管理工作的方方面面。

5 結(jié)論與展望

上海市是一座城市化水平近88%的現(xiàn)代化大都市，城鄉(xiāng)交錯(cuò)，建筑密布，道路水系縱橫，森林資源的空間分布極為破碎，全市森林資源小班數(shù)量已超過70萬個(gè)，且林地林木的管理權(quán)屬錯(cuò)綜復(fù)雜，動(dòng)態(tài)變化大，這些特點(diǎn)都對上海市森林資源管理工作提出了更高和更精細(xì)的要求，也給森林資源監(jiān)測工作帶來了更大的壓力和挑戰(zhàn)。上海市對照“國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流”行業(yè)目標(biāo)，在森林資源監(jiān)測領(lǐng)域不斷探索，充分利用3S技術(shù)等高新技術(shù)，建立了上海市森林資源“一體化”監(jiān)測體系，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了一、二類調(diào)查數(shù)據(jù)融合，監(jiān)測數(shù)據(jù)落實(shí)到小班，監(jiān)測成果實(shí)現(xiàn)了年度出數(shù)，并已在各級政府年度目標(biāo)考核、規(guī)劃編制、森林資源經(jīng)營管理與監(jiān)督等各方面得到廣泛應(yīng)用，取得了顯著成效。

但由于上海是典型的平原型現(xiàn)代化大都市，森林資源城市化特征明顯，在技術(shù)方案推廣、成果運(yùn)用等方面還存在一定地域局限性，在調(diào)查方法上人工調(diào)查工作量仍占較大比重。因此，上海市將在以下幾個(gè)方面開展進(jìn)一步研究和探索。

5.1 總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)

繼續(xù)深化森林資源“一體化”監(jiān)測基礎(chǔ)理論研究、數(shù)學(xué)模型數(shù)表體系研究、數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究、資料收集匯編等方面工作，編制森林資源“一體化”監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善森林資源“一體化”監(jiān)測體系，為上海森林資源監(jiān)測工作的系統(tǒng)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化打好基礎(chǔ)，為全國森林資源監(jiān)測體系改革提供可借鑒、可復(fù)制的上海方案。

5.2 完善監(jiān)測體系

結(jié)合上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測工作開展，加強(qiáng)對上海地區(qū)林分生長、自然演替過程的觀測，進(jìn)一步完善相關(guān)林分生長關(guān)系模型，提高模型擬合精度。探索利用無人機(jī)、激光雷達(dá)等高新前沿技術(shù)在自然災(zāi)害及重點(diǎn)林地動(dòng)態(tài)變化等突發(fā)事件中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)森林資源年度監(jiān)測與應(yīng)急監(jiān)測的相互補(bǔ)充，進(jìn)一步完善森林資源監(jiān)測體系。

5.3 優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)

圍繞管理水平細(xì)化提升，加強(qiáng)高新監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用，積極探索無人機(jī)、數(shù)字表面模型（DSM）、高分辨率航空遙感影像及人工智能識別等技術(shù)方法在森林資源監(jiān)測中的綜合應(yīng)用，研究建立不同優(yōu)勢樹種（組）林分胸徑—樹高—郁閉度關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)林分主要因子自動(dòng)估測和主要優(yōu)勢樹種（組）自動(dòng)識別，完善零星四旁樹調(diào)查，提高蓄積量總體控制精度，提高工作效率。

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2019-03-15

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