山東省草地資源專項調查監測主要技術環節

王森林，王宏年，羅軍偉，吳 可，王愛東，秦乃花，趙迎子

（山東省林業監測規劃院，山東 濟南250014）

草原資源為我國面積最大的陸地生態系統，是國家重要的戰略自然資源，也是牧區牧民群眾最基礎的生產生活資料。開展草原資源調查及監測評價，準確、全面掌握全國草原資源與生態狀況，是推進草原生態文明建設、科學保護建設草原、促進草原合理利用的前提。《國務院關于促進牧區又好又快發展的若干意見》（國發〔2011〕17號）明確要求，“落實草原動態監測和資源調查制度，每年進行動態監測，每五年開展一次草原資源全面調查”。今年4月上旬，自然資源部開始部署全國草原資源綜合植被蓋度與生物量調查工作，這是落實“山、水、林、田、湖、草”生命共同體一次快速行動，該項工作以外協項目方式委托中國國土勘測規劃院承擔，我省工作也以項目承擔方式開展。

歷史上全國共開展了兩次草原（草場、草地）調查，第一次是1979-1985年由原農業部組織完成的全國草場資源詳查，采用18類分類標準，調查主要內容為四度、一量，即高度、多度、頻度、蓋度、生物量；第二次是2017-2018年同樣由原農業部組織完成的全國草地資源清查，采用9類分類標準，調查主要內容為四度、一量。目前自然資源部正組織開展全國草原資源專項調查監測，采用18類分類標準，調查主要內容為二度、一量，即高度、蓋度、生物量，通過野外設置一般草灌樣地樣方或高大草灌樣地樣方完成。

1 主要調查內容

主要調查內容包括植被覆蓋度、主要植物平均高度、單位生物量（鮮重、干重），同時調查草原類型（暖性灌草叢、暖性草叢、低地草甸等類型）、坡向（包陽坡、半陽坡、半陰坡、陰坡，山地丘陵調查）、坡位（包括坡頂、坡上部、坡中部、坡下部、坡底，山地丘陵調查）、土壤質地（粘土、重壤土、中壤土、輕壤土、砂壤土、砂土、粉砂土、礫質）、地表特征（包括覆沙、侵蝕、鹽堿斑、裸地面積比例等）、放牧利用方式（全年放牧、冷季放牧、暖季放牧、春秋放牧、打草場、禁牧等）以及主要植物種類、經緯度、海拔高度等等。 詳見表1、表2、表3。

2 樣地樣方調查

2.1 工作流程

把通過國土三調初步成果確定的100個草地樣地圖斑轉化為kml文件—導入奧維地圖（下載奧維地圖—打開，點擊收藏夾，點菜單，新建文件夾（比如草原點位）—在微信中打開kml文件—點擊多次，直至出現列表，點導入，選擇草原點位文件夾，確定，導入成功即完成）—通過導航尋找樣地位置—確定草原類型—草地性質（灌草高度、是否存在大株叢）—設置樣方（一般草灌樣方、高大草灌樣方）—拍照（樣地、樣方）—調查樣方（高度、蓋度、鮮重、植物種類、土壤質地、地表特征、利用方式等）—填寫卡片—數據錄入。

表1 樣地基本特征調查表

2.2 樣地設置

2.2.1 樣地面積

樣地是用于草原資源地面調查監測而限定的區域，按照中國國土勘測規劃院有關要求，國家要求樣地面積不小于100hm2。根據山東實際，并結合國土三調初步成果，我省調查的100個樣地從三調初步成果中選取，最小面積為50hm2。

2.2.2 樣地設置原則

樣地設置應選擇具有代表性的典型草原資源地段，樣地內生境條件、植物群落種類組成、植物群落結構、利用方式和利用強度等應具有相對一致性。基本要求如下：

（1）應設置在面積較大、分布廣泛、代表性強的草原類型區。

（2）應選擇具有草原優勢種、建群種等的草原類型區域。

（3）在山地垂直帶草原，樣地應設置在垂直帶的中部，樣地內草原坡度、坡向和坡位應相對一致。

（4）在隱域性草原，樣地應設置在生境條件相對均勻一致的區域，草原植被呈斑塊狀分布且異質性較大時，則應適當增加樣地數量、減小樣地面積。

（5）在利用方式不同或利用強度不一致的草原，應分別設置樣地。當草原利用方式或利用強度發生變化時，應增設與原樣地生境條件相似的對照樣地。

（6）樣地應均勻布設，不宜設置在草原類型過渡帶上。

2.2.3 樣地分布

按照國家有關部門要求，山東設置的100個樣地，分布在11市、40縣（市、區），其中濟南市、青島市、淄博市、棗莊市、東營市、煙臺市、濰坊市、泰安市、威海市、臨沂市、濱州市，涉及的縣（市、區）和樣地個數分別為 6、16 個；5、9 個；3、6 個；5、13 個；2、6 個；2、4 個；3、9 個；5、10 個；2、6 個；4、10 個；3、11 個。

2.3 樣方設置

樣方是能夠代表樣地信息特征的基本調查單元，樣地調查通過調查樣方來完成。樣方調查監測數據是建立遙感模型、計算草原資源生物量（產草量）和綜合植被覆蓋度的重要參數。樣方應在樣地范圍內選擇。

2.3.1 樣方設置要求

（1）在樣地內隨機選擇第1個樣方，然后按照一定方向、距離依次確定第2個、第3個……等其它樣方。樣方之間間隔應不少于200m，具有代表性。

（2）如遇河流、圍欄等障礙時，可在周圍草原類型相同、生境條件基本一致的鄰近地段，選擇具有與原定樣方相似代表性的地點設置樣方。

（3）為獲得更準確的生物量，在調查的樣地內，盡可能選擇未利用區域設置樣方。

2.3.2 樣方種類、大小和數量

根據樣地植被狀況，將樣方劃分為兩種類型，一般草灌樣地樣方、高大草灌樣地樣方。

（1）一般草灌樣地樣方

1）植被特征

樣地內只有低矮草本，或者擁有低矮草本和矮灌木，草本高度一般在80cm以下、矮灌木高度在50cm以下，且不形成大株叢。

2）樣方大小

一般設為1m×1m，若樣地植被分布呈斑塊狀或者較為稀疏，應將樣方擴大到1m×2m或2m×2m。

3）設置數量

樣地內一般應設置3~5個樣方，如果面積大、生境條件變異大的樣地，應適當增設樣方。

（2）高大草灌樣地樣方

1）植被特征

樣地內具有高大草本植物及灌木，通常形成株叢，有堅硬而家畜不能直接采食的枝條，且數量較多。草本植物高度一般在80cm以上，灌木高度在50cm以上。

2）樣方大小

高大草灌樣方大小一般設為10m×10m。

3）設置數量

樣地內通常只設置一個樣方。

2.4 樣方調查

2.4.1 一般草灌樣地樣方、高大草灌樣地樣方調查說明

（1）樣地調查共涉及3個表格，表1樣地基本特征調查表、表2一般草灌樣地樣方調查表、表3高大草灌樣地樣方調查表，對于一個樣地來說只填寫其中兩個，表1和表2或表1和表3，一般草灌樣地填寫前者，高大草灌樣地填寫后者。

（2）一般草灌樣地樣方調查一般要提供7張（或更多）不同要求的照片，高大草灌樣地樣方調查要提供5張不同要求的照片。

（3）在進入調查樣地之后設置樣方之前，拍攝具有樣地特征的全景照片，作為第1張景觀照片，其編號與樣地編號相同，如臨沂市平邑縣第1個樣地（景觀照片）編號為山東省臨沂市平邑縣－001，就近測定樣地經緯度，填寫表2樣地基本特征調查表。其余內容見一般草灌樣地樣方調查、高大草灌樣地樣方調查分述。

2.4.2 一般草灌樣地樣方調查的主要內容和方法

一般草灌樣地，在第1個樣方設定之后調查之前，拍攝樣方所在區域最有代表性的景觀照片1張，并對照片進行對應樣地的同名編號（后加序號），如臨沂市平邑縣第1個樣地的第1個樣方周圍景觀照片，編號為山東省臨沂市平邑縣－001（1）；樣方需要拍攝1張以樣方中心上方垂直向地面的俯視照，照片應涵蓋樣方整個范圍，其編號與樣方編號相同，如臨沂市平邑縣第1個樣地第1個樣方編號為山東省臨沂市平邑縣－001－01；就近測定樣方經緯度、海拔高度、植被覆蓋度、草群平均高度、要植物種名稱。第2~3個（或更多）樣方編號、照片編號、調查內容同第1個樣方，所有調查數據填寫到表3一般草灌樣地樣方調查表相應欄目。

（1）植被覆蓋度

指樣方內各種植物地上部分垂直投影覆蓋地表面積的百分比。

1）目測法

目測并估計樣方內所有植物垂直投影的面積。特點是速度快，但準確度低。

2）針刺法

在一個樣方內，每隔一定間距用探針垂直向下刺，若有植物，記做1，無則記做0，然后計算其出現頻率，即植被覆蓋度。特點是速度慢，但準確度高。

3）其它

采用相關軟件計算。

（2）草群平均高度

指樣方內大多數植物枝條或草層葉片集中分布的平均自然高度，即在量測高度時維持枝葉自然狀態，不需要扶正拉直。

通過目測確定位置后測量高度。

（3）主要植物種名稱

樣方內優勢種或群落的建群種的規范中文名稱。

采用目測法或軟件識別方法。

（4）生物量測定

指在草原資源植被生長盛期（花期或抽穗期），樣方內地上植物生物量（產草量）。

1）鮮重調查方法

①剪割 對樣方內的草本、高大草本等植物齊地面剪割，矮灌木和灌木只剪割當年生枝條（包括葉子），剪割完成后收集干凈。

②測量鮮重 將剪割下來的植物，立即使用便攜式天平稱量植物重量，即為鮮重，單位g，保留1位小數。新鮮植物樣品裝袋稱重后，在包裝袋標明所屬樣地及樣方號、樣品鮮重等。

③平均鮮重 指樣地內所調查的所有樣方植物鮮重的平均值，單位g，保留1位小數。

2）風干重調查方法

①測量風干重 經過一定時間自然風干，在其重量基本穩定時，測其重量，結果即為風干重，單位g，保留1位小數。

②平均風干重 指樣地內所調查的所有樣方植物風干重的平均值，單位g，保留1位小數。

（5）生物量折算

生物量折算，即將調查樣地樣方內植物鮮重和風干重分別折算為面積1hm2的植物鮮重和風干重（kg/hm2），方法是將調查樣地的所有樣方單位面積植物鮮重、風干重（g/m2）平均數值乘以10。如某一樣地的3個樣方單位面積植物鮮重、風干重平均值分別為 500g/m2、200g/m2，折算為鮮重、干重生物量即分別是5000kg/hm2、2000kg/hm2。相關內容、數據填入表2。

表2 一般草灌樣地樣方調查表

2.4.3 高大草灌樣地樣方調查的主要內容和方法

高大草灌樣地，在對高大草灌樣地大樣方（10m×10m）設置之后，拍攝樣方所在區域最有代表性的景觀照片至少1張，并對照片進行對應樣地的同名編號（后加序號），如臨沂市平邑縣第1個樣地的大樣方景觀照片，編號為山東省臨沂市平邑縣－001（1）；樣方需要拍攝1張以樣方中心上方垂直向地面的俯視照，照片應涵蓋樣方整個范圍，其編號與樣方編號相同，如臨沂市平邑縣第1個樣地第1個樣方編號為山東省臨沂市平邑縣－001－01；測定樣方經緯度、海拔高度。第2~3個樣方編號、照片編號、調查內容參照第1個樣方，所有調查數據填寫到表4高大草灌樣地樣方調查表相應欄目。

在高大草灌樣方內，如存在草本及矮灌木植被類型，則應單獨調查。

（1）草本及矮灌木調查

在100m2高大草灌樣方內，存在草本及矮灌木植被特征時，要在高大草灌樣方內設置3個1m×1m的草灌小樣方進行調查。調查內容和方法同“一般草灌樣方調查的主要內容和方法”。

（2）高大草本植物及灌木調查

1）高大草本植物及灌木名稱

采用觀察等方法記錄主要優勢種名稱，如荊條、黃背草、芒、野古草等。

2）株叢數

調查100m2樣方內，高大草本植物及灌木株叢的數量。

根據樣方內高大草本植物及灌木株叢，按照冠幅直徑的大小劃分為大株叢、中株叢和小株叢等三種。如樣方內株叢大小較為均一，冠幅直徑相差不足10%~20%時，可以不分種類，也可以只分為大株叢和小株叢等兩種。

3）叢徑

分別選取有代表性的大株叢、中株叢和小株叢等各1叢，稱為典型大株叢、典型中株叢和典型小株叢，分別測量其冠幅直徑，即為叢徑。

4）（大株叢、中株叢和小株叢）植物鮮重和風干重

大株叢植物鮮重調查時，剪取樣方內典型大株叢的當年生枝條，并立即稱重，將該重量乘大株叢數，即為樣方內大株叢植物鮮重。中株叢和小株叢植物鮮重調查方法與此相同。

風干重：將剪下的新鮮植物裝袋（標明樣品所屬樣地及樣方號、樣品鮮重等），待自然風干后再測重量，即為風干重。

5）高大草本植物及灌木覆蓋面積（m2）

分別測量典型大株叢、典型中株叢和典型小株叢的冠幅直徑，按圓面積（πD2/4）計算方法，計算單株叢覆蓋面積，單位m2，保留1位小數。

高大草本植物及灌木覆蓋面積m2=典型大株叢覆蓋面積×大株叢數m2+典型中株叢覆蓋面積×中株叢數m2+典型小株叢覆蓋面積×小株叢數m2。

6）高大草本植物及灌木生物量折算（kg/hm2）

高大草本植物及灌木鮮重折算kg/hm2=大株叢植物鮮重/大株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2+中株叢植物鮮重/中株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2+小株叢植物鮮重/小株叢覆蓋面積×0.1kg/hm2。

高大草本植物及灌木風干重折算方法與此相同。

7）100m2樣方內總生物量

總生物量 =草灌樣方生物量折算×（100-高大草本植物及灌木覆蓋面積）×0.1kg/hm2+高大草本植物及灌木生物量折算kg/hm2。相關內容、數據填入表3。

3 問題與討論

（1）在山地或者丘陵地區尤其是在坡度較大的山地，設置10m×10m或者1m×1m、1m×2m樣地樣方時，建議采取平距改為斜距，這樣可以降低調查誤差。

（2）既然該項工作為調查監測，就有個工作持續性、對比性，建議在本次調查中設置利用的10m×10m或者1m×1m、1m×2m樣地樣方，四周做好固定標志，最起碼也要涂上鮮艷的紅漆，以備下次調查時便于查找。

（3）表1中，如果填寫具有高大草本及灌木，原則上就應當設置高大草灌樣地樣方，填寫調查表3。

表3 高大草灌樣地樣方調查表