一種近自然營林理念指導下的小班調查規劃方法

陳曉東，趙文雁

(山西省中條山國有林管理局，山西 太原 03002)

1 引言

森林經營方案是森林經營主體經營森林和森林管理部門管理森林的重要依據，編制和實施森林經營方案是《森林法》[1]和《森林法實施條例》規定的一項法定性工作。森林經營主體要依據森林經營方案制定年度計劃，組織森林經營活動，安排林業生產，換句話說就是森林經營主體知道在一個經理期內干什么？為什么干？在哪里干？什么時候干？怎么干？誰來干？為誰干？等等。森林管理部門要依據森林經營方案編制的森林經營目標，實施管理、監督、檢查和評定森林經營主體的各項森林經營活動和森林經營效果、森林經營目標實現程度、實施過程中遇到的問題、如何改進等等。

作為森林經營的基本單元，小班調查規劃的質量直接決定了森林經營方案的質量，也就決定了森林經營單位組織森林經營活動，安排林業生產的質量，在森林經營中占據舉足輕重的地位[2]。

為提高小班調查規劃的質量，山西省中條山國有林管理局自2019年開展了“山西森林可持續經營技術示范林場建設項目”，項目咨詢專家將德國先進的可持續-近自然營林理論與中村林場實際相結合，提出了“認真調查-合理規劃-切實實施-有效監管”的工作流程，將小班調查和規劃工作，作為編制森林經營方案、順利開展項目的基本環節高度重視，經充分討論后已在試點營林區開展了約5萬畝林地的調查規劃工作，期間結合實際對相關技術、方法進行了持續優化并逐步成型，形成了趨于成熟的，在當地可復制可推廣的小班調查規劃方法。

2 小班調查規劃的主要特點

2.1 經營重點明確，經營優先級清晰

本文提出的調查規劃方法為先開展全面踏查，再進行樣圓調查。可以切實摸清小班內的林分現狀和實際經營需求，根據現地調查的結果和林分的實際營林需求合理安排森林經營的優先級，可以明確國有林場的經營重點，避免“撒胡椒面”式的低效經營，為森林經營方案的編制和各項營林工作打下堅實基礎。

先開展全面踏查在小班層面完成定性評估，再開展樣圓調查完成定量測量的方法，一方面可以對原有區劃不合理的小班進行調整[3]，避免了實際開展時可能出現的重復工作或返工；另一方面可以減少后續定量調查的工作量，避免無效工作。

2.2 應用的森林經營理念先進

以近自然營林理念為基礎，指出在森林的發育演替進程中，自然力為主要推動力，人為經營為輔助的準確定位，近自然經營實際是學習和模仿森林自然演替的過程；提出森林培育的重點是，通過各項措施提高林分活力和穩定性，強化林分抵擋和弱化各類風險的能力；并強調在森林經營過程中，應以市場為導向，在有限的范圍和盡量短的時間內，用最小的生產成本獲得最高的經營收益，追求效益最大化。

根據風險最小化原則，在開展目標樹經營的林分內，目標樹選擇標準主要是活力、質量、距離，而活力的重要性要比其他兩項高。

用具體量化的“林分發育階段”代替“齡組”對森林生態系統的發生和演替進程進行重新劃分，界定標準清晰，方便外業調查人員確定發育階段，進而規劃相應的措施，也容易使人對已確定發育階段的林分迅速建立準確的直觀印象，同時也契合目標樹經營中以形態特征確定目標樹的選擇標準。

2.3 調查手段先進，結果可靠

本文介紹的小班調查規劃方法中應用的地理信息和數據庫技術是未來林業發展的趨勢，有利于更加高效、準確、便捷地處理和使用各類信息[4]。

在調查規劃過程中開展的林木基本信息調查中，應用VerTxt&Transponder等新工具可有效提高樹高調查精度，提高距離、坡度等參數調查的質量和效率，在國內外同類調查規劃中屬先進水平。

在穿越小班的調查樣線中等距布設調查點的方法，有效增強了調查數據的客觀性和可靠性，在方便了調查人員外業工作的同時，提高了調查質量。

3 小班調查規劃的操作流程

3.1 小班踏查

小班踏查流程簡介：通過全面踏查，評估現有小班區劃是否合理，在小班外業記錄表的引導下，描述立地、林分狀況，設定合理的經營目標并判斷營林干預的緊迫度，記錄小班內現有的基礎設施、生物多樣性和森林保護信息并作出相關規劃，描述典型林分情況并標記位置，將調查資料及時電子化后妥善歸檔。

3.1.1 小班踏查準備

小班紙質地圖，小班電子導航系統，白紙，夾板，外業記錄表，鉛筆，小刀，橡皮，工具包。

3.1.1.1 地圖的準備

(1)紙質地圖。紙質地圖的基本要求-比例尺1∶5000/1∶10000，標注林班(行政)界和小班邊界，小班號，等高線，明顯的基礎設施，標志性的參照地標。

(2)電子導航系統。在林業外業中應用的電子導航文件通常有兩種格式(shp和kml)。

shp格式的導航文件適用于平板電腦和專業的調查應用(如思行，調查寶等)，能以小班面、標注點、軌跡的形式協助技術人員開展外業工作。

kml格式的導航文件適用于手機和相應的手機應用(如奧維、戶外助手等)，是一種比較經濟的解決方案，適合廣泛推廣，只能以軌跡和標注點的形式協助技術人員開展外業工作。

3.1.1.2 外業記錄表

外業調查表涵蓋識別信息、立地描述、林分描述及規劃部分，規劃部分又包括經營目標、緊迫度、采伐規劃、更新規劃、基礎設施規劃和森林保護規劃，為小班的長期經營提供完備的信息參考。

如有必要，可提前在外業調查表中標注現有資料中的主要數據，如地類，樹種組成，hm2株數，hm2蓄積等，方便外業核實和后續更正。

3.1.2 小班踏查外業調查和規劃

在地圖的指引下完成小班全面踏查，記錄踏查軌跡并在外業記錄表的引導下完成以下踏查目標。

(1)從整體上把握全小班的基本情況，評估現有小班區劃，如有必要，進行細劃。

(2)給小班(或細班)設定合理的經營目標，并具體到各項規劃。

(3)收集小班內現有的基礎設施，生物多樣性和森林保護相關的信息。

(4)根據現地判定的經營緊迫度，決定后續樣圓調查的優先級。

3.1.2.1 評估現有小班區劃

在實際的調查規劃過程中，如遇到權屬不同、地類不同、起源不同、優勢樹種組等不同，導致所需經營措施明顯不同、確需細分的，應劃分細班，細班各項因子的調查與小班調查規劃一致。細劃之后的新小班命名方法是，直接在舊小班號的后面加上后綴‘a’, ‘b’, ‘c’…若確有必要進行細劃，規劃人員應在外業工作圖上大致勾繪出新小班的邊界，并及時在ArcGIS軟件中更新。

應當細劃小班的情況舉例如下。

(1)跨越陰陽坡主導功能不同的，陽坡僅能規劃水土保持功能，而陰坡具有一定木材生產功能。

(2)林權不一致，天然次生林中的楊樹或刺槐林，或有林權糾紛的林地。

(3)有林地小班中的棄耕地，成片灌草地。

(4)個別小班存在的面積大小不一的苗圃地，油松華山松等，徑高比失調，需多次緩慢調整密度的，而其他區域近期內不需要擾動。

(5)發生過森林火災，部分地類產生變化的。

(6)同一小班中下坡位坡度緩，立地好，年均生長量10 m3/hm2，上坡位立地差，年均生長量不足3 m3/hm2，同一經理期內，上坡位不需要或僅需要1次采伐作業，而中下坡位需要至少2次采伐作業。

(7)總之，就是由于地類、樹種、林分狀況、林權等不同，使得前小班內不同區域后續的森林經營活動有明顯區別的情況，需要劃分細班。

3.1.2.2 設定合理的經營目標和營林措施

每個小班的長期(50年以上)經營目標都應是使森林達到并長期維持在近自然狀態，多數情況下是多樹種的異齡復層林狀態，但是這個近自然狀態應是通過多個經理期(每期10年)長期經營最終達成的理想狀態。外業記錄表中要求填寫的經營目標，是指在充分踏查全面掌握小班內林分現狀的基礎上，在本經理期內通過各類營林措施能夠實際達到的目標。

本經營期內合理的經營目標包括目標樹種組成、目標胸徑設置、目標樹密度等。小班經營目標設定示例如下。

(1)水土保持-禁止采伐。

(2)在考慮水保功能的同時獲得木材。

(3)在整個或部分區域重新造林。

(4)促進混交。

(5)收獲達到直徑的目標樹。

(6)將矮林改造為櫟類和松樹的混交喬林。

(7)保護生物多樣性(保留枯死木和棲息木)。

在近自然營林理念指導下，應根據實地踏查的林分狀況(如優勢樹種、林分發育階段、經營歷史、林木密度等)設置合理的營林措施(如撫育TE、動態期間伐TM、整固期間伐TP、目標胸徑收獲DH、更新/復壯伐(RC)、林分改造(ST)、矮林經營(CO))，對于同齡單層次的人工林而言，可能只需設置一項就可滿則森林經營需求，而對于具備近自然 特征的異齡復層林來說，可能需要設置兩項甚至更多。

3.1.2.3 判斷營林措施的緊迫度

為了向森林管理者提供采伐、更新等營林活動的優先等級參考信息，規劃人員應根據實地踏查結果，在現地客觀的完成估營林干預緊迫性的評估。緊迫度高的，須在5年內實施，需優先開展樣圓調查，優先規劃基礎設施建設和維護；營林干預緊迫度中等的，須在第二個5年內實施；營林干預緊迫度低的，在本經理期內不需實施。

3.1.2.4 基礎設施、生物多樣性、森林保護相關信息的現狀收集和本期規劃

在小班踏查過程中，注意收集小班內現有的基礎設施現狀，如林道、電力鐵塔、施工便道等，參考實地軌跡，繪制到外業調查圖上，并說明基礎設施現狀。基礎設施的規劃，主要依據營林措施的緊迫度設置，并充分考慮林道建設等對生態環境的不利影響。

遇到比較稀有、有特殊保護意義的林木、法律保護或省級、國家級保護植物時應詳細記錄并存留位置標記，以方便后續營林中的生物多樣性保護。

認證評價小班現地的防火需求和病蟲害發生種類和程度，在重點區域作出標記，以方便后續的森林保護規劃。

相關信息應及時電子化，形成“一張圖”，方便后續整體規劃。

3.1.3 小班踏查內業整理

將踏查結果反映到電子地圖和數據庫內，相應平臺是ArcGIS和Access。

使用小班規劃外業記錄表在現場記錄、評估和規劃的數據，將被錄入到“森林經營方案和監測數據庫”中，該數據庫的開發平臺是MS Access，錄入界面與外業表格一致。

對于細劃過的小班邊界，收集到的基礎設施、生物多樣性和森林保護相關的信息都應及時在ArcGIS平臺上完成更新。紙質資料妥善歸檔。

3.2 小班樣圓調查

在區劃合理的小班內合理設置調查樣圓，實際調查時在確定樣圓中心點后，標記樣圓邊界和界內的目標樹、干擾木，在樣圓調查表的指引下，收集樣圓內林木的基本信息和規劃信息，將調查資料及時電子化后妥善歸檔。

3.2.1 樣圓調查準備

鉛筆小刀橡皮，夾板，備用白紙；圍尺，測繩或7.98 m繩索，測高儀或替代品如魚竿等；1.3 m標桿，噴漆或油漆(白色、橙色、黃色)，粉筆；斧子，鋸子，工具包。

樣圓調查表；更新后(如有需要)的地圖文件；外業記錄表；提前設置調查樣點。

3.2.1.1 樣圓調查表

樣圓調查表收集所有待調查樣圓內的樹種、胸徑、目標樹類型、修枝需求、采伐需求及材積高度，為具體經營參數的確定提供基礎數據支持。

3.2.1.2 調查樣點的提前布置

提前布設樣點是為了減少設置樣點的隨意性，設置原則是充分保障樣圓對整體小班的代表性[5]。調查樣點必須在更新后(如有需要)的小班(或細班)基礎上設置，在全小班(或細班)的營林措施大致一致，無明顯差別。調查樣點為小班內最具代表性樣線上的均勻分布點，是200 m2樣圓(7.98 m半徑)的中心點。

樣點間距為25 m的倍數，應能涵蓋①所有不同的立地條件(如不同坡位)，②所有不同的林分條件(如不同樹種分布)，保障所選樣點的代表性。

每個小班至少設置3個圓形樣地，每2 hm2多設置一個樣地。

樣地設置好之后形成相應格式(kml或shp)的導航文件，以方便外業調查。

3.2.2 樣圓調查外業工作

3.2.2.1 確定樣圓中心點

這里以手機導航軟件“戶外助手”為例介紹[6]，使用其他應用的可作為參考，原則是盡可能地避免確定樣點時的隨意性。在電子導航系統的指引下接近提前設好的樣點。打開樣點的“距離雷達”功能，設置報警距離為10 m。

考慮到定位系統的滯后性，在即將抵達樣點(如30 m)時應放緩行進速度，并在雷達報警位置停下，待充分定位后，從報警點開始，按導航指引的方位水平延展10 m所抵達的點就是樣圓中心點，定樁標記。

為保障調查結果的客觀性，調查人員在確定樣圓中心點的過程中不得摻雜主觀隨意性。

3.2.2.2 標記邊界，選擇和標記目標樹和干擾木

以確定的樣圓中心點為參考，設置半徑7.98 m的樣圓，邊界外的林木胸高處用油漆或噴漆標記黃色雙斜杠。

選擇目標樹時，應明確該小班本經理期內的經營目標，并按照垂直結構自上而下的順序，選擇并標記出最能體現本經理期營林目標需求的林木作為目標樹，確定是經濟用途或其他特殊用途，判斷目標樹是否需要修枝，確定抑制或阻礙目標樹生長的林木作為干擾木，通過對干擾木進行抑制(采伐或修枝)，促進目標樹的生長發育和全小班經營目標的逐步實現。

目標樹選擇時主要參考要素包括：活力，質量，穩定性，距離，并以活力強弱作為第一優先級參考要素。

在選擇目標樹和干擾木時不能將7.98 m樣圓孤立考慮，雖然不需要標記7.98 m圈外的目標樹和干擾木，但在圈內選擇目標樹和干擾木時應充分考慮圈外的目標樹和干擾木的影響。

選擇和標記目標樹和干擾木，在測量之前先用粉筆轉圈標記，測量完之后再用油漆或噴漆標記，目標樹用四向白色圓點標記，采伐木用橙色斜杠標記。

3.2.2.3 測量、記錄

用圍尺測量胸徑。用測高儀(Transponder&Vertex)或替代物(如魚竿)測量樹高和材高[7]。考慮到高度測量對蓄積/材積確定的重要性，建議在實際測量中，提高對高度測量精度的控制，盡量使用測高儀或替代物(如魚竿)準確測量。

3.2.2.4 完善外業調查表

在開展樣圓調查時進行的小班穿越過程，可補充完善已有的外業調查表。

3.2.3 樣圓調查內業整理

將調查結果反映到電子地圖和數據庫內，相應平臺是ArcGIS和Access。紙質資料妥善歸檔。

4 思考與討論

小班森林經營的基本單元，小班調查規劃的質量好壞直接關系到后續的森林經營。資源底數不清一直是開展森林經營的重要制約，究其原因，森林資源調查面積大、小班數量多、偏、遠、人力不足都是制約要素。但是實際上，中條林區國有林場在大面積“推光頭”后次生的天然林基礎上已開展了10多年的森林撫育，部分立地質量好、林分質量佳、交通條件優的區域已開展了多次撫育工作，實際的營林需求大幅降低，而在降雨量偏少(約500 mm)、坡度普遍較大(>20°)、生態環境脆弱的中條山林區，多數林分的功能定位實際上都應該是生態保護，不適合進行過度擾動。所以，實際上經營緊迫度高的林分并不多，在充分踏查的基礎上，鎖定這一部分林分并明確其經營重點地位，可以使林場將有限的資源集中起來，以相對較低的營林成本獲得更好的經營效果。

在森林經營中，一定要實事求是地開展好現地調查，將林分的實際需求反映到森林經營方案中并切實執行，在確定營林措施時，不應以上級攤派任務量為主要考慮，而應轉為考慮林分的實際需求，以寧缺毋濫的原則切實開展好小班調查規劃工作。

認真開展小班調查規劃工作，在經營重點區域建立可追溯，可延續的目標樹經營體系，嚴格目標樹選擇標準，嚴禁在已過度撫育的區域再次開展采伐作業，才能真正落實好森林撫育政策的“最后一公里”。