伐區調查設計精度提高的技術研究

閆 敏

（廣西壯族自治區國有大桂山林場，廣西 賀州 542800）

1.提高伐區調查設計精度的必要性

近年來，隨著市場經濟的快速發展以及國家對林業資源管理保護日益增強，既要維護林業經營者的合法權益，又要加強對森林資源的保護。粗放的、不精準的伐區調查設計已經不能滿足需要。分析成因：一方面，隨著社會經濟的進一步發展和林業制度改革的進一步深入，林權交易市場將迎來新的發展空間和契機，在網絡交易平臺的輔助下，林權交易呈現出兩大特點，“全國性”和地域性，即林權交易的發布和交易雙方不具有地域約束性，但交易市場和機構在固定區域。林權交易是基于伐區設計提供的精準的伐區調查材料，賣方需要精準的伐區面積和蓄積量（或出材量）定價，買方也需要參考伐區材料進行競價，如果精度不高，很可能使得交易雙方面臨財務虧損、失信和違約的風險；另一方面，為深入貫徹落實習近平生態文明思想，國家出臺最嚴格的制度保護森林資源，嚴厲打擊各類毀林違法犯罪行為，針對毀林案件、毀林面積和蓄積消耗這三大重點，不斷加大林政執法和監督力度，要保護好森林資源必須要提高伐區調查精度。第三方面，森林采伐限額、森林經營方案、年度森林督查及“一張圖”更新等諸多項目要求合理規劃和利用森林資源，提高森林資源利用率，需要精準的采伐設計作數據支撐。精度不高的伐區調查設計不僅直接影響林業經營者的收益，也會造成采伐蓄積量的不可控，此外，一旦出現較大錯誤，設計人員也將受到法律的制裁。所以，提高林木采伐設計的精度具有十分重要的意義。

2.當前伐區調查存在的普遍問題

當前伐區調查存在許多的不足之處，直接影響了伐區調查的精度，其中最主要的問題有以下幾個方面：（1）調查隊伍專業化低，人員的專業能力參差不齊，綜合素質薄弱。許多調查人員沒有進行崗前培訓，沒有進行考核上崗，對伐區調查的現實要求和各項規章條例不夠了解，普遍存在專職調查隊伍人員少，由專職調查人員與臨時抽調人員組織調查隊伍開展調查的情況；調查設計人員外業設計不遵守伐區調查的技術規程，對林相分布不均的林地取樣不規范，缺少代表性，對草灌茂盛的林地調查偷懶不細致、取樣比例偏少，調查設計人員責任心不強，態度不端正，工作中馬虎粗心，對大徑木材瞞測，對小徑階木漏測，記錄不負責，書寫雜亂，內業處理存在主觀意見較多等。直接造成伐區調查的不規范、不科學。（2）法制觀念淡薄，違反政策規定和技術規程，許多調查設計公司、設計隊伍沒有遵循技術規程，調查過程中偷工減料、走形式，隨意降低主伐年齡，采伐未成熟林，甚至為了少交稅費，有意識地在伐區調查設計中壓低林木蓄積量，在數據上弄虛作假。（3）調查設備落后，技術創新少。部分林業局、林場以及設計公司對伐區調查不夠重視，資金投入也不足，導致調查一直沿用落后的儀器設備，沒有組織人員學習研究新技術，導致伐區設計困難，調查過程中易出現問題。（4）缺乏相應的監督管理，在設計過程中未實行過程監督，在完成調查設計后缺少質量檢查。

3.影響伐區調查設計精度幾個主要要素

通常以“小班設計采伐量誤差率”和“伐區調查設計合格率”作為評價伐區調查設計精度的綜合指標。而反映“小班設計采伐量誤差率”和“伐區調查設計合格率”的主要是伐區設計的總面積和總蓄積量（或出材量）。伐區總面積顧名思義是整個伐區的面積，對于國有林場還特別注明有林地的面積。伐區總蓄積量是整個伐區應伐木的材積之和，計算一個林分的蓄積量首先計算出單株活立木的材積量,然后再計算出單位面積（樣地）的蓄積量,再使用數理統計的方法擴大面積推算整個林分的蓄積量。而出材量的計算,需要按樹木的種類、徑級,計算出它們的出材率乘以蓄積量求算。除面積小的伐區是進行全林測量外，大部分伐區是采用樣地布設抽樣調查，小班因子測量后得出伐區面積和蓄積量（出材量），調查過程中諸多方面是由調查人員自行把握，易受主觀和客觀因素的干擾，調查設計的精度也會受到影響。結合多年伐區調查的經驗和查閱相關文獻，影響伐區調查設計精度的關鍵在三個方面：一是調查人員綜合素質能力和法律意識，二是調查設計技術的方法，三是監督管理機制。

4.提高伐區調查設計精度的措施

綜合以上的分析，提高伐區調查設計精度的需要從提升調查設計人員的專業技術能力、遵循規程的調查設計流程和要求、完善監督管理制度三大方面著手解決，根據近幾年的采伐作業設計和場內自伐林地統計分析，我總結出提高伐區調查設計精度的幾點措施。

4.1 提升調查人員的綜合素質能力和技術應用能力

為保障伐區調查設計的順利開展，在廣西國有大桂山林場，設置了專業的伐區調查設計隊，保證了隊伍的專業性和人員的穩定性，嚴格要求具備調查設計資質的專業人員才能上崗，并每年組織多次全方位的專業培訓，在培訓內容上，涵蓋專業技能、職業道德、法律法規等多方面的培訓，提升調查人員的綜合素質；在培訓方式上，聘請專業培訓人員進行開班培訓，學習新技術新方法，采用“老帶新”模式，傳授經驗方法。此外，重視新技術，運用高端科學測量儀器、設備減少人為誤差，也是保障數據測量準確的方法。

4.2 規范調查設計方法

伐區調查包含伐區區劃、小班因子調查、應伐木的調查設計、生產工藝設計、工程勘測設計、編制調查設計文件等內容。小班因子調查一般采用標準地調查法，即抽取一定量有代表性的林地進行實測林木的保存率、胸徑、樹高等因子，實測得到單位面積蓄積量進而推算小班蓄積量。影響伐區調查精度的最關鍵內容是小班因子調查和應伐木的調查設計。因此，如何進行小班因子調查和應伐木的調查設計成了重中之重。

4.2.1樣地的布設

因林木在生長過程中會受到立地條件、自然災害或病蟲害等因素的影響，一個伐區內的樹木會有不同的生長表現，因此要布設有足夠代表性的樣地才能保證精度。隨意、盲目選點不具有代表性，調查出來的出材量與實際不符，調查精度就會受到影響。對伐區的劃分進行優化可進一步提高調查設計的精度。如何選擇典型的，有代表性的樣地可從以下幾個方面發力：（1）在開展外業調查前要收集伐區的相關資料，如伐區地類、林種、樹種、起源以及大致的生長情況等，確定采伐工藝，然后開展外業調查；（2）機械布點對于分布不均勻的林地來說即不科學工作量又大，樣地布設一般采用數理統計中分層抽樣的方法，即將伐區根據生長表現大致的分類為好中差或更多的類型，對于受到冰雪災害或者蟲害的類型還要再區分小班調查，如此，調查樣地對應相應類型，就更具有代表性，同時，結合外業勾圖畫出各類型實際比例，求算各類型對應單位蓄積和類型總蓄積；（3）樣地布設應避開異常生長的區域如林道和林緣（“林緣效應”會使林道和林緣樹木比林分內樹木長勢更好）、正脊和沖溝（對于陽性樹種，正脊因陽光充足等因素長勢偏好，沖溝往往會因為光照少不通風等不利因素林木稀疏或更容易病蟲害），若此類型占比比較大則區分對待；（4）采用遙感圖像和無人機影像結合踏查在叢林相對樣地進行細致分類，并嚴格要求調查人員走遍全伐區了解林木生產情況，確保樣地布設合理類型范圍劃分正確；（5）實地布設樣地后要在1:10000的地形圖上標注位置，為了提高定位準確度，大桂山林場采用自主研制的定位地圖進行精確定位和記錄調查軌跡，方便內業回放。

4.2.2伐區面積的計算

伐區設計面積的準確度對伐區設計精度影響較大，伐區面積應精確扣除非林地范圍。傳統面積勾繪采用地形圖對坡勾繪，但受限于地形和樹木遮擋以及技術員的業務水平，勾圖的準確度難以保證，且工作量非常大。大桂山林場積極尋找技術手段進行改善，先后采用了谷歌影像、遙感衛片等方法進行面積勾繪，發現存在時效性低、影像形變等弊端，改進方法后采用無人機對伐區進行正射航拍，合成帶坐標的圖片導入Arcmap，新建圖層勾繪出有林地范圍并計算小班面積。對于難以區分目的種和非目的樹種界線的地方，參考造林勾圖經營檔案等方法驗證，對于不確定因素使用定位地圖到實地再核查，并通過不同人員的交叉閱圖減少人員誤判。如此，面積勾繪的準確度可達到98%以上。

4.2.3樣地的測量

樣地的測量需要做好多方面的細節方能提高精準度。

（1）樣地的面積測量，大桂山林場一般采用樣帶布設樣地，使用皮尺或鋼尺拉出一條樣帶，樣帶間要清理雜灌保障樣帶平直不彎曲，記錄員要用儀器實測坡度并用三角函數的關系將斜距換算成水平距，然后左右拓寬一定距離形成樣帶，樣地太小不具備代表性，一般單個樣帶的面積不小于400m2，總樣地面積不小于伐區面積的3%。

（2）胸徑和株數測量。一是測量員站位必須是樹木的上坡或水平位置，二是測樹位置應為除去藤蔓和脫落樹皮的根際往上1.3米處（對于桉樹或杉木萌芽林，應將萌芽處作為根際），如果1.3米處恰好膨大或開叉，應在其上和其下10cm處測出胸徑取平均值。三是數據當場檢驗，測量員報數后記錄員回報數據，雙方確認無誤后方可開始下一株樹的測量，記錄員在記錄完一個樣地后對總株數進行統計，并報給測量員驗證，發現漏測或多測木馬上修正，對于人工林還應測量株行距計算保存率。

（3）樹高測量。根據胡永佳的測算，樹高誤差在±10%時，能使蓄積量產生7.3%左右的誤差，且在樹高15m左右時蓄積量的誤差最大，大部分伐區林木走在15m左右，所以，樹高測量應精準。大桂山林場設計隊根據樣地實測胸徑，選取每個徑階的樣木，使用超聲波測高器進行測量，實際測量試驗發現，測樹精度：超聲波測高器＞激光測高器＞博努來測高器，其原因是超聲波測高器發出的超聲波可以穿透少量遮擋物至接收器，比易被植被遮擋的激光測高器更實用精準。在內業處理中，參照《廣西速豐數表》的選取相關系數在0.9以上的樹高曲線模型對樹高進行修正，以排除樣木選取不對時的異常錯誤，使用修正的樹高進行蓄積量計算。

（4）解析木測量。由出材量V=∑各徑階經濟材蓄積*經濟材出材率+∑各徑階半經濟材蓄積*半經濟材出材率公式可知。林木各徑階的出材率不同，因林木的品種、生長時間、生長位置、病蟲害等因素相同徑階的樹的出材率也有所不同。為確保得到正確的出材率，大桂山林場采用伐倒3～5株同類型平均樣木的方法進行分段實測，求算出該林分的實際出材率。并根據市場的要求推算出規格材和小材的出材率。

伐區調查中利用高端科學測量儀器、設備減少人為誤差，數據測量才能更準確。

4.3 加強監督管理

加強監督管理，一方面是要加強對設計人員的監管和設計材料的審核，定期對調查人員進行職業道德培訓和法律培訓提升調查人員的廉潔性和法律意識；對調查設計過程中進行質量檢查、對已完成的調查設計材料進行抽查，通過質量檢查機制保障調查設計的真實性。另一方面是加強對伐區的監管。實際生產過程中，伐區設計的精度還與伐區管理密切相關，考核設計精度是的公式：小班設計采伐量誤差率=（設計采伐量-檢查采伐量）/檢查采伐量*100%,負值為負誤差，正值為正誤差。造成負誤差的有伐樁高度過高，造材浪費、爆裂損失，將規格材歸堆至小材，木材遺棄在山上，木材未及時運輸造成干枯、裂隙，偷盜等造成林木流失等因素；造成正誤差的有采伐過界，測量、統計錯誤等。無論是負誤差和正誤差都會影響我們對實際伐區設計精度的評判，因此，伐區必須實行嚴格的管理辦法。

5.結語

伐區調查設計因各種客觀或主觀因素的存在，提高伐區調查的精確度還有許多值得深入研究的地方，采用先進的設備和科技手段減少人為誤差，用科學細致的調查方法作技術保障，同時提升人員的專業素質和科技運用能力以及伐區管理能力，從各方面同時發力才能做出準確的伐區設計。精確的伐區調查設計為森林可持續經營和科學管理提供數據支撐，是生態文明建設不可或缺的一部分。