淺析GIS技術在林業規劃管理中的應用

摘要：本文分析了林業規劃管理面臨的資源保護與發展矛盾，面臨管理技術落后、違規占用林地等挑戰，提出了借助GIS技術優化林業規劃管理的策略，包括構建林業資源數據庫與動態監測體系，實現多元信息融合、動態監測與決策支持；優化林業規劃與空間布局設計，通過整體規劃和動態調整平衡生態保護與開發需求；提升林業資源監管與執法效率，利用GIS整合數據、實時監測違法線索，提升監管精度與執法響應速度。

關鍵詞：GIS技術；林業規劃管理；運用分析

林業規劃管理對于維護生態平衡、促進林業可持續發展具有重要意義。然而，當前林業規劃管理面臨著諸多挑戰，如資源保護與發展的矛盾、管理技術手段的落后、違規占用林地現象頻發等。這些問題不僅影響了林業資源的有效保護，也制約了林業經濟的健康發展。在此背景下，引入GIS技術成為提升林業規劃管理水平的關鍵舉措，能夠為林業規劃管理提供更加科學、更加高效的技術支持。

1 林業規劃管理的挑戰分析

林業資源保護與發展矛盾越來越突出，即在工業化和城鎮化進程中，經濟發展對資源消耗不斷增加，環境污染加劇，使得生態保護壓力陡然增大；土地資源持續減少，生態脆弱地段只能進行生態保護而不適宜推動大面積植樹造林。而且，由于經濟發展項目增加，亂砍濫伐、違規使用林地的現象時有發生，使得林地保護與經濟發展沖突明顯，管理難度顯著增加[1]。

在規劃過程中，過去因林業資源過度開發而不重視其培育管理，導致林業覆蓋率下降，部分地區雖開展了次生林培育，但因責任心不強、管理技術落后，致使培育林發育遲緩，同時，采伐與加工銜接松散，資源浪費嚴重；再加上部分林業干部職工的整體老齡化，專業技術人員和高水平創新人員不足，使得自主創新能力和研發能力相對薄弱，科技人員匱乏使得服務林農能力不足，進而導致生態保護修復流于表面形式。

部分地區未批先占用林地的違規問題突出，用地單位或個人依法使用林地的意識不強，且辦理林地使用手續審批時間長、程序多，導致一些業主違法占用林地開工建設；再加上對林地的監管不到位，基層林業站人員調整后林地監管人員缺失，執法人員調查取證不及時，難以做到全面監管[2]。

2 GIS技術在林業規劃管理中的應用

2.1 基于GIS構建林業資源數據庫與動態監測體系

林業資源管理涉及森林覆蓋、樹種分布、病蟲害防治等多維信息。傳統管理方式因缺乏直觀性常導致決策效率低下，而GIS技術通過空間數據整合與分析，可系統化構建資源數據庫并實現實時監測。

2.1.1 構建多元信息融合數據庫

相關單位需進行數據整合以構建多元信息融合數據庫，從而形成統一管理平臺，在此過程中空間數據涵蓋地形、植被、土壤等地理要素，屬性數據則包含林分因子、林權信息等，相關單位可基于GIS的空間數據引擎將相關數據信息關聯存儲、構建統一數據庫，實現空間與屬性信息的同步查詢與更新，比如將遙感影像提取的森林分布圖與小班調查數據關聯，可快速定位具體林班的樹種、年齡、蓄積量等基礎信息，借此避免數據分散、更新滯后等問題[3]。例如，福建省林業局依托GIS技術打造智慧林業“123”工程，其中，福建省林業廳以GIS為核心，整合衛星遙感、地面調查、林權檔案等多源數據，打造覆蓋全省的林業資源“數字孿生”平臺。該平臺不僅集成了全省

806.67萬hm2林地的地形、土壤、植被類型等空間數據，還關聯了林權證書、森林經營方案、病蟲害歷史紀錄等屬性信息，形成“一張圖”管理體系。通過GIS空間數據引擎，將高分衛星影像提取的森林分布圖與小班調查數據關聯，工作人員可一鍵查詢任意林班的樹種組成（如馬尾松占比60%、杉木占比30%）、林齡結構（幼齡林20%、中齡林50%、近熟林30%）及蓄積量（平均120 m3/hm2），徹底解決了傳統管理中數據分散、更新滯后的問題。平臺還接入氣象、水文等外部數據，實現森林資源與環境因子的動態關聯，為科學決策提供全維度支撐。

2.1.2 引進動態監測機制

動態監測機制以建立實時反饋的監測體系，相關單位可基于數據庫的實時數據，依托GIS構建涵蓋資源變化、災害預警、生態評估等多元化功能的動態監測網絡，其中，可通過遙感技術定期獲取森林覆蓋影像，利用GIS分析植被指數變化以識別非法砍伐、退化區域等；同時，結合氣象數據與歷史病蟲害記錄，GIS可預測病蟲害傳播路徑并提前制定防治方案；在火災監測中，GIS整合地形、植被、風向數據以模擬火勢蔓延趨勢，輔助制定救援路線等，基于此動態監測體系，可將靜態數據轉化為實時預警信息，提升管理響應速度[4]。例如，福建省構建的動態監測體系以GIS為中樞，融合衛星遙感、無人機、物聯網等技術，形成全天候、立體化的監測網絡。通過高分衛星每季度更新森林覆蓋影像，GIS系統自動分析植被指數變化，2023年，成功識別非法砍伐圖斑127處，面積達89 hm2；結合地面布設的2 000余臺紅外相機和3 000多路視頻監控，實時捕捉野生動物活動軌跡與森林火情，君子峰國家級自然保護區利用該系統及時發現并處置了3起可疑人員進入核心區事件。在病蟲害防治領域，GIS整合氣象數據與歷史病蟲害記錄，建立松材線蟲病傳播模型。2024年，提前預警高危區域17處，指導防治作業面積達3 466.67 hm2，病死樹清理效率提升40%。無人機巡護更是成為監測主力，1 200余架無人機搭載可見光/紅外雙光吊艙，5 min即可完成6.67 hm2林地的高精度航測，生成的三維模型可精確計算被破壞林地面積，誤差小于0.5%。

2.1.3 應用好決策支持模塊

決策支持模塊主要提供可視化與智能化的功能支持，期間可將GIS系統整合的復雜數據信息轉化為可視化圖表、地圖以輔助管理工作，具體而言，相關單位通過疊加地形圖與造林需求，應用GIS推薦適宜樹種與地塊，同時，同步分析森林資源的分布和經濟價值，依托GIS優化采伐計劃以平衡生態保護與經濟發展；在生態修復項目中，GIS模擬不同措施效果以選取最優方案，關鍵是GIS在輔助決策中還支持多層級權限管理，以保證各級部門協同工作，實現從數據采集到決策實施的全流程閉環。例如，GIS系統為福建省林業決策提供了“一站式”支持平臺。在造林規劃中，通過疊加坡度、土壤類型與樹種適生性模型，系統自動推薦閩西北山區種植杉木、閩東南沿海種植木麻黃，匹配度達92%，2024年指導完成精準造林0.8萬hm2；采伐管理方面，GIS整合森林資源分布、市場需求與生態紅線，優化采伐計劃，使人工商品林采伐審批時間從10個工作日壓縮至1個工作日，同時，將生態公益林采伐強度控制在5%以內，實現生態保護與經濟利用的平衡。在生態修復領域，GIS模擬不同修復措施效果，為閩江流域退化濕地設計的“植被恢復+水系連通”方案，經模型驗證可使濕地生態系統服務價值提升35%，該方案已在3個試點區域落地實施。系統還建立多層級權限管理體系，省、市、縣、鄉四級林業部門可通過“林長制管理系統”實時共享數據、協同審批。

2.2 依托GIS優化林業規劃與空間布局設計

2.2.1 整體規劃

林業規劃的核心在于對資源進行科學合理分配，以平衡生態保護與開發的需求，相關單位需基于上述整理的數據信息搭建多維度空間信息底圖，要求將提取的信息進行標準化處理，以保證不同信息可相互關聯與疊加分析。比如，將植被類型與坡度、坡向數據結合，識別出適宜造林的區域并標記出生態敏感區和開發潛力區，這一過程為后續規劃提供清晰的空間地圖，避免因信息缺失導致布局偏差。緊接著，需進行沖突分析以識別空間矛盾并權衡取舍，林業規劃需平衡生態保護、經濟效益與社會需求，但不同目標仍存在空間沖突，在此過程中可通過GIS系統的疊加分析功能直觀呈現沖突區域，例如，將生態保護區與擬建的采伐區疊加以識別重疊區域，同時，結合道路規劃與森林分布，分析開發對野生動物廊道的影響，并且通過GIS的緩沖區分析、疊加統計等工具量化沖突程度，依據政策與生態標準明確哪些區域需要優先保護、哪些可以適度開發，這些過程使空間布局從主觀判斷轉向科學權衡[5]。例如，瀾滄縣林業局以GIS為核心，整合衛星遙感、土壤調查、社會經濟等多源數據，構建覆蓋全縣的林業資源“數字孿生”平臺。該平臺不僅集成了全縣2 215 km2巖溶土地的地形、土壤類型等空間數據，還關聯了桉樹種植分布、林權證書、生態紅線等屬性信息，形成“一張圖”管理體系。例如，通過疊加植被類型圖與坡度、坡向數據，系統自動識別出海拔1 500～2 500 m、坡度小于25°的區域為適宜桉樹種植區，同時標記出坡度大于30°、土壤侵蝕模數超過5 000 t/km2·年的生態敏感區，為后續規劃提供清晰的空間地圖。在沖突分析環節，GIS系統將生態保護區與擬建采伐區進行疊加，發現32處重疊區域，總面積達478 hm2，同時，通過緩沖區分析識別出12條道路穿越野生動物廊道，量化評估顯示開發活動可能導致區域生物多樣性下降15%～20%。基于此，規劃團隊依據《云南省公益林管理辦法》，將其中21處重疊區域劃定為永久保護地，其余區域通過調整采伐強度（控制在10%以內）和優化道路走向（避開核心棲息地）實現開發與保護的平衡。

2.2.2 動態調整

林業規劃需長期適應環境變化與政策調整，相關單位還需利用GIS系統建立動態模型以模擬不同方案的空間效果，在造林規劃中，GIS分析不同樹種組合對水土保持、碳匯能力的影響；在區域保護調整中，GIS模擬擴大或縮小保護范圍對生態完整性的影響，規劃者根據模擬結果調整布局，并通過js版本管理功能記錄方案迭代過程，這些環節還支持公眾參與，由GIS系統收集整合多方信息并實時更新規劃，最終確保更新方案兼具科學性和可行性。例如，為應對桉樹引種帶來的生態效應變化，瀾滄縣林業局利用GIS建立動態模型，模擬不同樹種組合對水土保持、碳匯能力的影響。例如，通過對比桉樹純林與“桉樹+本土闊葉樹”混交林的模擬結果，發現混交林可使土壤侵蝕量減少30%、碳匯能力提升25%，據此將原規劃中60%的純林區域調整為混交林模式。在區域保護調整中，GIS系統模擬擴大自然保護區范圍對生態完整性的影響，結果顯示若將保護區面積增加15%，可使區域生態系統服務價值提升18%，但需置換周邊80 hm2經濟林地，經多方協商后最終確定分階段實施保護范圍擴展計劃。規劃團隊還通過GIS版本管理功能記錄方案迭代過程，累計生成23個規劃版本，同時開放公眾參與端口，收集農戶、環保組織等多方意見300余條，其中27條關于采伐時序調整的建議被納入最終方案。例如，當地農戶提出的“保留20%原生植被帶”建議，經GIS模擬驗證可有效降低水土流失風險，最終在3個試點區域落地實施，使項目區土壤流失量較原方案減少22%。

2.3 強化林業資源監管與執法效率

利用地理信息系統加強林業資源監管與執法，可系統性提升監管精度與執法響應速度，在此過程中林業資源監管須基于全面準確的空間信息，利用GIS將林地權屬、功能區域、地形地貌等數據整合，構建覆蓋全域的電子地圖，通過分層管理，執法人員可快速定位目標區域并查看其屬性信息，同時數據關聯林業執法依據與林業法規，明確不同區域的監管重點，這一過程為監管工作提供清晰的空間坐標系，避免因信息分散導致監管盲區[6]。接著，相關單位需引進動態監測體系以實現違法線索實時追蹤，林業資源變化需實時掌握，GIS通過疊加遙感影像、無人機巡檢數據與地面傳感器信息，自動識別異常變化，通過對比不同時期的林地覆蓋圖，GIS標記出疑似非法占用或砍伐區域，同時結合車輛定位與人員軌跡數據追蹤疑似非法運輸路線，一旦發現異常，系統自動生成預警并推送至執法終端，同步推送相關法規條款與歷史處置案例，輔助執法人員快速研判，基于此使監管從被動應對轉向主動發現。

3 結語

通過借助GIS技術，林業規劃管理在資源整合、空間布局優化以及監管執法效率提升等方面取得了顯著進展。GIS技術不僅為林業規劃管理提供了全面、準確的空間信息支持，還通過動態監測和智能決策輔助，使林業規劃管理更加科學、精準。未來，隨著GIS技術的不斷發展和完善，其在林業規劃管理中的應用將更加廣泛和深入，為林業可持續發展提供更有力的技術保障，推動林業事業邁向新的發展階段。

參考文獻

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