林业资源监测现状与技术

● 张煜星

林业资源监测现状与技术

● 张煜星

一、林业资源监测的现状

中国的林业资源调查与监测包括森林资源、湿地资源、野生动植物资源、森林火灾、森林病虫害、土地荒漠化及沙化等调查与监测，也包括森林资源管理状况、林业工程建设状况、林业资源开发利用状况、林业与生态建设成效等评价和监测。

全国森林资源清查以抽样理论为基础，以地面调查为主要方法进行调查，已经有30多年的历史，完成了8次森林资源清查。自1999年开展的第六次全国森林资源连续清查开始，GPS、RS、PDA等技术在清查中与GIS进行了系统集成，遥感技术得到了全面提升和业务化应用，采用系统抽样点位判读与地面样地调查相结合的方法，实现了清查体系的全覆盖，提高了森林资源调查精度，防止了森林资源清查结果偏估；采用全面判读区划的方法，制作了各省（区、市）以及全国的森林分布图，掌握了全国森林资源的消长变化空间分布，建成了全国森林资源数据库信息系统，为国家森林经营管理和生态建设提供了大量的决策参考数据。同时，还利用MODIS等低分辨率遥感数据，对全国范围的森林植被长势进行年度监测，即时发现森林长势的变化，为国家林业宏观决策提供基础信息。

全国荒漠化及沙化土地监测。自1994年开始，中国已开展了5次全国荒漠化沙化土地监测工作。目前已利用MODIS、NOAA-AVHRR和FY等1km遥感数据和TM/ETM+、SPOT4/5和IRS-P6等中高分辨率遥感数据，初步建成了全方位和多尺度的综合遥感监测体系。采用30米左右的中高分辨率卫星遥感影像（包括了TM、P6、中巴卫星数据），通过区划图斑、地面核实的方法，产出各级行政单位的各类型荒漠化和沙化土地分布图，全面掌握了荒漠化沙化土地的现状、动态变化，为防沙治沙工作提供科学决策。自2000年开始，国家林业局与国家卫星气象中心合作，在全国土地荒漠化和土地沙化监测成果的基础上，以FY、MODIS、NOAA数据和地面观测网络组建了沙尘暴应急实时观测系统，对我国北方的沙尘暴多发区域进行实时动态监测，以实时掌握沙尘发生、发展的态势。同时，通过实时接收的FY-2C卫星数据获得的全国范围的降水、气候湿润和土壤湿润情况，对受土地荒漠化影响地区的自然环境指标进行全天候、全覆盖和定位、定性、定量的连续性监测，监测全国陆地干湿状况，分析荒漠化变化趋势和原因。

全国湿地资源监测。我国利用遥感技术进行湿地资源监测起步较晚，1996年到2003年，国家林业局（原林业部）开展了第一次全国湿地资源调查工作。从2008年开始的第二次全国湿地资源调查，广泛应用了Landsat-TM、CBERS-CCD、环境减灾星HJ-CCD、法国SPOT5、ALOS-PALSAR雷达等数据进行调查，全面采用了航天遥感卫星数据资料进行湿地区划以及类型、分布、面积、植被类型等调查因子的解译判读。采用遥感判读区划与地面核实调查相结合的方法，完成全国湿地判读识别、湿地分类、湿地动态变化监测、湿地制图、湿地与环境因素定量模型研究。掌握全国范围内的湿地资源类型和分布、湿地动态变化，形成了湿地资源分布图，研究建设湿地信息系统，并对湿地与环境因素进行定量研究，为评价生物多样性、候鸟栖息、湿地保护政策等提供信息服务。

林业灾害调查监测与预警灾害调查包括林火、病虫害和其它自然灾害的调查、监测、灾后损失评估和生态环境评价。为了保护森林资源的安全，及时发现森林火灾，国家林业局于1993年开始利用气象卫星开展林火监测工作，目前已建成了卫星林火监测中心和林火信息监测网络。卫星遥感技术在林火监测中的作用主要有三方面：一是利用遥感手段宏观掌握全国火险形势，实时监控火情动态；二是在火灾发生的初始阶段，利用气象卫星监测及时发现，为火灾的打早打小提供服务；三是在较大火灾发生后，利用气象卫星对火灾的发展蔓延情况、火头分布和扑救效果等进行跟踪监测。同时，国家林业局还应用TM、SPOT、MODIS、北京1号等遥感资料对病虫害、自然灾害造成的森林资源破坏和损失进行了监测评估。特别是2008年1月南方雨雪冰冻灾害和5·12汶川特大地震灾害对当地森林资源及生态环境造成了严重破坏，国家林业局应用多尺度卫星遥感数据源，利用现有森林资源档案等数据，结合地面调查，开展了灾害森林资源损失调查评估工作。

林业重点工程的监测评价是近年来对生态工程建设效益评价的方法之一。随着对生态建设的重视，国家启动了天然林资源保护、退耕还林工程等重大生态建设和造林工程，其建设成效受到广泛关注。2004年启动了“国家林业生态工程重点区遥感监测评价项目”，从2003年到2011年，以MODIS、TM、SPOT5、QB等低、中、高多级分辨率的卫星遥感数据为信息源，以3S技术为技术支撑，对选取的天然林资源保护工程监测区和退耕还林工程监测区进行多期动态监测评价。利用这一项目全面掌握了监测区自工程实施以来的实施情况、建设成效及监测区的森林生态状况，形成了真实可靠、形象直观的监测成果。

森林资源管理情况检查主要包括林木采伐限额检查、占用征用林地检查、东北国有林区林木采伐量检查等。自2005年起，在云南、湖南、辽宁、江西等省采用遥感技术进行了采伐限额检查工作的试点后，遥感技术陆续在森林资源管理执法检查中得到推广应用，目前已在占用征用林地执行情况检查、“三总量”检查、重点单位采伐限额执行情况检查中全面应用。与传统执法检查相比，应用遥感技术，能全面掌握林木采伐、林地占用征用位置、大小及其分布。特别是对于林木无证采伐、滥砍乱伐、超证采伐以及非法占用林地等情况起到震慑、监督作用，取得了很好的效果。

二、林业监测技术的发展方向

林业监测是林业生态建设的重要基础性工作，直接关系到林业生态建设、生态安全和林业发展战略目标的实现。遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术，凭借其高效率、高时效、空间信息强等特点，在国民经济的各个行业得到了迅速应用。作为林业建设重要的基础性工作，林业调查监测工作，要实现准确、快速、全面、及时地提供决策信息，尤其要提高对林业应急监测和应急响应能力，必须加强高新技术手段的应用。

1.监测目标由单一向多元化方向发展

世界森林资源监测的发展，与世界林业的发展历程、人们对林业需求的变化和相关学科理论与现代技术的发展息息相关。人们对林业的需求已由原来单纯的木材转变为以生态需求为主兼顾木材，这种变化导致林业经营理念发生了深刻变化，从而使所需监测信息更加多样化。因此，资源监测也逐步由以森林资源为主的单项监测向多资源及生态状况综合监测的过渡，建立了比较完善的森林资源与生态状况综合监测体系，较好地协调了多个监测目标之间的关系。以实现多目标的综合监测与评价将成为今后一个时期的发展主流。

2.监测方法由传统向现代技术集成方向发展

大量高新技术的应用使监测方法、手段日趋现代化。监测方法由最初的斑块调查发展为抽样技术、斑块调查和定位观测等方法的综合应用。数据采集实现了多样化，数据源由过去单一野外采集转变为包括遥感影像、GIS数据源、野外对比采样和GPS数据等并存。在野外观测和室内分析中使用了先进监测仪器和分析手段，如激光测树仪、叶面积测定仪、冠层图像分析系统、年轮图像分析系统、根系图像分析系统等，节省了大量的人力、物力，保证了监测数据的准确性和连续性，提高了监测信息采集的效率。因此，数据成果电子化、数字化、信息化集成成为了监测技术应用和监测成果分析与共享的发展方向。

3.监测成果分析由学科内向跨学科综合化方向发展

那些已经建立森林资源与生态状况综合监测体系的林业发达国家，在满足已有单项监测分析评价能力要求的基础上，越来越注重综合分析评价，显著提高了监测的综合分析与评价能力。监测内容的增加、标准规范的统一，以及信息采集方法的协调，为进行综合分析与评价提供了保障，多项目标的综合分析评价指标已能通过综合监测产出。尤其从森林生态系统内外影响入手，对森林土壤、森林健康、空气污染、环境状况、社会经济状况等方面指标的纳入，使得综合分析评价的结果更准确地反映了森林所发挥的经济、生态和社会效益，进一步满足了人们对生态状况及其变化的信息需求。

4.监测信息服务由部门内向跨部门使用方向发展

林业监测成果的信息需求是林业监测发展的源动力。传统监测成果的服务已经形成了一系列信息服务制度，通过这些制度的实施保证了监测成果能服务于更多的用户，达到了提高成果共享程度的目的。成果表现形式更加丰富，从以文字报告为主的传统形式发展为图、表、文字与声像相结合的形式；信息服务充分利用了新闻发布会、网络等现代媒体，服务范围、对象更加广泛。成果发布的形式也更加多样，一般采用不定期发布、年度发布、定期发布及多项成果共同发布，成果间形成了相互补充的良性关系，从而更好地服务于不同层次的用户。随着经济社会的发展，各国际组织、国内各行业及部门对监测成果相互需求，大数据、互联网+等信息流共享的技术已经成熟，监测成果的共享技术要紧跟时代步伐。

（作者系国家林业局调查规划设计院总工程师）