基于GIS系统的公益林资源与生态状况监测技术探析

刘陆

(黑龙江省自然资源权益调查监测院，黑龙江 哈尔滨 150080)

黑龙江省具有丰富的公益林资源，合理保护和利用公益林，可以实现固碳释氧、固土保肥、涵养水源的目的。近年来，黑龙江省对全省国家级生态公益林进行了监测。

1 公益林资源与生态状况监测的类型区划

根据我国林业、农业、水土保持、环保区划、自然条件和社会经济条件，以及生态环境建设项目组织管理的便利程度，将全国划分为东北地区、三北风沙地区、华北中原地区、黄河中上游地区、长江中上游地区、中南华东(南方)地区、东南沿海及热带地区、青藏高原冻融地区八个生态公益林建设类型区域。黑龙江省属于东北地区、三北风沙地区。根据生态脆弱性标准(表1)积极进行公益林资源监测与建设，其主要建设方向是加强水源涵养林、水土保持林和沿边防护林建设(表2)。

表1 生态脆弱性等级划分因子及其阈值表

2 公益林资源与生态状况监测的技术路线

2.1 整体技术路线

按照监测的目的和层次，根据公益林分布、生长的特点，开展典型区位定点监测、重点区域不定期遥感监测。以固定样地调查为基础，结合遥感调查、专题汇总统计、实验分析等手段，分析森林资源状况、生态状况，评价森林生态效益。具体工作流程分为监测内容与指标体系构建、信息采集、信息处理、成果产出4个阶段。技术路线详见图1。

图1 技术路线

表2 生态公益林建设类型区域表

2.2 信息处理环节技术路线

以GIS地理信息系统为例，在公益林资源与生态状况监测的信息处理方面，主要包括数据的录入和存储、数据处理和更新、数据分析和统计三个环节。

2.2.1 数据的录入和存储 根据实际需要，对某地区公益林的位置、大小、形状、植被、生物等各类调查的数字化数据进行扫描后录入，前提是对这些数据进行测定、采集、表述和数字化，以便于数据的录入和后期数据的调出、显示和分析。数据的录入和存储后生成的数据库是地理信息系统的重要数据来源，且RS和GPS在客观上丰富了GIS的数据来源，丰富了数据信息成果的原始数据。

2.1.2 数据处理和更新 公益林的数据包括多方面内容，处理起来比较复杂，这就要求提高数据处理和更新的效率。在这一方面，利用GIS提供的成熟的数据处理和更新解决方案，在对数据进行查询、管理的基础上，基于数据的变化和更新，进行及时处理并实时更新地理对象的各种属性信息，使信息的时效性和准确性更佳。

2.1.3 地理分析和统计 公益林的地理位置用经度和纬度数据进行标记，基于地理位置分析方法，GIS的地理分析和统计功能将实现基于湿地地理位置、大小形状、空间位置、地形地貌等属性的地理分析，包括数字地形分析、 拓扑叠合以及DEM数字建模等，实现测绘结果的汇交、统计及应用。

2.1.4 结果输出与显示 在分析公益林地形地貌、资源面积、资源类型等基本属性的过程中，需要对信息结果进行输出，输出的格式包括电子表格、文档、平面及3D地形图，使信息通过丰富多样的表现形式进行展示，有效增强了信息的生动性和可接近性，从而根据输出的结果进行多元分析(图2)。

图2 GIS技术功能

3 公益林资源与生态状况监测的内容

公益林资源状况监测内容主要包括资源数量的面积、蓄积、生物量、生长量，反映资源权属的林地权属、林木权属，反映资源结构的土地利用结构、群落结构、树种结构、龄组结构、起源构成、自然度，反映资源质量的单位面积蓄积、平均生物量、平均生长率、平均郁闭度、平均树高、平均直径、植被盖度、枯枝落叶厚度、腐殖质厚度等指标。生态状况监测内容主要包括生态服务功能的物种多样性、水源涵养、水土保持、碳汇、碳储量、氧气释放量、森林储能、林区水质；反映生态问题的石漠化程度、干扰状况(包括火灾、病虫害、人为因素等)等指标。

4 公益林监测指标体系设计

监测指标按照“可操作性、针对性、敏感性和公认性”的原则进行选择和设置。笔者参考国内外不同地区的公益林监测指标，将黑龙江省公益林资源与生态状况监测指标评价设计如下(详见表3)。

表3 黑龙江省公益林资源与生态状况监测指标

5 结语

公益林具有十分宝贵的利用和保护价值，在对其监测的过程中，只有充分利用现代林业资源监测技术、合理利用调查工具，才能确保数据准确和结果质量。本文在总结以往公益林资源监测成果的基础上，对公益林资源与生态状况监测的类型区划进行确定，提出了利用GIS系统进行公益林资源与生态状况监测的技术路线，提出了黑龙江省公益林资源与生态状况监测指标，将对相关部门进行森林生态资源的规划、评价、建设与保护提供有益参考。