森林资源“一张图”在广西森林资源管理平台中的应用

刘志斌

按照国家林业局(现为国家林业和草原局)的部署,从2014年起,各地相继开展全国年度“林地变更”及“森林督查”工作,不断更新森林资源现有状况、适时掌握森林资源变化动态。至2019年,各地将林地“一张图”与森林资源数据库更新相结合变为森林资源管理“一张图”更新,并将其与“森林督查”相结合同时进行,使得森林资源“一张图”更新成为林业部门的常态化工作。同时,为了加快实现由传统林业向智慧林业的转变,加速数字林业建设,强化森林资源智慧管理,林业部门正在全面推进森林资源管理“一张图”、“一套数”、“一体化”等森林资源管理平台建设,即在林地“一张图”的基础上,汇集整合历年遥感影像数据、林地更新数据、森林资源清查数据等各类业务数据,建立可在互联网上开放共享的森林资源大数据库。为了提高森林资源监管水平、实现森林资源精细化管理,活用森林资源管理平台,本文将广西森林资源“一张图”的更新及应用与森林资源管理平台相结合的建设方法作简单介绍,希望能抛砖引玉,为兄弟省份森林资源“一张图”的应用提供参考。

1 森林资源“一张图”概念

森林资源“一张图”是指林地经过林木采伐、更新造林、森林抚育、林种树种结构调整、自然或人为灾害影响以及因经济建设合理占用征收林地、土地整理及其他因素等,导致林地的土地类型、林地权属、森林类别、事权级、林种、林地保护等级、工程类别、树种组成、起源、林地管理类型等因子发生变化,为了适时反映林地动态变化,将以小班为单位,充分利用高清遥感影像、计算机判读、无人机装备等先进装备与技术,对林地变化情况予以适时更新并制作林地“一张图”。然后,依据林木自然生长引起的林木资源变化情况,结合数据库中各小班林况因子及树种各生长模型[1-2],适时更新相对应的树种组成、龄组、平均树高、平均胸径、公顷蓄积、公顷株数等林分因子,及时完善基于GIS的森林资源数据库(小班一览表),实行图库(表)对应、同步更新,使之能实时更新、定期统计,及时、准确地反映森林资源现状及变化动态情况[3]。

2 广西森林资源管理平台现状

广西森林资源管理平台始建于2014年,至2019年得到进一步完善,建成了区、市、县多级联动、安全稳定、覆盖全区的森林资源监测与评价应用系统。它是以林地“一张图”为基础,以基础信息数据库和森林资源数据库为核心,以林业信息化技术为依托,以运行环境和保障体系建设为重点,形成规范化、标准化、常态化的森林资源管理平台[4]。该平台共分为4层:第1层为基础层,是实现所有应用的基础,为功能的实现提供物理平台,主要有硬件、网络环境、操作系统、系统软件和平台软件等基础设施支撑；第2层为数据层,是系统建设的核心,包括公共基础数据库、森林资源基础数据库、森林资源专业数据库、其它相关数据库等4 部分内容；第3层为平台层,为应用系统各种服务功能的实现提供技术支撑工具,提供资源共享、信息交换、业务访问、业务集成、流程控制、安全控制和系统管理等,其中查询功能主要有三维电子沙盘(含有三维模式下展示现有森林资源状况、坐标定位和行政区定位查询等)以及二维浏览查询(主要是针对森林资源数据和造林、采伐等专题开发提供地图浏览、查询、制图与统计报表等)；第4层为应用层,包括森林资源年度更新管理系统、森林资源辅助决策系统以及用户授权管理系统等。

3 森林资源“一张图”的管理与应用

森林资源“一张图”在森林资源管理平台的应用主要有4个方面,第一是森林资源管理,主要有:林地保护利用规划及林业发展规划的编制与修编,林地林木保护,退耕还林、石(沙)漠化治理及合理利用林地林木资源等；第二是林业专题开发,主要内容是:林地占用征收,更新造林设计,林木采伐利用以及林权落界管理等；第三是森林资源监测,重点是加强生态网络建设,实施森林资源动态变化监测；第四是森林资源更新,定时对森林资源“一张图”进行年度更新及森林资源规划设计调查(以下简称“二类调查”)等。通过森林资源管理平台的森林资源辅助决策系统以及用户授权管理系统,实现“人机对话”,为各级领导宏观决策提供分析依据和辅助支撑,或为业务人员提供工作方便,或向社会发布公众信息。

3.3 森林资源管理

目前,广西正在试点推广实施“林长制”建设,建立以各级党政领导负责制为核心的责任体系,即由各级党委政府主要领导担任(总)林长和副(总)林长,负责管辖区域内森林资源保护、森林资源管理和森林资源开发利用,以实现森林资源总量增长、森林质量显著提升、林业产业高质量发展,促进经济社会与生态环境协调发展[5]。因此,加强以森林资源管理为目标的“林长制”建设,将以森林资源管理“一张图”为着力点、以县林业局及乡(镇)林业站森林资源管理平台为支撑,从“护绿、增绿、管绿、用绿、活绿”等5个方面[6]实施森林资源管理,充分发挥森林资源的经济、社会及生态等三大效益。森林资源管理体系如图1所示。

图1 森林资源管理体系图Fig.1 Forest resources management system

3.1.1护绿

1) 林地保护利用规划修编。2017—2019年,广西开展了全区 “二类调查”,根据国土部门的部署,在同一时段内广西各县开展了全国第三次土地详查(以下简称“国土三调”)。随后,将以“二类调查”完善后的森林资源“一张图”图层与“国土三调”图层重叠,土地管理类型处理与国土数据实行衔接,确定本区域林地界限及土地管理类型吻合,实现林地图斑空间位置、面积和数量协调一致,确保林地地类图斑与国土地类图斑不重叠、不遗漏[7-8]。然后,根据最新森林资源“一张图”中的林地结构以及修正后的国家级、地方级公益林和天然商品林界线变化情况,对2012年编制的区、县两级《林地保护利用规划》进行修编,确保区、县两级《林地保护利用规划》与国土空间利用规划、环境保护规划、国民经济和社会发展规划等保持一致,使《林地保护利用规划》在森林资源管理中更具科学性、实用性和可操作性[9]。

2) 林业发展规划编制与修编。根据森林资源“一张图”的立地因子和林况因子,利用森林资源管理平台技术编制林地立地分布图及森林资源分布图,结合《林地保护利用规划》修编、营造林规划、森林保护规划及国家储备林建设发展战略,编制与修订林种、树种发展规划、低产林改造规划以及石漠化、沙漠化治理规划,或者编制县级国家储备林基地建设规划,提高林地发展潜力。广西林业局于2018年根据森林资源“一张图”制定了“实施千万亩油茶、千亿元产业”的“双千计划”,南宁市林业局制定了《速生桉树发展(调整)规划》,来宾市制定了《油茶发展规划》等。

3) 林地保护。首先,全区各县将严格实施林地定额管理制度,节约使用林地。二是坚持保护优先,严守生态保护红线,运用森林资源“一张图”于2018年调整了部分公益林界线、确定了天然商品林落界,推进了部分自然保护区、湿地公园、森林公园的界线调整等。三是坚持森林自然恢复功能建设,强化近自然林分培养,加大重点生态功能区、生态脆弱区修复力度,增强森林生态功能,维护生物多样性建设。

3.1.2增绿

1) 造林绿化。依据森林资源“一张图”制定《乡村造林绿化规划》[10],大力实施城乡绿化美化工程,改善城乡环境,增加森林面积。广西壮族自治区人民政府于2017年制定了《关于营造山清水秀的自然生态实施金山银山工程的意见》,开展森林城乡建设行动,强化村屯造林绿化,计划5年内建设自治区级绿化示范村屯10 000个、一般村屯绿化12.5万个,“十三五”期间新增国家级森林城市5个以上。

目前，我国的征信系统以中国人民银行为核心，互联网采取的大数据手段为辅。我国的征信系统经过一定时间的发展，虽然取得了相当大的成果，但仍然存在着覆盖面不够广，信息不够全面，信息具有滞后性等问题，这使得借贷过程中的信用风险不可避免。征信系统的不完善使得互联网汽车金融企业在开展业务的过程中不能有效识别贷款者的风险，极易形成坏账，这严重地制约了互联网汽车金融行业的发展。

2) 基地建设。因地制宜、推动广西“国家储备林基地”工程建设,强化区直属国有林场高质量商品林“双千”基地建设,增加速生林基地面积,提高林地生产率水平。

3) 石(沙)漠化治理。结合森林资源“一张图”,分析石(沙)漠化变化情况,制定石(沙)漠化治理方案。

4) 退耕还林。根据退耕还林执行情况、制定退耕还林实施方案和巩固退耕还林成果实施方案。

3.1.3管绿

1) 森林资源督查。以本年度的森林资源遥感判读变化图斑为督查线索,与前期森林资源“一张图”的相关资料进行内业核实,结合必要的外业现地核查,查清所有图斑变化原因,尤其是查清建设项目使用林地、土地整理和毁林开垦等违法违规改变林地用途情况,以及违法违规采伐林木情况。对于违法违规改变林地用途或采伐林木的项目,运用GIS软件将相邻年度的遥感影像叠加比对,勾绘变化面积范围,通过森林资源“一张图”数据库截取违法违规改变林地用途或采伐林木面积、蓄积及各类属性因子,为依法打击非法使用林地或采伐林木的违法行为提供科学依据[11]。2019年10月,横县开展森林督查活动时,查出全县违法图斑31块,其中违法使用林地斑块7个,面积12.572 9hm2,违法采伐林木图斑22个,采伐面积40.9hm2,采伐蓄积1 690m3。

2) 实施巡山护林。结合农村脱贫工程,组建生态护林员队伍,依据森林资源“一张图”实施巡山护林制度。即以乡镇为单位,在本区域范围内运用三维电子沙盘对护林员管护面积进行合理区划,组成护林员护林防火防灾网络,结合护林员智能巡护系统以及不定时巡山护林,实现对本区域的森林资源进行实时监测的目的。通过森林资源“一张图”及卫星遥感影像判读对比(广西规划一年更新4次卫片遥感影像),在乡镇林长的统一调度下,实施地面、天空同步监控,查看是否发生毁林案件及森林火灾等,使得森林资源管护做到网络化、智能化、可视化。[12]2019年横县巡山护林查出违法案件12起,其中违法采石2起,违法采伐林木10起。

3.1.4用绿

一是依托林业现有资源,推进特色林业产业基地建设,加快发展特色经济林、苗木花卉、林下经济等现代高效林业,推进林业一、二产业融合发展,打造地理标志等品牌产品,实施绿色产业富民道路。二是依托优质森林资源发展观光林业、健康养生等新兴业态,提供多功能优质生态产品,满足人民群众对优美生态环境的需要。同时,结合林业产业发展深入推进林业精准扶贫,加大生态扶贫力度,实现生态保护和扶贫脱贫同步发展。如,田林县“高山晚熟芒果”种植项目,乐里镇共有225户建档立卡贫困户加入到种芒果的队伍中,芒果种植面积达197.6hm2,2019年收入约6万元/hm2,光种植芒果这一项,这225户贫困户年收入均超过5万元,为林农脱贫作出了较大的贡献。

3.1.5活绿

森林资源“一张图”对深化林权制度改革,盘活林地林木资产,激发林业产业发展动力起到了积极作用。

1) 林地信息查询。基于GIS技术,将森林资源“一张图”与相对应区域林权证结构图层进行叠加分析,制作生成一个既有森林资源“一张图”属性又有林权证属性的新图层,运用管理平台的三维电子沙盘及二维浏览查询功能,实现森林资源“一张图”关于地图基础浏览、快速搜索定位、林业专题信息的成果展示以及林班小班数据查询等。这样,既方便林农实现林地权属证件及林地林木资产结构查询,又为因经济建设需要占用征收林地项目进行选址,或者了解林地林木流转林况等工作提供了可查询的平台,为提高森林资源信息化管理水平提供了技术支撑。据不完全统计,2019年广西林地平台查询次数超过300次以上。

2) 林权证抵押与交易。依靠森林资源“一张图”小班界线修改功能,运用平板电脑或手持GPS到山头地块进行林木地界实地勾划,为山界林权的落实提供方便。广西各级林业部门可使用该功能不断深化集体林地“三权分置”和“三变”改革,进一步放活集体林地林分经营权,推动营林规模经济,强化林地集约经营。同时,与广西林权交易中心联合,共同培育发展广西林权的评估、担保、收储等社会化服务机构,扩大林业抵押和交易规模,促进广西林业增效、农民增收[6]。2019年,仅广西林业集团桂钦公司完成林木收购项目8个、收购林地面积约1.7万hm2。

3.3 林业专题开发利用

在林业生产经营中,除了森林资源管理外,经常开展的工作主要有林地占用征收、更新造林设计、林木采伐利用以及林权落界调查等。为了统一各项工作的工序流程,运用平台的森林资源辅助决策系统,在森林资源“一张图”上开辟了应用图层,采用同一坐标、使用统一方法,将各项目作业资料集中统一制作在森林资源“一张图”各专业图层上,然后将各专业图层分别矢量化,形成各类专题图层及统一的森林资源管理数据库。

1) 林地征占用调查。对于即将使用的林地项目,在可行性分析中,可借助森林资源“一张图”,利用 ArcGIS 技术,对建设项目区域及周围禁止或限制使用林地情况,重要生境及生态敏感区域分布情况,以及与相关规划的协调性、项目选址的合理性等多个方面进行科学分析评价,确定并获取项目拟使用林地范围在森林资源“一张图”的具体地理位置、林地现状结构、面积、蓄积等属性因子,为批准项目使用林地和林业主管部门监督其依法使用林地情况提供精确的科学依据[11-13]。横县2018年运用森林资源“一张图”完成2个林地征占用调查,有效提高了工作效益。

2) 更新造林设计。在更新造林规划设计中,对照森林资源“一张图”,利用 ArcGIS 技术,实施科学选地,准确确定造林地位置、面积。通过外业数据采集,直接生成包括项目名称、造林年度、造林树种、造林主体、苗木情况以及各造林地块的立地因子等属性信息数据库。此外,根据本区域的森林分布特点以及林地结构情况,结合当地社会经济、地形地貌及人为活动等因素,因地制宜,实施封山育林、石(沙)漠化治理、退耕还林以及天然林保护等工程建设,便于更好地培育森林资源[12-14]。2019年,广西林业集团桂钦公司利用森林资源“一张图”进行更新造林设计项目超过10个,更新造林面积约7.0万hm2。

3) 林木采伐利用。目前,林木采伐证统一由审批局发放,因此,林木采伐的审批尤为重要。林木采伐利用,不但受到伐区调查设计的影响,同时将受到该处林地的地理环境、自然因素及人为活动的影响。因此,森林资源“一张图”为林木采伐审批工作提供了依据,具体步骤如下:

第一,林木采伐设计。在采伐作业设计中将GPS采集到的野外数据导入GIS,结合森林资源“一张图”确定采伐范围边界和拐点坐标[13],调查计算采伐小班的面积、蓄积及各类属性因子,将矢量化图层及小班数据统一汇集在林木采伐专项图层上。如,扶绥县参加该县林木采伐设计的设计公司有3家,2018年按照本方法设计林木采伐小班2 208个,采伐面积3 662.6hm2,采伐蓄积425 780m3；设计完成后全部按规定汇集于统一的采伐专项图层中。

第二,制作各类限制要素图层[15]。主要有:生态公益林、天然商品林图层,林地林木权属结构图层,上年度森林火灾、病虫害及自然灾害影响图层,上年度林地林木案件图层,林地纠纷图层,林木银行抵押、法院查封图层等。各类图层的制作均在森林资源“一张图”的基础上进行,为了方便辨别,使用不同的颜色予以区分。

第三,林木采伐审批[15]。对照林木采伐申请材料中伐区的具体地点以及伐区界线范围,通过GIS技术与各限制要素图层进行叠加对比,判断该伐区是否位于公益林和天然商品林界线范围内,是否与林地林木权属所有者相符,是否为上年度林地林木案件、森林火灾、病虫害及自然灾害影响范围,是否存在纠纷、银行抵押和法院查封等。如果存在以上情况,还需查看相应限制要素图层的属性表。综合以上所得到的伐区信息,再结合林木采伐申请材料、当年林木采伐限额以及林木采伐相关法律法规做出相应的审批决定(图2)

图2 林木采伐审批图Fig.2 Tree cutting approval chart

4) 林权落界管理。以“二类调查”完善后的森林资源“一张图”为基础,将高精度GPS勘测定界采集数据导入GIS,按林权所有者现状对现有小班进行林权界限小班区划后,制作为林地林木权属图层及数据库,并将林权所有者的林地面积与空间位置逐一准确地打印到林权证附图上,做到一户一证,从而推动了确权发证工作的准确性。此外,在林地流转中利用林地“一张图”增加相关字段,进行林地变更、注销、抵押等登记,可对林地权属的变化及时更新,实现动态管理[13]。如,合浦县2020年红树林自然资源确权项目,运用森林资源“一张图”高效、快速地完成了8 003.9hm2红树林林木资源的权属确定任务。对于乡村之间有纠纷的林地暂时不作林权落界工作,可通过双方谈判、仲裁机构调解或法律程序进行协商解决,或通过政府对纠纷林地进行一次性适当补贴的办法进行解决,或通过协商统一租赁,待承租期满后再作处理[16-17]。

3.3 森林资源动态监测

目前,广西森林资源监测主要项目有森林覆盖率监测、重点公益林资源与生态状况监测、自然保护区人类活动遥感监测、重点生态建设工程造林监测、岩溶地区典型县石漠化综合治理效益监测、沙化土地监测、湿地生态系统监测、野生动植物监测、红树林资源保护和适宜恢复地专项调查与监测、森林森态系统服务功能监测与评估等。上述检测任务均以森林资源“一张图”为载体,运用高清遥感影像、计算机判读技术及数字化林业经营档案资料,建立自查上报、数据审核、成果反馈的工作程序,可及时掌握森林资源变化动态,提供森林资源现状及动态报告,为科学管理森林资源提供决策依据。

3.3 森林资源更新

1) 森林资源“一张图”年度更新。广西森林资源“一张图”年度更新与森林督查结合进行,将以上一年度森林资源“一张图”为基础,结合最新遥感影像资料,以及更新期间生态公益林及天然商品林界限调整、林地占用征收、更新造林、林木采伐、森林火灾及自然灾害等林业经营管理资料,通过遥感判读分析和现地核实调查以及树种各生长类型模型更新,对上一期林地界限进行修正、更新,逐块核实林地差异图斑,对小班属性相关信息作出补充修改和更新完善,形成最新森林资源“一张图”[18]。

2) 森林资源“二类调查”。“二类调查”是林业最基础的一项工作,调查成果具有广泛服务应用特性,因此,广西各级林业部门在“二类调查”完成后立即更新完善了森林资源“一张图”[19-20]。同理,以现有森林资源“一张图”为基础,结合部分外业补充调查及总体控制抽样调查,可开展全面、准确的“二类调查”,全面更新完善各小班属性因子,确保了森林资源小班属性的完整性和准确性,更为重要的是,使其具有了较强的时效性。

4 结束语

森林资源“一张图”在森林资源管理平台中的应用,有效地解决了资源管理中关于图属分离、标准不一、更新困难等问题。管理平台的建设,有效地构建了森林资源数据的采集、管理、更新、共享与应用体系,为实现森林资源的“一张图”跟踪、“一体系”监测、“一套数”评价、“一体化”管理,保持森林资源 “一张图”的现势性、准确性和时效性提供了保障。因此,在技术上,不仅要保证公益林、天然商品林等界限的准确性,还要确保森林经营、退耕还林、天保工程以及森林保护等工程的数据更新以及各专业图层数据的及时更新；在工作机制上,要结合自身特点,特别是在基层技术力量薄弱的情况下,设置科学合理的工作机制,结合“林长制”管理,加强行政推动,确保工作的顺利开展。