森林资源管理“一张图”与国土“三调”差异分析及整合探讨

程伟亚,张镯漫,王 涵,3,蒋海明,季 民,李银龙

(1.山东省国土空间规划院,济南 250000；2.山东科技大学,山东 青岛 266590；3.山东大学 经济研究院,济南 250100；4.青岛北斗星图信息科技有限公司,山东 青岛 266000)

目前,自然资源部正逐步构建“1+X”型自然资源调查体系,“1”是“基础调查”,在第三次全国国土调查(以下简称 “三调”)工作分类的基础上通过调整工作内容,完善工作方案,加快推进与水、草原、森林、湿地等自然资源现有调查的实质融合；“X”是多项“专业调查”,通过开展专业调查,查清不同自然资源的质量和生态状况,形成统一的自然资源调查[1]。

2019年国家林业和草原局提出开展森林督查暨森林资源管理“一张图”(以下简称“一张图”)年度更新工作,即整合现有森林资源二类调查、林地“一张图”、国家级公益林落界等成果,实现森林资源“一张图”、“一套数”、“一体化”管理[2]。与此同时,第三次全国国土调查工作的实施,表明我国已经从单一的土地调查向自然资源统一调查转变,其数据详细地记录了国土空间开发与利用现状、自然资源变化等情况,可以为自然资源调查提供优良的数据基础[3]。“三调”与森林资源管理“一张图”成果对接是编制新一轮林地保护利用规划的重要基础工作[4]、也是自然资源统一调查基础任务之一。但是由于当前自然资源的内涵和分类没有达成统一,部门采用的分类体系、技术标准、调查方法、底图精度、调查时点等各不相同,自然资源资产权属不清晰、部门间自然资源数据库不一致甚至相互矛盾等问题,尤其是在耕地、林地、草地、滩涂等数据上,交叉重叠问题比较突出[5],严重制约了统一调查的进展。

针对此问题,相关学者进行了积极探索。如,张力仁等[3]在“三调”耕地、种植园用地、林地、草地、面状水域、其他自然资源分类编码基础上,通过增加矿产资源构成自然资源要素分类编码,并结合数据差异分析提出了自然资源要素提取方法。关梅等[6]、于学宁等[7]基于“三调”与森林资源管理“一张图”数据,分别从界线融合、数据融合进行了探索,指出人工区划方法在界线融合中的效果优于联合分析。吴杨青等[8]针对森林二类调查和“三调”的分类语义差异、内容交叉、数据冲突等问题,对林地数据的整合路线进行了探索。冯银静等[9]、孟微波等[10]从自然资源统一调查角度,指出当前存在自然资源内涵及专项调查内容不明确、各项调查分类标准不统一等问题。张盼盼等[11]提出可在林地“一张图”叠加森林、湿地、荒漠化土地等专项调查监测信息,服务于国土资源生态空间安全规划和环境保护。以上众多学者为自然资源调查整合提供了有效参考,张力仁等[3]的研究为区域自然资源空间统计分析提供了良好的借鉴,但是其并没有对各项自然资源分类体系间的关系进行深入研究。有关学者[6-11]并未从根本彻底解决基础调查与森林专项调查间的本质性差异,分类标准尚未统一,对整合方法研究较少。

本文以森林资源管理“一张图”与第三次全国国土调查整合为例,从数据差异、调查边界、分类标准、调查内容等角度深入分析二者的不同以及差异产生原因,探索林地数据整合的工作思路和方法,以期为后续湿地、草地等其他资源的整合提供有效的参考思路。

1 技术路线

搜集并整理第三次全国国土调查、森林资源管理“一张图”的技术规程、分类标准、法律法规,对以“三调”为主的基础调查与林业调查的整合展开研究,技术路线如图1所示。

图1 技术路线图Fig.1 Technology road map

1)数据叠置分析,厘清数据差异。以“三调”数据为基础底图,同“一张图”数据进行相交处理,厘清“一张图”中的林地地类同“三调”一级类的数据差异分布情况。

2)归纳差异类型,解决关键问题。依据数据差异,结合分类标准、调查技术规程,具体分析二者差异产生原因,并对差异类型进行归纳,针对其中的关键问题提出解决建议。

3)融合方法探讨。通过“定义融合”、“边界融合”、“属性融合”等方法实现“一张图”与林地“三调”数据的衔接和融合。

2 差异性分析

2.1 调查数据

以青岛市黄岛区为研究区域,采用2019年第三次全国国土调查统一时点更新成果,2020年森林资源管理“一张图”数据,二者林地范围如图2所示。

图2 黄岛区林地范围示意图Fig.2 Schematic diagram of forest land range in Huangdao District

基于“一张图”与“三调”数据空间基础一致,均采用CGCS2000地理坐标系,无需进行标准化处理,可直接进行叠置分析,依据实验结果,对“一张图”的林地在“三调”中的分布情况进行统计(表1)。

表1 森林资源管理“一张图”在“三调”中的分布数据表Tab.1 Distribution data table of forest resource management"one map" in the third national survey %

森林资源管理“一张图”中有林地、苗圃地、宜林地与“三调”林地对应比例较高,均在60%以上；灌木林地一致率较低,为20.85%。有林地、苗圃地、灌木林地、未成林造林地、宜林地同“三调”差异地类主要集中在耕地、种植园用地；无立木林地除耕、园地类之外,同水域差异也较高,占比为7.42%；疏林地同“三调”地类差异集中在其他土地,占比高达42.75%。

2.2 调查范围

森林资源管理“一张图”以县级行政区为基本单位,调查森林资源现状及其消长变化,其管理界线分为行政界线和经营界线,行政界线主要包括县、乡(镇)、村(林班),经营界线主要包括林业(管理)局、林场(管理站)、林班,调查最小单元为小班,最小上图面积为0.066 7hm2(1亩)。“三调”同样以县级行政辖区为基本单位,调查县域范围内的土地利用现状和国土资源变化情况,调查界线主要以国界线、零米等深线和各级行政区界线组成,图斑为其最小调查单元,林地最小上图面积为400m2。“一张图”和“三调”的乡级行政界线如图3所示,二者并不完全重叠。

图3 调查边界示意图Fig.3 Survey boundary diagram

2.3 分类标准

森林资源管理“一张图”年度更新过渡期内保持土地利用现状分类标准(GB/T 21010—2017)和林业行业分类标准(LY/T 1812—2009)并行,主要依据林地权属证明、规划范围、造林更新情况以及郁闭度、覆盖度等确定林地二级类和三级类,反映林地的管理及利用,认定为林地的地类包括客观的地表覆盖为林地的小班,也包括地表无林地覆盖的管理范围内小班(权属证明、规划管理范围等)[12]。“三调”地类分类标准采用《土地利用现状》,主要依据土地利用类型、郁闭度、覆盖度确定林地地类,认定为林地的图斑客观反映其地表覆盖及利用类型[13]。

林地地类映射关系如表2所示,其中,“三调”中的“其他林地”细分为疏林地、未成林地、迹地、苗圃地、其他,与“一张图”相应地类进行对应。虽然二者的林地名称有相同之处,地类对应关系较为规整,但是其内涵与外延有较大差别[14]。如,林业分类中灌木林地是指覆盖度≥30%的林地,而“三调”中则以≥40%进行认定；红树林地在“三调”中属湿地；林业中的苗圃地包括林木和花卉育苗用地,其中花卉育苗的苗圃对应“三调”园地中的其他园地,而林木育苗的苗圃对应其他林地。此外,林业分类中,将县级以上人民政府规划的土地与可直接为林业生产服务的工程设施用地分别以宜林地与辅助生产林地进行认定,部分宜林地体现在“三调”的其他林地中,部分则体现在其他草地、裸土地、现状是荒地但在历年耕作图层中[6]；林业辅助生产用地不在“三调”林地调查范畴。

表2 森林资源管理“一张图”与“三调”地类映射表Tab.2 Forest resource management "one map" and the third national survey land class mapping table

2.4 调查内容

森林资源管理“一张图”,侧重森林资源范围内的森林、林地和林木的自然和管理属性,强调森林资源专项调查的全面性、林地管理范围及保护,调查对象为县域内所有林地和规划用于林业发展的其他土地,不仅考虑林地附着物等现状,也考虑历史的延展性和森林更新等动态发展[15]。“三调”主要调查土地利用现状及其变化,侧重土地自然、社会经济综合属性,强调权属和分类的完整性。如:高教用地、公园与绿地、工厂、特殊用地等内部的有林地,河流湖泊、公路、铁路旁已纳入征地范围内的林木,“三调”根据“主体优先”的原则,不再对其进行单独划分,合并调查至相应地类,而森林资源“一张图”均对其进行调查。此外,森林资源“一张图”中非林地中无园地分类,“三调”中的部分种植园用地在森林资源“一张图”中符合林地区划标准。

3 差异处理

1)统一植被覆盖度,删除宜林地、辅助生产用地。针对森林资源管理“一张图”与“三调”中灌木林地覆盖度不一致问题,建议将林业灌木林地认定标准统一至“三调”标准,即植被覆盖度≥40%。基于自然资源统一调查思想,将“一张图”中的宜林地和林业辅助生产用地作为单独图层管理,不作为地类,图层范围内部地类按“三调”地类确定。

2)耕地、林地、草地无交叉重叠。针对“三调”耕地与“一张图”林地重叠交叉比重较大问题,以及二者关于草地认定标准不一致,导致的林业部门将部分天然草地和其他草地归为宜林地问题,建议在今后自然资源统一调查过程中,将“三调”中认定为耕地和草地的图斑不再纳入森林资源“一张图”数据库,可最大程度避免耕林草之间的交叉重叠[6]。

3)新增“地表基质类型”、“植被覆盖类型”属性。针对同一图斑拥有多重资源属性问题,例如:红树林地,其既拥有湿地资源属性,又拥有林地资源属性,因此可通过新增“地表基质类型”、“植被覆盖类型”属性字段,前者用以区分林地下垫面表现为湿地或是一般陆地[8],后者用以辅助有植被覆盖的耕园林草湿及其他土地的地类认定,在拥有多重属性情况下,可依据“地表基质类型”优先于“植被覆盖类型”进行地类认定。

4)重视林地保护。《中华人民共和国森林法》规定,国家保护林地,严格控制林地转为非林地,实行占用林地总量控制,确保林地保有量不减少。从自然资源统一调查角度出发,以第三次全国国土调查为主的自然资源基础调查,应注重林地保护,将林地保护等级落入图斑属性。

4 融合技术路线

森林资源管理“一张图”和“三调”成果数据的融合主要分为三个部分:一是界线的融合,二是属性的选取,三是分类标准的统一。

1)界线融合。“一张图”中管理界线分为行政界线与经营界线,建议对县、乡、村及县级以上行政界线严格采用“三调”界线进行融合,保留“一张图”特有的经营界线。对于最小调查单元图斑与小班边界的差异,建议在“三调”图斑的基础上,通过叠加“一张图”成果数据以及高分辨率遥感影像,对“三调”林地图斑进行分割,形成小班。在分割过程中产生的破碎图斑,依据位置相邻、类型相近原则进行合并。

2)属性融合。“一张图”与“三调”的属性融合衔接,既要充分发挥以“三调”为主基础调查的“基础底图”作用,又要融合森林资源专项调查的特有信息,共同描述我国森林资源总体情况。依据《自然资源调查监测体系构建总体方案》,基础调查用以查清各类自然资源的分布、范围、面积、权属性质。因此,建议保留“三调”林地地类名称、图斑面积、权属性质、坐落单位名称等属性信息,保留“一张图”所有属性信息,并新增“地表基质类型”、“植被覆盖类型”,用以反映林地下垫面类型及地表植被覆盖类型。

3)分类标准的统一。由于目前自然资源统一分类标准尚未制定,因此,对于分类标准体系的融合,建议在“三调”林地一级类的基础上按照林地分类标准(去除宜林地和林业辅助生产用地)进行细化。

5 结语

本文以森林资源管理“一张图”和“三调”数据整合为例,以青岛市黄岛区为研究区域,对“一张图”和“三调”的林地数据进行差异分析,结合相关法律法规、技术规程、分类标准对其差异产生原因进行深入分析,着力解决概念不一致、耕林草数据交叉、同一图斑多重资源属性等问题,并对林地数据整合路线进行探索。研究结果可为青岛市林地数据整合工作提供技术支撑,同时为山东省森林资源专项调查与基础调查的统一工作提供一定的借鉴参考。

本文仅从林地数据整合展开分析研究,但自然资源统一调查还包括湿地、草地、水域、海洋等资源,在后续研究过程中,应进一步加快自然资源统一分类标准工作的制定,并结合自然资源部最新提出的分层分类模型体系,遵循山水林田湖草是一个生命共同体理念,从地表基质、地表覆盖、管理3个角度,解决林草湿的地类交叉重叠问题,以及水域、海岸带边界不清晰等问题。