美国森林资源清查的基本做法和启示

1美国森林资源清查的基本做法和启示肖兴威1，姚昌恬2，陈雪峰1，宋常青3，曾伟生4，张铁平4(1.国家林业局森林资源管理司，北京 100714；2.国家林业局计划资金管理司，北京 100714；3.国家发展与改革委员会农经司，北京 100714；4.国家林业局中南调查规划设计院，湖南 长沙 410014)摘要：在简要回顾美国森林资源清查历史的基础上，重点阐述了美国森林资源清查的现状及特点，并针对我国森林资源清查的实际情况提出了有关建议关键词：美国；森林资源清查；森林健康监测Main Points of Forest Resource Inventory in US and Guiding SuggestionsXIAO Xingwei1，YAO Changtian2，CHEN Xuefeng1SONG Changqing3，ZENG Weisheng4，ZHANG Tieping4(1 Department of Forest Resource Management of SFA，Beijing 100714，china；2 Department of Development Planning and Finance of SFA，Beijing 100714，china；3 Department of Rural Economy of National Development and Reform Commission，Beijing 10082，china；4 South-Central Forest Inventory and Planning Institute of SFA，Changsha 410014，Huna，china )Abstract: Based on the overview of Forest Inventory and Analysis (FIA) in US, the status and main properties of US’ Forest Inventory and Monitoring are expounded.In connection with the situation of forest resource inventory in China, some suggestions are presented. Key words: US,forest resource inventory,forest health monitoring收稿日期：2005-03-11；修回日期：2005-03-21 作者简介：肖兴威(1958-)，男，黑龙江省巴彦人，东北林业大学在读博士，高级工程师，长期从事森林公安及森林资源保护方面的工 作。

美国既是世界经济强国，也是世界上的林 业发达国家之一美国国土总面积为 916 万 km2，森林资源十分丰富根据 2002 年的统计 数据，美国森林总面积为 3.03 亿 hm2，其中用 材林面积占 67%，保护林面积占 10%，其它森林 面积占 23%美国森林面积占全世界的 8%，森 林覆盖率为 33.1%；森林总蓄积量为 242 亿 m3，其中针叶林蓄积占 57.4%，阔叶林蓄积占 42.6%[1] 美国的森林清查与分析（Forest Inventory and Analysis，FIA）已有 70 多年 的历史自 1928 年以来，已分别于 1953、1963、1970、1977、1987、1992、1997 、2002 年公布过 8 次全国的森林资源数据[2] 目前，美国正在建立综合 FIA 和森林健康监测 （Forest Health Monitoring, FHM）的森林资源清查与监测（Forest Inventory and Monitoring, FIM）体系[3,4]了解美国森林资 源清查的主要做法，对加强我国森林资源监测 体系建设无疑具有重要的借鉴作用1 美国森林资源清查的简要回顾 1.1 美国森林资源清查史概述 严格地说，美国的森林资源清查历史应从 20 世纪 20 年代后期，即 1928 年美国颁布《麦 克斯威尼—麦克纳瑞森林研究条例》后开始[5,6]。

该条例委托国会授权农业部开展森林资源调查， 其目的是不断提供最新的木材蓄积和其它林产 品信息，以及森林当前和潜在的生产力信息等 为此，美国林务局在各区域设立了森林调查机 构最初的调查于 1930 年从美国西部开始，各 区域的调查多数以州为总体依次进行，并以州2为单位提交调查分析报告到 20 世纪 60 年代， 美国大陆上的所有 48 个州都已经完成了森林资 源清查，许多森林资源丰富的州还完成了至少 一次复查这一期间森林资源调查的重点是木 材，多数州和区域的清查成果主要是提供森林 面积和木材蓄积数据 20 世纪 60 年代和 70 年代，森林资源清查 的对象发生了较大的变化1974 年颁布的《森 林与草地可更新资源规划条例》强调，FIA 项目 应该提供森林与草地上的各种资源信息，包括 牧 草、木材、水、野生动物栖息地、游憩等 1978 年颁布的《森林与草地可更新资源研究条例 》要 求开展更大范围的资源清查 随着1988 年《森林生态系统与大气污染研 究条例》的颁布实施，各种灾害对森林健康的 影响日益成为公众关注的焦点美国林务局于 1990 年从新英格兰州试点开始，逐步建立了一 个覆盖全国的 FHM 体系。

它包括三个层次：1） 监测：由 FIA 通过年度调查，描述森林生态系 统的变化情况；2）评价：由州有与私有林管理 司所属的森林昆虫管理项目组负责寻找变化原 因；3）研究：结合其它定位观测资料，对森林 生态系统的过程和机理进行长期研究 与此同时，美国环保局也在实施一项“环 境监测与评价项目” （Environmental Monitoring and Assessment Program，EMAP） 该项目对以下 6 个系统进行监测：森林、湿地、 水体、沿海生态系统、农业生态系统、干旱生 态系统由于存在明显的重叠，林务局与环保 局建立了密切的合作关系，尤其是对于森林的 监测其合作范围涉及计划，预算，质量控制 与质量保障，调查因子开发，试点，野外调查、 数据收集、处理和编辑，分析，成果发布等各 个方面[6] 1998 年美国通过了《农业研究推广与教育 改革条例》 ，要求设计一个综合 FIA 与 FHM 的 FIM体系，全国采用统一的核心调查因子、标准、 定义，每 5 年提交一次清查报告，实施年度森 林资源清查按实施方案要求，经过 5 年时间 的调整和过渡，从 2003 年开始，美国的森林资 源清查要全面采用新的设计，共同完成对森林 资源与森林健康的清查与监测[3,4]。

1.2 以往森林资源清查的基本做法 在调查方法上，美国最初是采用地面样地为主的调查方法调查时在总体内布设一定数 量的样线，在样线上再设置圆形样地进行调查 第二次世界大战以后，由样线改为固定面积的 群团（Cluster）圆形样地，一般是一个主样地 附带 3 个子样地，并采用航片和地面调查相结 合的方法20 世纪 50 年代末，美国引进了角 规抽样技术，此后大多数的森林调查都采用了 角规抽样方法在抽样设计上，也开始普遍采 用两相抽样或双重抽样技术，第一重样本用遥 感资料抽取，第二重样本为系统布设的地面样 地多数情况下，第一重遥感样本按统一的框 架覆盖全部土地类型，全国大约有 650 万个遥 感样地第二重地面样地的密度因各州遥感的 应用程度不同而有所差异，每个样地所代表的 面积在 3 000 到 10 000 英亩（约 12～40km2） 之间全国有近 41 万个地面样地，其中 13 万 个为有林地，另外近 28 万个为非有林地 地面样地一般为包括 5～10 个子样地的群 团，这些子样地以一定的布设方式覆盖 1 英亩 的范围（0.4hm2） 样木的抽取规则区域与区域 之间有所不同，标准的样地是采用角规抽取胸 径 5 英吋（12.7cm）以上的样木，而小于 5 英 吋的树木则设置一个 1/300 英亩（13.5m2）的 固定面积圆形样地进行调查。

清查周期各州并不一致，少则 5 年，多则 近 20 年至 90 年代初，美国绝大多数地区已 完成了 3 次清查，而有些地方的清查次数达 6 次之多，全国每年清查的森林面积约 6 000 万 英亩（24.3 万 km2） 90 年代以后，全国的清查 周期基本上确定为 10 年 从调查因子来看，70 年代以前以森林面积 和蓄积为主，在每个样地中仅调查涉及木材蓄 积的 60 多个变量70 年代中期以后，由单一 的木材资源调查向多资源调查发展，增加了植 物、野生动物生境、游憩、土壤、水文等方面 的调查因子90 年代以后，每个样地中的调查 因子达到 150 多项，其中半数以上是反映土地 利用、植被结构及其它有关立地描述的因子[5]全国的森林资源清查工作由美国林务局所 属 6 个森林实验站（现在已改为研究站，且东 南站与南方站合并）的 FIA 项目办负责承担 尽管 FIA 的主要工作是数据收集和成果产出， 但该项目还拥有一批具有奉献精神的精明强干3的科学家，从事森林资源分析与评价，以及开 发和应用新技术正是因为有他们的存在，FIA 才能成为国际上极具影响力的清查机构除上 述 6 个实验站外，在落基山森林与草地实验站 （位于科罗拉多州柯林斯堡）还有第 7 个机构， 专门开展多资源清查技术的研究[6]。

2 美国森林资源清查与监测现状 2.1 森林资源清查与监测新方案 美国新近提出的森林资源清查与监测新方 案是一个综合 FIA 与 FHM 的年度清查系统新 系统的设计目标是：全国采用统一的三阶抽样 设计，地面样地统一由 4 个样圆组成，每个州 每年调查 1/5 的固定样地取代原来每年调查若 干个州的固定样地，FIA 与 FHM 的野外调查综 合进行，每年和每 5 年产出一次资源清查报告按照联邦的财政预算目标（75%） ，西部地 区每年至少完成 10%（按 10 年周期）的 FIA 样 地调查，东部地区每年至少完成 15%（按 7 年 周期）的 FIA 样地调查，全国每年至少完成 20%（按 5 年周期）的 FHM 样地调查；每 5 年提 供州级和国家级的分析报告，每年为各州提供 简要年度报告，并完成网站数据的年度更 新各州可以按每年完成全部样地 20%所需要 的条件来提供人力和物力资源，或采取其他途 径如提供资金另行收集辅助样本资料或其他新 的测量资料[7,8] 2.1.1 抽样设计 采用三阶抽样第一阶为航空相片或卫星 图像样地，主要用于获取辅助信息进行分层， 一般按 1km 的网格布点。

判读样地一般为 1/5 英亩（假设为 50 英尺半径的样点） ，数量为地 面调查样地数量的 25 倍左右判读样地至少分 为 2 层，即有林地和非有林地 第二阶为地面调查样地，抽样强度为大约 每 6 000 英亩(24.3hm2)抽一个样地（接近 5km 的网格密度） ，全国约 37.7 万个样地，其中约 12.5 万个为有林地样地每个样地的土地利用 类型都在现地确定，只有定为森林的样地才设 置固定样地进行调查为了保证新旧样地的衔 接，对原有的样地进行重复调查，同时建立新 的样地 第三阶样地为第二阶样地的一部分，每 16个二阶样地中选取 1 个为第三阶样地，全国约 2.4 万个 二阶、三阶样地的具体设计及地面设置情 况详见参考文献[3]和[4] 2.1.2 主要调查因子 第二阶样地的调查因子，包括：样地标示 因子、状态级调查因子、子样地调查因子、样 木调查因子、立地调查因子和更新调查因子， 共计约 300 项 第三阶样地的调查因子，包括：臭氧生物 指标、土壤调查、土壤侵蚀调查、树冠调查、 地衣调查、植被调查、落叶调查（样线） 、小样 地可燃物调查、粗木质物调查（。