关于森林抽样调查介绍

[拼音]：senlin chouyang diaocha

[外文]：sampling method for forestinventory

在森林调查中测定部分样本单元以推算全林结果的调查方法。按照要求精度进行森林抽样调查，不仅可提高工作效率，而且可以计算理论精度。进行的常规程序包括：确定调查范围、目的因子和要求精度，进行踏查、了解总体的变动情况；设计森林抽样估算方案；制定调查方法和标准；抽取和测定样本，进行资源估计和误差分析、成果汇编等。

概况

用抽样方法调查森林资源始于18世纪后期。1930年概率论的应用为现代抽样调查奠定了理论基础。1936年方差和协方差分析的发表，开辟了抽样设计和误差估计方面的途径。1953年美国W.G.科克伦著的《抽样技术》一书出版，又提供了系统的抽样理论和方法。近十几年来，航空摄影、人造卫星、电子计算机技术和精密测树仪的应用和发展，大幅度地提高了森林抽样调查的效率。在中国，1949年以前抽样方法在森林调查中已有应用。1949年以后，大量采用方格法和带状样地法。60年代引进航空像片的森林分层抽样技术，并在全国广泛应用。70年代，以省为总体建立了固定样地的连续森林清查系统，全国共设固定样地14万个，以监测森林资源的变动。

森林总体和样本

抽样调查中，观测和调查的单位是单元。单元的集合体称总体。总体的范围可以大至全国，小至一个林分。总体和单元的划分关系到调查成本，乃至调查的成效。为了获得部分单元的观测值，用以推断总体，先要抽取部分单元组成样本。这些组成样本的每个单元称样本单元。样本单元的基本形式有样地、样木、样线和样点，常被用作调查方法的名称，如带状样地调查，点抽样等。

一定面积的地段，用以反映林区特征的单元。原则上样地应缩小总体变动，边界最短，易于测设。样地形状有圆形、方形、矩形和不同长度的带状。在测线上等距设置的样地称为线上样地。为了加强代表性，常按一定模式设置成群的小样地，称为群状样地。群中的每个小样地是一个调查单元，各小样地测定值之和为统计单元。样地面积大小取决于森林总体内的林木大小和它的分布均匀程度。样地面积越大，测定工作量加大，但单元值间的变动缩小，达到调查要求的精度所需样地数也相应减少。理想的样地面积应是变动系数随样地面积加大而减少到相对稳定时的数值。中国多采用0.06～0.08公顷面积的方形样地。

用以代表单株林木指标（如材积、出材量、材质、病虫害及生长状况等）的林木。对已知总株数的林分抽取样木可对全林进行估计。在以样地为单元的大面积森林调查中，也常在样地内抽调样木，取得材积、生长量与其他测树因子的数据，以便拟合有关的数学模型。用较多的因子限制抽取的样木又称标准木。

用于估计林区各类型面积或蓄积的线段。用角规在垂直样线方向上抽测林木，换算为单位面积蓄积量的调查方法，称为角规线抽样（见角规测树）。在航空象片或地面上设置大量样线，测定各地类和森林类型占样线的总长度，以估计各类面积的方法称为截距抽样。

用于估计各类面积或蓄积的测点。在测点上，用角规绕测取得单位面积测定值的调查方法称角规点抽样。航空像片上设置大量像片样点，用判读方法确定各点所属地类，以估计各类型占总面积的成数称为成数抽样。成数抽样有较高的精度，可以提供必要的数据，但不能提供图面资料。

抽样方法

森林调查中，常用的样本抽取方法可分为下列两大类：

森林总体中每个单元都有相同的被抽中的概率。常用的方法有：

（1）随机抽样。在以林木为单元的森林总体中，对每株林木先编号，后按序号随机抽取。在以面积为单元的大面积森林调查中，多用网点膜片或透明方格膜片来抽取样地。做法是将一种膜片覆盖到森林图上，统计落在总体范围内的点数或方格交点数。在这些点中，随机抽取需设置的样地点，并在现场找到它们，以每个样点为中心测设样地。

（2）分层抽样。按照森林各部分的不同特征。把总体划分成若干个层（类型），然后在各层中进行随机抽样，借以对总体进行估计。国际上常用的森林分层因子有树种，林分高，林龄和郁闭度。总体分层后，每一层成为一个独立的抽样总体。所以层又称副总体。分层因子大致相同的森林地段有相近似的蓄积量，分层后可以缩小层内的变动。在相同数量的样本条件下，用这种方法比随机抽样有较高的精度。

（3）多阶抽样。把调查地区按面积划分成许多单元称为一阶样本，在抽中的一阶单元内再细分为若干小单元称二阶样本。然后在这些二阶单元中随机抽取一部分作为该一阶单元的次级样本。在抽中的二阶单元内还可以划分和抽取三阶单元。依此逐级细分和逐级抽取的方法称多阶抽样。森林调查的测定工作在最后一级抽中的单元中进行。使用这种方法，要力求各一阶单元能反映总体情况，并使一阶间的变动最小。

（4）多相抽样。又称多重抽样。在森林总体中，先抽取一个大样本作为第一重样本，再从第一重样本中抽取一个较小些的样本作为第二重样本。对第一重样本用简易的测定，目测或像片判读获取每个单元值，而对第二重样本要进行准确的测定。这种方法的实质是利用第二重样本修正粗放测定的第一重样本，进而对森林总体作出较准确的估计。多重抽样技术可以发挥航空像片的作用，减少地面样地的数量，提高抽样效率。

（5）系统抽样。又称机械抽样，是等间距抽取样本的方法。这种方法简单易行，样本各单元在总体中分布比较均匀，代表性较强，是森林调查中常用的方法。具体做法是用方格网随机覆盖在林业图上，其方格交点就是样地点位。系统抽样实质上是只有一个群的集团抽样。

对大径林木或单元值较大时被抽概率较大的抽样方法。常用的不等概率抽样方法有：

（1）PPS抽样（sampling with probability proportional to size）。是概率与单元大小相等的不等概率抽样。每个单元被抽中的概率取决于它的大小。面积大的林分有较大的抽中概率，即为按林分面积大小的不等概抽样。它要有各林分面积的清单，因此又称清单抽样。 PPS抽样只有在决定抽样概率的因子，如面积，必须与目的因子成正相关时，才能有较高的效率。

（2）3P抽样(probabil-ity proportional to prediction) 。是概率与预定数量大小成正比例的不等概率抽样。在事先不具备清单的条件下，须逐个访问各单元，确定其是否被抽作3P样木。美国伐区调查中应用这种方法，精度较高。

不等概率抽样，效率高于等概率抽样，但组织样本的方法较麻烦，统计分析也较复杂，不如等概率抽样容易掌握。

抽样调查设计

按森林资源特点和可利用的技术资料和条件，设计最佳的抽样估计方案，便于以最低的成本达到森林调查的目的。对于技术资料不全的林区要组织预备调查，了解森林类型及其分布、目的因子的变动幅度、林区通行条件和可及程度。在收集有关设计方案的各种参考数据、分别计算达到要求精度时所需设置的样地数，以及作出样地配置并估算各方案的工作量后进行优选。抽样调查中的实际误差除随机误差外，还包括人为偏差。而森林调查过程的各个环节产生的人为偏差往往大于随机误差部分。过大的偏差将影响整个抽样调查成果的可靠性。如在抽取样地时，可能由于舍弃了落在陡坡、悬崖等上的不可及样地，只采用可及地区的部分样地来估算包括上述地区的总体而产生取样的偏差，影响总体估计值；材积方程的偏差则会严重歪曲总蓄积量估计值。因此森林抽样调查方案设计时，对于样地的抽取、测定和估计方法等都应力求避免偏差。抽样方案还应考虑森林总体范围大，交通不便，样地间的转移需花费较多时间的特点，以求提高工作效率，尽可能缩小样地间的转移路程。在多个方案比较选择时，可采用一个基本方案作为分母，逐个评定各方案的相对效率。对于决定采用的抽样方案要作出样地配置测定技术、总体估计和误差分析方法、资料分析等设计。现在森林调查抽样方案设计中正越来越多地采用不等概率、多阶、多重的抽样技术以提高相对效率。研究多目标的抽样估计技术，以满足林业生产的多效益调查要求，是现代发展的趋向。