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森林調査とは、評価や分析のためにデータや森林情報を体系的に収集することです[ 1 ] 。木材の価値と可能な用途の推定は、生態系を維持するために必要なより広範な情報の重要な部分です[ 2 ] [ 3 ]。森林調査を行う際には、樹種、胸高直径（DBH）、樹高、立地条件、樹齢、欠陥などを測定し、記録することが重要です。収集したデータから、1エーカーあたりの樹木数、断面積、あるエリアの樹木量、木材の価値を計算できます。調査は、価値を計算する以外にも、他の目的で行うことができます。森林を巡回して木材を視覚的に評価し、潜在的な火災の危険性や火災のリスクを判断することができます[ 4 ]。この種の調査の結果は、予防措置や意識向上に利用できます。森林内の野生生物の数と種類を判断するために、木材調査と併せて野生生物調査を実施できます。森林統計調査の目的は、戦略計画や管理計画のために、森林の状態と動態に関する包括的な情報を提供することです。単に森林を見て評価することは、課税と呼ばれます。
樹木の調査と目録作成は、18世紀後半にヨーロッパで、主要な燃料源である木材が枯渇するのではないかという懸念から始まりました。最初の情報は、利用計画を立てるために地図にまとめられました。19世紀初頭、森林伐採者は、小規模な森林内の樹木の体積と分布を目視で推定しました。より多様で大規模な森林は、類似した樹種の小さな区画に分割され、個別に目視検査によって推定されました。これらの推定値を関連付けることで、森林全体の利用可能な資源を把握しました。19世紀が進むにつれて、測定技術も進歩しました。直径、高さ、体積の間の新しい関係が発見され、活用されました。これらの新しい関係により、より大規模な森林の木材の種類と収穫量をより正確に評価することが可能になりました。1891年までに、これらの調査は統計的平均を用いた標本ベースの方法で行われ、より高度な測定機器が導入されました。20世紀には、標本抽出の統計的手法が確立され、広く使用されるようになりました。不均等確率標本抽出などのさらなる発展が見られました。 20世紀が進むにつれて、誤差係数の理解が深まり、コンピュータという新技術と航空写真や衛星写真の利用可能性が相まって、プロセスはさらに洗練されていった。現在では、地上および航空レーザースキャンが、より手作業による方法と併用されている。その結果、サンプリング精度と評価値の精度が向上し、現代的な手法が確立された。
森林調査では、樹木の高さ、胸高直径、本数を記録して収穫量を計算するだけでなく、森林の状態も記録します。これには、地質、立地条件、樹木の健康状態、その他の森林要因などが含まれます。
林分調査とは、森林に存在する立木量を推定するために行われる、林分のサンプル測定のことです。これらの測定は、区画、四分円、または帯状区画と呼ばれるサンプル地点で行われます。これらの個々のサンプル区域は、サンプルと呼ばれる一連の観測のうちの1つの観測値です。これらのサンプル区域は、通常、線状区画調査の形式で、何らかのランダムな方法で配置されます。区画のサイズと測定された区画の数に応じて、これらの区画から収集されたデータは、林分全体に適用できる推定値の確実性のレベルを変えるために操作されます。林分の状態、樹種構成、材積、および森林システムのその他の測定された属性のこの推定値は、さまざまな目的に使用できます。たとえば、ブリティッシュコロンビア州では、国有林の販売はビジネス提案であり、購入者である森林・牧草地省（販売者）は、販売される木材の量と品質を知る必要があります。一般的に、木材調査には、森林製品の種類（場合によっては等級）、丸太の欠陥、[ 5 ]および丸太の長さによる木材量の測定または推定が含まれます。推定は、現場で行われるか、コンピュータソフトウェアを使用して行われます。
調査区画は、調査対象となる森林のサンプルであり、調査対象に応じて選定される。
単純無作為抽出法：コンピュータまたは電卓の乱数発生器を用いて、抽出対象となる区画を割り当てます。ここでいう無作為とは、利用可能なすべての区画からどの区画も等しい確率で選ばれることを意味します。無作為抽出という意味ではありません。道路の抽出を避けたり、未抽出地域を確実に網羅したり、実際に区画まで移動するためのロジスティクスを考慮したりするために、この方法はしばしば修正されます。
系統抽出法：一般的には、無作為に選んだ地点を、抽出対象地域の地図上にグリッド状に重ね合わせることで行われます。このグリッドには、あらかじめ抽出対象となる区画が定められています。この方法を用いることで、より効率的なロジスティクスが可能になり、単純な無作為抽出法に伴う人為的な偏りを排除できます。
系統的層化サンプリング：最も一般的な調査方法は、層化無作為抽出法を用いるものです。まず、樹齢区分、土壌特性、傾斜標高などでグループ分けを行い、次に、各グループから別のサンプリング手法で調査区画を選択します。この方法には、まず土地に関するある程度の知識が必要であり、グループ分けが適切に行われているという確信も必要です。林業においては、例えば植林地と混交林を分離し、サンプリングに必要な時間を短縮するために用いられることがあります。
系統的クラスターサンプリング：層化サンプリングのための層を作成できない場合、森林について、小さなグループ分けが可能であると考えられる情報があるかもしれません。これらの小さな区画のグループが互いに近接している場合、それらはクラスターを形成します。これらのクラスターは、森林の実際の構成を代表しているという前提で、ランダムにサンプリングされます。クラスターは互いに近接しているため、歩く距離が少なくなり、より効率的です。
固定半径プロットでは、林業技師はプロットの中心を見つけ、その点から一定の距離内にあるすべての木を測定します。サンプル測定は、林全体の木々の分数となるように行われます。つまり、すべての数値は実際の林の値に比例しており、対応する正しい値を掛けることで、実際の区画の値を得ることができます。これらのプロットはランダムに選ばれるため、各サンプルポイントがランダムサンプル に含まれる確率は等しくなります。多くの場合、半径を測定するだけで済むため、円形プロットが使用されます。一般的には、10分の1エーカーのプロット（半径37.2フィート）が使用されます。
可変サイズの調査区画は、樹木の大きさに大きく左右されます。区画は一連の地点で計測され、樹木の大きさや区画の中心からの位置に基づいて、区画内にあるか区画外にあるかが集計されます。通常、このタイプの調査区画のデータ収集には、角度計、ウェッジプリズム、タングメーター、またはレラスコープが使用されます。これにより、特定の区画の体積と樹種を非常に迅速に推定できます。
横断線とは、標本抽出における偏りを防ぐために、林分を横断するように任意に設定された線であり、標本区画の線状形態として用いられる。これらは「ストリップライン」と呼ばれることもある。
森林に含まれる立木の量は、以下の要素から決定されます。
木材の総量と正味量は、スケーリングのプロセスによっても決定できます。[ 7 ] USDA Forest Serviceの Forest Management Service Center によると、スケーリングは伐採後の丸太の体積を決定するために使用されます。[ 8 ]体積は、丸太トラックの積載量など、特定の数の丸太について推定されます。木材製品の種類または樹種に対して、あらかじめ決められた金額が設定され、それが体積に掛けられます。体積は、欠陥を考慮し、伐採された丸太の長さと直径を測定するための設定された規則に基づいて決定されます。もう 1 つのスケーリングの種類である重量スケーリングでは、樹種によって異なる総製品の重量に基づいて、伐採された製品の体積を決定できます。木材の体積を決定するために木材調査ではなくスケーリングを使用することの利点の 1 つは、製品の価格が評価された体積ではなく伐採された体積に基づいているため、体積を推定するための木材調査の必要性が減り、体積の精度が向上し、人員要件が減少する可能性があることです。これは、2011年にミネソタ州天然資源局が下院および上院の天然資源政策・財政委員会および部会に提出した報告書で実証された。
体積は、区画サンプルで記録された測定値から計算できます。たとえば、以前に測定された樹木データを使用して、樹高が20m、胸高直径が19cmの樹木が測定された場合、樹種に応じて体積を概算できます。このような表は、オーストリアのヨゼフ・ポランシュッツ[ 9 ] によって作成されています。
木の体積 = BA × hxf pollanschutz
したがって、f pollanschütz は表から導き出され、正式にはフォームファクターと呼ばれます。
これをヘクタール単位に拡大するには、そのサイズの樹木の数を掛け合わせる必要があります。これを拡大係数と呼びます。
2014 年、国連食糧農業機関 (FAO)とパートナーは、フィンランド政府の支援を受けて、Open Forisをリリースしました(アーカイブ2022-10-06 at the Wayback Machine) 。これは、各国が森林資源の状態に関する信頼できる情報を収集、作成、普及するのに役立つオープンソースのソフトウェア ツールのセットです。これらのツールは、ニーズ評価、設計、計画、フィールド データの収集と管理、推定分析、普及など、インベントリ ライフサイクル全体をサポートします。リモート センシング画像処理ツール、REDD+ MRV およびFAO の Global Forest Resource Assessments (アーカイブ2015-08-14 at the Wayback Machine)の国際報告用ツールも含まれています。
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