测树学第五章.pptx

第5章 林分蓄积量测定 pp标准木法pp材积表法pp3P样木法pp标准表法及平均实验形数法pp目测法 概 述l l林分蓄积量林分蓄积量：林分中全部林木的材积，简称蓄积：林分中全部林木的材积，简称蓄积(记作记作M)M)。在森林调查和森林经营工作中。林分蓄。在森林调查和森林经营工作中。林分蓄积量常用单位面积蓄积积量常用单位面积蓄积(m(m3 3/hm/hm2 2)表示。表示。l l蓄积是鉴定森林数量的主要指标。蓄积是鉴定森林数量的主要指标。l l林分蓄积的测定是林分调查主要目的之一，它为林分蓄积的测定是林分调查主要目的之一，它为森林经营和采伐利用提供重要的数量依据。森林经营和采伐利用提供重要的数量依据。蓄积测定方法目测法实测法全林实测局部实测样地标准地样本单元数要满足统计要求整体的缩影第1节 标准木法l l标准木标准木：林分或标准地中，具有平均材积大小的林分或标准地中，具有平均材积大小的树木树木 。l l标准木法标准木法：采用典型取样的方法，按一定要求选采用典型取样的方法，按一定要求选取标准木，伐倒区分求积，用标准木材积推算林取标准木，伐倒区分求积，用标准木材积推算林分蓄积量的方法。分蓄积量的方法。l l这种方法在没有适用的调查数表或数表不能满足这种方法在没有适用的调查数表或数表不能满足精度要求的条件下，是一种简便易行的测定林分精度要求的条件下，是一种简便易行的测定林分蓄积量的方法。蓄积量的方法。l l标准木法可分为标准木法可分为平均标准木法平均标准木法和和分级标准木法分级标准木法。1 平均标准木法l l凡凡胸胸径径、树树高高和和形形数数等等于于该该林林分分的的平平均均直直径径、平平均均树树高高及及平平均均形形数数的的树树木木称称为为该该林林分分的的平平均均标标准准木木。l l平均标准木法又称单级法平均标准木法又称单级法(胡伯尔，胡伯尔，1852)1852)，是不，是不分级求标准木的方法。分级求标准木的方法。步骤步骤：(1)(1)设置标准地，并进行标准地调查。根据标准地设置标准地，并进行标准地调查。根据标准地每木检尺结果，计算出林分平均直径每木检尺结果，计算出林分平均直径(D(Dg g)；(2)(2)测树高（测树高（15153030株），用数式法或图解法建立株），用数式法或图解法建立树高曲线，并求出林分平均高树高曲线，并求出林分平均高 (H(HD D)。(3)(3)在林分内按在林分内按 Dg(15Dg(15)和和H HD D(15(15)，且干，且干形中等标准，选形中等标准，选1 13 3株标准木，伐倒并用区分求株标准木，伐倒并用区分求积法测算其材积。积法测算其材积。(4)(4)计算标准地的蓄积量，并按标准地面积换算成计算标准地的蓄积量，并按标准地面积换算成单位面积蓄积单位面积蓄积(m(m3 3/hm/hm2 2)。计算公式：M标为标准地蓄积G标准地全部树木的总断面积n 标准木株数Vi 第i株标准木材积gi 第i株标准木断面积，i=1，2n。(5)计算每公顷蓄积量 M=M标/S标(6)调查地区蓄积即为：MS2 分级标准木法l l为提高蓄积测算精度，可采用各种分级标准木法。为提高蓄积测算精度，可采用各种分级标准木法。先将标准地全部林木分为若干个径级先将标准地全部林木分为若干个径级(每个径级包每个径级包括几个径阶括几个径阶)，在各级中按平均标准木法测算蓄积，在各级中按平均标准木法测算蓄积，而后叠加得总蓄积。而后叠加得总蓄积。式中：式中：n ni i第第i i级中标准木株数；级中标准木株数；kk分级级数（分级级数（i i1 1，22，k)k)；G Gi i第第i i级的断面积；级的断面积；v vijij,g,gijij 第第i i级中第级中第j j株标准木的材积及断面积。株标准木的材积及断面积。2.1 等株径级标准木法 l l由乌里希由乌里希(Urich V.(Urich V.，1881)1881)首先提出。首先提出。l l该法是将每木检尺结果依径阶顺序，将林木分为该法是将每木检尺结果依径阶顺序，将林木分为株数基本相等的株数基本相等的3 35 5个径级，分别径级选标准木个径级，分别径级选标准木测算各径级材积，各径级材积叠加得标准地蓄积。测算各径级材积，各径级材积叠加得标准地蓄积。2.2 等断面积径级标准木法 l l哈尔蒂希哈尔蒂希(Hartig R.(Hartig R.，1868)1868)首先提出首先提出l l依径阶顺序，将林木分为断面积基本相等的依径阶顺序，将林木分为断面积基本相等的3 3-5-5个个径级，分别径级选标准木计算该径级的材积，将径级，分别径级选标准木计算该径级的材积，将各径级材积合计得林分蓄积。各径级材积合计得林分蓄积。2.2 径阶等比标准木法 l l德劳特德劳特(Draudt(Draudt，1860)1860)提出。提出。l l分别径阶按一定株数比例分别径阶按一定株数比例(一般取一般取1010)选测标准选测标准木，根据每木检尺结果，按比例确定每个径阶应木，根据每木检尺结果，按比例确定每个径阶应选的标准木株数选的标准木株数(两端径阶株数较少，可合并到相两端径阶株数较少，可合并到相邻径阶邻径阶)；然后根据各径阶平均标准木的材积推算；然后根据各径阶平均标准木的材积推算该径阶材积，最后各径阶材积相加得标准地总蓄该径阶材积，最后各径阶材积相加得标准地总蓄积。积。l l若根据各径阶标准木材积与胸径或断面积相关关若根据各径阶标准木材积与胸径或断面积相关关系，绘材积曲线或材积直线，则可按径阶查出各系，绘材积曲线或材积直线，则可按径阶查出各径阶单株平均材积。可下式计算林分或标准地蓄径阶单株平均材积。可下式计算林分或标准地蓄积：积：第2节 立木材积表法l l材积表（立木材积表）：按树干材积与其三要素之间的函数关系编制，载有各种大小树干单株平均材积的数表。l l材积表法：在森林调查中，为了提高工作效率，一般常采用预先编制好的立木材积表确定森林蓄积量，这种方法称为材积表法。l l根据胸径一个因子与材积的函数关系编的表称为一元材积表。l l根据胸径、树高两个因子与材积的函数关系编制的表称为二元材积表。l l根据胸径、树高和干形(形率级、形数级)与材积的回归关系编制的表称为三元材积表。1 一元材积表l l一元材积表未考虑树高和干形对材积的影响。即一元材积表未考虑树高和干形对材积的影响。即胸径相同的立木，其材积则相同。一元材积表适胸径相同的立木，其材积则相同。一元材积表适用于相同立地条件下的一定局部地区，使用范围用于相同立地条件下的一定局部地区，使用范围较小，故一元材积表又称作较小，故一元材积表又称作地方材积表地方材积表。l l它不能用于查单株树木的材积，只适于计算林分它不能用于查单株树木的材积，只适于计算林分蓄积。蓄积。l l一元材积表只需测定胸径一个因子，利用比较方一元材积表只需测定胸径一个因子，利用比较方便，我国林业生产中广泛应用。便，我国林业生产中广泛应用。1.1 一元材积表的编制方法(1)(1)资料收集与整理资料收集与整理l l分别树种、分别使用地区编制，因在不同地区树分别树种、分别使用地区编制，因在不同地区树高曲线的差异较大。因此，先确定编表树种的适高曲线的差异较大。因此，先确定编表树种的适用范围。用范围。l l样本数量样本数量：在一个地区（林业局）样本数量一般：在一个地区（林业局）样本数量一般要求在要求在200200300300株以上。株以上。l l抽样原则抽样原则：采用随机取样的原则，选取该地区不：采用随机取样的原则，选取该地区不同立地、不同径阶、不同树高的样木。同立地、不同径阶、不同树高的样木。l l测定方法和要求测定方法和要求：样木伐倒后用同一种工具、同：样木伐倒后用同一种工具、同一种区分求积法计算其材积。一种区分求积法计算其材积。l l将各样木的胸径将各样木的胸径(D)(D)、树高、树高(H)(H)及材积及材积(V)(V)建立计算建立计算机数据库作为编制和检验材积表的基础数据，并机数据库作为编制和检验材积表的基础数据，并剔除异常数据。剔除异常数据。l l目前在编制材积表时，并不像过去那样将实测数目前在编制材积表时，并不像过去那样将实测数据按径阶分组后，求算各径阶样木的平均胸径和据按径阶分组后，求算各径阶样木的平均胸径和平均材积，而是将每个样木作为一个样本。平均材积，而是将每个样木作为一个样本。(2)(2)编制一元材积表编制一元材积表l l用图解法确定方程类型：根据各编表样木的胸径用图解法确定方程类型：根据各编表样木的胸径与材积，在计算机上以胸径为横坐标、材积为纵与材积，在计算机上以胸径为横坐标、材积为纵坐标作散点图，根据散点的分布趋势，选择合适坐标作散点图，根据散点的分布趋势，选择合适的方程类型。的方程类型。l l分别采用不同方程进行拟合，计算其剩余平方和分别采用不同方程进行拟合，计算其剩余平方和及相关系数及相关系数(或相关指数或相关指数)，选择其中剩余平方和，选择其中剩余平方和最小、相关系数最小、相关系数(或相关指数或相关指数)最大的经验方程，最大的经验方程，且最接近材积与胸径散点分布趋势的方程式作为且最接近材积与胸径散点分布趋势的方程式作为编表材积式。编表材积式。l l一元材积表的整理。一元材积表的整理。一元材积方程一元材积方程一元材积方程一元材积方程提出人提出人提出人提出人科泊斯基格尔哈特科泊斯基格尔哈特迪赛斯库迈耶迪赛斯库迈耶覆赫纳德尔克雷恩覆赫纳德尔克雷恩伯克霍特伯克霍特布里纳克布里纳克芦泽（芦泽（19071907）中岛广吉（中岛广吉（19241924）黑龙江省齐齐哈尔地区小黑杨人工林一元材积式及拟合图黑龙江省齐齐哈尔地区小黑杨人工林一元材积式及拟合图1.2 一元材积表的应用 l l根据标准地每木调查结果，分别树种，选用一元根据标准地每木调查结果，分别树种，选用一元材积表，分别径阶由材积表上查出各径阶单株平材积表，分别径阶由材积表上查出各径阶单株平均材积值。均材积值。l l径阶平均材积乘以径阶林木株数，即可得到径阶径阶平均材积乘以径阶林木株数，即可得到径阶材积，各径阶材积之和就是该树种标准地林分蓄材积，各径阶材积之和就是该树种标准地林分蓄积量，各树种的林分蓄积之和就是标准地林分总积量，各树种的林分蓄积之和就是标准地林分总蓄积量。蓄积量。l l依据这个蓄积量及标准地面积计算每公顷林分蓄依据这个蓄积量及标准地面积计算每公顷林分蓄积量，再乘以林分面积即可求出整个林分的蓄积积量，再乘以林分面积即可求出整个林分的蓄积量。量。1.3 一元材积表的检验l l材积表编制的时间太久或某地区内某些林分条件材积表编制的时间太久或某地区内某些林分条件发生了较大的变化时，应进行必要的检验。发生了较大的变化时，应进行必要的检验。l l则应事先随机收集则应事先随机收集100100株以上树木的胸径及树高的株以上树木的胸径及树高的数据，绘制树高曲线与原编表数据的树高曲线相数据，绘制树高曲线与原编表数据的树高曲线相比较，并作统计检验。如基本一致比较，并作统计检验。如基本一致(统计检验差异统计检验差异性不显著性不显著)，则可认为原表仍可用；若差异性显著，则可认为原表仍可用；若差异性显著，则要考虑重新编表。则要考虑重新编表。2 二元材积表l l根据材积与胸径、树高两个因子的函数关系编制根据材积与胸径、树高两个因子的函数关系编制的材积数表称为二元材积表。的材积数表称为二元材积表。l l因二元材积表的编表资料是同一树种取于较大的因二元材积表的编表资料是同一树种取于较大的地域范围，其适用地域较大，故又称为地域范围，其适用地域较大，故又称为一般材积一般材积表或标准材积表表或标准材积表。l l它是最基本的立木材积表。它是最基本的立木材积表。2.1 二元材积表的编制 l l编表原理同一元材积表，编表时注意以下几点：编表原理同一元材积表，编表时注意以下几点：(1)(1)一般是分别树种编表，对干形相近或蓄积比一般是分别树种编表，对干形相近或蓄积比重小的树种，可合并为树种组编表。重小的树种，可合并为树种组编表。(2)(2)同一树种，一般不必再分别不同地区编制。同一树种，一般不必再分别不同地区编制。同一树种在不同地区的干形一般差别不大。同一树种在不同地区的干形一般差别不大。(3)(3)二元材积方程很多，应用时必须根据具体资二元材积方程很多，应用时必须根据具体资料选择最优方程。料选择最优方程。材材 积积 方方 程程 提提 出出 者者 迈耶迈耶(1949)(1949)孟宪宇孟宪宇(1982)(1982)纳斯伦德纳斯伦德(Na slund M.(Na slund M.，1947)1947)寺崎渡寺崎渡(1920)(1920)山本和藏山本和藏(1918)(1918)卡松卡松(Korsun F.(Korsun F.，1955)1955)斯泊尔斯泊尔(spurr S.H.(spurr S.H.，1952)1952)奥盖亚奥盖亚(Ogeya N.(Ogeya N.，1968)1968)高田和彦高田和彦(1958)(1958)德威特德威特(Dwight T.W.(Dwight T.W.，1937)1937)斯泊尔斯泊尔(1952)(1952)斯托特斯托特(Stoate T.N.(Stoate T.N.，1945)1945)斯泊尔斯泊尔(1952)(1952)寺崎渡寺崎渡(1920)(1920)haaooaaaooaaoaaohahaaooooedaVhdaVhahdadaaVhdaVhdaVdaahdVhaadVhdaaVhdaVhdaVedaVdhahahdadaaVdhahahdadaaVhdadhadadaaV/2232221020310210221/242322212432221243221211112121321)()/()()1(-=+=+=+=+=+=+=+=+=2.2 二元材积表的应用l l根据每个径阶的中值和从树高曲线上查出的该径根据每个径阶的中值和从树高曲线上查出的该径阶的平均高值，就可从二元材积表中查出各径阶阶的平均高值，就可从二元材积表中查出各径阶的单株平均材积，乘以该径阶的林木株数，可计的单株平均材积，乘以该径阶的林木株数，可计算出该径阶的林木材积，各径阶林木材积相加，算出该径阶的林木材积，各径阶林木材积相加，即得林分蓄积。即得林分蓄积。l l在大面积的森林蓄积量调查中，一般不直接使用在大面积的森林蓄积量调查中，一般不直接使用二元材积方程二元材积方程(或二元材积表或二元材积表)测定林分蓄积量，测定林分蓄积量，而常常使用由二元材积方程而常常使用由二元材积方程(或二元材积表或二元材积表)导算导算的一元材积表。的一元材积表。3 树高级立木材积表 l l树高级树高级：根据直径与树高的关系，把相同林分平：根据直径与树高的关系，把相同林分平均直径对应的不同林分平均高分为若干等级称作均直径对应的不同林分平均高分为若干等级称作树高级。一般分树高级。一般分3 37 7级，用罗马数字表示。级，用罗马数字表示。l l树高级立木材积表树高级立木材积表：按树种或树种组，分别树高：按树种或树种组，分别树高级编制的一元材积表叫做树高级立木材积表。级编制的一元材积表叫做树高级立木材积表。l l树高级材积表是介于二元和一元材积表之间的一树高级材积表是介于二元和一元材积表之间的一种表。种表。l l用树高级材积表测算林分蓄积首先根据林分平均用树高级材积表测算林分蓄积首先根据林分平均直径和平均高确定该林分所属树高级，然后用该直径和平均高确定该林分所属树高级，然后用该树高级的一元材积表计算该林分蓄积，计算程序树高级的一元材积表计算该林分蓄积，计算程序同一元材积表。同一元材积表。4 三元材积表l l三元材积表是分别形率级三元材积表是分别形率级(形级形级)编制的二元材积表。编制的二元材积表。l l使用时要测定林木胸径、树高和一个上部直径来确使用时要测定林木胸径、树高和一个上部直径来确定树干材积的方法，故称为三元材积表。定树干材积的方法，故称为三元材积表。l l我国为解决云南亚热带林区森林资源调查树种很多我国为解决云南亚热带林区森林资源调查树种很多的困难试编过形率级三元的困难试编过形率级三元通用立木材级表通用立木材级表。l l虽然三元材积表的理论精度较高，但因使用不便，虽然三元材积表的理论精度较高，但因使用不便，未能在生产中推广应用。未能在生产中推广应用。第4节 标准表法和实验形数法 l l林分蓄积量林分蓄积量(M)(M)可以看成是由林分中可以看成是由林分中(或单位面积上或单位面积上)所有树木胸高总断面积所有树木胸高总断面积(G)(G)、林分条件平均高、林分条件平均高(H)(H)和林分形数和林分形数(F)(F)这三个要素所构成：这三个要素所构成：l l式中的式中的H H不是林分算术平均高，而是林分条件平均不是林分算术平均高，而是林分条件平均高高(H)(H)。林分形数。林分形数F F也不是林分中所有单株林木形数也不是林分中所有单株林木形数的平均值，而是的平均值，而是1 标准表法l l标准表法是特烈其亚柯夫标准表法是特烈其亚柯夫(1927)(1927)根据立木材积三根据立木材积三要素原理提出的一种确定林分疏密度和林分蓄积要素原理提出的一种确定林分疏密度和林分蓄积量的数表和方法。量的数表和方法。l l应用标准表确定林分蓄积时，只要测得林分的每应用标准表确定林分蓄积时，只要测得林分的每公顷胸高总断面积公顷胸高总断面积(G)(G)和林分平均高和林分平均高(H(HD D)，就可从，就可从标准表上查出对应于平均高的每公顷标准断面积标准表上查出对应于平均高的每公顷标准断面积(G(G标标)和标准蓄积和标准蓄积(M(M标标)，先求出林分疏密度，先求出林分疏密度(P)(P)：l l然后，依上式再求算林分每公顷蓄积：2 平均实验形数法l l先测出林分平均高与总断面积，再从先测出林分平均高与总断面积，再从p32p32表表1-91-9中中查出相应树种的平均实验形数（查出相应树种的平均实验形数（f f）值，代入下）值，代入下式计算林分蓄积：式计算林分蓄积：l l算例：某一落叶松人工林林分平均高算例：某一落叶松人工林林分平均高14.5m14.5m，每公，每公顷断面积顷断面积28.0m28.0m2 2。从主要乔木树种平均实验形数。从主要乔木树种平均实验形数表（表表（表1-91-9）中查得落叶松的）中查得落叶松的f f=0.41=0.41，则：，则：第5节 目测法l l目测法是一种凭调查员目估经验的方法，除用于森目测法是一种凭调查员目估经验的方法，除用于森林踏查或幼林调查要求精度不高的情况外，还广泛林踏查或幼林调查要求精度不高的情况外，还广泛用于森林经理调查，但常利用一些辅助手段，如用用于森林经理调查，但常利用一些辅助手段，如用标准表、形高表、收获表和角规进行辅助目测。标准表、形高表、收获表和角规进行辅助目测。l l为了保证目测的可靠性，在对某一地区进行目测调为了保证目测的可靠性，在对某一地区进行目测调查之前，要在有代表性的林分中设置查之前，要在有代表性的林分中设置20203030块练习块练习标准地，用目测与实测对比进行目测训练，积累经标准地，用目测与实测对比进行目测训练，积累经验，达到目测及格水平的人员才能进行目测调查。验，达到目测及格水平的人员才能进行目测调查。