《测树学第五章》PPT课件.ppt

森林计测学 Forest Mensuration 第5章 林分蓄积量测定 p标准木法 p材积表法 p3P样木法 p标准表法及平均实验形数法 p目测法 概 述 l林分蓄积量：林分中全部林木的材积，简称蓄积( 记作M)。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(m3/hm2)表示。 l蓄积是鉴定森林数量的主要指标。 l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。 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标准木：林分或标准地中，具有平均材积大小的 树木 。 l标准木法：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 分蓄积量的方法。 l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 蓄积量的方法。 l标准木法可分为平均标准木法和分级标准木法。 1 平均标准木法 l凡胸径、树高和形数等于该林分的平均直径、平 均树高及平均形数的树木称为该林分的平均标准 木。 l平均标准木法又称单级法(胡伯尔，1852)，是不 分级求标准木的方法。 步骤： (1) 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(Dg)； (2) 测树高（1530株），用数式法或图解法建立 树高曲线，并求出林分平均高 (HD)。 (3) 在林分内按 Dg (15)和HD (15)，且干 形中等标准，选13株标准木，伐倒并用区分求 积法测算其材积。 (4) 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(m3/hm2)。 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：MS 2 分级标准木法 l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(每个径级 包括几个径阶)，在各级中按平均标准木法测算蓄 积，而后叠加得总蓄积。 式中：ni第i级中标准木株数； k分级级数（i1，2，k)； Gi第i级的断面积； vij,gij 第i级中第j株标准木的材积及断面积 。 2.1 等株径级标准木法 l由乌里希(Urich V.，1881)首先提出。 l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35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 。 2.2 等断面积径级标准木法 l哈尔蒂希(Hartig R.，1868)首先提出 l依径阶顺序，将林木分为断面积基本相等的3-5个 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。 2.2 径阶等比标准木法 l德劳特(Draudt，1860)提出。 l分别径阶按一定株数比例(一般取10)选测标准 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(两端径阶株数较少，可合并到相 邻径阶)；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 积。 l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 径阶单株平均材积。可下式计算林分或标准地蓄 积： 第2节 立木材积表法 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 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地方材积表。 l它不能用于查单株树木的材积，只适于计算林分 蓄积。 l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。 1.1 一元材积表的编制方法 (1)资料收集与整理 l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 用范围。 l样本数量：在一个地区（林业局）样本数量一般 要求在200300株以上。 l抽样原则：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。 l测定方法和要求：样木伐倒后用同一种工具、同 一种区分求积法计算其材积。 l将各样木的胸径(D)、树高(H)及材积(V)建立计算 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。 l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 平均材积，而是将每个样木作为一个样本。 (2)编制一元材积表 l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 坐标作散点图，根据散点的分布趋势，选择合适 的方程类型。 l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(或相关指数)，选择其中剩余平方和 最小、相关系数(或相关指数)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 编表材积式。 l一元材积表的整理。 一元材积方程提出人 科泊斯基格尔哈特 迪赛斯库迈耶 覆赫纳德尔克雷恩 伯克霍特 布里纳克 芦泽（1907） 中岛广吉（1924） 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 均材积值。 l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 积量，各树种的林分蓄积之和就是标准地林分总 蓄积量。 l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 量。 1.3 一元材积表的检验 l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。 l则应事先随机收集100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 比较，并作统计检验。如基本一致(统计检验差异 性不显著)，则可认为原表仍可用；若差异性显著 ，则要考虑重新编表。 2 二元材积表 l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。 l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，故又称为一般材积 表或标准材积表。 l它是最基本的立木材积表。 2.1 二元材积表的编制 l编表原理同一元材积表，编表时注意以下几点： (1)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。 (2)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。 (3)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。 材 积 方 程 提 出 者 迈耶(1949) 孟宪宇(1982) 纳斯伦德(Na slund M.，1947) 寺崎渡(1920) 山本和藏(1918) 卡松(Korsun F.，1955) 斯泊尔(spurr S.H.，1952) 奥盖亚(Ogeya N.，1968) 高田和彦(1958) 德威特(Dwight T.W.，1937) 斯泊尔(1952) 斯托特(Stoate T.N.，1945) 斯泊尔(1952) 寺崎渡(1920) haa o o a aa o o aa o aa o hahaa o o o o edaV hdaV hahdadaaV hdaV hdaV daahdV haadV hdaaV hdaV hdaV edaV dhahahdadaaV dhahahdadaaV hdadhadadaaV /2 2 3 2 2 2 10 20 3 10 2 10 2 2 1 / 2 4 2 3 2 2 2 1 2 43 2 2 2 1 2 43 2 21 21 1 11 21 21 321 )( )/( )( )1( - - - = = += = = += += += += = = += += += 2.2 二元材积表的应用 l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 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， 即得林分蓄积。 l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(或二元材积表)测定林分蓄积量， 而常常使用由二元材积方程(或二元材积表)导算 的一元材积表。 3 树高级立木材积表 l树高级：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 树高级。一般分37级，用罗马数字表示。 l树高级立木材积表：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。 l树高级材积表是介于二元和一元材积表之间的一 种表。 l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 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。 4 三元材积表 l三元材积表是分别形率级(形级)编制的二元材积表 。 l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。 l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通用立木材级表。 l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。 第4节 标准表法和实验形数法 l林分蓄积量(M)可以看成是由林分中(或单位面积上 )所有树木胸高总断面积(G)、林分条件平均高(H) 和林分形数(F)这三个要素所构成： l式中的H不是林分算术平均高，而是林分条件平均 高(H)。林分形数F也不是林分中所有单株林木形数 的平均值，而是 1 标准表法 l标准表法是特烈其亚柯夫(1927)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 量的数表和方法。 l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(G)和林分平均高(HD)，就可从 标准表上查出对应于平均高的每公顷标准断面积 (G标)和标准蓄积(M标)，先求出林分疏密度(P)： 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先测出林分平均高与总断面积，再从p32表1-9中 查出相应树种的平均实验形数（f）值，代入下 式计算林分蓄积： l算例：某一落叶松人工林林分平均高14.5m，每公 顷断面积2