利用中心抽样方法对森林的林分四项测树指标估测的初步研究

1、    利用中心抽样方法对森林的林分四项测树指标估测的初步研究    杨绍阁摘要：森林资源二类调查工作中，通常采取角规测树方法估算林分指标。笔者推荐中心抽样方法估算林分指标，该方法理论基础是概率论原理，概型趋近于正态分布律。笔者对两种估算方式通过对比实验分析得出，中心抽样方法误差值较小，同时能够缩短工期，提高工作效率，节省大量人力、物力和財力，该方法可以应用于森林资源二类调查工作中。仅供同仁参考。关键词：中心抽样;林分指标;估测在森林资源二类调查工作中，保证和提高森林的林分主要测树指标，即林分平均胸径、平均树高、平均密度、平均每公顷蓄积量这四项指标，是特

2、别重要的。在以往的森林资源二类调查工作中，一直沿用角规测树方法，来对森林的林分各项测树指标进行估测，由于角规测树方法，用工量太多，耗资巨大，其外业调查劳动强度很大，内业计算也很繁琐，况且测树指标的估测精度不理想，笔者建议应改用新的科学的中心抽样方法。把这一方法应用到森林资源二类调查工作中去，既能保证了森林的各项林分测树指标的估测精度，又可大大地提高工作效率，节省大量的劳务资金费用。一、中心抽样方法的理论基础根据概率论原理，当被测总体的各个单元数量很大时，其分布概型则趋近于正态分布律，也就是说基本符合正态分布律在对符合正态分布律的总体，采取中心抽样方法，即在概知总体平均数的左右，随机抽取少量样本

3、单元，作为抽样样本，其样本平均值就是总体平均值的数学期望，并且估测数据误差，在总体平均值一倍标准误差之内，这就是中心抽样方法的理论基础。众所周知，森林中的某个小班，其内林木株数很多，在林径级、树高级分布上，是遵从正态分布的，在材积分级分布上，是接近于正态分布的，因而被视为符合正态分布律的总体是可信的。在林分小班内，只要通过认真调查观测，平均样木是易于被发现并被选定的，平均样本的胸径、树高值，利用二元立木材积公式计算出的单株立木材积，据中心抽样方法的原理，其胸径、树高、单株立木本材积，正是对林分平均胸径、平均树高，平均单株立本材积的无偏信计，其估测误差，从理论上来讲，当然在总体平均值的一倍标准误

4、差之内。林木平均株间距的量测，同理也是对林分平均株间距的无偏估计，据林分密度公式求得林分密度，也正是对林分平均密度的无偏估计。样木单株立木材积与林分密度的乘积，即林木每公顷蓄积量，它正是对林分每公蓄积量的无偏估计，估测误差自然在总体平均值的一倍标准误差之内。这就是把中心抽样方法，应用到森林资源二类调查工作中，对各测树指标进行无偏估测的理论基础。为使于应用，把所确定的每个样本单元作为一个样点，每个样点分别量测5株平均样木的胸径，量测其中3株样木的树高。分别量测5次有代表性的树木之间水平距，为确保各项测树指标，特别是四项主要测树指标的估测精度，照数理统计关于中心抽样确定样本数量的原理，对林分面积较

5、大的小班适当增加一些样点，详见下表1。二、中心抽样调查方法根据林分面积，按照样点数量，把各样点较均匀地分布在小班内，并保面每个样点都必有代表性，即能客观、真实地反映林分各项测树指标的实际情况。1、林分平均胸径通过踏查目测，在某一样点上选取首株样木，在其径阶值的左右再各选两体样本，分别用卡尺成围尺实测它们的胸径，5样本的平均值，即为该点的径值，各样点的平均胸径值即为林分平均胸径，实测及平均值均精确到0.1厘米。2、林分平均树高用测高器实测首株样木的树高，再在首株样木胸径值的左各一株样木，即在5株样木之内选取3株样木，用测高器实测它们的树高，3株样本平均值，即为该点的树高值，各样点的平均树高值，即

6、为林分平均树高，实测及平均值均精确到0.1米。3、林分平均密度在某一样点上，通过目测选取有代表性的位置，以某株树为中心，分别量测其周国相邻的5株林木之间的水平距离，5段平均株间距即为该点株间距，各样点的平均株间距，即为林分株间距，实测及平均值均精确到0.01m。通过计算，密度均精确到株。三、中心抽样与角规测树两种调查方法的比较与分析1、两种调查方法估测值的比较由所采用的调查方法不同，对森林的林分四项测树指标的调查结果就会出现差异，现以长方形（1000平方米）样地全部每木检尺的数据为基准，分别对两种调查方法的测值进行对比，详见下表2。通过对比可以看出，利用中心抽样调查方法，四项测树指标的调查估测

7、数据，与方形样地的基准数据相对误差较小，而角规测树方法的调查估测数据，与方形样地的基准数据相对误差则校大。2、角规调查估测数据相对误差较大的原因角规调查方法，是森林资源二类调查一直沿用的调查方法，历时已达百年之久，其功不可没。但外业调查劳动强度大，内业计算也很繁琐，调查数据的估测精度不甚理想，是众所周知的。据笔者调查研究所知，其主要原因是，林分密度不能真实反映林木实际分布规律，不仅使林分平均胸径与林分实际情况不符，继而使各径级（小径和大径级）林木每公顷株数与林分实际情况不符，因而导致每公顷森林蓄积量估测数据相对误差较大。3、中心抽样调查方法的技术要求在对林分进行踏查时，要充分注意林分平均胸径与

8、林木加权平均胸径两者之间的关系，即前者是后者的1.03-1.05倍，在对确定的平均胸径样木并进行检尺时，调查允许误差为±0.5cm，平均树高调查允许误差为±0.5m，林木株间距调查允许误差为±0.2m。林分平均胸径、平均树高、林木株间距的调查允许误差，是指与林分实际情况对比而言的。在允许误差范围内对森林资源进行调查，不但能大大减轻外业调查劳动强度，而且也确保并提高了森林资源调查精度。4、两种调查方法用工量对比在外业调查方面，角规调查方法每个角规点用工量为10-30分钟，平均用工量为15分钟，中心抽样调查方法每个样点用工量为5分钟，仅为前者的1/3。在内业计算方面，

9、角规调查方法每个小班平均用工量（查表手工计算）为10分钟，中心抽样调查方法每个小班（用程序型计算器或电脑）平均用工量为2分钟，仅为前者的1/5。尽管中心抽样的样点比角规调查样点稍多一些，但对有蓄积林分调查总用工量可节省1/3-1/2。因而可节省森林资源二类调查资金1/3-1/2。对于森林资源较多的县（市、区）开展二类调查，一般需要数月、半年乃至一年时间，需要调查资金几十万甚至百万元，占用大量人力、物力和財力，如果利用中心抽样的调查方法，来进行森林资源二类调查，能大大缩短调查工期、节省大量人力、物力和财力，从而使森林资源调查数据真实可信可用，为指导今后的森林经营、以及制定林业发展规划定了坚实的基础。由于笔者的工作时间及业务水平有限，仅做少量的对比试验，不可能充分说明角规调查方法存在不尽科学之处，以及中心抽样调查方法在理论与应用上的详尽论证。供林业工作同行参考，如有不当之处，敬请提出宝贵意见，以期加以完善。參考文献：1 马德民，王勇.优化林分空间结构的森林经营方法探讨j.基层建设，2015（14）：102.（作者单位：抚顺县自然资源事务服务中心）科