测树学第四章

1、森林计测学Forest Mensuration第4章 立地质量与林分密度p立地质量及其评价方法p林分密度和林分生长p单木竞争指标第1节 立地质量及评价方法1 立地和立地质量立地l在生态学上称生境，指林地环境和由该环境所决定的林地上的植被类型及质量（美国林学会，1971）。l是森林或其他植被类型生存的空间及与相关的自然因子的综合。l它有两个含义： （1）立地这个词具有地理位置的含义 （2）它是指存在于一个特定位置的环境条件（生物、土壤、气候）的综合。l立地在一定的时间内是不变的，而且与生长于其上的树种无关。 立地质量l指在某一立地上既定森林或者其他植被类型的生产潜力。l一个既定的立地，对于不同的

2、树种来说，可能会得到不同的立地质量评价的结果。l立地的调查应包括两个内容，一个是立地的分类（全国共划分8个立地区域、50个立地区、166个立地亚区），一个是立地质量的评价。l东北寒温带温带立地区域l西北温带暖温带立地区域 l黄土高原暖温带立地区域 l华北暖温带立地区域 l青藏高原寒带亚寒带立地区域 l西南高山峡谷亚热带立地区域 l南方亚热带立地区域 l华南亚热带热带立地区域 l一般来说，具体的森林经营工作总是针对一定的树种和一定的地理区域而言，因此在林分调查中关于这部分内容是以立地质量评价为主。 2 立地质量评定方法 2.1 直接评定法l指直接用林分的收获量和生长量的数据来评定立地质量。2.1

3、.1 根据林分蓄积量或收获量评定立地质量l林分蓄积量是用材林经营中最关心的指标之一，直接利用林分蓄积量评定立地质量既直观又实用。但由于影响林分蓄积量的因子不仅仅是立地质量，采用这种方法时应将林分换算到某一相同密度状态下才为有效。另外，这种评定方法一般适用于同龄林。(1)利用固定标准地或根据林分蓄积量的历史记录评定立地质量l利用固定标准地的蓄积量测定记录，可以得到林分蓄积量及其生长量，将其换算为某一标准林分密度状态下的蓄积和生长量，即可以评定、比较林分的立地质量。(2)利用正常收获表的蓄积量估计值评定立地质量2.1.2 利用林分高评定立地质量l生长在立地质量好的林地上的树木材积生长快，树高生长也

4、快。在相同年龄时，林分越高，林地的立地条件越好，林地的生产力越高。l树高也比较容易测定，与平均胸径及蓄积量相比，受林分密度影响较小。l利用林分高已成为林业上最常采用的评定立地质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。 地位级法l依据林分平均高（HD）与林分年龄（A）的关系作为评定立地质量的标志，将立地质量划分为若干等级，所编制出的表称作地位级表。它是反映林地生产力的一种相对度量指标。l地位级表上将同立地质量按相同年龄时林分条件平均高的变动幅度划分为若干个级数，通常为57级，以罗马数字、符号来表示。l使用地位级表时，先测定林分平均高（HD）和林分年龄（A），由地位级表上即可查出该林地的地位级。l复

5、层混交林，则应根据主林层的优势树种确定地位级。年龄地 位 级 40 50 60 70 80 90100110120130140150 7 109 1312 1614.5 1917 2219.524.521.5 262327.524.5 2926 3027 3128 6 8.57.5 111013.512 161418.51620.517.5 221923.520.5 2522 2623 27245 76 98 119.5 1311 1512.516.514 181519.516.5 2118 2219 2320 3.5 5.54.5 76 8.57 108 11.59 1310.5 1411.

6、515.512.5 1714 1815 19162.5 43 54 64.5 75 86 9.5710.5811.59 1310 1411 1512小兴安岭红松天然林地位级表地位指数法l用标准年龄（或基准年龄）时林分优势木平均高的绝对值作为评定林地生产力的指标。所编制的数表，称为地位指数表。l它是依据林分优势木的平均高（HT）与林分年龄（A）的相关关系而编制的。l使用地位指数表时，先测定林分优势木平均高和年龄，由地位指数表上即可查得该林分林地的地位指数级。年龄（年）地 位 指 数 级12141618202224204.585.406.237.067.908.739.5710.40406.808

7、.039.2710.5011.7412.9814.2215.46608.4910.0211.5613.1014.6516.1917.7319.28809.8511.6313.4215.2217.0118.8020.5922.3810011.0012.9914.9916.9918.9920.9922.9924.9912011.9814.1516.3318.5120.6922.8725.0527.2314012.8415.1617.5019.8322.1724.5026.8329.1716013.5916.0518.5220.9923.4625.9328.4030.8718014.2516.831

8、9.4222.0124.6027.1929.7832.3720014.8417.5220.2222.9225.6228.3131.0133.7122015.3618.1420.9323.7226.5229.3132.1034.8924015.8318.6921.5724.4427.3230.2033.0835.9526016.2419.1822.1425.0928.0531.0033.9536.9028016.6219.6322.6525.6728.7031.7234.7337.7630016.9620.0323.1126.2029.2832.3635.4438.52小兴安岭红松天然林地位指数

9、表小兴安岭红松天然林地位指数表 标准年龄：标准年龄：100年（单位：年（单位：m） 小兴安岭红松天然林地位指数曲线图 l测定林分中所有上层木的树高，求其平均值。l每100平米测一株最高树木的树高，以标准地内所测树木书高平均值。l在林分中测20株以上的优势木，计算平均值。l测定3-6株均匀分布在标准地内的优势木树高，计算平均值。优点：l用优势木高的绝对值来反映林分生产力等级，它给人们一个直观反映立地质量的数量指标。l优势木高受林分密度和树种组成的影响较小，避免了抚育间伐的影响，且优势木平均高的测定工作量比林分条件平均高的测定工作量小。l在使用过程中若发现其不能满足所用地区的最高或最低要求，可按相

10、同的指数级距加以补充。缺点：l不适合上层间伐的林分。第3节 林分密度与林分生长l林分密度是评定林分中林木间拥挤程度的指标。l林分中林木间拥挤程度取决于单位面积上的林木株数，林木平均大小和林木在林地上的分布。l对于人工林，林分内林木在林地上的空间分布较均匀，因此，单位面积林木株数和平均林木大小是经常采用的林分密度指标。1 林分密度对林分生长的影响1.1 林分密度对树高生长的影响l林分密度对上层木树高的影响是不显著的，林分上层高的差异主要是由立地条件的不同而引起的。1.2 林分密度对胸径生长的影响l密度对林分平均直径有显著的影响，即密度越大的林分其林分平均直径越小，直径生长量也小。1.3 林分密度

11、对材积生长的影响l一般地说，密度大的林分蓄积量要大些，较疏的林分蓄积量要低些，这一规律又依林分年龄的不同又有所变化。从理论上讲，对于成过熟林，密度对林分蓄积量的影响不大。1.4 林分密度对林木干形的影响l林分密度对树干形状的影响较大，一般地说，密度大的林分内其林木树干的削度小。1.5 林分密度对林分木材产量的影响l一般地说，密度小的林分其木材产量较低，但大径级材材积占木材产量的比例较大。而密度大的林分木材总产量较高，但大径级材材积占总木材产量的比例较小，小径级材材积则占的比例较大。2 林分密度指标l林分密度指标是评定林分内林木间拥挤程度的尺度。单位面积上的林木株数和平均林木大小是经常采用的林分

12、密度指标。l从生物学角度定量描述林分密度时，无论采用绝对指标还是采用相对指标，主要应满足以下几个方面，才算是有效的密度测定方法： 1) 反映林地利用程度； 2) 反映林分中树木之间的竞争水平； 3) 与林分生长量和收获量相关； 4) 测定容易，便于应用，具有生物学意义； 5) 与林分年龄和立地条件无关。可大致划分成以下两大类五种：l林分密度绝对测度： （1）单位面积株数； （2）单位面积上的断面积；l林分密度相对测度： （3）基于单位面积株数与林木直径关系为测度； （4）以单位面积株数与林木树高关系为测度； （5）以单位面积株数与林木材积（或重量）关系测度 。2.1 株数密度l概念单位面积上的

13、林木株数（N/hm2）。l单位面积上林木株数多少，直接反映出每株林木平均占有的营养面积和空间的大小。它是造林、营林、林分调查及编制林分收获表中经常采用的林分密度指标。l株数密度测定方法简单易行。在实际生产中，常用林分的初始株数密度来表示林分密度。l株数密度与林龄、立地等因子的相关紧密，作为密度指标这一点是个不足之处。2.2 每公顷断面积l概念林地上每公顷的林木胸高断面积之和。l由于断面积易于测定，而且断面积的大小与林木株数和林木大小有关，同时，它又与林分蓄积量紧密相关，所以，每公顷断面积也是一个广泛使用的林分密度指标。l林分断面积是一个随林分生长而变化的密度指标。l株数与平均个体大小的不同组合

14、有可能导致相同的每公顷断面积。 例如：有两个林分其平均胸径（Dg）和N/hm2分别为：10cm、2500株/ hm2及20cm，637株/ hm2，但这两个林分的G20 m2hm2 。2.3 疏密度l疏密度是林分每公顷胸高断面积（或蓄积）与相同立地条件下标准林分每公顷胸高断面积（或蓄积）之比值：标林标林或MMGGPPl标准林分：某一树种在某一立地条件下充分利用生长空间，生长最佳的林分。l疏密度是一个相对密度指标，在东欧、前苏联及我国，它是最常采用的林分密度指标之一。2.4 立木度l立木度是指现实林分与生长最佳、经营最好的正常林分进行比较所得到的相对测度。在西方国家常用立木度作为密度指标。立木度

15、的概念与我国采用的疏密度相似。l立木度常以不足立木度、完满立木度、充分立木度(过高立木度)来表示某一林分密度是否符合经营目的，它采用相对数值的表达形式。2.5 郁闭度l郁闭度：林冠的垂直投影面积与林地面积之比。l郁闭度采用样点法估算，其方法简单、概念直观。l一般认为，郁闭度达到0.9以上的林分应进行间伐，合理经营的林分其郁闭度不应小于0.6。）标准地对角线总长（）总长（标准地对角线树冠冠幅郁闭度mm2.6 林分密度指数（SDI）l林分密度指数：为现实林分的株数换算到标准平均直径（亦称比较直径）时所具有的单位面积林木株数。l是利用现实林分的株数(/hm2)与林分平均胸径(Dg)之间的关系计算而得

16、。l赖内克（Reineke，1933）发现任一具有完满立木度、未经营的同龄林中，只要树种相同，则林分单位面积株数(/hm2)与林分平均胸径(Dg) 之间呈幂函数关系：l两边取对数, 令Klog(a)时，则有 ：bgaDN )log()log(gDbKNN现实林分每公顷株数D0 标准平均直径（我国一般为10cm）D现实林分平均直径bDDNSDI)/(0l落叶松人工林的株数与胸径关系 ：l某一落叶松人工林平均胸径为15.7cm，每公顷株数（N）为1705株，标准直径（DI）定为20cm，则该林分密度指数（SDI）为：)log(4996. 12726.11)log(gDN1186)7 .15/20(

17、1705)/(4996. 10bDDNSDI林分密度指数优缺点：lSDI不仅能很好地反映林分内林木的拥挤程度，且与林龄、立地条件相关不紧密。因此，该密度指标被广泛应用于森林经营实践中，如在林分生长和收获模型和林分密度管理图中的应用。 lSDI主要缺点是忽略了树高(H)因子，在林分发育的过程中，N与Dg成反比，而N与H成正比。2.7 树冠竞争因子（CCF）l树冠竞争因子：林分中所有树木可能拥有的潜在最大树冠面积之和与林地面积的比值。每株树木的潜在最大树冠面积是根据自由树的冠幅和胸径的线性关系推算出来的。l自由树：在林分中空地上生长的树木。自由树的树冠冠幅与树木胸径之间呈有显著的线性正相关，这种线

18、性关系不随树木的年龄及立地条件的变化而改变。CCF的具体确定方法：(1)利用自由树的冠幅(CW)与胸径(D)建立线性回归方程 ：(2)计算树木的潜在最大树冠面积(MCA)：对于一株胸径为Di的自由树其最大树冠面积(MCAi)为： bDaCW22)(4)(4)(iiibDaCWMCA(3)求算CCF值：将单位面积林分中所有树木的(MCA)i相加即为该林分的CCF： %100)2(4)(122112NiiNiNiiiDbDabNaSMCACCFCCF的特点：lCCF是一个以直径结构、直径和冠幅相互关系为基础的相对密度指标。l它直观地反映了林木树冠对空间竞争的激烈程度。在北美，许多生长与收获预估模型系统都使用CCF作为林分密度指标。lCCF是既适用于同龄纯林，又适用于异龄混交林的密度指标， 特别是由于CCF反映了树种间竞