林分蓄积量测定

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1、第 五 章 林 分 蓄 积 量 测 定 二 、 标 准 木 法1、 标 准 木具 有 平 均 材 积 的 树 木 ： 与 Dg、 Hg相 差 不 超 过 5%且 干 形 中 等的 树 木 。2、 标 准 木 法 种 类（ 一 ） 平 均 标 准 木 法 （ 单 级 法 ）每 木 检 尺 计 算 Dg， 树 高 曲 线 Hg；寻 找 13株 与 D g、 Hg相 差 不 超 过 5%且 干 形 中 等 的 树 木 作 为 平均 标 准 木 ， 伐 倒 或 用 测 树 仪 区 分 实 测 树 干 材 积 ；求 算 蓄 积 ， 再 算 单 位 面 积 蓄 积 。 例 P123 ni ini igvG

2、M 11 （ 二 ） 分 级 标 准 木 法 为 提 高 精 度 ， 按 一 定 标 准 将 全 部 树 木 分 成 若 干 个 级 （ 一般 为 3级 ） ， 每 级 应 用 平 均 标 准 木 法 ； 分 级 原 则 ： 级 间 方 差 大 ， 级 内 方 差 小 。 ki nj ijinj ij ii gGVM 1 11 式 中 ： ni 第 i级 中 标 准 木 株 数 ； k分 级 级 数 （ i 1， 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 。 1. 等 株 径 级 标 准 木 法 由 乌 里

3、希 (Urich V ， 1881)首 先 提 出 。 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 3 5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 。 具 体 测 算 方 法 见 p125表 52。 2.等 断 面 积 径 级 标 准 木 法 哈 尔 蒂 希 (Hartig R ， 1868)首 先 提 出 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

4、 该 径 级 的 材 积 积 ，将 各 径 级 材 积 合 计 得 林 分 蓄 积 。 具 体 测 算 方 法 见 p131表 53 3.径 阶 等 比 标 准 木 法 德 劳 特 (Draudt， 1860)提 出 。 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

5、积 相 加 得 标 准 地 总 蓄积 。 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 。 ki iikk nVnVnVnV 12211M 三 、 材 积 表 法 （ Method of volume table） 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 。 材 积 表 （ 立 木 材 积

6、表 ） ： 按 树 干 材 积 与 其 三 要 素 之 间 的 函数 关 系 编 制 的 单 株 平 均 带 皮 材 积 的 数 表 。 分 类 ： 一 元 材 积 表 、 二 元 材 积 表 、 三 元 材 积 表 在 林 业 生 产 中 ， 最 为 常 用 的 材 积 表 是 一 元 材 积 表 一 元 材 积 表 （ 地 方 材 积 表 ） （ one-way/local volume table）（ 1） 定 义 根 据 胸 径 1个 因 子 编 列 的 树 干 带 皮 材 积 的 数 表 。 一 元 材 积 表 未 考 虑 树 高 和 干 形 对 材 积 得 影 响 。 即 胸 径

7、相 同的 立 木 ， 其 材 积 则 同 。 一 元 材 积 表 适 用 于 相 同 立 地 条 件 下 的 局 部 地 区 ， 使 用 范 围 较小 ， 故 一 元 材 积 表 又 称 作 地 方 材 积 表 。 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 （ 2） 编 制 一 元 材 积 表 的 方 法 与 步 骤 资 料 收 集 与 整 理 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

8、 适用 范 围 。 样 本 数 量 ： 在 一 个 地 区 （ 林 业 局 ） 样 本 数 量 一 般要 求 在 200 300株 以 上 。 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 。 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 。 将 各 样 木 的 胸 径 (D)、 树 高 (H)及 材 积 (V)建 立 数 据库 作 为 编 制 和 检 验 材 积 表 的 基 础 数 据 ， 并 剔 除 异常 数

9、 据 。 在 收 集 编 表 资 料 时 ， 应 同 时 收 集 编 表 和 检 验 表 两套 样 本 ， 用 编 表 样 本 编 表 ， 用 检 验 样 本 检 验 所 编材 积 表 的 精 度 。 编 制 一 元 材 积 表 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 。 最 优 材 积 方 程 的 选 择 ： 编 制 一 元 材 积 表 的 方 程 类型 很 多 ， 常

10、 用 的 方 程 下 表 所 示 。 一 元 材 积 表 的 整 理 。 一 元 材 积 回 归 方 程 2bDaV 2bDaDV 2cDbDaV baDV DcDbaV 1lglg DDaV 1 3 DbcaDV 一 元 材 积 方 程 提 出 人科 泊 斯 基 （ Kopezky） 格 尔 哈 特（ Gehrardt）迪 赛 斯 库 （ Dissescu.R） 迈 耶（ Meyer.W.H）覆 赫 纳 德 尔 （ Hohenadl.W） 克 雷 恩（ Krenn.K）伯 克 霍 特 （ Berkhout）布 里 纳 克 （ Brenac）芦 泽 （ 1907）中 岛 广 吉 （ 1924）

11、 最 优 材 积 方 程 的 选 择 如 何 拟 合 和 选 择 最 优 经 验 方 程 是 编 表 的 关 键 。 利 用 编 表 样 本 数 据 ， 分 别 采 用 不 同 的 一 元 材 积 方程 进 行 拟 合 。 对 于 线 性 回 归 方 程 ， 可 采 用 普 通 的最 小 二 乘 法 求 解 模 型 参 数 ， 而 非 线 性 回 归 模 型 的参 数 估 计 方 法 则 需 采 用 阻 尼 最 小 二 乘 法 ， 如 麦 夸脱 （ Marquardt） 迭 代 法 ， 即 由 给 定 的 模 型 初 始 参数 值 ， 通 过 反 复 迭 代 得 到 模 型 的 参 数 估 计

12、 值 。 对材 积 方 程 进 行 参 数 估 计 的 同 时 ， 计 算 一 些 拟 合 统计 量 。 根 据 所 计 算 的 各 方 程 的 拟 合 统 计 量 ， 选 择 其 中 SSE最 小 、 MSE、 Syx最 小 、 相 关 系 数 (或 相 关 指 数 )最大 的 材 积 方 程 ， 并 应 考 虑 最 接 近 图 解 法 的 散 点 分布 趋 势 的 方 程 式 作 为 编 表 的 材 积 式 。 模 型 的 拟 合 统 计 量 ni ii VVSSE 1 2pnSSEMSE xy， pn VVS iixy 2， ni ini ii VV VVTSSSSER 1 21 22

13、11 A.剩 余 离 差 平 方 和 (SSE)：B.剩 余 均 方 差 (MSE)：C.剩 余 标 准 差 (Sy.x):D.相 关 指 数 (R2 )：式 中 ： p方 程 参 数 个 数 ； n样 本 数 。 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 n=1150, SSE=0.43377, Sy.x=0.019447,R2=0.9942 138717.2000343836.0 DV 一 元 材 积 表 的 精 度 计 算 用 编 表 样 木 出 回 归 标 准 差 （ Sy.x） ， 回 归 标准 误 （ ） ， 误 差 限 （

14、 ） ， 相 对 误 差 限（ E%） 及 模 型 的 预 估 精 度 (P%) ： yS 2 2 . n yyS iixy )( 2pnn yyS iiy ySt 05.0 1001% yE 1001%100% 05.0 yStEP y 一 元 材 积 表 的 精 度 计 算 平 均 相 对 误 差 ： 相 对 误 差 限 在 5 （ 或 精 度 P95 ） 以 内 ，平 均 相 对 误 差 小 于 3%， 则 说 明 所 编 材 积 表满 足 精 度 要 求 。 nV VVni ii /1 （ 4） 由 二 元 材 积 表 导 算 一 元 材 积 表 在 用 表 地 区 随 机 抽 取 2

15、00 300株 以 上 样 木 ， 实 测样 木 的 胸 径 和 树 高 。 先 根 据 实 测 样 木 胸 径 和 树 高 作 树 高 曲 线 图 。 依 曲线 趋 势 选 用 方 程 类 型 ， 并 进 行 比 较 、 优 化 ， 最 后确 定 用 于 导 算 一 元 材 积 表 的 最 佳 树 高 曲 线 方 程 Hf（ D） 。 将 树 高 曲 线 代 入 二 元 材 积 式 V g(D， H)中 ， 得 到一 元 材 积 式 。 树 高 曲 线 模 型序 号 方 程 名 称 树 高 曲 线 方 程1 双 曲 线2 柯 列 尔 (R， 1878)3 Goulding (1986)4 S

16、chumacher(1939)5 Wykoff 等 人 (1982)6 Ratkowsky （ 1990）7 Hossfeld (1822)8 Bates and Watts (1980) 9 Loetsh 等 人 (1973) 10 Curtis (1967) cDbaH cDbeaDH 3.1 5.23.1 DbaH DbaeH 3.1 )1(3.1 DbaeH )(3.1 cDbaeH )1(3.1 cbDaH )(3.1 DbaDH 22 )(3.1 bDa DH bDaH )1(3.1 1 例 ： 兴 安 落 叶 松 的 树 高 曲 线 经 验 方 程 为 ： 兴 安 落 叶 松 二

17、 元 材 积 方 程 为 ： 将 各 径 阶 中 值 代 入 树 高 曲 线 求 得 各 径 阶 的 平均 高 ， 再 将 各 径 阶 中 值 及 平 均 高 代 入 二 元 材积 式 ， 计 算 出 各 径 阶 的 平 均 材 积 列 表 ， 即 为导 算 的 一 元 材 积 表 。 1496653.17582894.1410000501682.0 HDV DDH 025696.06872.0 应 用使 用 前 如 遇 下 列 情 况 应 予 检 验 ： 编 表 地 域 森 林 状 况 有 明 显变 化 ； 扩 大 使 用 范 围 。（ 随 机 实 测 有 代 表 性 的 100株 作 D

18、H曲 线 与 编 表 的 相 比 ， 误差 不 得 超 过 5%）使 用 计 算 ：每 木 检 尺 径 阶 整 化 查 表 各 单 株 材 积 株数 各 径 阶 材 积 求 和 林 分 蓄 积 量 （ 1） 定 义 ： 根 据 胸 径 与 树 高 2个 因 子 编 制 的 树 干 带 皮 材 积 的 数 表 。（ 2） 编 制 ： 同 一 元 材 积 表 。（ 3） 应 用 ：计 算 林 分 蓄 积 ：导 算 一 元 材 积 表 ：每 木 检 尺 树 高 曲 线各 径 阶 株 数 各 径 阶 树 高 径 阶 各 径 阶 单 株 材 积各 径 阶 材 积 林分蓄积随 机 选 100200株样 木

19、 实 测 D、 H 树 高 曲 线 或 方 程 各 径 阶 树 高径 阶 一 元 材 积 表 或 方 程2. 二 元 材 积 表 (two-way/standard/general volume table） 求 和查 表 查 二元 材积 表 或方 程 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 。 它 是 最 基 本 的 立 木 材 积 表 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

20、(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 。 三 元 材 积 表 (form class/three-way volume table） 三 元 材 积 表 是 分 别 形 率 级 (形 级 )编 制 的 二 元 材 积 表 。 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 。 我 国 为 解 决 云 南 亚 热 带 林 区 森 林 资 源 调 查 树 种 很 多 的

21、 困难 试 编 过 形 率 级 三 元 通 用 立 木 材 级 表 。 虽 然 三 元 材 积 表 的 理 论 精 度 较 高 ， 但 因 使 用 较 烦 ， 未 能在 生 产 中 推 广 应 用 。 4. 树 高 级 材 积 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 3 7级 ，用 罗 马 数 字 表 示 。 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 。 树 高 级 材 积 表

22、是 介 于 二 元 和 一 元 材 积 表 之 间 的 一 种 表 。 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 。 1、 标 准 表 法 测 林 分 H g及 每 公 顷 断 面 积 （ G 实 ） ； 查 标 准 表 对 应 于 H g的 每 公 顷 标 准 断 面 积 （ G 标 ） 和 标 准 蓄 积 （ M标 ） ；计 算 林 分 疏 密 度 （ P） ：

23、核 心 ！ 计 算 林 分 每 公 顷 蓄 积 （ M实 ） ： M实 =P M标例 如 ： 测 得 某 杉 木 林 分 断 面 积 为 32m2/hm2， 平 均 高 11.3m， 用 标 准 表 求 其蓄 积 。 杉 木 标 准 表 （ 摘 录 ） 标实GGP 林 分 平 均 高（ m) 断 面 积(m 2/hm2) 蓄 积(m3/hm2)11 43.4 26912 47.4 316 解 ： )/(6.44310 4.434.474.43 22 hmmG 标 )/(2831310269316269 23 hmmM 标 )/(1.2031.2836.4432 23 hmmMGGM 标标实实 四 、 用 蓄 积 三 要 素 法 确 定 林 分 蓄 积 2. 平 均 实 验 形 数 法 测 林 分 Hg及 每 公 顷 断 面 积 ； 查 表 19（ P32） 得 到 相 应 树 种 的 平 均 实 验 形 数 ；计 算 林 分 蓄 积 ：例 ： 某 杉 木 林 分 ， 测 得 其 胸 高 断 面 积 为 32m2 /hm2 ，Hg=11.3m， 试 估 计 该 林 分 蓄 积 。GHfM )3( )/(616.18732)33.11(41.0)3( 23 hmmGHfM