1、第五章 林分蓄積量測(cè)定一、林分蓄積量測(cè)定概述1、林分蓄積量林分中一切活立木材積之和。2、林分蓄積量測(cè)定1測(cè)定內(nèi)容：林分面積、林木材積2測(cè)定方法目測(cè)法實(shí)測(cè)法3林木材積計(jì)算方法：規(guī)范木法；數(shù)表法。全林實(shí)測(cè)：面積小、伐區(qū)調(diào)查設(shè)計(jì)、科研等部分實(shí)測(cè)：常用，規(guī)范地或樣地二、規(guī)范木法二、規(guī)范木法1 1、規(guī)范木、規(guī)范木具有平均材積的樹木：與具有平均材積的樹木：與DgDg、HgHg相差不超越相差不超越5%5%且且干形中等的樹木。干形中等的樹木。2 2、規(guī)范木法種類、規(guī)范木法種類一平均規(guī)范木法單級(jí)法一平均規(guī)范木法單級(jí)法每木檢尺每木檢尺 計(jì)算計(jì)算 Dg Dg，樹高曲線，樹高曲線 Hg Hg；尋覓尋覓1313株與株與

2、DgDg、HgHg相差不超越相差不超越5%5%且干形中等的樹且干形中等的樹木作為平均規(guī)范木，伐倒或用測(cè)樹儀區(qū)分實(shí)測(cè)樹干材木作為平均規(guī)范木，伐倒或用測(cè)樹儀區(qū)分實(shí)測(cè)樹干材積；積；求算蓄積，再算單位面積存積。求算蓄積，再算單位面積存積。例例P123P123niiniigvGM11二分級(jí)規(guī)范木法二分級(jí)規(guī)范木法為提高精度，按一定規(guī)范將全部樹木分成假設(shè)干個(gè)級(jí)普為提高精度，按一定規(guī)范將全部樹木分成假設(shè)干個(gè)級(jí)普通為通為3級(jí)，每級(jí)運(yùn)用平均規(guī)范木法；級(jí)，每級(jí)運(yùn)用平均規(guī)范木法；分級(jí)原那么：級(jí)間方差大，級(jí)內(nèi)方差小。分級(jí)原那么：級(jí)間方差大，級(jí)內(nèi)方差小。kinjijinjijiigGVM111 式中：ni 第i級(jí)中規(guī)范木

3、株數(shù)； k分級(jí)級(jí)數(shù)i1，2，k)； Gi第i級(jí)的斷面積； Vij,Gij 第i級(jí)中第j株規(guī)范木的材積及斷面積。1. 1. 等株徑級(jí)規(guī)范木法等株徑級(jí)規(guī)范木法 由烏里希(Urich V，1881)首先提出。 該法是將每木檢尺結(jié)果依徑階順序，將林木分為株數(shù)根本相等的35個(gè)徑級(jí)，分別徑級(jí)選規(guī)范木測(cè)算各徑級(jí)材積，各徑級(jí)材積疊加得規(guī)范地蓄積。 詳細(xì)測(cè)算方法見p125表52。 2. 2.等斷面積徑級(jí)規(guī)范木法等斷面積徑級(jí)規(guī)范木法 哈爾蒂希(Hartig R，1868)首先提出 依徑階順序，將林木分為斷面積根本相等的35個(gè)徑級(jí)，分別徑級(jí)選規(guī)范木計(jì)算該徑級(jí)的材積積，將各徑級(jí)材積合計(jì)得林分蓄積。 詳細(xì)測(cè)算方法見p1

4、31表533.3.徑階等比規(guī)范木法徑階等比規(guī)范木法 德勞特(Draudt，1860)提出。 分別徑階按一定株數(shù)比例(普通取10)選測(cè)規(guī)范木，根據(jù)每木檢尺結(jié)果，按比例確定每個(gè)徑階應(yīng)選的規(guī)范木株數(shù)(兩端徑階株數(shù)較少，可合并到相鄰徑階)；然后根據(jù)各徑階平均規(guī)范木的材積推算該徑階材積，最后各徑階材積相加得規(guī)范地總蓄積。 假設(shè)根據(jù)各徑階規(guī)范木材積與胸徑或斷面積相關(guān)關(guān)系，繪材積曲線或材積直線，那么可按徑階查出各徑階單株平均材積。kiiikknVnVnVnV12211M三、材積表法三、材積表法Method of volume tableMethod of volume table 在森林調(diào)查中，為了提高任務(wù)

5、效率，普通常采用預(yù)先編制好的立木材積表確定森林蓄積量，這種方法稱為材積表法。 材積表立木材積表：按樹干材積與其三要素之間的函數(shù)關(guān)系編制的單株平均帶皮材積的數(shù)表。 分類： 一元材積表、二元材積表、三元材積表 在林業(yè)消費(fèi)中，最為常用的材積表是一元材積表 一元材積表地方材積表 one-way/local volume table1定義根據(jù)胸徑1個(gè)因子編列的樹干帶皮材積的數(shù)表。 一元材積表未思索樹高和干形對(duì)材積得影響。即胸徑一樣的立木，其材積那么同。一元材積表適用于一樣立地條件下的部分地域，運(yùn)用范圍較小，故一元材積表又稱作地方材積表。一元材積表只需測(cè)定胸徑一個(gè)因子，利用比較方便，我國(guó)林業(yè)消費(fèi)中廣泛運(yùn)用

6、2編制一元材積表的方法與步驟 資料搜集與整理資料搜集與整理分別樹種、分別運(yùn)用地域編制，因在不同地域樹高分別樹種、分別運(yùn)用地域編制，因在不同地域樹高曲線的差別較大。因此，先確定編表樹種的適用曲線的差別較大。因此，先確定編表樹種的適用范圍。范圍。樣本數(shù)量：在一個(gè)地域林業(yè)局樣本數(shù)量普通要樣本數(shù)量：在一個(gè)地域林業(yè)局樣本數(shù)量普通要求在求在200200300300株以上。株以上。抽樣原那么：采用隨機(jī)取樣的原那么，選取該地域抽樣原那么：采用隨機(jī)取樣的原那么，選取該地域不同立地、不同徑階、不同樹高的樣木。不同立地、不同徑階、不同樹高的樣木。測(cè)定方法和要求：樣木伐倒后用同一種工具、同一測(cè)定方法和要求：樣木伐倒后

7、用同一種工具、同一種區(qū)分求積法計(jì)算其材積。種區(qū)分求積法計(jì)算其材積。 將各樣木的胸徑(D)、樹高(H)及材積(V)建立數(shù)據(jù)庫(kù)作為編制和檢驗(yàn)材積表的根底數(shù)據(jù)，并剔除異常數(shù)據(jù)。 在搜集編表資料時(shí)，應(yīng)同時(shí)搜集編表和檢驗(yàn)表兩套樣本，用編表樣本編表，用檢驗(yàn)樣本檢驗(yàn)所編材積表的精度。 編制一元材積表 用圖解法確定方程類型：根據(jù)各編表樣木的胸徑與材積，在計(jì)算機(jī)上以胸徑為橫坐標(biāo)、材積為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)圖，根據(jù)散點(diǎn)的分布趨勢(shì)，選擇適宜的方程類型。 最優(yōu)材積方程的選擇：編制一元材積表的方程類型很多，常用的方程下表所示。 一元材積表的整理。一元材積回歸方程 2bDaV2bDaDV2cDbDaVbaDV DcDbaV1lg

8、lgDDaV13DbcaDV 一元材積方程一元材積方程提出人提出人科泊斯基Kopezky格爾哈特Gehrardt迪賽斯庫(kù)Dissescu.R邁耶Meyer.W.H覆赫納德爾Hohenadl.W克雷恩Krenn.K伯克霍特Berkhout布里納克Brenac蘆澤1907中島廣吉1924最優(yōu)材積方程的選擇 如何擬合和選擇最優(yōu)閱歷方程是編表的關(guān)鍵。 利用編表樣本數(shù)據(jù)，分別采用不同的一元材積方程進(jìn)展擬合。對(duì)于線性回歸方程，可采用普通的最小二乘法求解模型參數(shù)，而非線性回歸模型的參數(shù)估計(jì)方法那么需采用阻尼最小二乘法，如麥夸脫Marquardt迭代法，即由給定的模型初始參數(shù)值，經(jīng)過反復(fù)迭代得到模型的參數(shù)估計(jì)

9、值。對(duì)材積方程進(jìn)展參數(shù)估計(jì)的同時(shí)，計(jì)算一些擬合統(tǒng)計(jì)量。 根據(jù)所計(jì)算的各方程的擬合統(tǒng)計(jì)量，選擇其中SSE最小、MSE、Syx最小、相關(guān)系數(shù)(或相關(guān)指數(shù))最大的材積方程，并應(yīng)思索最接近圖解法的散點(diǎn)分布趨勢(shì)的方程式作為編表的材積式。 模型的擬合統(tǒng)計(jì)量 niiiVVSSE12pnSSEMSExy，pnVVSiixy2，niiniiiVVVVTSSSSER1212211A.剩余離差平方和(SSE)：B.剩余均方差(MSE)：C.剩余規(guī)范差(Sy.x):D.相關(guān)指數(shù)(R2 )：式中：p方程參數(shù)個(gè)數(shù)； n樣本數(shù)。黑龍江省齊齊哈爾地域小黑楊人工林一元材積式及擬合圖黑龍江省齊齊哈爾地域小黑楊人工林一元材積式及擬

10、合圖 n=1150, SSE=0.43377, Sy.x=0.019447,R2=0.9942 138717. 2000343836. 0DV 一元材積表的精度計(jì)算 用編表樣木出回歸規(guī)范差Sy.x，回歸規(guī)范誤 ，誤差限，相對(duì)誤差限E%及模型的預(yù)估精度(P%) ： yS22.nyySiixy)(2pnnyySiiyySt05. 01001%yE1001%100%05. 0yStEPy一元材積表的精度計(jì)算 平均相對(duì)誤差： 相對(duì)誤差限在5或精度P95以內(nèi)，平均相對(duì)誤差小于3%，那么闡明所編材積表滿足精度要求。 nVVVniii/14由二元材積表導(dǎo)算一元材積表 在用表地域隨機(jī)抽取200300株以上樣木

11、，實(shí)測(cè)樣木的胸徑和樹高。 先根據(jù)實(shí)測(cè)樣木胸徑和樹高作樹高曲線圖。依曲線趨勢(shì)選用方程類型，并進(jìn)展比較、優(yōu)化，最后確定用于導(dǎo)算一元材積表的最正確樹高曲線方程HfD。 將樹高曲線代入二元材積式Vg(D，H)中，得到一元材積式。樹高曲線模型序號(hào)序號(hào)方程稱號(hào)方程稱號(hào)樹高曲線方程樹高曲線方程1雙曲線2柯列爾(R，1878)3Goulding (1986)4Schumacher(1939)5Wykoff 等人(1982)6Ratkowsky 19907Hossfeld (1822)8Bates and Watts (1980)9Loetsh 等人 (1973) 10Curtis (1967)cDbaHcDb

12、eaDH3 . 15 . 23 . 1DbaHDbaeH3 . 1)1(3 . 1DbaeH)(3 . 1cDbaeH)1 (3 . 1cbDaH)(3 . 1DbaDH22)(3 . 1bDaDHbDaH)1 (3 . 11例：例： 興安落葉松的樹高曲線閱歷方程為： 興安落葉松二元材積方程為： 將各徑階中值代入樹高曲線求得各徑階的平均高，再將各徑階中值及平均高代入二元材積式，計(jì)算出各徑階的平均材積列表，即為導(dǎo)算的一元材積表。 1496653. 17582894. 1410000501682. 0HDVDDH025696. 06872. 0運(yùn)用運(yùn)用前如遇以下情況應(yīng)予檢驗(yàn)：編表地域森林情況有明顯

13、變化；擴(kuò)展運(yùn)用范圍。隨機(jī)實(shí)測(cè)有代表性的100株作DH曲線與編表的相比，誤差不得超越5%運(yùn)用計(jì)算：每木檢尺徑階整化 查表各單株材積株數(shù)各徑階材積求和林分蓄積量1定義：根據(jù)胸徑與樹高2個(gè)因子編制的樹干帶皮材積的數(shù)表。2同一元材積表。3運(yùn)用：計(jì)算林分蓄積：導(dǎo)算一元材積表：每木檢尺樹高曲線各徑階株數(shù)各徑階樹高 徑 階各徑階單株材積各徑階材積林分蓄積隨機(jī)選100200株樣木實(shí)測(cè)D、H樹高曲線或方程各徑階樹高徑 階一元材積表或方程2. 二元材積表 (two-way/standard/general volume table求和查表查二元材積表或方程 因二元材積表的編表資料是同一樹種取于較大的地域范圍，其適

14、用地域較大，故又稱為普通材積表或規(guī)范材積表。 它是最根本的立木材積表 在大面積的森林蓄積量調(diào)查中，普通不直接運(yùn)用二元材積方程(或二元材積表)測(cè)定林分蓄積量，而經(jīng)常運(yùn)用由二元材積方程(或二元材積表)導(dǎo)算的一元材積表。三元材積表三元材積表 (form class/three-way volume table(form class/three-way volume table三元材積表是分別形率級(jí)三元材積表是分別形率級(jí)( (形級(jí)形級(jí)) )編制的二編制的二元材積表。元材積表。運(yùn)用時(shí)要測(cè)定林木胸徑、樹高和一個(gè)上部運(yùn)用時(shí)要測(cè)定林木胸徑、樹高和一個(gè)上部直徑來(lái)確定樹干材積的方法，故稱為三元直徑來(lái)確定樹干材積的

15、方法，故稱為三元材積表。材積表。我國(guó)為處理云南亞熱帶林區(qū)森林資源調(diào)查我國(guó)為處理云南亞熱帶林區(qū)森林資源調(diào)查樹種很多的困難試編過形率級(jí)三元樹種很多的困難試編過形率級(jí)三元 。雖然三元材積表的實(shí)際精度較高，但因運(yùn)雖然三元材積表的實(shí)際精度較高，但因運(yùn)用較煩，未能在消費(fèi)中推行運(yùn)用。用較煩，未能在消費(fèi)中推行運(yùn)用。 4. 樹高級(jí)材積 根據(jù)直徑與樹高的關(guān)系，把一樣林分平均直徑對(duì)應(yīng)的不同根據(jù)直徑與樹高的關(guān)系，把一樣林分平均直徑對(duì)應(yīng)的不同林分平均高分為假設(shè)干等級(jí)林分平均高分為假設(shè)干等級(jí) 稱作樹高級(jí)。普通分稱作樹高級(jí)。普通分37級(jí)，級(jí)，用羅馬數(shù)字表示。用羅馬數(shù)字表示。 按樹種或樹種組，分別樹高級(jí)編制的一元材積表叫做樹

16、高按樹種或樹種組，分別樹高級(jí)編制的一元材積表叫做樹高級(jí)立木材積表。級(jí)立木材積表。 樹高級(jí)材積表是介于二元和一元材積表之間的一種表。樹高級(jí)材積表是介于二元和一元材積表之間的一種表。 用樹高級(jí)材積表測(cè)算林分蓄積首先根據(jù)林分平均直徑和用樹高級(jí)材積表測(cè)算林分蓄積首先根據(jù)林分平均直徑和平均高確定該林分所屬樹高級(jí)，然后用該樹高級(jí)的一元材平均高確定該林分所屬樹高級(jí)，然后用該樹高級(jí)的一元材積表計(jì)算該林分蓄積，計(jì)算程序同一元材積表。積表計(jì)算該林分蓄積，計(jì)算程序同一元材積表。1、規(guī)范表法 測(cè)林分Hg及每公頃斷面積G實(shí)； 查規(guī)范表對(duì)應(yīng)于Hg的每公頃規(guī)范斷面積G標(biāo)和規(guī)范蓄積M標(biāo)；計(jì)算林分疏密度P： 中心！ 計(jì)算林分每公頃蓄積M實(shí)： M實(shí)=P M標(biāo)例如：測(cè)得某杉木林分?jǐn)嗝娣e為32m2/hm2，平均高11.3m，用規(guī)范表求其蓄積。 杉木規(guī)范表摘錄標(biāo)實(shí)GGP林分平均高林分平均高m)斷面積斷面積(m2/hm2)蓄積蓄積(m3/hm2)1143.42691247.4316解：)/( 6 .443104 .434 .474 .4322hmmG標(biāo))/(283131026931626923hmmM標(biāo))/( 1 .2031 .2836 .443223hm