测树学实验指导书

《测树学实验》指导书李凤日编

二00五年三月

实验一测树工具的使用一、目的熟悉和掌握几种常用的测树工具的构造、原理及使用方法。二、仪器、用具轮尺、围尺、勃鲁莱测高器、超声波测高器、DQW—2型望远测树仪、二米测竿、记录夹、记录用表、计算工具。三、仪器的构造、原理及使用方法（一）测径器1．轮尺轮尺构造十分简单，如图1—1，可分为固定脚，游动脚和测尺三部分。测尺的一面为普遍米尺刻度，一面为整化刻度。在森林调查中，为简化测算工作，通常将实际直径按上限排外法分组，所分的组称为径阶，用其组中值表示。径阶大小（组距）一般可以为1cm、2cm或4cm。当按1cm>2cm或4cm分组时，其最小径阶的组中值分别为1cm、2cm或4cm。径阶整化刻度的方法即是将各径阶的组中值刻在该径阶的下限位置。图1—1轮尺1．固定脚2．滑动脚3．尺身4．树干横断面使用注意事项：（1）在测定前，首先检查轮尺，必须注意，固定脚与游动脚应当平行，且与尺身垂直。（2）测径时，轮尺的三个面必须紧贴树干，读出数据后，才能从树干上取下轮尺。（3）测立木胸径时，应严格按照1.3m的部位进行测定。如在坡地，应站在坡上部，确定树干上1.3m处的部位，然后再测量其直径。树木若在1.3m以下分叉时，按两株测算。（4）当树干横断面不圆时，应测相互垂直的两个直径，取平均数作为测定值。．围尺（直径卷尺）围尺有布围尺，钢围尺和蔑围尺三种，围尺上除标有普通米尺刻度外，还标有对应于圆周长空的直径刻度。使用时，必须将围尺拉紧平围树干后，才能读数，应使围尺围在同一水平面上，防止倾斜，否则，易产生偏大的误差。（二）测高器测高器的种类较多，但根据原理大体可分为两大类：一类是利用几何相似形原理设计的，如克里斯顿测高器，圆筒测高器等；另一类是利用三角原理设计的，如勃鲁莱测高器等。•几何原理测高：如图1-2所示，当BC//B'C'时，则有：若ECB'C',为定长（一般EC用2n测竿,B'C用30cn■测尺取代），则将BC（树高）值代入上式，（树高）值代入上式，即可计算岀相应的E'C'值。若将一系列的BC（树高）值刻划在相应的E'C'位置，即可从测尺（B'C'）上直接读岀树高（BC）值。克里斯顿测高器就是利用上述关系设计的。使用时，只需将二米测竿垂直立于树基部（或在树干上标2m高度），然后，选择一个能同时望见树梢和树脚及二米测竿顶的地方，用大拇指和食指轻提仪器，让其自然下垂，与树干平行，屈伸手臂，使仪器上、下钩正好卡住树梢及树基，保持仪器和头部不动，迅速瞄视测竿顶端，这时，视线所通过的仪器刻度值即为树干的全高。图1－2克里斯屯测高器测高原理示意图图1－3克里斯屯测高器及其刻度这种测高器具有用法简单，携带方便，测高时不用量水平距离等优点，对16ni以下的树木测定结果比较准确，但掌握不熟练时，可能岀现较大的误差。•三角原理测高：按三角原理设计的测高器，本质上都是一种测角器，多通过正切函数关系测算树高。较为常用的是勃鲁莱测高器（图1-4）。其刻度盘上标有不同水平距离（15，20，30、40m）时所对应的不同仰角和俯角的树高值。图1－4布鲁莱斯测高器构造图1－5布鲁莱斯测高原理1.制动按钮2.视距器3.瞄准器4.刻度盘5.摆针6.滤色镜7.启动钮8.修正表

测高时，首先选测某一水平距离，然后，分别以下情况测算树高：⑴在平地上测高：测者立于测点，按下仪器按纽，使指针自由下垂，用瞄准器对准树梢后，即按下制动纽，固定指针，在度盘上读岀对应于所选测水平距离的数据h，再加上测者眼高I,即为全树高H,见图l-6（a）（2）在坡地测高：先观测树梢，求得hi，再观测树基，求得h2，若两次观测角度正负号相异时（仰角为正,俯角为负），见图I—6（b）。则树木全高（H）为：式中：S为水平距离。若两次观测角度正负号相同，见图1-6（c），则树木全高（H）为：这种测高器的优点是操作简单，易于掌握，在视角等于45°时，精度较高，但需要测树木至测点的水平距离。测高注意事项：测高时一定要两次读数之和（差）。测高的水平距离应尽量与树高相同。树高小于5mi时不用测高器，而用测杆测定。对阔叶树不要误将树冠倒侧当作树梢。1—6在坡地上测高（三）多用测树仪近二、三十年，多用途的综合性测树仪的研制取得了较大的进展，这类测时仪能测定树高、立木任意部

位直径、水平距离、坡度、每公顷断面积等多种因子。我国常见的有LC-1型和LC-2型林分速测镜，DCW-型光学测树仪、DQW-型望远测树仪等。此处仅就DQW-型望远测树仪作简要介绍。DQW-2型望远测树仪其结构如图1-7。原理是用显微投影的标尺，测量经望远镜放大了的目标，通过光学系统，成象在一个焦平面上，以相似形定理和三角函数作为测量原理。使用时，将仪器固定在三角架上，按下制动纽，待鼓轮静止后，通过目镜可见到圆形视场（图1-8）被准线分为上下两部分。上半部是观测目标，下半部是测量各因子用的标尺。•测水平距离：司尺员将视距尺一端顶到被测树干上，使尺面垂直于仪器观测方向，并力求水平（图I-9），用仪器看视距尺，测距尺所夹视距尺的刻度数即为所测的水平距离（视距尺的最小格值为0.2m），见图1-10。选光窗丝堵弯头制动螺丝目镜组罗盘仪架头

图1—7DQW-2型望远测树仪选光窗丝堵弯头制动螺丝目镜组罗盘仪架头•测树咼：（1）测立木全高（H）:原理与勃鲁莱测高器相同，H=B（Ci‘Co）（h尺读数为异号时），H二Bl。-Ho|（h尺读数为同号时）。式中：B――观测时水平距离的1%（m）；C――观测树顶梢H尺上的读数（格）；Co――观测树基部H尺上的读数（格）。Ci（2）标定中央直径的部位：当仪器对准中央直径时，H尺的读数应该是:CiCiCCi2Ci2Ci-C2（H尺读数为异号时），（H尺读数为同号时）。测距读数Ci2Ci-C2（H尺读数为异号时），（H尺读数为同号时）。测距读数将此读数调至准线上，这时，准线与树干相截的位置即是中央直径部位。测高尺图1—8圆形视场图1—图1—8圆形视场图1—9司尺图1—10测距（3）标定任意树高：H尺的读数是CCnCnCn_C0（H尺读数为异号时HC1--Co（H尺读数为同号时）2B式中，Hn标定咼度（m）将求得的H尺读数调至准线位置，此时，准线与树干相截处即为所要标定的树干高度（3）测树干直径:式中：L测径尺读数（即条带数，窄条带为1,宽条带为10）;B——观测时水平距离的0.1%（cm）oDQW-2型望远测树仪的其余功能，在以后的实验使用中可再作现场介绍。四、实验组织安排•实验时，先讲述各种仪器的构造，使用方法及测高原理。（如经纬仪等）测树高，作为树高实际值,•实验之前，选取10（如经纬仪等）测树高，作为树高实际值,五、思考题•为什么要进行轮尺刻度整化？若起测直径为6cnfl寸，试以4cm为一径阶说明整化刻度法•比较各种测高器的优缺点。•当你只有一直尺或三角板时，怎样用它来测高？说明原理及方法。六、实验报告提交测径、测高及误差计算结果（用表1—1）o表1-1树木胸径、树高测定计算表编号胸径测定树高测定轮尺围尺实际咼超生波测高器勃鲁莱测高器DQW-2型望远测树仪第一方向第二方向平均全高误差(％)全高误差(%)全高误差(%)123456789101112131415实验二伐倒木材积测定一、目的•学会用树干上几个必要的直径值绘制树干纵剖面图（削度图）的方法；•掌握用中央断面、平均断面求积式及其区分求积式计算树干材积的方法；•了解标准木（样木）卡片的内容。二、资料、仪器及辅助用表1.计算机•30X20cm方格纸一张及必要的绘图仪器；•标准木卡片（见用表2-1）;三、方法、步骤（一）首先根据标准木卡片中树高及1m3m5m••…等高度处的带皮与去皮直径，在方格纸上横轴以1:100、纵轴以丨：10的比例绘树干纵剖面图。（以直线连结各点不作修匀）（二）用中央断面及平均断面求积式计算树干带皮材积。首先由树于1m3m5m••…等高度处的带皮与去皮直径计算所需的数值，然后代入以下公式计算树干材积。V^=G^L（1）2G°+GV平-L（2）2‘1''梢头材积，根据梢头长度及梢头底面积值由公式：Vgnl（l-l）计算。3将以V中和V平计算的材积再分别加上梢头材积即为该树干的总材积值。（三）以2m为一区分段，用中央断面区分求积式计算树干材积由树干1m3m5m••…等高度处的带皮与去皮直径和区分段长，用圆柱体体积公式计算各区分段的材积，各段材积之和，再加上梢头材积即为整个树干材积。（四）以2m为一区分段，用平均断面区分求积式计算树干材积。首先由树干树干1m3m、5m••…等高度处的带皮与去皮直径，采用线性插值公式计算树高2m4m……等高度处的直径，并计算岀该直径的相应断面积代入下式计算树干材积。TOC\o"1-5"\h\zg..gn」1V平均（里匹）、g1）l，V'—gnl'（3）213式中：l――区分段长l梢头长。再加上梢头材积即为树干总材积。四、思考题•这次实验所用四个公式计算的树干材积是否相等？如不相等，是否能简单的说明一下理由’.能否利用树干纵剖面图，直观的描述一下树干的纵剖面形状？•实际进行造材时除考虑树种、材种的长度和粗度外，还要考虑什么？为什么？4•用区分求积式计算的各材种材积，与由原木材积表查岀的各材种材积值是否一致？能叙述不一致的理由吗？五、实验报告1.树干纵剖面图2•各种公式计算树干材积的结果（表2—2）o•按区分求积式计算各材种带皮与去皮材积的结果记入标准木卡片的相应栏内。用表2-1标准木卡片黑龙江省伊春市南岔林业局林场8林班25小班枫桦红松林林型标准地NoII-14树种红松所属林层单层林21.胸高直径最近（10）年内的生长量1.4cm3.胸高直径带皮33.0cm，去皮32.6cm22.生长率胸高断面积带皮圆柱体体积带皮m2，去皮m3，去皮2m3m树干高度（伐根高不计）27.2m第一死枝高8.6m第一活枝高11.0m树冠长度16.2m,百分数%树冠投影东西4.8m,南北5,7m树高最近（10）年内的生长量1.07m12.伐根高8cm伐根上的年轮数_150+10伐根上的心材直径cm伐根上的被压直径cm伐根上的被压年数伐根上的病腐直径..cm病腐蔓延高度.m"~生长情况（划线指岀）弱小、中庸、良好。胸高直径最后一厘米内的年轮数.10cm125.H处的直径带皮27.5cm,去皮26.8cm426.树干中央直径带皮22.0cm，去皮21.2cm327.—H处的直径带皮10.0cm，去皮9.2cm%中央直径最近（）内的生长量生长率4形率q1带皮q2带皮q3带皮形数：带皮树干材积：带皮（）年前……连年生长量生长率••…平均生长量树皮材积树皮率（占树干带皮材积的百分比）枝条材积枝条率（占树干带皮材积的百分比）去皮一去皮去皮去皮去皮3m3m3一m3—m3mm3用表2-1(续)距树干底断面的高度(m)直径(cm)最近()年内直径生长材积(mo)带皮去皮()年前带皮去皮()年前根径XXX、'XX伐根42.041.2XXX胸径33.032.6XXX133.533.0330.029.2528.527.8728.027.4925.024.41123.022.51322.521.51520.019.41716.015.21914.013.42112.511.52310.09.4256.05.626(梢底)4.03.6总计用表2—2各公式计算树干材积表公式名称公式型计算的材积(m3)(不含梢头)梢头材积(m3)中央断面求积式平均断面求积式平均断面区分求积式央断面区分求积式实验三、标准地调查及林分调查因子的测算一、目的•初步掌握标准地外业调查技术和内业计算方法；•学习目测方法。二、仪器及工具罗盘仪、二米测竿、测绳、皮尺、轮尺(或围尺)、勃鲁莱测高器(或其它测高器)、记录夹、记录用表、森调工作手册、粉笔、方格纸、计算工具等。三、方法步骤本实验分组进行，每小组6-7人。(一)外业•选择标准地的基本原则：在哈尔滨实验林场对所调查林分作全面踏查，掌握林分的特点，选岀具有代表性的，即林分特征及立地条件一致的地段设置标准地。标准地不能跨越河流、道路或伐开的调查线，且应远离林缘。标准地面积：按标准地上林木株数的多少为标准。如近熟和成熟林应有100株以上，中龄林150株以上，幼龄林200株。一般先用400mf的小样方查数株数，再按上述标准推算满足要求的标准地面积。标准地形状：一般用矩形或方形。•标准地境界测量：用罗盘仪测角，用皮尺或测绳量距离。坡度5°以上应改算为水平距，相对闭合差一般要求不超过各边总长的1/200。相对闭合差二绝对闭合差(m)。相对闭合差(m)设置固定标准地时应将标准地与已知测线明显地物标相联，，并在标准地调查薄上绘略图，以便日后查找。在标准地四角埋设标桩。埋桩时，其写字面要朝向标准地的角线方向。标桩规格：永久标准地标桩，用针叶树剥皮制作，粗20cm，长1.5m，埋入地下70cm。流水帽砍成圆锥形，流水帽下隔5cm以下砍岀写字面，长25cm,宽15cm。用铅油写岀标准地号、标准地面积及设年月日。临时标准地的标桩，粗12—14cm,长1.2m，埋入地下50cm。.标准地调查：⑴每木调查：在标准地内分别树种、活立木、枯立木、倒木，测定每株树木的胸径的工作，称每木调查（或每木检尺）。径阶大小的确定：林分平均直径6—12cm,采用2cm为一径阶；林分平均直径在12cm以上，以4cm为一径阶，人工林可用1cm为一径阶。确定起测径阶：检尺时最小径阶称为起测径阶，小于起测径阶的树木称为幼树。一般调查时，天然成过熟林起测径阶为8cm,中龄林4cm，人工幼林1或2cm划分材质等级：a•用材部分占全树高40%以上者为经济用材树。b•用材部分长度在2m（针）或1m（阔）以上，而小于全高40%者为半经济用材树。c•用材部分在2m（针）或lm（阔）以下者为薪材树。在实际工作中一般只分用材树和薪材树。半经济用材树的60%记入经济用材树，40%记入薪材树。但需另计枯立木和倒木以供计算枯损量。每木检尺：三人一组：二人测胸径，一人记录并作记号。测径时，必须分别树种、材质等级和径阶，同时应分别林层进行。在坡地应沿等高线方向进行，在平地沿S形方向量测。测径时应注意：a.必须测定距地面1.3m处直径，在坡地量测坡上1.3m处直径。b•轮尺必须与树干垂直且与树干三面紧贴，测定胸径并记录后，再取下轮尺。遇干形不规整的树木，应垂直测定两个方向的直径，取其平均值。在1.3m以下分叉者应视为两株树，分别检尺。d•测定位于标准地境界上的树木时，本着北要南不要，取东舍西的原则。e.测者每测一株树，应报岀该树种、材质等级及直径大小，记录者应复诵。凡测过的树木，应用粉笔在树上向前进的方向作岀记号，以免重测或漏测。在固定标准地调查时，一律采用lcm一径阶或记实际胸径，每木检尺要分别树种，健康木，病腐木或生长级记录，每株树应编号，并在其1.3m处作上记号（如T），以利下次复测，测定精度0.10m。（2）测树高：测高的主要目的是为确定各树种的平均高。应分别树种和径阶测树高，主要树种应测15—30株，中央径阶多测，两端逐次少测。凡测高的树木应实测其胸径和树高，将所测结果记入“测高记录表”中，通过绘制树高曲线图，由林分平均直径查岀林分平均高。亦可用数式法回归计算。对其它次要树种可选3—5株相当于平均直径大小的树木测高，取其平均值为平均高。优势木测高规定：a•标准地每100ni测一株树高最高、树冠完整的树木；b•将标准地大致分为几个小区，每区选一优势木测高；n无H优ic•优势木平均高需=丄n用勃鲁莱测高器测高，精确到0.5m。幼林可用特制测竿测高，必须有专人观察测竿是否正确达树顶，不得由持竿人在树下估计，用测竿测高精确到0.1m。树冠测定：对测高，样木要测枝下高（Hb）和冠幅（Cw）。枝下高精确到0.5m。冠幅要求按东西、南北二个方向量测，精确到0.lm。将测高样木的量测值（胸径、树高、枝下高及冠幅），按径阶填入测高记录内（用3—3）。优势木测高值填入表3—1。（3）测定树木年龄：用查数伐根上的年轮数，或用生长锥其它方法确定接近平均直径树木的年龄。混交林只确定优势树种的年龄。有些树种的幼树可以数轮枝确定年龄时，应加上生长达最基部一个轮生枝高度所的年。（4）测定郁闭度：标准地的两对角线上树冠覆盖的总长度与两对角线的总长之比，作为郁闭度的估测值。或在标准地内机械设置100个样点，在各点上确定是否被树冠覆盖，总计被覆盖的点数，并计算其频率，将此频率作为郁闭度的近似值树冠投影法：在方格纸上绘制标准地树冠投影图，从图上求岀投影面积和准地面积，用下式计算之：式中：?c——郁闭度；Sc――林冠投影面积；So――林冠空隙面积；St标准地面积。（5）选伐标木（样木）和解析木：根据平均木或不同的调查目的选取标准木或解析木。将标准木所在林分状况记入准木卡片。选岀的标准木测定其胸径、树冠的东西、南北长度，记载树木生长情况，然后伐倒，伐根不超过胸径1/3。查数伐根上的年轮数，测定心材直径、被压期间年轮数和大小及其病腐情况。实测树高（精度0.1m）、树冠长度、树高1/4、1/2、3//1处的带皮和去皮直径，测胸径和1/2处直径，测最近10年（或5年）的直径生长量及胸径最后lcm的年轮数。以2m（或Im）为区分段，进行区分求积。则作树干解析时，应在伐根、胸径，各区分段中央直径及梢端处截取圆盘。如不作树干解析，则在胸径和各区分段中央直处测定最近10年（或5年）直径生长量。用目测截断法测定最近10年（或6年）树高生长量。根据木材规格对标准木合理造材，将各材种名称、大小记载入"标准木卡片"。（6）地形地势、植被、土壤、更新及病虫害的记载与调查。记载标准地的坡位（上、中、下及谷地）、坡向（用象限角记载）、坡度（以度为单位）和海拔。植被调查方法：林下植被的描述与分析是森林植被调查的一个重要方面，是研究林分分类、动态及生产力不可缺少的基础性工作。主要调查记载林内有哪些植被种（草本）及其生长状况分布情况、高度、覆盖度，林缘的植物情况；是否有地被物（苔藓、地衣）以及死地被物（枯枝落叶层）的情况。用样方调查：标准地内四角及中心各设一块1X1m的样方。设置好样方后，要估测一下总盖度、营养苗（即仅带枝叶的营养休）及生殖苗（具花或果实的苗）的平均高度。记录样方内所岀现的全部植被名称。对每种植被作如下数量指标调查；a.密度：密度是与多度意义相近的一个指标。它是脂单位面积内某种植物的个体数目。测时即数每一平方米样方内所测植物的株（或从）数。b•盖度；指植物地上部分（枝叶）的垂直投影，以覆盖面积的百分比表示（它相当于林业上所用的郁闭度）。盖度可分种盖度（又叫分盖度）、层盖度及总盖度（群落盖度）。要求测定每种植物的种盖度（由于植物枝n十相互重叠，各种之种盖度之和常大于总盖度）。c•高度：植物高度说明植物的生长情况、竞争和适应能力。对每种植物种高度的测定，应分营养苗及生殖苗分别测定，注意测量的自然高度应取平均值。物候相，即指植物随气候条件按时间有规律的变化而表现岀的按一定顺序的发育期。可分营养期、花蕾期，开花期、结实期和果后营养期等几个阶段。树种名称盖度(%)多度平均、高（cm）物候相生活力分布密度株（m2）山刺玫3Un50果后营养中8野豌豆7sol50果强1多度采用德鲁全法记载：Cop3――植物覆盖50%以上（分布很多）;Cop2――植物覆盖25%以上（分布较多）;Cop1――植物覆盖5%-25%以上（分布中等）；Sp――植物覆盖5甲。以下（稀疏、散生）；Sol——少；Un――单株状态：Soc——分布均匀；Gr布不均（块状）生产力：指植物的生长状况，它是一个相对指标。可分强、较强、中等、较弱及弱填写，其记载形式举例如上：将植被（幼树、下木及活地被物）调查结果，填用表5—5中。⑧土壤调查：在标准地内选择有代表性的位置，挖土坑，记载土壤剖面（详见“土壤调查表”）。更新调查：可用小样方或其它方法调查与记载树种、年龄、平均高、分布状况及密度等。病虫害及其它情况的记载。（7）清理林场，以保持林内环境卫生。•进行目测练习：（1）对本组标准地的主要测树因子作目估，将目测结果记入“标准地调查薄”封面的其它栏内。在内业计算岀标准地各调查因子后进行比较。（2）如时间允许，可在各组标准地内业完成后，由教师带领在每块标准地上先由学生目测，再宣布实测结果，培养学生的目测能力。（二）内业主要是标准地材料的计算与整理。内容是：1•标准木各调查因子的计算（即实验二“标准木卡片”上有关内容）：（1）用区分求积法计算标准木带皮、去皮及10年前的材积，（2）材积生长量的计算：总平均生长量：=V^-C连年生长量=Va-V"n

胸径、树高、材积生长率的计算：计算形数：计算形率：式中di——H/4、H/2、3H/4处的直径计算树皮材积及树皮率：树皮材积=带皮-V去皮树皮率％树皮率％树皮率％_V树皮率％_V皮V带皮材种材积的计算(详见实验二)。2•标准地各调查因子的计算：(1)林分平均直径：计算林分平均直径：单纯同龄林分直径结构规律的分析：正态分布规律的验证：在方格纸上，以横轴示径阶，纵轴示株数，把每木调查所得的各径阶株数点绘于图上，联结各点得析线图，观察该林分的直径分布状态。求算林分最大径阶和最小径阶之组中值与林分平均直径之比值；林分平均高：以林分平均直径在树高曲线图上查岀相应的树高为林分平均高。用各径阶中值在曲线图上查岀各径阶平均高。优势木平均高，以优势木的算术平均高作为上层木平均高。求算最大、最小树高与林分平均高的比值并观察其范围大小。平均年龄：以标准木年龄的算术平均值作为平均年龄。每公顷株数与断面积的换算：将标准地各树种的株数与断面积分别被标准地面积除，即换算成每公顷株数与断面积。蓄积量：(详见实验八)树种组成：按各树种蓄积量(或断面积)占总蓄积量(或总断面积)的成数计算，并用十分数表示(如8落2桦)。疏密度：疏密度_标准地断面积(或蓄积量)标准表上断面积(或蓄积量)标准地各径阶各材材积及材种岀材率的计算(详见实验二)。根据林分平均年龄、平均高查地位级表确定地位级。根据优势树种平均年龄及上层木平均高，查该树种地位指数表确定地位指数。以一上是对单纯同龄林为例，说明标准地调查及其调查因子的测定。如为复层林，则应先测各森林分子的调查因子，再确定林层的调查因子。四、思考题标准地调查法有何用途？标准地调查的关键性步骤是什么？根据你所设测的标准地计算结构，简述一下该林分的特点和生长情况。五、实验报告以小组为单位提交外业调查和内业计算的全部结果(用表5-1至5-5)林业局林场林班小班树种起源平均年龄平均直径平均树高优势木高地位指数树种组成郁闭度蓄积量材种岀材量材积生长活立木枯立木标准地详细位置（GPS定位）：东经：北纬：标准地略图：（在图上注明各边之方位角及边长（m），指北方向）标准地面积：公顷环境因子调查记录项目分级实测值土壤名称土壤厚度（cm）<30、30-50、50-80、>80A层厚度（cm）<15、15-25、>25石砾含量（％）（>0.5m）<25、25-50、>50坡度<5°、5-15°、16-25°、>25°坡向阴、阳、半阴、半阳坡位脊、上、中、下、平地形山坡、山脊、平地、谷底海拔其他郁闭度测定对角线总长或对角线上树冠冠幅总长用表5-1标准地号:标准地调查簿标准地调查簿标准地面积m2标准地号省地区（市）（县）林场林地概况1.地形2.海拔高3.坡向坡位4.土壤5.主要植物种造林情况1.造林前土地种类2造林时间年月整地方法，规格数量及配置情况整地时间年月5.播种或定植时间年月种、苗来源及苗木年龄补植时间、苗木来源、苗龄抚育情况（时间、年抚育次数、方式）III、株距、行距1、主要树种2.伴生树种3.每公顷株数IV、混交图式（或纯林）V成活率或保存率%及各树种成活率VI、病虫及其他危害情况VII、其它调查者：调查日期：年月日用表5-3每木检尺及测高记录表

标准地号树号状态直径(cm)树高(m)枝下高（m）冠幅（m）坐标（m树号状态直径(cm)树高(m)枝下高（m）冠幅（m坐标（m死枝活枝东南西北X轴Y轴死枝活枝东南西北X轴Y轴12122232342452562672782892910301131123213331434153516361737183819392040树种:调查日期：年月曰用表5-调查日期：年月曰用表5-4调查者：标准地土壤调查表标准地号：土壤剖面号：剖面位置：母岩：土壤当地名称：土壤确定名称：u剖面图土壤层次剖面记载备注符号厚度颜色结构紧密度湿度机械组成植物根新生体侵入体pH值碳酸钙层次过渡特征其它——用表5-5调查日期:

标准用表5-5调查日期:

标准调查者:地植被调查表植被一般特征：植被类型：林下植被状况：林间空地或林缘植物状况：样方面积：地被层状况：样方调查记载样方号：样方调查记载样方号：植物种名密度(株丛/m)盖度(%)平均高度(cm)物候相生活力植物种名密度2(株丛/m)盖度(甲o)平均高度(cm)物候相生活力生殖苗营养田生殖苗营养田实验四、绘制树咼曲线、目的1•熟悉资料的整理方法；2•掌握随手曲线的绘制技术和曲线调整方法；3•学会采用数式法利用计算机绘制树高曲线。二、仪器用具计算机、方格纸及绘图工具。三、方法步骤林木的高度是反映林木生长状况的数量指标，同时也是反映林分立地质量高低的重要依据。平均高则是反映林木高度平均水平的测度指标，根据不同的目的，通常把平均高分为林分平均高和优势木平均高（averagetopheight记作HT）树木的高生长与胸径生长之间存在着密切的关系，一般的规律为随胸径的增大树高增加，两者之间的关系常用树高——胸径曲线来表示。这种反映树高随胸径变化的曲线称为树高曲线。树高曲线是林分调查中常用的曲线，在树高曲线上，与林分平均直径（Dg）相时应的树高，称为林分的条件平均高，简称平均高。另外，从树高曲线上根据各径阶中值查得的相应的树高值，称为径阶平均高。（一）资料的整理1）建立数据库将标准地调查所测定的林木胸径和树高建立计算机数据库，每株树作为一条记录，作为建立树高曲线的基础数据。本实验也可以采用表4—1所提供的樟子松人工林树高测定数据（文件名为ZzsH-D.xls）表4—1樟子松人工林树高测定数据序号胸径树高序号胸径树高序号胸径树高序号胸径树高111.96.902112.510.404118.210.006115.510.9528.66.752211.010.254214.89.656213.210.9037.56.00239.49.704312.59.156310.19.9045.34.50246.68.954410.58.706414.010.8054.25.302520.910.80458.18.806527.418.90621.218.502617.210.904611.69.406622.517.33728.118.802715.09.504712.08.906720.616.70824.718.902812.69.204817.510.006818.617.73921.317.80298.87.804916.310.356915.614.801019.918.603026.818.505013.99.557033.620.001115.717.103124.618.305111.59.907131.618.60128.68.003222.016.90528.09.107229.418.451313.39.303318.817.505312.29.657326.716.431411.18.503413.515.505410.58.407425.415.101510.39.003514.315.105520.914.907527.519.00168.57.653620.716.505610.510.207625.218.35176.57.403717.214.905710.38.957724.219.001810.510.003815.213.605810.98.607822.819.15199.78.953913.214.105920.011.307919.918.152015.710.754010.714.206018.211.658020.111.602）异常数据的剔除基础数据是总体中的一组样本，如有个别过大或过小的异常数据混杂进去，会影响拟合曲线的精度。为此，必须剔除异常数据以提高曲线的质量。异常数据的剔除过程分两步进行：首先，用计算机绘制各自变量和因变量的散点图，通过肉眼观察确定岀明显远离样点群的数据并删除，这类数据是属于因调查、记录、计算等错误而引起的异常值；其次是根据具体问题，用基础数据拟合某一基础模型（如选择Richards方程作为基础模型），并绘制模型预估值（y?）的标准残差图。在标准残差图中，将超出士2倍标准差以外的数据作为极端观测值予以剔除（二）图解法在标准地内，随机选取一部分林木测定树高和胸径的实际值，一般每个径阶内应量测3〜5株林木，平均直径所在的径阶内测高的株数要多些，其余递减，测定树高的林木株数不能少于25〜30株，并把量测的结果记入测高记录表中，分别径阶利用算术平均法计算岀各径阶的平均胸径、平均高及株数见表4-2。表4-2测咼记录表树种：樟子松起源：实生径阶平均直径各株树木直径（cm）/（m）树高实测值株数（株）平均树高46810121416182022242628303234在方格纸上以横坐标表示胸径（D）、纵坐标表示树高H，选定合适的坐标比例，将各径阶平均胸径和平均高点绘在方格纸上，并注记各点代表的林木株数。根据散点分布趋势随手绘制一条均匀圆滑的曲线，即为树高曲线，如图2-5。要用径阶平均胸径对应的树高值与曲线值和株数进行曲线的调整。利用调整后的曲线，依据林分平均直径（Dg）由树高曲线上查岀相应的树高，即为林分条件平均高。同理可由树高曲线确定各径阶的平均高。树高曲线实质是一条平均值曲线，但同一份资料每人随手绘岀的曲线常常会不相同，必须通过检查调整保证曲线反映出平均值。通常采用计算平均离差的方法进行调整，平均离差的计算

方法为:方法为:方法为:方法为:(4-1):二'fi(HOi-HTi)i4—(4-1)■:=-（4-2）fii丄式中：L—离差代数和；fi—第i径阶的林木株数；Hoi—第i径阶林木平均高的实际值；HTi—第i径阶林木平均高的曲线值；k—径阶个数；厶一平均离差。根据离差的“+”或“-”调整曲线的高低，直到调整后的曲线满足平均离差等于“o”或接D(cm图2-5树高曲线图近“D(cm图2-5树高曲线图采用图解法绘制树高曲线，方法简便易行，但绘制技术和实践经验要求较高，必须保证树高曲线的绘制质量。（二）数式法1.备选模型的确定确定备选模型的方法有两种：a）根据专业理论知识（从理论上推导或根据以往的经验）和前人研究结果来确定；b）在a不能确定的情况下，通过观测自变量和因变量之间散点图，并结合专业知识确定模型的大体类型。只有一个自变量时，根据散点图并结合专业知识较容易确定曲线类型和模型。但是，对于多个自变量的问题，由于变量之间的相互影响很难确定候选模型。分析者可以根据以往类似问题的研究结果，并通过分析各个自变量和因变量的散点图来确定。迄今为止国内外提岀了上百种树高曲线模型，表4—3中仅列岀了具有代表性的22种树高曲线方程。实际工作中，可以根据不同的树种选用这些树高曲线方程。2）参数的估计及统计推断测树学中许多模型，如树高曲线、削度方程、树木生长方程及收获模型等，均属于典型的非线性回归模型，估计参数时需采用非线性最小二乘法（详见有关文献）。许多高级统计软件包，如SASSPSSStatistica、统计之林等，均提供了这些非线性回归模型的参数估计方法。任何一种参数估计方法，均需要给定回归模型参数初始值。因此，在非线性回归模型参数估计时，初始值的选择非常

重要。如果初始值选择不当，就可能收敛很慢，或者收敛到局部极小值，甚至不收敛。初始值选择得当，一般收敛很快，如果存在多个极小点，贝唯收敛到全局极小点而不是局部极小点。表4—3树高曲线方程一览表3）备选模型的比较序号方程名称树高曲线方程1双曲线2柯列尔(Rohcp，1878)3Goulding(1986)4Schumacher(1939)5Wykoff等人(1982)6Ratkowsky(1990)7Hossfeld(1822)8BatesandWatts(1980)9Loetsh等人(1973)10Curtis(1967)11Curtis(1967)12Levakovic(1935)aH=1.3dc，d=1,2或其他常数(1+bD)c13Yoshida(1928)14RatkowskyandReedy(1986)15Korf(1939)16修正Weibull(Yang,1978)17Logistic(1838)18Mitscherlich(1919)19Gompertz(1825)20Richards(1959)21Sloboda(1971)22Sibbesen(1981)结合各候选模型参数检验结果，进一步比较各模型拟合统计量，从中选择几个最佳模型（一般2-3个）作为最终模型的候选模型进行的残差分析和独立性检验。对于线性和内线性回归模型，可以采用MSER2，比，AIC和PRESS等拟合统计量作为比较和评价备选模型的标准。各统计量的表达式和具体比较方法如下:

1）残差均方（1）残差均方（MSE）(4-3)(4-3)MSE二SSE/(n-p)(4-3)MSE统计量广泛地用作选定模型的标准，一般选择具有最小MSE值的备选回归作为最终模型。然而，当分析者的目的在于估计参数或者是选定一个模型用于外推的目的，这种方法是最适合的；如果分析者的目的是为了选择一个用于提供可靠估计值的模型（林业上的回归分析多为此目的），MSE统计量可能应该按以下方法使用。p值很大时，绘MSE对应于p个变量的关系图，MSE值通常围绕着一条水平线上下波动。MSE值与线的关系表示了F值，因为MSE值常为F的满意估计值。由备选模型中选择最终模型，应具备以下两点最优配合的原则：（i）模型最小，即自变量最少；（ii）具有合理的最为近于斤值的MSE值。2）相关指数（R2）厂2“SSER1（4—4）SST随着模型中自变量个数的增多，R2值会变小，同时，很少以R2最大作为选择最优方程的依据。选择最优模型的依据应该是：（a）变量越少越好；（b）R2值实质上不小于R2max（R2的最大值）。如果最大模型中所含的变量也存在于其他模型之中，通常，可以用R2值对应于p值作图。这种典型图反映了在p值大的情况下R2值随着p值的减小而接近于R2max的上渐近线。然而，有一个点，它是R2值急骤下降的起点，这个点对应p值相应的模型常被定为最终模型。3）修正的相关指数（R2）RRa2=1_(1_R2:Ra2=Ra2=1_(1_R2:"n—1=1-ss(4—5)MSE优这个统计量基本上与MSE等价，MSE更便于解释。因此，作为选择模型的标准,于RMSE优4）预测平方和统计量（PRESS）以上介绍的几种基于预测的统计量都有一个共同的缺点，即在计算某点的预测偏差时，该点曾在建立回归模型时已经使用过。PRESS统计量克服了这一缺点：n(4—6)PRESS八(yi-?p)2(4—6)id式中yi为第i个丫的观测值；?p为原始数据中删除第i个样本观测值后，按p个参数模型拟合回归方程计算岀相应的第i个观测值Xi的因变量y的预测值。PRESS统计量的计算，要求使用n个不同数据，分别拟合p个参数的模型之后，对于每一个回归分别求算岀相应的PRESS统计量。采用PRESS统计量选择模型，实际上是最优调和两种有时相矛盾因素的方法。第一种是选择较小p值的模型；第二种是选择PRESS值并不比备选模型PRESS值中最小的PRESS^值明显过大的模型。近年来，人们越来越多地采用PRESS统计量作为选择模型标准，特别是将预测作为建模的目的时，这个统计量具有直观的吸引力。但是，当数据组过多时，计算工作量过大。

5）Akaike信息量准则（AIC）也可用于回归自(4-7)也可用于回归自(4-7)AIC二一号InSSE一p采用AIC选择模型的标准是选择使（13-55）达到最小的自变量子集。在各备选回归模型中，这5个统计量作为反映拟合程度优劣的指标，分析者将寻求当MSE、PRESS和AIC值小，R2和R2a值大的方程。考虑将这些统计量作为评价备选回归模型的标准时，应区别两种不同情况：所需评价的各种模型具有相同的变量个数（p在被评价的模型组内是个常数）。每个评价的模型具有不同的变量个数（p在每个被评价模型中不等）。如果所有的备选模型变量数相同，则MSE，R2，R2a和AIC统计量是等价标准。例如，具有最小MSE值的模型同样具备最大的AIC，R2和R2a值。PRESS统计量和其他4个标准难以直接比较，而以PRESS值的大小顺序，可能与其他4个标准所排的次序不同。然而，当样本单元很大时，PRESS值应与MSE值相近，在这种情况下，由PRESS值排序将会与其他5个标准排序相一致。利用样本中各样木的胸径和树高数据，利用Statistica6.0统计软件估计表4—3中非线性回归模型的参数，并计算的各树高曲线方程的拟合统计量，选择其中剩余平方和最小（RSS、剩余均方差最小（MSR、剩余标准差最小（Sy.x）、相关系数（R2）（或调整的相关指数R^a）最大的方程，作为最佳树高曲线模型，并对所确定的方程进行残差分析。采用数式法拟合树高方程时，因树高变化很大，一般应选试几个回归曲线方程，从中选择拟合效果最佳的一个方程作为树高曲线方程。当树高曲线方程确定后，将林分平均直径（Dg）代入该方程中，即可求岀相应的林分条件平均高。同样，若将各径阶中值代入其方程时，也可求出径阶平均高。四、思考题•树高曲线的变化规律？•树高曲线方程的性质？五、实验报告•随手绘制的树高曲线。2•4-5个树高曲线模型的参数拟合结果。•利用最佳树高曲线图计算的各径阶平均高、林分平均高。实验五、地位指数表的编制一、目的了解编制地位指数表编制资料的收集方法；学习与掌握用数式法直接编制地位指数表编制的方法和步骤。利用计算机编制某一树种的地位指数表二、仪器用具计算机。三、方法步骤地位指数是指依据林分优势木的平均高（Hr）与林分年龄（A）的相关关系，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，如表5—1用此表中的数据所绘制的曲线称作地位指数曲线，如图5—1中所示。地位指数实质上是林分在“标准年龄”时优势木的平均高。采用地位指数指标评定林分地位质量，实际上，就是不同的林分都以在标准年龄（A）时的优势木平均高作为比较林地生产力的依据。地位指数表，通常应用于同龄林或相对同龄林分评定地位质量，一般分别地区、分别树种编制地位指数表。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。例如，小兴安岭红松天然林地位指数表（表5—1）基准年龄为100年（Ai=100年），某现实红松天然林，林分年龄为120年，优势木平均高为25m,由表5—1和图5—1中可查得地位指数为“22”，这意味着该林分在标准年龄（100年）时优势木平均高达22m,表明该红松天然林地的生产力较高。与地位级法相比，地位指数是一个能够直观反映立地质量的数量指标，而地位级则只能给予相对等级的概念。另外，优势木高受林分密度和树种组成的影响较小，并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，因此，地位指数成为常采用的评定立地质量的方法。图5—1小兴安岭红松天然林地位指数曲线图表5—1小兴安岭红松天然林地位指数表（标准年龄：100年）（单位：m年龄（年）地位指数级12141618202224204.58~5.40〜6.23〜7.06〜7.90〜8.73〜9.57〜10.40406.80〜8.03〜9.27〜10.50〜11.74〜12.98〜14.22〜15.46608.49〜10.02〜11.56〜13.10〜14.65〜16.19〜17.73〜19.28809.85〜11.63〜13.42〜15.22〜17.01〜18.80〜20.59〜22.3810011.00〜12.99〜14.99〜16.99〜18.99〜20.99〜22.99〜24.9912011.98〜14.15〜16.33〜18.51〜20.69〜22.87〜25.05〜27.2314012.84〜15.16〜17.50〜19.83〜22.17〜24.50〜26.83〜29.1716013.59〜16.05〜18.52〜20.99〜23.46〜25.93〜28.40〜30.8718014.25〜16.83〜19.42〜22.01〜24.60〜27.19〜29.78〜32.3720014.84〜17.52〜20.22〜22.92〜25.62〜28.31〜31.01〜33.7122015.36〜18.14〜20.93〜23.72〜26.52〜29.31〜32.10〜34.8924015.83〜18.69〜21.57〜24.44〜27.32〜30.20〜33.08〜35.9526016.24〜19.18〜22.14〜25.09〜28.05〜31.00〜33.95〜36.9028016.62〜19.63〜22.65〜25.67〜28.70〜31.72〜34.73〜37.7630016.96〜20.03〜23.11〜26.20〜29.28〜32.36〜35.44〜38.521.资料的收集（1）确定标准地的数量根据未来用表地区范围的大小及编表树种的生长状况，确定标准地的数量，一般要求每个树种在300块以上为宜。在编表地区内，分别树种，在不同年龄、不同立地条件（如地形、地势、坡度、坡向、坡位或各种土壤类型）上设置标准地。（2）标准地选设条件1）标准地设置在同一起源的相对同龄纯林中（编表树种占7成以上）。2）林分郁闭度在0.4以上的林分中设置。3）标准地均匀分布在各年龄和各立地类型的林分中。（3）标准地的形状、面积和调查内容同本章第四节。（4）选测优势木关于在标准地中确定测高优势木的方法及测高优势木的株数，作法不尽相同，大致有如下几种：在林分中测定所有上层木的树高，求其算术平均值作为优势木平均高。在每100平方米面积的林地上测一株最高树木的树高，以整个标准地或样地内所选测树木树高平均值作为优势木平均高。在林分中测定20株以上的优势木（含亚优势木），以其平均值作为优势木平均高。测定3—6株均匀分布在标准地或样地内的优势木树高，以其平均值作为优势木平均高。选测优势木的方法很多，原则上编表和使用表时选测的方法一致。当前国内外多采用在林分中每100mf选一株最高（或最粗）的树木作为优势木。根据我国试验结果，认为每个标准地内选测3株优势木树高，其算术平均高作为优势高的效果较好。（5）选伐解析木各标准地内选伐平均木和优势木各一株作树干解析。2.资料的整理将标准地调查结果，分别树种，将各标准地的平均年龄（A）和优势木平均高（Ht）建立计算机数据库作为编制和检验地位指数表的基础数据。先将所收集的全部样木，大致按4:1（75%和25%）的比例分成两组独立样本：编表样本和检验样本，分别用于编制和检验地位指数表。编表的数据是总体中的一组样本，如有个别过大或过小的异常数据混杂进去，编表的精度会受到影响。为此，必须剔除异常数据以提高编表的质量。异常数据的剔除过程分两步进行：首先,用计算机绘制平均年龄（A）和优势木平均高（Ht）的散点图，通过肉眼观察确定岀明显远离样点群的数据并删除，这类数据是属于因登记、计算等错误而引起的异常值；其次是用编表数据对某一导向曲线拟合，并绘制模型预估值（?）与标准化残差（丫）之间的残差图。在残差图中，MSE超出士2倍标准差以外的数据作为极端观测值予以剔除。3•导向曲线的拟合在林分优势高生长曲线簇中，有一条代表在中等立地条件下，林分优势高随林分年龄变化的平均高生长曲线，这条曲线称作导向曲线。该曲线的形状近似呈“S”型，常用树木生长方程来拟合这条曲线，主要候选模型有：(1)舒马克（Schumacher)方程H=ae皿(5—1)(2)单分子（Mitscherlich）式H=a(1-e^A)(5—2)（3）逻辑斯蒂（Logistic）方程（5）考尔夫（Korf）方程HaHbA、(1ce)(5—3)（4）坎派兹（Gompertz）方程be型H二ae(5—4)cH=ae上a—(5—5)理查德(Schumacher)方程H=a(1—e^c(5—6)式中：H—林分优势木平均高；林分年龄；a、b、c—待定参数，其中参数a为树高生长的最大值(Hmax)；e—自然对数。根据标准地整理资料，采用非线性回归模型的参数估计方法，拟合导向曲线的候选模型，估计其参数并计算拟合统计量。通过比较各模型的拟合统计量，选择一个最优模型作为该树种地位指数的导向曲线，具体方法见实验四。例如，根据小兴安岭红松天然林255块标准地资料，拟合得到的最优导向曲线方程为：0.004605A0.611651H=34.01133(1—e_)(5—7)•标准年龄及地位指数级距的确定标准年龄(A)的确定根据树种的生长快慢，决定在某一年龄的树高来表示林地生产力，这个年龄就是标准年龄。确定标准年龄(A)的目的是寻找树高生长趋于稳定且能灵敏地反映立地差异的年龄。关于标准年龄的确定，至今尚无统一的方法，一般综合考虑以下几个方面：树高生长趋于稳定(平均生长量最大时)后的一个龄阶。该树种在各种立地条件下的平均米伐年龄。自然成熟龄的一半年龄。材积或树高平均生长最大时的年龄。一般以10年为单位，大多以20年、30年、40年、……作为标准年龄，如实生杉木的基准年龄为20年。克拉特指出，对于许多树种，在实际工作中选择什么年龄作为基准年龄，评定的立地质量的优劣结果并没有什么差异。为了便于统一，我国主要人工林树种的标准年龄规定如表5—2。指数级距(C)的确定根据该地区编表树种在标准年龄时，树高绝对变动幅度(△H)及经营水平确定地位指数级距(C)和指数级个数(k)，一般指数级距为1〜2m,指数级个数小于10个为宜，并可用下式概算出指数级距：CH(5—8)k我国多采用1m或2m为指数级距，本例红松天然林地位指数级距C=2m表3—6我国主要树种(人工林)的标准年龄树种地区起源标准年龄红松、云杉、柏木、紫杉、铁杉北部人工40南部人工40落叶松、冷杉、樟子松、赤松、黑松北部人工30南部人工305•地位指数表的编制油松、马尾松、云南松、思茅松、华山松、高山松北部南部人工人工3020杨、柳、桉、檫、楝、泡桐、木麻黄、枫杨、软阔北部人工15南部人工15桦、榆、木荷、枫香、珙桐、柚木、槐北部人工30南部人工15栎、柞、槠、栲、樟、楠、椴、水、胡、黄、硬阔北部人工30南部人工20杉木、柳杉、水杉南部人工20以导向曲线为基础，按标准年龄时的树高值和指数级距，采用比例法建立同型地位指数曲线。例如，根据小兴安岭红松天然林导向曲线（5—8）式，将标准年龄A（=100年）代入（3—11）式，用比例法求岀其他各地位指数级的优势高：(5—9)HS|1-exp(-0.004605A)0.611651一1-exp(-0.004605A0.611651(5—9)以2m指数级距，将地位指数Sl=12m,14m，…24m分别代入（5—9）式,可以得到小兴安岭地区红松的地位指数表，见表5—1。图5—1为红松天然林地位指数曲线6.实验数据本实验采用樟子松人工林标准地数据（文件名为ZzsHT-t.xls），通过上述方法来编制樟子松人工林地位指数表。四、思考题.樟子松人工林优势高生长规律？•地位指数的有缺点？五、实验报告.4-5个导向曲线模型的参数拟合结果。.樟子松人工林地位指数表。•樟子松人工林地位指数导向曲线图及地位指数图。实验六一元材积表的编制、目的.初步了解编制材积表资料的收集方法；.学习与掌握用图解法或数式法直接编制一元材积表的方法和过程;.学习由二元材积表导算一元材积表的具体方法。二、仪器用具计算机、曲线板或自由曲线尺、方格纸等。、方法步骤以表示单株树木平均带皮材积。根立木材积表是根据材积三要素之间的相关关系编制而成,据材积与胸径一个要素之间的关系编制的材积表，称为一元材积表。根据材积胸径、树高两个要以表示单株树木平均带皮材积。根素之间的关系编制的材积表，称为二元材积表。使用二元材积表，需要测定树高，工作量较大，使用也不方便，所以在生产实践中都是将二元材积表导算为调查地区的一元材积表之后，再进行使用的。在材积表的编制方法上，由图解法（材积曲线、材积直线）转变到广泛采用材积回归方程。对于材积表的编制工作，随着计算机的应用，提高了编表的效率和准确度。尤其是对多个材积方程进行选优与检验等都提供了优越条件。从60年代起，由于森林抽样调查的需要，各地都普遍编制了主要树种的二元与一元立木材积表，70年代中，集中整理编制了我国35个针叶树种，21个阔叶树种的大区域二元立木材积表，农林部于1977年以部颁标准LY208—77颁布使用。材积表上的材积是单株平均材积，用于计算大量立木的材积是适用的，因为正负误差可以互相抵消。而对个别树木可能产生较大的误差，所以不能用材积表来计算单株树木的材积。（一）编表资料的收集和整理•编表资料的收集，资料的收集方法因工作情况的不同而不同，但应保证资料能反映材积表使用地区的材积平均水平，如结合样地实测可以利用机械抽样的样本，也可以随机选伐各种立地条件下各径阶的样木数百株（不要少于株100）。典型调查的平均标准木用于编表，一般会岀现偏大的误差。编表的样木不应局限于使用范围的某个地区内，也不要过分集中于某几个径阶，要保证各径阶都有一一定的株数，最好做到使样木株数按径阶分布接近于正态分布，样木伐倒后，用区分求法求算样本的材积。•编表资料的整理：对抽中的样木，伐倒后用区分求积法测定材积，并将各样木的胸径（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。根据所收集的资料，用计算机绘制散点图，进行数据预处理，剔除异常数据（具体方法见实验四）。在收集编表资料时，应根据林业部《林业专业调查主要技术规定》（1990）的要求，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。随着计算机的普及和应用，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。根据所建立的基础资料数据库进行异常点检查，并剔除异常点后进行编表。现以黑龙江省小黑杨人工林为例。共收集小黑杨人工林编表样本1157株，剔除了7异常数据。剔除异常点后编表样木统计量见表6-1。表6—1黑龙江省齐齐哈尔地区小黑杨人工林编表数据样木统计量

树木变量样木数最小值最大值平均值标准差胸径（D）（cm）11505.634.418.896.19表6—2一元材积回归方程如何拟合和选择最优经验方程是编制材积表的技术关键。通常，利用同一套编表样本数据，分别方程序号一兀材积方程提出者1科泊斯基(Kopezky)—格尔哈特(Gehrardt)2迪赛斯库(Dissescu.R)—迈耶()3覆赫纳德尔（Hohenadl.W）—克雷恩（Krenn.K）4伯克霍特（Berkhart）5布里纳克（Brenac）6芦泽（1907）7中岛广吉（1924）11507.520.714.852.86树高（11507.520.714.852.86树高（H）（m）3材积（V）（二）一元材积表的编制方法•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，常用的方程如表6-2所示。采用不同的一元材积方程（见表6-2）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值。对材积方程进行参数估计的同时，计算一些拟合统计量（详见实验四）根据所计算的各方程的拟合统计量，选择其中剩余平方和最小、剩余均方差最小、剩余标准差最小、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。例如，采用非线性回归模型迭代法来估计参数，所得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见（6-1）式和图6-1o2.138717V=0.000343836D（6—1）2n=1150,RSS=0.43377,Sy.x=0.019447,R=0.9942图6-1小黑杨人工林一元材积方程拟合图•一元材积表的整理：将各径阶中值代入立木材积式（6-1），即求岀对应径阶的材积，即为各径阶相应单株平均材积，将其列成表即为一元材积表。（三）实验数据本实验采用100株樟子松人工林解析木数据（文件名为ZzsV-D.xls），通过上述方法来编制地位指数表。（四）由二元材积表导算一元材积表由二元材积表导算一元材积表的主要问题是：寻求一元材积表使用地区的树高和胸径的关系。用图解法或数式法求岀各径阶的平均树高，将其代人相应的二元材积经验式中，求岀不同径阶的平均材积值，列表即为一元材积表。这种方法较直接编一元材积表方法简便，具体方法是：在用表地区随机抽取200〜300株以上样木，实测样木的胸径和树高采用数式法拟合树高曲线。本实验利用实验四所建立的樟子松人工林最佳树高曲线。•将各径阶中值代入树高曲线，求得各径阶的平均高。•计算各径阶的平均材积：将各径阶的平均高和径阶中值代入该树种二元材积公式。部颁标准LY208—77颁布的樟子松二元材积式为：(6-2)V=0.000054585749D1.97°5412(6-2)按该式计算岀各径阶的平均材积。6•按径阶由小至大的顺序整列各径阶的材积即为所导算的一元材积表。（五）材积表的精度计算直接编制的一元材积表或由二元导算的一元材积表都需要进行精度计算。计算材积表精度的方法是在表的使用地区，随机地选取一定数量的伐倒木，实测其材积。以表中的理论值与实际值计算系统误差、均方差、均方误等，以此来考虑表的精度。四、思考题•简述用数式法编制一元材积表的方法步骤。•一元材积曲线的特点。五、实验报告•胸径与材积的相关曲线图。.参数计算表及一元材积方程.所编制的樟子松一元材积表。用表6—1樟子松人工林一兀材积表（直接编制）径阶681012141618202224262830材积3V(m)用表6—2樟子松人工林一兀材积表（由二兀材积表导算）径阶681012141618202224262830材积V(m3)实验七角规测树、目的

•熟悉简易杆式角规和光学角规（望远测树仪、林分速测镜、棱镜角规等）的构造和测定林分每公顷断面积的技术；•掌握角规控制检尺测定林分蓄积量的方法。二、仪器和工具杆式角规、林分速测镜望远测树仪、棱镜角规、轮尺或围尺、皮尺，测坡仪，计算：1:具和表格。F杆式角规的比例开口a(cm)杆长1(cm)•熟悉简易杆式角规和光学角规（望远测树仪、林分速测镜、棱镜角规等）的构造和测定林分每公顷断面积的技术；•掌握角规控制检尺测定林分蓄积量的方法。二、仪器和工具杆式角规、林分速测镜望远测树仪、棱镜角规、轮尺或围尺、皮尺，测坡仪，计算：1:具和表格。F杆式角规的比例开口a(cm)杆长1(cm)开口a(cm)杆长1(cm)0•50•7050170•711.O1•0050150•002•01•4150135•364.O2•0050125，00三、方法，步骤一）测定林分每公顷断面积•在林内按典型选样或随机抽样的原则确定角规点。•选择适宜的角规常数F（F=0.5，1，2，4）:角规常数F取决于缺口宽与杆长之比，简易杆式角规可以参照下列数据自制。根据经验，认为在一个点上绕测计数为15株左右的F值较合适。3•进行角规绕测：立于点上，把无缺口的一端紧贴于眼下，选一起点，用角规依次观测周围所有林木的胸高部位。并按下列规则计数；当用杆式角规或速测镜（望远测树仪①②③凡林木直径大于缺口或带条宽者的凡林木直径等于缺口或带条宽者的凡林木直径小于缺口或带条宽者的当用棱镜角规绕测时则：）绕测时’（相割），计数为1）（相切），计数为0.5;（相余），计数为0。①②⑧在同一点上正、反绕测两次，若计数结果相差超过一株时，应重新绕测，否则取两凡虚象与树干重叠时凡虚象与树干相切时凡虚象与树干相离时（相割），计数为1;（相切），计数为0.5，（相余），计数为0;次的平均数。4•注意临界木的取舍：应明确，临界木总是极个别情况，所以应该检验，其方法是用皮尺量点至树干中心的距离S，并对该株量测其实际胸径值。根据下式判断计数与否，即当SRi相余计数为0；S=Ri相切计数为0.5;S：Ri相割计数为1。50D5•用杆式角规测定断面积,测计数结果应进行坡度改正，即这里:还应测量该角规点计数范围内林地的坡度V。若V<5°时，绕式中：Z二一一在坡地上绕测计数值；Z――水平地面上绕测计数值。6•计算每公顷断面积：或G=Fsec71（在坡地上时）每人将自己用不同角规，不同F值、在同一点上观测的结果填入用表7—1。（二）用角规控制检尺测定林分蓄积量用角规测定林分蓄积量的方法和测定断面积方法步骤相同，不同之处就是对绕测时计数的林木（相割和相切的林木）还要实测其胸径值，这项工作称做角规控制检尺。其目的有二，一是获得断面积（G/ha），二是可以得到计数木的形高（Hf）。其具体作法是：（也可记实•三人一组，一入用角规绕测，另外一人持轮尺测定计数林木的胸径，按径阶际值）记入用表7—2（也可记实•在混交林中应分树种记录。•测角规点检尺范围内林分平均高。•计算林分蓄积量：利用一元材积表（形高表）：一个点上林分蓄积量为：式中：K——控制检尺径阶个数；Zj――第i个点上第j个径阶绕测计数和；Rj――第i个点上第i个径阶的形高。当坡度v5°时，改正后的蓄积量为：当设置n个角规点时，平均每公顷蓄积量为：利用标准表：已知角规测定断面积为G=FZ根据角规点上测得的林分平均高，选择适合当地的标准表，即可迅速计算林分每公顷蓄积量：式中：M表、G表一一标准表查得的蓄积量和断面积。TOC\o"1-5"\h\z利用平均形数计算：。或M=G（H3）f3=FZ（H3）f3式中：f――平均形数可从平均形数表查岀。s彳3为实验形数，见讲义。四、思考题•角规测林分断面积与标准地法有什么不同？•通过这次实验，你认为要保证角规绕测的精度，其关键应注意哪几项？.在你实验的林分中，米用哪种F值最好？为什么？•从理论与实践上，谈谈角规测树为什么效率高？•通过角规控制检尺还可以间接获得哪些林分调查因子？五、实验报告•交岀测定结果（即用表7—1、7—2）。•按4所列方法（公式），每人整理计算同一F值角规控制检尺的3个点记录，并分别计算各点单位面积的蓄积量（M/ha）与平均蓄积量（M/ha）。用表7—1角规测定林分断面积（m2/ha）角规类型0.250.5124杆式角规速测镜望远测树仪棱镜角规调查者:年月日用表7-2角规控制检尺蓄积量计算表*R=（Hf），一般可由合适的一元材积表导岀R值。Di石占八、、46810坡度改正后123形高调查者：200年月日实验八林分蓄积量的测算一、目的用平均标准木法、径级标准木法、立木材积表法、标准表法及形数法测算林分蓄积量。二、仪器、用具及资料（一）仪器、用具：计算机、森林调查工作手册、铅笔、橡皮、直尺、方格纸。（二）资料：1•用实验三标准地调查所得资料；2.也可用附表8—4〜8-6所提供的资料。三、方法步骤（一）平均标准木法•根据标准地每木调查资料，分别树种统计各径阶的株数及标准地总株数。•计算标准地总断面积，平均断面积及平均直径。•确定林分平均高。•以平均直径及平均高作为标准木的胸径和树高。5•实际标准木的大小：根据计算的标准木的直径、树高，在林分内选伐与其大小相近似的树木，一般以林分平均直径Dg（士5%）和平均树高H（士5%）为准，用区分求积法计算实际准木的材积。6.标准地蓄积量（M）用下式计算：ZG—1)—1)—1)M-V（8g—1)7•换算成每公顷蓄积量标准地蓄积（8—2）一标准地面积伐倒的树是实际标准木，用它估计林分蓄积其估计精度完全取决于所选取这棵标准木的代表性。因此，该法误差较大。附表8—1为用平均标准木计算林分蓄积量的实例。（二）径级标准木法为了提高蓄积计算精度，有时需要把标准地树木分成若干径级，在每个径级中选取标准木，以推算林分蓄积量，是常用的方法之一。其步骤为：1•划分径级，将标准地全部树木分成几个（一般3—6个）径级，使每个径级内的株数相等。2•计算各径级的平均直径、平均树高。•分别径级选取标准木：按各径级平均直径、平均高在林内选伐标准木，用区分求积法计算各标准木材积。•按下式计算各径级蓄积量（MjCiMi=Vi-（8—3）gi式中：Vj径级标准木材积；gi径级标准木断面；Gi径级总断面积。5•将各径级蓄积量相加，即得标准地蓄积量，除以标准地面积，即为林分每公顷蓄积量。附表8—2例举了用等株径级标准木法计算林木蓄积量的过程。（三）材积表法1•一元材积表法：根据外业每木检尺得各径阶株数，再查该树种的一元材积表，得各径阶的单株木材积，乘以TOC\o"1-5"\h\z各径阶株数，即得各径阶材积，总和后，即得标准地蓄积量（M）。M二nrWn2v2亠亠nnvn（8—4）式中n^n2,…nn—为各径阶株数；v1，v2,…vn——为各径阶单株材积。用一元材积表法计算林分蓄积量的实例是附表8-3。2•二元材积表法：在树高曲线图上查岀各径阶树高，根据各径阶树高及直径查该树种的二元材积表，得各径阶单株材积，再按式（4）计算标准地蓄积量，然后换算成每公顷蓄积量。（四）标准表法1•测岀林分平均高和每公顷断面积（G测）。2.根据林分平均高查该树种的标准表，得标准林分的每公顷断面积（G标）和蓄积量（M标）。3•按下式求岀待测林分的每公顷蓄积量（M测）；G测(8(8(8-5)M测二M标JG标(8-5)计算过程见表7—3。（五）平均形数法（或平均实验形数法）241.1241.1241.1--3.98%根据调查结果求得林分平均高、每公顷断面积，按下列公式之一计算，即可求得林附表8-1平均标准木法计算林分蓄积量241.1--3.98%径阶径阶株数树高断面积计算标准木实际标准木林分蓄积GDHgDHV52123.60.212456325.00.738960126.30.282764327.60.96510.68128.7363272729.60.850176330.81.36090.5033180.331.80.6153081.031.86.076280331.81.508084132.60.554288833.24.685792433.82.6580100234.41.5708104234.71.6990E3919.6290注：与材积表法比较，其误差率附表8—2等株径级标准木法计算林分蓄积量表径阶径阶株数树高径阶径阶株数断面积计算标准木实际标准木林分蓄积gDHgDHV52123.6I5210.21240.322400.497630.6899264.179.993.727.631.733.9O.331830.502650.6939865.080.034.028.O31.833.04.27106.05628.988052.777.9116.224.6856325.06010.282760126.36810.363264327.6合计134.190968128.2n7231.22158031.508076330.98831.824980331.8r合计136.469284132.6m8853.041110021.570892433.810421.6690100234.4r合计138.9688104234.7总计39分每公顷蓄积量（M）:(8(8(8-6)

式中：F——取平均形数0.472;(8fa――查“森林调查常用数表”63页，根据树种即可查得。附表8-3为用平均形数法计算林分蓄积量的实例。附表8—3不同方法计算林分蓄积量表四、思考题材积表法标准表法平均形数法径阶株数径阶材积5212.582G=19.629(m2)5629.111H31.8(m)6013.5102H=31.8(m)C测=19.629(m)64312108■一68l4.590查标准表得：f=0.47272736.2883M标=85.6(m)76317.46080319.2652G标=60.5(m)8417.12588155.009、宀、19.629疏密度(P)=92434.412v760.5100220.402=0.32104222.184合计241.14•材积表法的优点？•简述上述各法特点及适用场合M=G(H3)fa(8M=G(H3)fa(8-7)五、实验报告交用表8—1至8—4。附表8—4每木调查记录径阶12162024283236404448株数株经济材5293557371912222200数半经济