王紅梅

摘 要：森林抽樣調(diào)查是《測樹學(xué)》課程的重點(diǎn)內(nèi)容之一，具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。在教學(xué)過程中如何將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，做到學(xué)以致用，是教學(xué)過程需要解決的問題。本文主要就森林系統(tǒng)抽樣調(diào)查的基本知識及教學(xué)實(shí)踐中的操作過程進(jìn)行了介紹，旨在為學(xué)生的實(shí)踐活動提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)抽樣 實(shí)踐教學(xué) 測樹

1.森林調(diào)查簡介

為了了解和掌握森林資源信息（森林資源的種類、數(shù)量、質(zhì)量、生長規(guī)律、環(huán)境條件等自然屬性和林種、權(quán)屬等非自然屬性，）為科學(xué)合理開展森林資源經(jīng)營管理提供前提條件和依據(jù)，需要對森林資源進(jìn)行調(diào)查。

由于森林面積遼闊，地形復(fù)雜，數(shù)量多，變化大；森林大多屬于自然變異，是數(shù)量統(tǒng)計(jì)的合適抽樣對象；抽樣調(diào)查又可以用最少的工作量達(dá)到預(yù)期的精度要求，成本低，效率高，精度高；諸多的原因使得在森林的調(diào)查中通常采用的是抽樣調(diào)查的方法。

森林抽樣調(diào)查是森林調(diào)查的一種方法。以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，在調(diào)查對象中，按照要求的調(diào)查精度，在總體中抽取一定數(shù)量的單元（樣地）組成樣本，通過對樣本的量測和調(diào)查來推算調(diào)查對象的方法。森林系統(tǒng)抽樣是經(jīng)常用到的調(diào)查方法。

森林系統(tǒng)抽樣指在N個(gè)單元的有限總體中，隨機(jī)的確定起點(diǎn)后，按照嚴(yán)格的、預(yù)先規(guī)定的間隔或圖示抽取樣本單元組成樣本，用以估計(jì)總體。也稱機(jī)械抽樣。

由于森林系統(tǒng)抽樣，簡單易行，定位方便，樣本單元分布均勻，代表性較強(qiáng)，一般精度較簡單隨機(jī)抽樣高。因此，在《測樹學(xué)》課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容安排中，該項(xiàng)內(nèi)容為必做。

2.調(diào)查地點(diǎn)選取

調(diào)查地點(diǎn)通常選擇在：校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地——江蘇農(nóng)博園生態(tài)林區(qū)。

江蘇農(nóng)博園園區(qū)占地面積近4000畝，建成了“五區(qū)”（無土草毯示范區(qū)、設(shè)施農(nóng)藝區(qū)、應(yīng)時(shí)鮮果區(qū)、生態(tài)林區(qū)、循環(huán)農(nóng)業(yè)區(qū)）“二館”（都市農(nóng)業(yè)館、農(nóng)耕文化館）“二山莊”（禾木山莊、農(nóng)林山莊）等近30多個(gè)景點(diǎn)，現(xiàn)為國家AAA級風(fēng)景區(qū)、全國農(nóng)業(yè)旅游示范點(diǎn)、江蘇省首批自駕游基地、江蘇省四星級鄉(xiāng)村旅游示范點(diǎn)、全國職教實(shí)訓(xùn)基地、江蘇省科普教育基地。

江蘇農(nóng)博園已成為江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生實(shí)習(xí)的場所、教師科研的平臺、科技示范的窗口、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭、農(nóng)業(yè)生態(tài)觀光的景區(qū)。

其中生態(tài)林區(qū)為江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院林業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐提供了場所。

3.實(shí)踐教學(xué)操作程序

此實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目由于所需學(xué)時(shí)較多，工作量較大，因此，安排在教學(xué)實(shí)習(xí)中進(jìn)行。

教學(xué)程序如下：

3.1在課前進(jìn)行分組，一般6人一個(gè)組，每個(gè)組組長一名，負(fù)責(zé)組內(nèi)成員的分工合作

3.2實(shí)踐內(nèi)容的講解

3.3踏查，并粗略劃定調(diào)查范圍

3.4外業(yè)調(diào)查：總體范圍的調(diào)查，各組分別進(jìn)行測定，最終選取一個(gè)測量結(jié)果較準(zhǔn)確的組的數(shù)據(jù)用于調(diào)查用圖的繪制。利用系統(tǒng)抽樣的方法進(jìn)行抽樣與布點(diǎn)。將確定出的總抽樣點(diǎn)數(shù)除以6所得數(shù)據(jù)作為每個(gè)組外業(yè)調(diào)查的樣點(diǎn)數(shù)。一般每個(gè)組負(fù)責(zé)3個(gè)樣點(diǎn)。

3.5內(nèi)業(yè)計(jì)算：各組分別進(jìn)行各個(gè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的繪總，最后將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并估計(jì)調(diào)查總體的數(shù)量。

在整個(gè)實(shí)踐過程中，教師進(jìn)行全程的指導(dǎo)。

4.系統(tǒng)抽樣的操作過程

4.1確定調(diào)查總體的境界，求算面積

調(diào)查范圍選擇在農(nóng)博園生態(tài)林區(qū)面積較大，地勢條件好的林地。

可根據(jù)已有的圖面資料，把調(diào)查總體的境界線準(zhǔn)確地勾繪出來可作為調(diào)查用圖。在農(nóng)博園生態(tài)林區(qū)調(diào)查實(shí)踐中，通常采取的方法為傳統(tǒng)的方法：在踏查的基礎(chǔ)上，用統(tǒng)一規(guī)格的木樁定樁圈定測量方法，用羅盤儀測定角度，用測繩測量長度，將測定結(jié)果手繪成圖，用求積儀或透明方格紙按圖幅的理論面積控制平差法計(jì)算。

4.2確定樣地形狀和大小

森林抽樣調(diào)查中樣地形狀種類很多。在農(nóng)博園生態(tài)林區(qū)森林資源調(diào)查實(shí)踐教學(xué)中，通常采用方形、圓形、角規(guī)、六株木樣地。

方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04公頃，角規(guī)樣地采用角規(guī)控制檢尺。

4.3確定樣地?cái)?shù)量

樣地?cái)?shù)量的確定既要滿足精度要求，又要使工作量最小，在森林調(diào)查中，由于總體面積一般較大，抽樣比一般小于5%，通常采用重復(fù)抽樣公式，

[JZ]n=[SX（]t2c2[]E2[SX）]

式中n為樣地?cái)?shù)量；t為可靠性指標(biāo)；E為允許的相對誤差；c為總體蓄積量的變動系數(shù)。

由于教學(xué)實(shí)踐的學(xué)時(shí)有限，嚴(yán)格按照上述方法確定出來的樣地?cái)?shù)量較多，工作量較大。所以，在教學(xué)實(shí)踐中，通常固定抽樣樣地?cái)?shù)量。

4.4布點(diǎn)

布點(diǎn)是將確定出的樣地?cái)?shù)量嚴(yán)格按照隨機(jī)或等概的原則，按機(jī)械法布設(shè)在該調(diào)查總體內(nèi)。在實(shí)踐過程中用圖采用的是羅盤儀測量的平面圖，根據(jù)計(jì)算的圖上樣點(diǎn)間距按等距網(wǎng)點(diǎn)法布點(diǎn)（即在布點(diǎn)圖上確定隨機(jī)起點(diǎn)后，按圖上樣點(diǎn)間距繪制方格網(wǎng)，其交點(diǎn)即為樣地位置）。

布點(diǎn)結(jié)束后，可在某一樣地周圍找一個(gè)明顯的地物標(biāo)作為工作的起點(diǎn)，由圖上量出此明顯地物標(biāo)至該樣地的水平距離和方位角。

4.5樣地定位

到現(xiàn)場找到有明顯地物標(biāo)的工作起點(diǎn)，用羅盤儀定向，測尺量距，引出樣點(diǎn)位置。

引線量測一般取直線法，如量距坡度在5度以上必須改算成水平距。當(dāng)量測時(shí)遇到障礙難以通過時(shí)，可采用折線法。量測記錄應(yīng)首先記上從圖上量得的起點(diǎn)到樣點(diǎn)的方位角及距離，以后各樣點(diǎn)按先后順序逐點(diǎn)記載。

在樣點(diǎn)實(shí)地定位后，要檢查樣點(diǎn)定位是否正確，檢查方法可對照圖面資料，看樣點(diǎn)在圖上位置與實(shí)際測量落點(diǎn)所找到的現(xiàn)地位置是否相符，如不相符，必須進(jìn)一步檢查原因，檢查羅盤儀磁針是否靈敏，測量方法距離是否有錯(cuò)，引線起點(diǎn)與地形圖上是否相符等。

4.6樣地設(shè)置和調(diào)查

4.6.1樣地形狀和大小

森林抽樣調(diào)查中樣地形狀種類很多，在本實(shí)踐教學(xué)中，采用方形、圓形、角規(guī)和六株木樣地。

方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04公頃，角規(guī)樣地采用角規(guī)控制檢尺。

方形樣地的設(shè)置：采用對角線量測法。用羅盤儀在樣點(diǎn)中心測角，以皮尺在對角線上量距確定樣地的四個(gè)頂角。樣地的邊長為20米，對角線長28.28米，1/2對角線長14.14米，在樣地的四周界外用白粉筆作記號以明確邊界。

圓形樣地設(shè)置：由同一中心點(diǎn)向八個(gè)方向拉開測繩或皮尺。并在外圍的林木上用紅粉筆作記號，明確邊界。在坡地上應(yīng)改正成水平距離。圓形樣地面積0.04公頃，半徑是11.29米。

角規(guī)樣地的設(shè)置：觀測者站在樣地中心點(diǎn)對樣圓內(nèi)胸徑在5cm以上的喬木樹種逐一進(jìn)行控制檢尺，分別樹種記載。

六株木法的檢尺操作：2人用皮尺及圍尺由近及遠(yuǎn)依次量測樣點(diǎn)最近的六株樹木的胸徑及第六株樹干中心至樣點(diǎn)的水平距離，報(bào)給記錄員，分別樹種記錄。

起測徑階一律定為6cm，即5cm以上的樹木檢尺，5cm以下的樹木為幼樹不檢尺。

4.6.2埋設(shè)地物標(biāo)

樣地周界確定后，對固定樣地在其中心及四周角埋設(shè)標(biāo)樁，在標(biāo)樁上寫明樣地號和調(diào)查時(shí)間。并在離中心點(diǎn)最近的一株樹上，用紅漆寫上樣地號，同時(shí)在樣地調(diào)查卡片上注明該樹離樣點(diǎn)的距離和位置，每一株檢尺樹木都要用紅漆統(tǒng)一編號注記，以便下次復(fù)查。

4.6.3樣地調(diào)查

樣地調(diào)查項(xiàng)目較多，因《測樹學(xué)》的實(shí)踐教學(xué)中專門安排有標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查的教學(xué)實(shí)踐，樣地調(diào)查涉及的項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查中均已涉及，因此，在抽樣調(diào)查實(shí)踐中著重在蓄積量調(diào)查。

工作順序是：在同一樣地中心，先做方形樣地，然后再做圓形樣地，最后做角規(guī)樣地。方形樣地和圓形樣地的每木檢尺同標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查。

角規(guī)控制檢尺的操作：一人用角規(guī)站在樣地中心按順時(shí)針方向逐株瞄準(zhǔn)控制檢尺樹的胸高位置。凡樹干大于或等于角規(guī)缺口的計(jì)數(shù)；另一人在胸徑處量測實(shí)際胸徑值。另外兩人用皮尺量測檢尺樹至樣點(diǎn)中心的水平距離，報(bào)給記錄員。按此順序逐株量測。

對邊緣角規(guī)檢尺樹的取舍：本實(shí)踐中用斷面積系數(shù)為1.0的角規(guī)，即檢尺樹的胸徑厘米值大于水平距離米值的2倍才算一株檢尺樹；剛好等于2倍，為0.5株；小于2倍，不計(jì)數(shù)。

4.7內(nèi)業(yè)計(jì)算

4.7.1面積計(jì)算

用網(wǎng)點(diǎn)板計(jì)算閉合導(dǎo)線的平面圖即為林業(yè)用地面積。

4.7.2蓄積量計(jì)算

方形、圓形樣地用相應(yīng)樹種的一元材積表計(jì)算每個(gè)樣地的蓄積。

角規(guī)控制檢尺的蓄積：根據(jù)控制檢尺樹的胸高直徑，及徑階平均高，查相應(yīng)樹種組的而二元材積表，得到單株木材積，計(jì)算徑階材積，所有徑階累加得樣地內(nèi)蓄積。并進(jìn)一步計(jì)算為每公頃蓄積。

4.7.3總蓄積量及抽樣誤差的計(jì)算

將各組測定的樣地材料匯總，根據(jù)方形、圓形、角規(guī)等四種樣地資料分別按樣地每木調(diào)查用表，樣地每木調(diào)查匯總表計(jì)算，并比較四種樣地的抽樣精度。

5.結(jié)論

森林資源調(diào)查和監(jiān)測的抽樣調(diào)查方法很多，各種方法的適應(yīng)性、精度和效率也不完全相同。課堂的學(xué)習(xí)受到學(xué)時(shí)的限制，因此，在實(shí)踐教學(xué)過程中必須有選擇的進(jìn)行。而系統(tǒng)抽樣調(diào)查方法因其存在簡單易行，定位方便，樣本單元分布均勻，代表性較強(qiáng)，一般精度較簡單隨機(jī)抽樣高等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為了《測樹學(xué)》課程實(shí)踐教學(xué)中必選的內(nèi)容。本文的論述為測樹學(xué)的教學(xué)工作和學(xué)生的實(shí)踐操作提供較為詳盡的參考資料。

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