蘭 瑩

(長春市凈月潭實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，吉林 長春 130117)

材積表是量測(cè)森林資源數(shù)量和質(zhì)量的度量衡。使用精確的度量衡對(duì)森林資源調(diào)查、森林采伐限額管理、森林資源檔案管理、控制森林資源消耗、提高森林資源利用率等都具有重大意義。以往我省編制的一元立木材積表只考慮胸徑一個(gè)因子，未考慮樹高差異對(duì)立木材積的影響，造成適用精度不高，而二元材積表需要觀測(cè)每株樹木的胸徑和樹高，在實(shí)際工作中非常繁瑣，加大調(diào)查人員的工作強(qiáng)度，本文以全省蒙古櫟測(cè)定數(shù)據(jù)探索編制樹高級(jí)材積表，旨在低強(qiáng)度工作量基礎(chǔ)上，提高測(cè)算精度。

1 數(shù)據(jù)的收集與整理

1.1 數(shù)據(jù)收集要求

編表樣木和檢驗(yàn)樣木應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)林分分布、資源數(shù)量等狀況，相對(duì)均勻分布于編表區(qū)域和不同的立地條件、經(jīng)營措施、林齡、樹高級(jí)、郁閉度等級(jí)內(nèi)。

每個(gè)徑階的樹高分布要近似呈正態(tài)分布，所選的樣木好、中、差都要有樣木分布。

收集各徑階應(yīng)保證25株，15株用于編表，10株用于驗(yàn)表。

樣木樹高≤10 m的采用1 m區(qū)分，樹高>10 m的采用2 m區(qū)分。

1.2 數(shù)據(jù)整理

本項(xiàng)研究數(shù)據(jù)取自全省各縣市區(qū)，經(jīng)3倍標(biāo)準(zhǔn)差法對(duì)原始樣木數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，最終選取編表樣木1 903株，驗(yàn)表樣木1 254株，具體見表1。

表1 編驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 基準(zhǔn)樹高導(dǎo)向曲線導(dǎo)算

2.1 基準(zhǔn)樹高導(dǎo)向曲線的選擇

樹高曲線方程的種類很多，有的采用拋物線方程，有的采用冪函數(shù)曲線式等。本次編表為了既保證精度又便于計(jì)算，選用下式作為模擬胸徑與樹高方程。

H=a+b/(D+k)

式中：D——胸徑；

H——樹高；

A、B、K——求算的參數(shù)。

2.2 基準(zhǔn)樹高方程參數(shù)

采用H=a+b/(D+k) 進(jìn)行模擬，回歸模擬參數(shù)見表2。

2.3 基準(zhǔn)樹高方程精度檢驗(yàn)

用實(shí)際值與估測(cè)值，通過絕對(duì)誤差、回歸標(biāo)準(zhǔn)差、回歸標(biāo)準(zhǔn)誤的計(jì)算，對(duì)樹高方程的精度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

2.4 適用性檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)樹高方程的適用性，利用收集的檢驗(yàn)樣本進(jìn)行F檢驗(yàn)和系統(tǒng)誤差計(jì)算。F檢驗(yàn)結(jié)果、系統(tǒng)誤差見表4。

表2 樹高方程參數(shù)

表3 樹高方程精度檢驗(yàn)

表4 樹高方程F適應(yīng)性檢驗(yàn)

從表4可以看出，計(jì)算出來的F值均小于F0.05的值，計(jì)算的系統(tǒng)誤差均在±3 %以內(nèi)，符合編表要求。

3 編制方法

就樹高的分級(jí)而言，可以做出多種分法，樹高級(jí)的劃分與立地指數(shù)的劃分都是以樹高為依據(jù)，二者類似，利用立地指數(shù)表劃分樹高級(jí)的方法用于編制樹高級(jí)材積表是科學(xué)合理的，也是最有效的，本辦法已被實(shí)踐多次證明，在國內(nèi)也多次被使用。編制材積表采用二元材積式導(dǎo)算一元材積表方法編制。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)徑階的確定

根據(jù)樹高與胸徑的分布特點(diǎn)，通過多方面分析，選取接近中間值的26 cm徑階做為標(biāo)準(zhǔn)徑階。

3.2 樹高級(jí)距的確定

由原始材料分析得知，26 cm徑階樹高最小、最大值分別為13.4 m到21.8 m,變動(dòng)幅度8.4 m。按級(jí)距2 m劃分，共劃分5級(jí)。胸徑為26 cm時(shí)，各樹高級(jí)的分布值依次為13 m、15 m、17 m、19 m、21 m。

3.3 各等級(jí)樹高曲線的推導(dǎo)

推導(dǎo)各等級(jí)樹高曲線，是以基準(zhǔn)導(dǎo)向曲線為基軸，采用標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法導(dǎo)算各樹高級(jí)曲線。

His=Hki+[Hs0-Hk0]×Sai/Sa0

His:欲求算的S樹高級(jí)于i胸徑時(shí)的樹高值；

Hki:基準(zhǔn)樹高曲線上胸徑值為i時(shí)的樹高值；

Hs0:S樹高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)徑階的樹高值；

Hk0:基準(zhǔn)樹高曲線上標(biāo)準(zhǔn)徑階時(shí)的樹高值；

Sai: 胸徑為i時(shí)的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差；

Sa0:標(biāo)準(zhǔn)徑階時(shí)的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差。

3.3.1 計(jì)算各徑階樹高標(biāo)準(zhǔn)差

各測(cè)高木按徑階歸并后，計(jì)算平均樹高，然后計(jì)算各徑階樹高標(biāo)準(zhǔn)差。

SYh=SQR[∑(Hi-H0)2/(N-1)]

SYh:樹高標(biāo)準(zhǔn)差；

Hi:i徑階樹高；

H0：i徑階平均樹高；

N：i徑階株數(shù)。

3.3.2計(jì)算各徑階標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)徑階標(biāo)準(zhǔn)差的比值

P=Sai/Sa0

Sai: 胸徑為i時(shí)的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差；

Sa0: 標(biāo)準(zhǔn)徑階時(shí)的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差。

3.3.3整列標(biāo)準(zhǔn)差比值

將計(jì)算的各徑階標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)徑階標(biāo)準(zhǔn)差的比值(Sai/Sa0)按P=D/(a+bD+cD2)公式進(jìn)行整列。

P=D/(2.8459+2.3872D-0.016D2) 相關(guān)系數(shù)0.9738。

4 樹高級(jí)材積表編制

利用各等級(jí)樹高曲線的推導(dǎo)公式計(jì)算求出5個(gè)樹高級(jí)在各種不同胸徑狀態(tài)下的樹高值。將樹高值帶入蒙古櫟二元材積式(V=0.000 048 27D1.704 675 91H1.225 218 57)，計(jì)算樹高級(jí)材積表，具體見表5。

表5 蒙古櫟樹高級(jí)材積

5 結(jié)論

根據(jù)各樹高級(jí)的不同樹高值編制材積表，能明顯看出樹高分級(jí)后，等于將其全部范圍劃分為多個(gè)層次，將樹高值本身大幅度變動(dòng)范圍分割開來，將各類型樹木分別劃歸不同的樹高級(jí)，從而提高了立木材積的計(jì)算精度。

樹高級(jí)的確定方法是將林分平均直徑樹高整列公式和各等級(jí)樹高曲線計(jì)算公式，求出此胸徑值在5個(gè)樹高級(jí)狀態(tài)下的不同樹高值，然后再將林分平均高與5個(gè)樹高級(jí)樹高值進(jìn)行對(duì)比，最接近數(shù)值所代表的樹高級(jí)便是此林分的樹高級(jí)。

編制的樹高級(jí)材積表是在廣泛收集樣木的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，從而使編制出材積表有較充分的基礎(chǔ)與根據(jù)。不但解決了一元立木材積表精度不高、適用性不強(qiáng)，二元材積表工作任務(wù)繁瑣，調(diào)查強(qiáng)度大等難題，還為在低強(qiáng)度工作量基礎(chǔ)上，提高測(cè)算精度提供新思路。