《測(cè)樹學(xué)實(shí)驗(yàn)》指導(dǎo)書李鳳日編

二00五年三月

實(shí)驗(yàn)一測(cè)樹工具的使用一、目的熟悉和掌握幾種常用的測(cè)樹工具的構(gòu)造、原理及使用方法。二、儀器、用具輪尺、圍尺、勃魯萊測(cè)高器、超聲波測(cè)高器、DQW—2型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、二米測(cè)竿、記錄夾、記錄用表、計(jì)算工具。三、儀器的構(gòu)造、原理及使用方法（一）測(cè)徑器1．輪尺輪尺構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，如圖1—1，可分為固定腳，游動(dòng)腳和測(cè)尺三部分。測(cè)尺的一面為普遍米尺刻度，一面為整化刻度。在森林調(diào)查中，為簡(jiǎn)化測(cè)算工作，通常將實(shí)際直徑按上限排外法分組，所分的組稱為徑階，用其組中值表示。徑階大?。ńM距）一般可以為1cm、2cm或4cm。當(dāng)按1cm>2cm或4cm分組時(shí)，其最小徑階的組中值分別為1cm、2cm或4cm。徑階整化刻度的方法即是將各徑階的組中值刻在該徑階的下限位置。圖1—1輪尺1．固定腳2．滑動(dòng)腳3．尺身4．樹干橫斷面使用注意事項(xiàng)：（1）在測(cè)定前，首先檢查輪尺，必須注意，固定腳與游動(dòng)腳應(yīng)當(dāng)平行，且與尺身垂直。（2）測(cè)徑時(shí)，輪尺的三個(gè)面必須緊貼樹干，讀出數(shù)據(jù)后，才能從樹干上取下輪尺。（3）測(cè)立木胸徑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照1.3m的部位進(jìn)行測(cè)定。如在坡地，應(yīng)站在坡上部，確定樹干上1.3m處的部位，然后再測(cè)量其直徑。樹木若在1.3m以下分叉時(shí)，按兩株測(cè)算。（4）當(dāng)樹干橫斷面不圓時(shí)，應(yīng)測(cè)相互垂直的兩個(gè)直徑，取平均數(shù)作為測(cè)定值。．圍尺（直徑卷尺）圍尺有布圍尺，鋼圍尺和蔑圍尺三種，圍尺上除標(biāo)有普通米尺刻度外，還標(biāo)有對(duì)應(yīng)于圓周長空的直徑刻度。使用時(shí)，必須將圍尺拉緊平圍樹干后，才能讀數(shù)，應(yīng)使圍尺圍在同一水平面上，防止傾斜，否則，易產(chǎn)生偏大的誤差。（二）測(cè)高器測(cè)高器的種類較多，但根據(jù)原理大體可分為兩大類：一類是利用幾何相似形原理設(shè)計(jì)的，如克里斯頓測(cè)高器，圓筒測(cè)高器等；另一類是利用三角原理設(shè)計(jì)的，如勃魯萊測(cè)高器等。?幾何原理測(cè)高：如圖1-2所示，當(dāng)BC//B'C'時(shí)，則有：若ECB'C',為定長（一般EC用2n測(cè)竿,B'C用30cn■測(cè)尺取代），則將BC（樹高）值代入上式，（樹高）值代入上式，即可計(jì)算岀相應(yīng)的E'C'值。若將一系列的BC（樹高）值刻劃在相應(yīng)的E'C'位置，即可從測(cè)尺（B'C'）上直接讀岀樹高（BC）值?？死锼诡D測(cè)高器就是利用上述關(guān)系設(shè)計(jì)的。使用時(shí)，只需將二米測(cè)竿垂直立于樹基部（或在樹干上標(biāo)2m高度），然后，選擇一個(gè)能同時(shí)望見樹梢和樹腳及二米測(cè)竿頂?shù)牡胤?，用大拇指和食指輕提儀器，讓其自然下垂，與樹干平行，屈伸手臂，使儀器上、下鉤正好卡住樹梢及樹基，保持儀器和頭部不動(dòng)，迅速瞄視測(cè)竿頂端，這時(shí)，視線所通過的儀器刻度值即為樹干的全高。圖1－2克里斯屯測(cè)高器測(cè)高原理示意圖圖1－3克里斯屯測(cè)高器及其刻度這種測(cè)高器具有用法簡(jiǎn)單，攜帶方便，測(cè)高時(shí)不用量水平距離等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)16ni以下的樹木測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，但掌握不熟練時(shí)，可能岀現(xiàn)較大的誤差。?三角原理測(cè)高：按三角原理設(shè)計(jì)的測(cè)高器，本質(zhì)上都是一種測(cè)角器，多通過正切函數(shù)關(guān)系測(cè)算樹高。較為常用的是勃魯萊測(cè)高器（圖1-4）。其刻度盤上標(biāo)有不同水平距離（15，20，30、40m）時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同仰角和俯角的樹高值。圖1－4布魯萊斯測(cè)高器構(gòu)造圖1－5布魯萊斯測(cè)高原理1.制動(dòng)按鈕2.視距器3.瞄準(zhǔn)器4.刻度盤5.擺針6.濾色鏡7.啟動(dòng)鈕8.修正表

測(cè)高時(shí)，首先選測(cè)某一水平距離，然后，分別以下情況測(cè)算樹高：⑴在平地上測(cè)高：測(cè)者立于測(cè)點(diǎn)，按下儀器按紐，使指針自由下垂，用瞄準(zhǔn)器對(duì)準(zhǔn)樹梢后，即按下制動(dòng)紐，固定指針，在度盤上讀岀對(duì)應(yīng)于所選測(cè)水平距離的數(shù)據(jù)h，再加上測(cè)者眼高I,即為全樹高H,見圖l-6（a）（2）在坡地測(cè)高：先觀測(cè)樹梢，求得hi，再觀測(cè)樹基，求得h2，若兩次觀測(cè)角度正負(fù)號(hào)相異時(shí)（仰角為正,俯角為負(fù)），見圖I—6（b）。則樹木全高（H）為：式中：S為水平距離。若兩次觀測(cè)角度正負(fù)號(hào)相同，見圖1-6（c），則樹木全高（H）為：這種測(cè)高器的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，易于掌握，在視角等于45°時(shí)，精度較高，但需要測(cè)樹木至測(cè)點(diǎn)的水平距離。測(cè)高注意事項(xiàng)：測(cè)高時(shí)一定要兩次讀數(shù)之和（差）。測(cè)高的水平距離應(yīng)盡量與樹高相同。樹高小于5mi時(shí)不用測(cè)高器，而用測(cè)桿測(cè)定。對(duì)闊葉樹不要誤將樹冠倒側(cè)當(dāng)作樹梢。1—6在坡地上測(cè)高（三）多用測(cè)樹儀近二、三十年，多用途的綜合性測(cè)樹儀的研制取得了較大的進(jìn)展，這類測(cè)時(shí)儀能測(cè)定樹高、立木任意部

位直徑、水平距離、坡度、每公頃斷面積等多種因子。我國常見的有LC-1型和LC-2型林分速測(cè)鏡，DCW-型光學(xué)測(cè)樹儀、DQW-型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀等。此處僅就DQW-型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀作簡(jiǎn)要介紹。DQW-2型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀其結(jié)構(gòu)如圖1-7。原理是用顯微投影的標(biāo)尺，測(cè)量經(jīng)望遠(yuǎn)鏡放大了的目標(biāo)，通過光學(xué)系統(tǒng)，成象在一個(gè)焦平面上，以相似形定理和三角函數(shù)作為測(cè)量原理。使用時(shí)，將儀器固定在三角架上，按下制動(dòng)紐，待鼓輪靜止后，通過目鏡可見到圓形視場(chǎng)（圖1-8）被準(zhǔn)線分為上下兩部分。上半部是觀測(cè)目標(biāo)，下半部是測(cè)量各因子用的標(biāo)尺。?測(cè)水平距離：司尺員將視距尺一端頂?shù)奖粶y(cè)樹干上，使尺面垂直于儀器觀測(cè)方向，并力求水平（圖I-9），用儀器看視距尺，測(cè)距尺所夾視距尺的刻度數(shù)即為所測(cè)的水平距離（視距尺的最小格值為0.2m），見圖1-10。選光窗絲堵彎頭制動(dòng)螺絲目鏡組羅盤儀架頭

圖1—7DQW-2型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀選光窗絲堵彎頭制動(dòng)螺絲目鏡組羅盤儀架頭?測(cè)樹咼：（1）測(cè)立木全高（H）:原理與勃魯萊測(cè)高器相同，H=B（Ci‘Co）（h尺讀數(shù)為異號(hào)時(shí)），H二Bl。-Ho|（h尺讀數(shù)為同號(hào)時(shí)）。式中：B――觀測(cè)時(shí)水平距離的1%（m）；C――觀測(cè)樹頂梢H尺上的讀數(shù)（格）；Co――觀測(cè)樹基部H尺上的讀數(shù)（格）。Ci（2）標(biāo)定中央直徑的部位：當(dāng)儀器對(duì)準(zhǔn)中央直徑時(shí)，H尺的讀數(shù)應(yīng)該是:CiCiCCi2Ci2Ci-C2（H尺讀數(shù)為異號(hào)時(shí)），（H尺讀數(shù)為同號(hào)時(shí)）。測(cè)距讀數(shù)Ci2Ci-C2（H尺讀數(shù)為異號(hào)時(shí)），（H尺讀數(shù)為同號(hào)時(shí)）。測(cè)距讀數(shù)將此讀數(shù)調(diào)至準(zhǔn)線上，這時(shí)，準(zhǔn)線與樹干相截的位置即是中央直徑部位。測(cè)高尺圖1—8圓形視場(chǎng)圖1—圖1—8圓形視場(chǎng)圖1—9司尺圖1—10測(cè)距（3）標(biāo)定任意樹高：H尺的讀數(shù)是CCnCnCn_C0（H尺讀數(shù)為異號(hào)時(shí)HC1--Co（H尺讀數(shù)為同號(hào)時(shí)）2B式中，Hn標(biāo)定咼度（m）將求得的H尺讀數(shù)調(diào)至準(zhǔn)線位置，此時(shí)，準(zhǔn)線與樹干相截處即為所要標(biāo)定的樹干高度（3）測(cè)樹干直徑:式中：L測(cè)徑尺讀數(shù)（即條帶數(shù)，窄條帶為1,寬條帶為10）;B——觀測(cè)時(shí)水平距離的0.1%（cm）oDQW-2型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀的其余功能，在以后的實(shí)驗(yàn)使用中可再作現(xiàn)場(chǎng)介紹。四、實(shí)驗(yàn)組織安排?實(shí)驗(yàn)時(shí)，先講述各種儀器的構(gòu)造，使用方法及測(cè)高原理。（如經(jīng)緯儀等）測(cè)樹高，作為樹高實(shí)際值,?實(shí)驗(yàn)之前，選取10（如經(jīng)緯儀等）測(cè)樹高，作為樹高實(shí)際值,五、思考題?為什么要進(jìn)行輪尺刻度整化？若起測(cè)直徑為6cnfl寸，試以4cm為一徑階說明整化刻度法?比較各種測(cè)高器的優(yōu)缺點(diǎn)。?當(dāng)你只有一直尺或三角板時(shí)，怎樣用它來測(cè)高？說明原理及方法。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交測(cè)徑、測(cè)高及誤差計(jì)算結(jié)果（用表1—1）o表1-1樹木胸徑、樹高測(cè)定計(jì)算表編號(hào)胸徑測(cè)定樹高測(cè)定輪尺圍尺實(shí)際咼超生波測(cè)高器勃魯萊測(cè)高器DQW-2型望遠(yuǎn)測(cè)樹儀第一方向第二方向平均全高誤差(％)全高誤差(%)全高誤差(%)123456789101112131415實(shí)驗(yàn)二伐倒木材積測(cè)定一、目的?學(xué)會(huì)用樹干上幾個(gè)必要的直徑值繪制樹干縱剖面圖（削度圖）的方法；?掌握用中央斷面、平均斷面求積式及其區(qū)分求積式計(jì)算樹干材積的方法；?了解標(biāo)準(zhǔn)木（樣木）卡片的內(nèi)容。二、資料、儀器及輔助用表1.計(jì)算機(jī)?30X20cm方格紙一張及必要的繪圖儀器；?標(biāo)準(zhǔn)木卡片（見用表2-1）;三、方法、步驟（一）首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)木卡片中樹高及1m3m5m??…等高度處的帶皮與去皮直徑，在方格紙上橫軸以1:100、縱軸以丨：10的比例繪樹干縱剖面圖。（以直線連結(jié)各點(diǎn)不作修勻）（二）用中央斷面及平均斷面求積式計(jì)算樹干帶皮材積。首先由樹于1m3m5m??…等高度處的帶皮與去皮直徑計(jì)算所需的數(shù)值，然后代入以下公式計(jì)算樹干材積。V^=G^L（1）2G°+GV平-L（2）2‘1''梢頭材積，根據(jù)梢頭長度及梢頭底面積值由公式：Vgnl（l-l）計(jì)算。3將以V中和V平計(jì)算的材積再分別加上梢頭材積即為該樹干的總材積值。（三）以2m為一區(qū)分段，用中央斷面區(qū)分求積式計(jì)算樹干材積由樹干1m3m5m??…等高度處的帶皮與去皮直徑和區(qū)分段長，用圓柱體體積公式計(jì)算各區(qū)分段的材積，各段材積之和，再加上梢頭材積即為整個(gè)樹干材積。（四）以2m為一區(qū)分段，用平均斷面區(qū)分求積式計(jì)算樹干材積。首先由樹干樹干1m3m、5m??…等高度處的帶皮與去皮直徑，采用線性插值公式計(jì)算樹高2m4m……等高度處的直徑，并計(jì)算岀該直徑的相應(yīng)斷面積代入下式計(jì)算樹干材積。TOC\o"1-5"\h\zg..gn」1V平均（里匹）、g1）l，V'—gnl'（3）213式中：l――區(qū)分段長l梢頭長。再加上梢頭材積即為樹干總材積。四、思考題?這次實(shí)驗(yàn)所用四個(gè)公式計(jì)算的樹干材積是否相等？如不相等，是否能簡(jiǎn)單的說明一下理由’.能否利用樹干縱剖面圖，直觀的描述一下樹干的縱剖面形狀？?實(shí)際進(jìn)行造材時(shí)除考慮樹種、材種的長度和粗度外，還要考慮什么？為什么？4?用區(qū)分求積式計(jì)算的各材種材積，與由原木材積表查岀的各材種材積值是否一致？能敘述不一致的理由嗎？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.樹干縱剖面圖2?各種公式計(jì)算樹干材積的結(jié)果（表2—2）o?按區(qū)分求積式計(jì)算各材種帶皮與去皮材積的結(jié)果記入標(biāo)準(zhǔn)木卡片的相應(yīng)欄內(nèi)。用表2-1標(biāo)準(zhǔn)木卡片黑龍江省伊春市南岔林業(yè)局林場(chǎng)8林班25小班楓樺紅松林林型標(biāo)準(zhǔn)地NoII-14樹種紅松所屬林層單層林21.胸高直徑最近（10）年內(nèi)的生長量1.4cm3.胸高直徑帶皮33.0cm，去皮32.6cm22.生長率胸高斷面積帶皮圓柱體體積帶皮m2，去皮m3，去皮2m3m樹干高度（伐根高不計(jì)）27.2m第一死枝高8.6m第一活枝高11.0m樹冠長度16.2m,百分?jǐn)?shù)%樹冠投影東西4.8m,南北5,7m樹高最近（10）年內(nèi)的生長量1.07m12.伐根高8cm伐根上的年輪數(shù)_150+10伐根上的心材直徑cm伐根上的被壓直徑cm伐根上的被壓年數(shù)伐根上的病腐直徑..cm病腐蔓延高度.m"~生長情況（劃線指岀）弱小、中庸、良好。胸高直徑最后一厘米內(nèi)的年輪數(shù).10cm125.H處的直徑帶皮27.5cm,去皮26.8cm426.樹干中央直徑帶皮22.0cm，去皮21.2cm327.—H處的直徑帶皮10.0cm，去皮9.2cm%中央直徑最近（）內(nèi)的生長量生長率4形率q1帶皮q2帶皮q3帶皮形數(shù)：帶皮樹干材積：帶皮（）年前……連年生長量生長率??…平均生長量樹皮材積樹皮率（占樹干帶皮材積的百分比）枝條材積枝條率（占樹干帶皮材積的百分比）去皮一去皮去皮去皮去皮3m3m3一m3—m3mm3用表2-1(續(xù))距樹干底斷面的高度(m)直徑(cm)最近()年內(nèi)直徑生長材積(mo)帶皮去皮()年前帶皮去皮()年前根徑XXX、'XX伐根42.041.2XXX胸徑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總計(jì)用表2—2各公式計(jì)算樹干材積表公式名稱公式型計(jì)算的材積(m3)(不含梢頭)梢頭材積(m3)中央斷面求積式平均斷面求積式平均斷面區(qū)分求積式央斷面區(qū)分求積式實(shí)驗(yàn)三、標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查及林分調(diào)查因子的測(cè)算一、目的?初步掌握標(biāo)準(zhǔn)地外業(yè)調(diào)查技術(shù)和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法；?學(xué)習(xí)目測(cè)方法。二、儀器及工具羅盤儀、二米測(cè)竿、測(cè)繩、皮尺、輪尺(或圍尺)、勃魯萊測(cè)高器(或其它測(cè)高器)、記錄夾、記錄用表、森調(diào)工作手冊(cè)、粉筆、方格紙、計(jì)算工具等。三、方法步驟本實(shí)驗(yàn)分組進(jìn)行，每小組6-7人。(一)外業(yè)?選擇標(biāo)準(zhǔn)地的基本原則：在哈爾濱實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)對(duì)所調(diào)查林分作全面踏查，掌握林分的特點(diǎn)，選岀具有代表性的，即林分特征及立地條件一致的地段設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地。標(biāo)準(zhǔn)地不能跨越河流、道路或伐開的調(diào)查線，且應(yīng)遠(yuǎn)離林緣。標(biāo)準(zhǔn)地面積：按標(biāo)準(zhǔn)地上林木株數(shù)的多少為標(biāo)準(zhǔn)。如近熟和成熟林應(yīng)有100株以上，中齡林150株以上，幼齡林200株。一般先用400mf的小樣方查數(shù)株數(shù)，再按上述標(biāo)準(zhǔn)推算滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)地面積。標(biāo)準(zhǔn)地形狀：一般用矩形或方形。?標(biāo)準(zhǔn)地境界測(cè)量：用羅盤儀測(cè)角，用皮尺或測(cè)繩量距離。坡度5°以上應(yīng)改算為水平距，相對(duì)閉合差一般要求不超過各邊總長的1/200。相對(duì)閉合差二絕對(duì)閉合差(m)。相對(duì)閉合差(m)設(shè)置固定標(biāo)準(zhǔn)地時(shí)應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)地與已知測(cè)線明顯地物標(biāo)相聯(lián)，，并在標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查薄上繪略圖，以便日后查找。在標(biāo)準(zhǔn)地四角埋設(shè)標(biāo)樁。埋樁時(shí)，其寫字面要朝向標(biāo)準(zhǔn)地的角線方向。標(biāo)樁規(guī)格：永久標(biāo)準(zhǔn)地標(biāo)樁，用針葉樹剝皮制作，粗20cm，長1.5m，埋入地下70cm。流水帽砍成圓錐形，流水帽下隔5cm以下砍岀寫字面，長25cm,寬15cm。用鉛油寫岀標(biāo)準(zhǔn)地號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)地面積及設(shè)年月日。臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)地的標(biāo)樁，粗12—14cm,長1.2m，埋入地下50cm。.標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查：⑴每木調(diào)查：在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)分別樹種、活立木、枯立木、倒木，測(cè)定每株樹木的胸徑的工作，稱每木調(diào)查（或每木檢尺）。徑階大小的確定：林分平均直徑6—12cm,采用2cm為一徑階；林分平均直徑在12cm以上，以4cm為一徑階，人工林可用1cm為一徑階。確定起測(cè)徑階：檢尺時(shí)最小徑階稱為起測(cè)徑階，小于起測(cè)徑階的樹木稱為幼樹。一般調(diào)查時(shí)，天然成過熟林起測(cè)徑階為8cm,中齡林4cm，人工幼林1或2cm劃分材質(zhì)等級(jí)：a?用材部分占全樹高40%以上者為經(jīng)濟(jì)用材樹。b?用材部分長度在2m（針）或1m（闊）以上，而小于全高40%者為半經(jīng)濟(jì)用材樹。c?用材部分在2m（針）或lm（闊）以下者為薪材樹。在實(shí)際工作中一般只分用材樹和薪材樹。半經(jīng)濟(jì)用材樹的60%記入經(jīng)濟(jì)用材樹，40%記入薪材樹。但需另計(jì)枯立木和倒木以供計(jì)算枯損量。每木檢尺：三人一組：二人測(cè)胸徑，一人記錄并作記號(hào)。測(cè)徑時(shí)，必須分別樹種、材質(zhì)等級(jí)和徑階，同時(shí)應(yīng)分別林層進(jìn)行。在坡地應(yīng)沿等高線方向進(jìn)行，在平地沿S形方向量測(cè)。測(cè)徑時(shí)應(yīng)注意：a.必須測(cè)定距地面1.3m處直徑，在坡地量測(cè)坡上1.3m處直徑。b?輪尺必須與樹干垂直且與樹干三面緊貼，測(cè)定胸徑并記錄后，再取下輪尺。遇干形不規(guī)整的樹木，應(yīng)垂直測(cè)定兩個(gè)方向的直徑，取其平均值。在1.3m以下分叉者應(yīng)視為兩株樹，分別檢尺。d?測(cè)定位于標(biāo)準(zhǔn)地境界上的樹木時(shí)，本著北要南不要，取東舍西的原則。e.測(cè)者每測(cè)一株樹，應(yīng)報(bào)岀該樹種、材質(zhì)等級(jí)及直徑大小，記錄者應(yīng)復(fù)誦。凡測(cè)過的樹木，應(yīng)用粉筆在樹上向前進(jìn)的方向作岀記號(hào)，以免重測(cè)或漏測(cè)。在固定標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查時(shí)，一律采用lcm一徑階或記實(shí)際胸徑，每木檢尺要分別樹種，健康木，病腐木或生長級(jí)記錄，每株樹應(yīng)編號(hào)，并在其1.3m處作上記號(hào)（如T），以利下次復(fù)測(cè)，測(cè)定精度0.10m。（2）測(cè)樹高：測(cè)高的主要目的是為確定各樹種的平均高。應(yīng)分別樹種和徑階測(cè)樹高，主要樹種應(yīng)測(cè)15—30株，中央徑階多測(cè)，兩端逐次少測(cè)。凡測(cè)高的樹木應(yīng)實(shí)測(cè)其胸徑和樹高，將所測(cè)結(jié)果記入“測(cè)高記錄表”中，通過繪制樹高曲線圖，由林分平均直徑查岀林分平均高。亦可用數(shù)式法回歸計(jì)算。對(duì)其它次要樹種可選3—5株相當(dāng)于平均直徑大小的樹木測(cè)高，取其平均值為平均高。優(yōu)勢(shì)木測(cè)高規(guī)定：a?標(biāo)準(zhǔn)地每100ni測(cè)一株樹高最高、樹冠完整的樹木；b?將標(biāo)準(zhǔn)地大致分為幾個(gè)小區(qū)，每區(qū)選一優(yōu)勢(shì)木測(cè)高；n無H優(yōu)ic?優(yōu)勢(shì)木平均高需=丄n用勃魯萊測(cè)高器測(cè)高，精確到0.5m。幼林可用特制測(cè)竿測(cè)高，必須有專人觀察測(cè)竿是否正確達(dá)樹頂，不得由持竿人在樹下估計(jì)，用測(cè)竿測(cè)高精確到0.1m。樹冠測(cè)定：對(duì)測(cè)高，樣木要測(cè)枝下高（Hb）和冠幅（Cw）。枝下高精確到0.5m。冠幅要求按東西、南北二個(gè)方向量測(cè)，精確到0.lm。將測(cè)高樣木的量測(cè)值（胸徑、樹高、枝下高及冠幅），按徑階填入測(cè)高記錄內(nèi)（用3—3）。優(yōu)勢(shì)木測(cè)高值填入表3—1。（3）測(cè)定樹木年齡：用查數(shù)伐根上的年輪數(shù)，或用生長錐其它方法確定接近平均直徑樹木的年齡。混交林只確定優(yōu)勢(shì)樹種的年齡。有些樹種的幼樹可以數(shù)輪枝確定年齡時(shí)，應(yīng)加上生長達(dá)最基部一個(gè)輪生枝高度所的年。（4）測(cè)定郁閉度：標(biāo)準(zhǔn)地的兩對(duì)角線上樹冠覆蓋的總長度與兩對(duì)角線的總長之比，作為郁閉度的估測(cè)值。或在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)機(jī)械設(shè)置100個(gè)樣點(diǎn)，在各點(diǎn)上確定是否被樹冠覆蓋，總計(jì)被覆蓋的點(diǎn)數(shù)，并計(jì)算其頻率，將此頻率作為郁閉度的近似值樹冠投影法：在方格紙上繪制標(biāo)準(zhǔn)地樹冠投影圖，從圖上求岀投影面積和準(zhǔn)地面積，用下式計(jì)算之：式中：?c——郁閉度；Sc――林冠投影面積；So――林冠空隙面積；St標(biāo)準(zhǔn)地面積。（5）選伐標(biāo)木（樣木）和解析木：根據(jù)平均木或不同的調(diào)查目的選取標(biāo)準(zhǔn)木或解析木。將標(biāo)準(zhǔn)木所在林分狀況記入準(zhǔn)木卡片。選岀的標(biāo)準(zhǔn)木測(cè)定其胸徑、樹冠的東西、南北長度，記載樹木生長情況，然后伐倒，伐根不超過胸徑1/3。查數(shù)伐根上的年輪數(shù)，測(cè)定心材直徑、被壓期間年輪數(shù)和大小及其病腐情況。實(shí)測(cè)樹高（精度0.1m）、樹冠長度、樹高1/4、1/2、3//1處的帶皮和去皮直徑，測(cè)胸徑和1/2處直徑，測(cè)最近10年（或5年）的直徑生長量及胸徑最后lcm的年輪數(shù)。以2m（或Im）為區(qū)分段，進(jìn)行區(qū)分求積。則作樹干解析時(shí)，應(yīng)在伐根、胸徑，各區(qū)分段中央直徑及梢端處截取圓盤。如不作樹干解析，則在胸徑和各區(qū)分段中央直處測(cè)定最近10年（或5年）直徑生長量。用目測(cè)截?cái)喾y(cè)定最近10年（或6年）樹高生長量。根據(jù)木材規(guī)格對(duì)標(biāo)準(zhǔn)木合理造材，將各材種名稱、大小記載入"標(biāo)準(zhǔn)木卡片"。（6）地形地勢(shì)、植被、土壤、更新及病蟲害的記載與調(diào)查。記載標(biāo)準(zhǔn)地的坡位（上、中、下及谷地）、坡向（用象限角記載）、坡度（以度為單位）和海拔。植被調(diào)查方法：林下植被的描述與分析是森林植被調(diào)查的一個(gè)重要方面，是研究林分分類、動(dòng)態(tài)及生產(chǎn)力不可缺少的基礎(chǔ)性工作。主要調(diào)查記載林內(nèi)有哪些植被種（草本）及其生長狀況分布情況、高度、覆蓋度，林緣的植物情況；是否有地被物（苔蘚、地衣）以及死地被物（枯枝落葉層）的情況。用樣方調(diào)查：標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)四角及中心各設(shè)一塊1X1m的樣方。設(shè)置好樣方后，要估測(cè)一下總蓋度、營養(yǎng)苗（即僅帶枝葉的營養(yǎng)休）及生殖苗（具花或果實(shí)的苗）的平均高度。記錄樣方內(nèi)所岀現(xiàn)的全部植被名稱。對(duì)每種植被作如下數(shù)量指標(biāo)調(diào)查；a.密度：密度是與多度意義相近的一個(gè)指標(biāo)。它是脂單位面積內(nèi)某種植物的個(gè)體數(shù)目。測(cè)時(shí)即數(shù)每一平方米樣方內(nèi)所測(cè)植物的株（或從）數(shù)。b?蓋度；指植物地上部分（枝葉）的垂直投影，以覆蓋面積的百分比表示（它相當(dāng)于林業(yè)上所用的郁閉度）。蓋度可分種蓋度（又叫分蓋度）、層蓋度及總蓋度（群落蓋度）。要求測(cè)定每種植物的種蓋度（由于植物枝n十相互重疊，各種之種蓋度之和常大于總蓋度）。c?高度：植物高度說明植物的生長情況、競(jìng)爭(zhēng)和適應(yīng)能力。對(duì)每種植物種高度的測(cè)定，應(yīng)分營養(yǎng)苗及生殖苗分別測(cè)定，注意測(cè)量的自然高度應(yīng)取平均值。物候相，即指植物隨氣候條件按時(shí)間有規(guī)律的變化而表現(xiàn)岀的按一定順序的發(fā)育期?？煞譅I養(yǎng)期、花蕾期，開花期、結(jié)實(shí)期和果后營養(yǎng)期等幾個(gè)階段。樹種名稱蓋度(%)多度平均、高（cm）物候相生活力分布密度株（m2）山刺玫3Un50果后營養(yǎng)中8野豌豆7sol50果強(qiáng)1多度采用德魯全法記載：Cop3――植物覆蓋50%以上（分布很多）;Cop2――植物覆蓋25%以上（分布較多）;Cop1――植物覆蓋5%-25%以上（分布中等）；Sp――植物覆蓋5甲。以下（稀疏、散生）；Sol——少；Un――單株?duì)顟B(tài)：Soc——分布均勻；Gr布不均（塊狀）生產(chǎn)力：指植物的生長狀況，它是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)?？煞謴?qiáng)、較強(qiáng)、中等、較弱及弱填寫，其記載形式舉例如上：將植被（幼樹、下木及活地被物）調(diào)查結(jié)果，填用表5—5中。⑧土壤調(diào)查：在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選擇有代表性的位置，挖土坑，記載土壤剖面（詳見“土壤調(diào)查表”）。更新調(diào)查：可用小樣方或其它方法調(diào)查與記載樹種、年齡、平均高、分布狀況及密度等。病蟲害及其它情況的記載。（7）清理林場(chǎng)，以保持林內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生。?進(jìn)行目測(cè)練習(xí)：（1）對(duì)本組標(biāo)準(zhǔn)地的主要測(cè)樹因子作目估，將目測(cè)結(jié)果記入“標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查薄”封面的其它欄內(nèi)。在內(nèi)業(yè)計(jì)算岀標(biāo)準(zhǔn)地各調(diào)查因子后進(jìn)行比較。（2）如時(shí)間允許，可在各組標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)業(yè)完成后，由教師帶領(lǐng)在每塊標(biāo)準(zhǔn)地上先由學(xué)生目測(cè)，再宣布實(shí)測(cè)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的目測(cè)能力。（二）內(nèi)業(yè)主要是標(biāo)準(zhǔn)地材料的計(jì)算與整理。內(nèi)容是：1?標(biāo)準(zhǔn)木各調(diào)查因子的計(jì)算（即實(shí)驗(yàn)二“標(biāo)準(zhǔn)木卡片”上有關(guān)內(nèi)容）：（1）用區(qū)分求積法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)木帶皮、去皮及10年前的材積，（2）材積生長量的計(jì)算：總平均生長量：=V^-C連年生長量=Va-V"n

胸徑、樹高、材積生長率的計(jì)算：計(jì)算形數(shù)：計(jì)算形率：式中di——H/4、H/2、3H/4處的直徑計(jì)算樹皮材積及樹皮率：樹皮材積=帶皮-V去皮樹皮率％樹皮率％樹皮率％_V樹皮率％_V皮V帶皮材種材積的計(jì)算(詳見實(shí)驗(yàn)二)。2?標(biāo)準(zhǔn)地各調(diào)查因子的計(jì)算：(1)林分平均直徑：計(jì)算林分平均直徑：?jiǎn)渭兺g林分直徑結(jié)構(gòu)規(guī)律的分析：正態(tài)分布規(guī)律的驗(yàn)證：在方格紙上，以橫軸示徑階，縱軸示株數(shù)，把每木調(diào)查所得的各徑階株數(shù)點(diǎn)繪于圖上，聯(lián)結(jié)各點(diǎn)得析線圖，觀察該林分的直徑分布狀態(tài)。求算林分最大徑階和最小徑階之組中值與林分平均直徑之比值；林分平均高：以林分平均直徑在樹高曲線圖上查岀相應(yīng)的樹高為林分平均高。用各徑階中值在曲線圖上查岀各徑階平均高。優(yōu)勢(shì)木平均高，以優(yōu)勢(shì)木的算術(shù)平均高作為上層木平均高。求算最大、最小樹高與林分平均高的比值并觀察其范圍大小。平均年齡：以標(biāo)準(zhǔn)木年齡的算術(shù)平均值作為平均年齡。每公頃株數(shù)與斷面積的換算：將標(biāo)準(zhǔn)地各樹種的株數(shù)與斷面積分別被標(biāo)準(zhǔn)地面積除，即換算成每公頃株數(shù)與斷面積。蓄積量：(詳見實(shí)驗(yàn)八)樹種組成：按各樹種蓄積量(或斷面積)占總蓄積量(或總斷面積)的成數(shù)計(jì)算，并用十分?jǐn)?shù)表示(如8落2樺)。疏密度：疏密度_標(biāo)準(zhǔn)地?cái)嗝娣e(或蓄積量)標(biāo)準(zhǔn)表上斷面積(或蓄積量)標(biāo)準(zhǔn)地各徑階各材材積及材種岀材率的計(jì)算(詳見實(shí)驗(yàn)二)。根據(jù)林分平均年齡、平均高查地位級(jí)表確定地位級(jí)。根據(jù)優(yōu)勢(shì)樹種平均年齡及上層木平均高，查該樹種地位指數(shù)表確定地位指數(shù)。以一上是對(duì)單純同齡林為例，說明標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查及其調(diào)查因子的測(cè)定。如為復(fù)層林，則應(yīng)先測(cè)各森林分子的調(diào)查因子，再確定林層的調(diào)查因子。四、思考題標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查法有何用途？標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查的關(guān)鍵性步驟是什么？根據(jù)你所設(shè)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)地計(jì)算結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述一下該林分的特點(diǎn)和生長情況。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小組為單位提交外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)計(jì)算的全部結(jié)果(用表5-1至5-5)林業(yè)局林場(chǎng)林班小班樹種起源平均年齡平均直徑平均樹高優(yōu)勢(shì)木高地位指數(shù)樹種組成郁閉度蓄積量材種岀材量材積生長活立木枯立木標(biāo)準(zhǔn)地詳細(xì)位置（GPS定位）：東經(jīng)：北緯：標(biāo)準(zhǔn)地略圖：（在圖上注明各邊之方位角及邊長（m），指北方向）標(biāo)準(zhǔn)地面積：公頃環(huán)境因子調(diào)查記錄項(xiàng)目分級(jí)實(shí)測(cè)值土壤名稱土壤厚度（cm）<30、30-50、50-80、>80A層厚度（cm）<15、15-25、>25石礫含量（％）（>0.5m）<25、25-50、>50坡度<5°、5-15°、16-25°、>25°坡向陰、陽、半陰、半陽坡位脊、上、中、下、平地形山坡、山脊、平地、谷底海拔其他郁閉度測(cè)定對(duì)角線總長或?qū)蔷€上樹冠冠幅總長用表5-1標(biāo)準(zhǔn)地號(hào):標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查簿標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查簿標(biāo)準(zhǔn)地面積m2標(biāo)準(zhǔn)地號(hào)省地區(qū)（市）（縣）林場(chǎng)林地概況1.地形2.海拔高3.坡向坡位4.土壤5.主要植物種造林情況1.造林前土地種類2造林時(shí)間年月整地方法，規(guī)格數(shù)量及配置情況整地時(shí)間年月5.播種或定植時(shí)間年月種、苗來源及苗木年齡補(bǔ)植時(shí)間、苗木來源、苗齡撫育情況（時(shí)間、年撫育次數(shù)、方式）III、株距、行距1、主要樹種2.伴生樹種3.每公頃株數(shù)IV、混交圖式（或純林）V成活率或保存率%及各樹種成活率VI、病蟲及其他危害情況VII、其它調(diào)查者：調(diào)查日期：年月日用表5-3每木檢尺及測(cè)高記錄表

標(biāo)準(zhǔn)地號(hào)樹號(hào)狀態(tài)直徑(cm)樹高(m)枝下高（m）冠幅（m）坐標(biāo)（m樹號(hào)狀態(tài)直徑(cm)樹高(m)枝下高（m）冠幅（m坐標(biāo)（m死枝活枝東南西北X軸Y軸死枝活枝東南西北X軸Y軸12122232342452562672782892910301131123213331434153516361737183819392040樹種:調(diào)查日期：年月曰用表5-調(diào)查日期：年月曰用表5-4調(diào)查者：標(biāo)準(zhǔn)地土壤調(diào)查表標(biāo)準(zhǔn)地號(hào)：土壤剖面號(hào)：剖面位置：母巖：土壤當(dāng)?shù)孛Q：土壤確定名稱：u剖面圖土壤層次剖面記載備注符號(hào)厚度顏色結(jié)構(gòu)緊密度濕度機(jī)械組成植物根新生體侵入體pH值碳酸鈣層次過渡特征其它——用表5-5調(diào)查日期:

標(biāo)準(zhǔn)用表5-5調(diào)查日期:

標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查者:地植被調(diào)查表植被一般特征：植被類型：林下植被狀況：林間空地或林緣植物狀況：樣方面積：地被層狀況：樣方調(diào)查記載樣方號(hào)：樣方調(diào)查記載樣方號(hào)：植物種名密度(株叢/m)蓋度(%)平均高度(cm)物候相生活力植物種名密度2(株叢/m)蓋度(甲o(hù))平均高度(cm)物候相生活力生殖苗營養(yǎng)田生殖苗營養(yǎng)田實(shí)驗(yàn)四、繪制樹咼曲線、目的1?熟悉資料的整理方法；2?掌握隨手曲線的繪制技術(shù)和曲線調(diào)整方法；3?學(xué)會(huì)采用數(shù)式法利用計(jì)算機(jī)繪制樹高曲線。二、儀器用具計(jì)算機(jī)、方格紙及繪圖工具。三、方法步驟林木的高度是反映林木生長狀況的數(shù)量指標(biāo)，同時(shí)也是反映林分立地質(zhì)量高低的重要依據(jù)。平均高則是反映林木高度平均水平的測(cè)度指標(biāo)，根據(jù)不同的目的，通常把平均高分為林分平均高和優(yōu)勢(shì)木平均高（averagetopheight記作HT）樹木的高生長與胸徑生長之間存在著密切的關(guān)系，一般的規(guī)律為隨胸徑的增大樹高增加，兩者之間的關(guān)系常用樹高——胸徑曲線來表示。這種反映樹高隨胸徑變化的曲線稱為樹高曲線。樹高曲線是林分調(diào)查中常用的曲線，在樹高曲線上，與林分平均直徑（Dg）相時(shí)應(yīng)的樹高，稱為林分的條件平均高，簡(jiǎn)稱平均高。另外，從樹高曲線上根據(jù)各徑階中值查得的相應(yīng)的樹高值，稱為徑階平均高。（一）資料的整理1）建立數(shù)據(jù)庫將標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查所測(cè)定的林木胸徑和樹高建立計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，每株樹作為一條記錄，作為建立樹高曲線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)也可以采用表4—1所提供的樟子松人工林樹高測(cè)定數(shù)據(jù)（文件名為ZzsH-D.xls）表4—1樟子松人工林樹高測(cè)定數(shù)據(jù)序號(hào)胸徑樹高序號(hào)胸徑樹高序號(hào)胸徑樹高序號(hào)胸徑樹高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）異常數(shù)據(jù)的剔除基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是總體中的一組樣本，如有個(gè)別過大或過小的異常數(shù)據(jù)混雜進(jìn)去，會(huì)影響擬合曲線的精度。為此，必須剔除異常數(shù)據(jù)以提高曲線的質(zhì)量。異常數(shù)據(jù)的剔除過程分兩步進(jìn)行：首先，用計(jì)算機(jī)繪制各自變量和因變量的散點(diǎn)圖，通過肉眼觀察確定岀明顯遠(yuǎn)離樣點(diǎn)群的數(shù)據(jù)并刪除，這類數(shù)據(jù)是屬于因調(diào)查、記錄、計(jì)算等錯(cuò)誤而引起的異常值；其次是根據(jù)具體問題，用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)擬合某一基礎(chǔ)模型（如選擇Richards方程作為基礎(chǔ)模型），并繪制模型預(yù)估值（y?）的標(biāo)準(zhǔn)殘差圖。在標(biāo)準(zhǔn)殘差圖中，將超出士2倍標(biāo)準(zhǔn)差以外的數(shù)據(jù)作為極端觀測(cè)值予以剔除（二）圖解法在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，隨機(jī)選取一部分林木測(cè)定樹高和胸徑的實(shí)際值，一般每個(gè)徑階內(nèi)應(yīng)量測(cè)3?5株林木，平均直徑所在的徑階內(nèi)測(cè)高的株數(shù)要多些，其余遞減，測(cè)定樹高的林木株數(shù)不能少于25?30株，并把量測(cè)的結(jié)果記入測(cè)高記錄表中，分別徑階利用算術(shù)平均法計(jì)算岀各徑階的平均胸徑、平均高及株數(shù)見表4-2。表4-2測(cè)咼記錄表樹種：樟子松起源：實(shí)生徑階平均直徑各株樹木直徑（cm）/（m）樹高實(shí)測(cè)值株數(shù)（株）平均樹高46810121416182022242628303234在方格紙上以橫坐標(biāo)表示胸徑（D）、縱坐標(biāo)表示樹高H，選定合適的坐標(biāo)比例，將各徑階平均胸徑和平均高點(diǎn)繪在方格紙上，并注記各點(diǎn)代表的林木株數(shù)。根據(jù)散點(diǎn)分布趨勢(shì)隨手繪制一條均勻圓滑的曲線，即為樹高曲線，如圖2-5。要用徑階平均胸徑對(duì)應(yīng)的樹高值與曲線值和株數(shù)進(jìn)行曲線的調(diào)整。利用調(diào)整后的曲線，依據(jù)林分平均直徑（Dg）由樹高曲線上查岀相應(yīng)的樹高，即為林分條件平均高。同理可由樹高曲線確定各徑階的平均高。樹高曲線實(shí)質(zhì)是一條平均值曲線，但同一份資料每人隨手繪岀的曲線常常會(huì)不相同，必須通過檢查調(diào)整保證曲線反映出平均值。通常采用計(jì)算平均離差的方法進(jìn)行調(diào)整，平均離差的計(jì)算

方法為:方法為:方法為:方法為:(4-1):二'fi(HOi-HTi)i4—(4-1)■:=-（4-2）fii丄式中：L—離差代數(shù)和；fi—第i徑階的林木株數(shù)；Hoi—第i徑階林木平均高的實(shí)際值；HTi—第i徑階林木平均高的曲線值；k—徑階個(gè)數(shù)；厶一平均離差。根據(jù)離差的“+”或“-”調(diào)整曲線的高低，直到調(diào)整后的曲線滿足平均離差等于“o”或接D(cm圖2-5樹高曲線圖近“D(cm圖2-5樹高曲線圖采用圖解法繪制樹高曲線，方法簡(jiǎn)便易行，但繪制技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求較高，必須保證樹高曲線的繪制質(zhì)量。（二）數(shù)式法1.備選模型的確定確定備選模型的方法有兩種：a）根據(jù)專業(yè)理論知識(shí)（從理論上推導(dǎo)或根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)）和前人研究結(jié)果來確定；b）在a不能確定的情況下，通過觀測(cè)自變量和因變量之間散點(diǎn)圖，并結(jié)合專業(yè)知識(shí)確定模型的大體類型。只有一個(gè)自變量時(shí)，根據(jù)散點(diǎn)圖并結(jié)合專業(yè)知識(shí)較容易確定曲線類型和模型。但是，對(duì)于多個(gè)自變量的問題，由于變量之間的相互影響很難確定候選模型。分析者可以根據(jù)以往類似問題的研究結(jié)果，并通過分析各個(gè)自變量和因變量的散點(diǎn)圖來確定。迄今為止國內(nèi)外提岀了上百種樹高曲線模型，表4—3中僅列岀了具有代表性的22種樹高曲線方程。實(shí)際工作中，可以根據(jù)不同的樹種選用這些樹高曲線方程。2）參數(shù)的估計(jì)及統(tǒng)計(jì)推斷測(cè)樹學(xué)中許多模型，如樹高曲線、削度方程、樹木生長方程及收獲模型等，均屬于典型的非線性回歸模型，估計(jì)參數(shù)時(shí)需采用非線性最小二乘法（詳見有關(guān)文獻(xiàn)）。許多高級(jí)統(tǒng)計(jì)軟件包，如SASSPSSStatistica、統(tǒng)計(jì)之林等，均提供了這些非線性回歸模型的參數(shù)估計(jì)方法。任何一種參數(shù)估計(jì)方法，均需要給定回歸模型參數(shù)初始值。因此，在非線性回歸模型參數(shù)估計(jì)時(shí)，初始值的選擇非常

重要。如果初始值選擇不當(dāng)，就可能收斂很慢，或者收斂到局部極小值，甚至不收斂。初始值選擇得當(dāng)，一般收斂很快，如果存在多個(gè)極小點(diǎn)，貝唯收斂到全局極小點(diǎn)而不是局部極小點(diǎn)。表4—3樹高曲線方程一覽表3）備選模型的比較序號(hào)方程名稱樹高曲線方程1雙曲線2柯列爾(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或其他常數(shù)(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)結(jié)合各候選模型參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步比較各模型擬合統(tǒng)計(jì)量，從中選擇幾個(gè)最佳模型（一般2-3個(gè)）作為最終模型的候選模型進(jìn)行的殘差分析和獨(dú)立性檢驗(yàn)。對(duì)于線性和內(nèi)線性回歸模型，可以采用MSER2，比，AIC和PRESS等擬合統(tǒng)計(jì)量作為比較和評(píng)價(jià)備選模型的標(biāo)準(zhǔn)。各統(tǒng)計(jì)量的表達(dá)式和具體比較方法如下:

1）殘差均方（1）殘差均方（MSE）(4-3)(4-3)MSE二SSE/(n-p)(4-3)MSE統(tǒng)計(jì)量廣泛地用作選定模型的標(biāo)準(zhǔn)，一般選擇具有最小MSE值的備選回歸作為最終模型。然而，當(dāng)分析者的目的在于估計(jì)參數(shù)或者是選定一個(gè)模型用于外推的目的，這種方法是最適合的；如果分析者的目的是為了選擇一個(gè)用于提供可靠估計(jì)值的模型（林業(yè)上的回歸分析多為此目的），MSE統(tǒng)計(jì)量可能應(yīng)該按以下方法使用。p值很大時(shí)，繪MSE對(duì)應(yīng)于p個(gè)變量的關(guān)系圖，MSE值通常圍繞著一條水平線上下波動(dòng)。MSE值與線的關(guān)系表示了F值，因?yàn)镸SE值常為F的滿意估計(jì)值。由備選模型中選擇最終模型，應(yīng)具備以下兩點(diǎn)最優(yōu)配合的原則：（i）模型最小，即自變量最少；（ii）具有合理的最為近于斤值的MSE值。2）相關(guān)指數(shù)（R2）廠2“SSER1（4—4）SST隨著模型中自變量個(gè)數(shù)的增多，R2值會(huì)變小，同時(shí)，很少以R2最大作為選擇最優(yōu)方程的依據(jù)。選擇最優(yōu)模型的依據(jù)應(yīng)該是：（a）變量越少越好；（b）R2值實(shí)質(zhì)上不小于R2max（R2的最大值）。如果最大模型中所含的變量也存在于其他模型之中，通常，可以用R2值對(duì)應(yīng)于p值作圖。這種典型圖反映了在p值大的情況下R2值隨著p值的減小而接近于R2max的上漸近線。然而，有一個(gè)點(diǎn)，它是R2值急驟下降的起點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)p值相應(yīng)的模型常被定為最終模型。3）修正的相關(guān)指數(shù)（R2）RRa2=1_(1_R2:Ra2=Ra2=1_(1_R2:"n—1=1-ss(4—5)MSE優(yōu)這個(gè)統(tǒng)計(jì)量基本上與MSE等價(jià)，MSE更便于解釋。因此，作為選擇模型的標(biāo)準(zhǔn),于RMSE優(yōu)4）預(yù)測(cè)平方和統(tǒng)計(jì)量（PRESS）以上介紹的幾種基于預(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)量都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即在計(jì)算某點(diǎn)的預(yù)測(cè)偏差時(shí)，該點(diǎn)曾在建立回歸模型時(shí)已經(jīng)使用過。PRESS統(tǒng)計(jì)量克服了這一缺點(diǎn)：n(4—6)PRESS八(yi-?p)2(4—6)id式中yi為第i個(gè)丫的觀測(cè)值；?p為原始數(shù)據(jù)中刪除第i個(gè)樣本觀測(cè)值后，按p個(gè)參數(shù)模型擬合回歸方程計(jì)算岀相應(yīng)的第i個(gè)觀測(cè)值Xi的因變量y的預(yù)測(cè)值。PRESS統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算，要求使用n個(gè)不同數(shù)據(jù)，分別擬合p個(gè)參數(shù)的模型之后，對(duì)于每一個(gè)回歸分別求算岀相應(yīng)的PRESS統(tǒng)計(jì)量。采用PRESS統(tǒng)計(jì)量選擇模型，實(shí)際上是最優(yōu)調(diào)和兩種有時(shí)相矛盾因素的方法。第一種是選擇較小p值的模型；第二種是選擇PRESS值并不比備選模型PRESS值中最小的PRESS^值明顯過大的模型。近年來，人們?cè)絹碓蕉嗟夭捎肞RESS統(tǒng)計(jì)量作為選擇模型標(biāo)準(zhǔn)，特別是將預(yù)測(cè)作為建模的目的時(shí)，這個(gè)統(tǒng)計(jì)量具有直觀的吸引力。但是，當(dāng)數(shù)據(jù)組過多時(shí)，計(jì)算工作量過大。

5）Akaike信息量準(zhǔn)則（AIC）也可用于回歸自(4-7)也可用于回歸自(4-7)AIC二一號(hào)InSSE一p采用AIC選擇模型的標(biāo)準(zhǔn)是選擇使（13-55）達(dá)到最小的自變量子集。在各備選回歸模型中，這5個(gè)統(tǒng)計(jì)量作為反映擬合程度優(yōu)劣的指標(biāo)，分析者將尋求當(dāng)MSE、PRESS和AIC值小，R2和R2a值大的方程。考慮將這些統(tǒng)計(jì)量作為評(píng)價(jià)備選回歸模型的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)區(qū)別兩種不同情況：所需評(píng)價(jià)的各種模型具有相同的變量個(gè)數(shù)（p在被評(píng)價(jià)的模型組內(nèi)是個(gè)常數(shù)）。每個(gè)評(píng)價(jià)的模型具有不同的變量個(gè)數(shù)（p在每個(gè)被評(píng)價(jià)模型中不等）。如果所有的備選模型變量數(shù)相同，則MSE，R2，R2a和AIC統(tǒng)計(jì)量是等價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。例如，具有最小MSE值的模型同樣具備最大的AIC，R2和R2a值。PRESS統(tǒng)計(jì)量和其他4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)難以直接比較，而以PRESS值的大小順序，可能與其他4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所排的次序不同。然而，當(dāng)樣本單元很大時(shí)，PRESS值應(yīng)與MSE值相近，在這種情況下，由PRESS值排序?qū)?huì)與其他5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)排序相一致。利用樣本中各樣木的胸徑和樹高數(shù)據(jù)，利用Statistica6.0統(tǒng)計(jì)軟件估計(jì)表4—3中非線性回歸模型的參數(shù)，并計(jì)算的各樹高曲線方程的擬合統(tǒng)計(jì)量，選擇其中剩余平方和最小（RSS、剩余均方差最?。∕SR、剩余標(biāo)準(zhǔn)差最?。⊿y.x）、相關(guān)系數(shù)（R2）（或調(diào)整的相關(guān)指數(shù)R^a）最大的方程，作為最佳樹高曲線模型，并對(duì)所確定的方程進(jìn)行殘差分析。采用數(shù)式法擬合樹高方程時(shí)，因樹高變化很大，一般應(yīng)選試幾個(gè)回歸曲線方程，從中選擇擬合效果最佳的一個(gè)方程作為樹高曲線方程。當(dāng)樹高曲線方程確定后，將林分平均直徑（Dg）代入該方程中，即可求岀相應(yīng)的林分條件平均高。同樣，若將各徑階中值代入其方程時(shí)，也可求出徑階平均高。四、思考題?樹高曲線的變化規(guī)律？?樹高曲線方程的性質(zhì)？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?隨手繪制的樹高曲線。2?4-5個(gè)樹高曲線模型的參數(shù)擬合結(jié)果。?利用最佳樹高曲線圖計(jì)算的各徑階平均高、林分平均高。實(shí)驗(yàn)五、地位指數(shù)表的編制一、目的了解編制地位指數(shù)表編制資料的收集方法；學(xué)習(xí)與掌握用數(shù)式法直接編制地位指數(shù)表編制的方法和步驟。利用計(jì)算機(jī)編制某一樹種的地位指數(shù)表二、儀器用具計(jì)算機(jī)。三、方法步驟地位指數(shù)是指依據(jù)林分優(yōu)勢(shì)木的平均高（Hr）與林分年齡（A）的相關(guān)關(guān)系，用標(biāo)準(zhǔn)年齡（或基準(zhǔn)年齡）時(shí)林分優(yōu)勢(shì)木平均高的絕對(duì)值作為評(píng)定林地生產(chǎn)力的指標(biāo)。所編制的數(shù)表，稱為地位指數(shù)表，如表5—1用此表中的數(shù)據(jù)所繪制的曲線稱作地位指數(shù)曲線，如圖5—1中所示。地位指數(shù)實(shí)質(zhì)上是林分在“標(biāo)準(zhǔn)年齡”時(shí)優(yōu)勢(shì)木的平均高。采用地位指數(shù)指標(biāo)評(píng)定林分地位質(zhì)量，實(shí)際上，就是不同的林分都以在標(biāo)準(zhǔn)年齡（A）時(shí)的優(yōu)勢(shì)木平均高作為比較林地生產(chǎn)力的依據(jù)。地位指數(shù)表，通常應(yīng)用于同齡林或相對(duì)同齡林分評(píng)定地位質(zhì)量，一般分別地區(qū)、分別樹種編制地位指數(shù)表。使用地位指數(shù)表時(shí)，先測(cè)定林分優(yōu)勢(shì)木平均高和年齡，由地位指數(shù)表上即可查得該林分林地的地位指數(shù)級(jí)。例如，小興安嶺紅松天然林地位指數(shù)表（表5—1）基準(zhǔn)年齡為100年（Ai=100年），某現(xiàn)實(shí)紅松天然林，林分年齡為120年，優(yōu)勢(shì)木平均高為25m,由表5—1和圖5—1中可查得地位指數(shù)為“22”，這意味著該林分在標(biāo)準(zhǔn)年齡（100年）時(shí)優(yōu)勢(shì)木平均高達(dá)22m,表明該紅松天然林地的生產(chǎn)力較高。與地位級(jí)法相比，地位指數(shù)是一個(gè)能夠直觀反映立地質(zhì)量的數(shù)量指標(biāo)，而地位級(jí)則只能給予相對(duì)等級(jí)的概念。另外，優(yōu)勢(shì)木高受林分密度和樹種組成的影響較小，并且優(yōu)勢(shì)木平均高的測(cè)定工作量比林分條件平均高的測(cè)定工作量小，因此，地位指數(shù)成為常采用的評(píng)定立地質(zhì)量的方法。圖5—1小興安嶺紅松天然林地位指數(shù)曲線圖表5—1小興安嶺紅松天然林地位指數(shù)表（標(biāo)準(zhǔn)年齡：100年）（單位：m年齡（年）地位指數(shù)級(jí)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.資料的收集（1）確定標(biāo)準(zhǔn)地的數(shù)量根據(jù)未來用表地區(qū)范圍的大小及編表樹種的生長狀況，確定標(biāo)準(zhǔn)地的數(shù)量，一般要求每個(gè)樹種在300塊以上為宜。在編表地區(qū)內(nèi)，分別樹種，在不同年齡、不同立地條件（如地形、地勢(shì)、坡度、坡向、坡位或各種土壤類型）上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地。（2）標(biāo)準(zhǔn)地選設(shè)條件1）標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置在同一起源的相對(duì)同齡純林中（編表樹種占7成以上）。2）林分郁閉度在0.4以上的林分中設(shè)置。3）標(biāo)準(zhǔn)地均勻分布在各年齡和各立地類型的林分中。（3）標(biāo)準(zhǔn)地的形狀、面積和調(diào)查內(nèi)容同本章第四節(jié)。（4）選測(cè)優(yōu)勢(shì)木關(guān)于在標(biāo)準(zhǔn)地中確定測(cè)高優(yōu)勢(shì)木的方法及測(cè)高優(yōu)勢(shì)木的株數(shù)，作法不盡相同，大致有如下幾種：在林分中測(cè)定所有上層木的樹高，求其算術(shù)平均值作為優(yōu)勢(shì)木平均高。在每100平方米面積的林地上測(cè)一株最高樹木的樹高，以整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地或樣地內(nèi)所選測(cè)樹木樹高平均值作為優(yōu)勢(shì)木平均高。在林分中測(cè)定20株以上的優(yōu)勢(shì)木（含亞優(yōu)勢(shì)木），以其平均值作為優(yōu)勢(shì)木平均高。測(cè)定3—6株均勻分布在標(biāo)準(zhǔn)地或樣地內(nèi)的優(yōu)勢(shì)木樹高，以其平均值作為優(yōu)勢(shì)木平均高。選測(cè)優(yōu)勢(shì)木的方法很多，原則上編表和使用表時(shí)選測(cè)的方法一致。當(dāng)前國內(nèi)外多采用在林分中每100mf選一株最高（或最粗）的樹木作為優(yōu)勢(shì)木。根據(jù)我國試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選測(cè)3株優(yōu)勢(shì)木樹高，其算術(shù)平均高作為優(yōu)勢(shì)高的效果較好。（5）選伐解析木各標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選伐平均木和優(yōu)勢(shì)木各一株作樹干解析。2.資料的整理將標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查結(jié)果，分別樹種，將各標(biāo)準(zhǔn)地的平均年齡（A）和優(yōu)勢(shì)木平均高（Ht）建立計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫作為編制和檢驗(yàn)地位指數(shù)表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。先將所收集的全部樣木，大致按4:1（75%和25%）的比例分成兩組獨(dú)立樣本：編表樣本和檢驗(yàn)樣本，分別用于編制和檢驗(yàn)地位指數(shù)表。編表的數(shù)據(jù)是總體中的一組樣本，如有個(gè)別過大或過小的異常數(shù)據(jù)混雜進(jìn)去，編表的精度會(huì)受到影響。為此，必須剔除異常數(shù)據(jù)以提高編表的質(zhì)量。異常數(shù)據(jù)的剔除過程分兩步進(jìn)行：首先,用計(jì)算機(jī)繪制平均年齡（A）和優(yōu)勢(shì)木平均高（Ht）的散點(diǎn)圖，通過肉眼觀察確定岀明顯遠(yuǎn)離樣點(diǎn)群的數(shù)據(jù)并刪除，這類數(shù)據(jù)是屬于因登記、計(jì)算等錯(cuò)誤而引起的異常值；其次是用編表數(shù)據(jù)對(duì)某一導(dǎo)向曲線擬合，并繪制模型預(yù)估值（?）與標(biāo)準(zhǔn)化殘差（丫）之間的殘差圖。在殘差圖中，MSE超出士2倍標(biāo)準(zhǔn)差以外的數(shù)據(jù)作為極端觀測(cè)值予以剔除。3?導(dǎo)向曲線的擬合在林分優(yōu)勢(shì)高生長曲線簇中，有一條代表在中等立地條件下，林分優(yōu)勢(shì)高隨林分年齡變化的平均高生長曲線，這條曲線稱作導(dǎo)向曲線。該曲線的形狀近似呈“S”型，常用樹木生長方程來擬合這條曲線，主要候選模型有：(1)舒馬克（Schumacher)方程H=ae皿(5—1)(2)單分子（Mitscherlich）式H=a(1-e^A)(5—2)（3）邏輯斯蒂（Logistic）方程（5）考爾夫（Korf）方程HaHbA、(1ce)(5—3)（4）坎派茲（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—林分優(yōu)勢(shì)木平均高；林分年齡；a、b、c—待定參數(shù)，其中參數(shù)a為樹高生長的最大值(Hmax)；e—自然對(duì)數(shù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地整理資料，采用非線性回歸模型的參數(shù)估計(jì)方法，擬合導(dǎo)向曲線的候選模型，估計(jì)其參數(shù)并計(jì)算擬合統(tǒng)計(jì)量。通過比較各模型的擬合統(tǒng)計(jì)量，選擇一個(gè)最優(yōu)模型作為該樹種地位指數(shù)的導(dǎo)向曲線，具體方法見實(shí)驗(yàn)四。例如，根據(jù)小興安嶺紅松天然林255塊標(biāo)準(zhǔn)地資料，擬合得到的最優(yōu)導(dǎo)向曲線方程為：0.004605A0.611651H=34.01133(1—e_)(5—7)?標(biāo)準(zhǔn)年齡及地位指數(shù)級(jí)距的確定標(biāo)準(zhǔn)年齡(A)的確定根據(jù)樹種的生長快慢，決定在某一年齡的樹高來表示林地生產(chǎn)力，這個(gè)年齡就是標(biāo)準(zhǔn)年齡。確定標(biāo)準(zhǔn)年齡(A)的目的是尋找樹高生長趨于穩(wěn)定且能靈敏地反映立地差異的年齡。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)年齡的確定，至今尚無統(tǒng)一的方法，一般綜合考慮以下幾個(gè)方面：樹高生長趨于穩(wěn)定(平均生長量最大時(shí))后的一個(gè)齡階。該樹種在各種立地條件下的平均米伐年齡。自然成熟齡的一半年齡。材積或樹高平均生長最大時(shí)的年齡。一般以10年為單位，大多以20年、30年、40年、……作為標(biāo)準(zhǔn)年齡，如實(shí)生杉木的基準(zhǔn)年齡為20年。克拉特指出，對(duì)于許多樹種，在實(shí)際工作中選擇什么年齡作為基準(zhǔn)年齡，評(píng)定的立地質(zhì)量的優(yōu)劣結(jié)果并沒有什么差異。為了便于統(tǒng)一，我國主要人工林樹種的標(biāo)準(zhǔn)年齡規(guī)定如表5—2。指數(shù)級(jí)距(C)的確定根據(jù)該地區(qū)編表樹種在標(biāo)準(zhǔn)年齡時(shí)，樹高絕對(duì)變動(dòng)幅度(△H)及經(jīng)營水平確定地位指數(shù)級(jí)距(C)和指數(shù)級(jí)個(gè)數(shù)(k)，一般指數(shù)級(jí)距為1?2m,指數(shù)級(jí)個(gè)數(shù)小于10個(gè)為宜，并可用下式概算出指數(shù)級(jí)距：CH(5—8)k我國多采用1m或2m為指數(shù)級(jí)距，本例紅松天然林地位指數(shù)級(jí)距C=2m表3—6我國主要樹種(人工林)的標(biāo)準(zhǔn)年齡樹種地區(qū)起源標(biāo)準(zhǔn)年齡紅松、云杉、柏木、紫杉、鐵杉北部人工40南部人工40落葉松、冷杉、樟子松、赤松、黑松北部人工30南部人工305?地位指數(shù)表的編制油松、馬尾松、云南松、思茅松、華山松、高山松北部南部人工人工3020楊、柳、桉、檫、楝、泡桐、木麻黃、楓楊、軟闊北部人工15南部人工15樺、榆、木荷、楓香、珙桐、柚木、槐北部人工30南部人工15櫟、柞、櫧、栲、樟、楠、椴、水、胡、黃、硬闊北部人工30南部人工20杉木、柳杉、水杉南部人工20以導(dǎo)向曲線為基礎(chǔ)，按標(biāo)準(zhǔn)年齡時(shí)的樹高值和指數(shù)級(jí)距，采用比例法建立同型地位指數(shù)曲線。例如，根據(jù)小興安嶺紅松天然林導(dǎo)向曲線（5—8）式，將標(biāo)準(zhǔn)年齡A（=100年）代入（3—11）式，用比例法求岀其他各地位指數(shù)級(jí)的優(yōu)勢(shì)高：(5—9)HS|1-exp(-0.004605A)0.611651一1-exp(-0.004605A0.611651(5—9)以2m指數(shù)級(jí)距，將地位指數(shù)Sl=12m,14m，…24m分別代入（5—9）式,可以得到小興安嶺地區(qū)紅松的地位指數(shù)表，見表5—1。圖5—1為紅松天然林地位指數(shù)曲線6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)本實(shí)驗(yàn)采用樟子松人工林標(biāo)準(zhǔn)地?cái)?shù)據(jù)（文件名為ZzsHT-t.xls），通過上述方法來編制樟子松人工林地位指數(shù)表。四、思考題.樟子松人工林優(yōu)勢(shì)高生長規(guī)律？?地位指數(shù)的有缺點(diǎn)？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告.4-5個(gè)導(dǎo)向曲線模型的參數(shù)擬合結(jié)果。.樟子松人工林地位指數(shù)表。?樟子松人工林地位指數(shù)導(dǎo)向曲線圖及地位指數(shù)圖。實(shí)驗(yàn)六一元材積表的編制、目的.初步了解編制材積表資料的收集方法；.學(xué)習(xí)與掌握用圖解法或數(shù)式法直接編制一元材積表的方法和過程;.學(xué)習(xí)由二元材積表導(dǎo)算一元材積表的具體方法。二、儀器用具計(jì)算機(jī)、曲線板或自由曲線尺、方格紙等。、方法步驟以表示單株樹木平均帶皮材積。根立木材積表是根據(jù)材積三要素之間的相關(guān)關(guān)系編制而成,據(jù)材積與胸徑一個(gè)要素之間的關(guān)系編制的材積表，稱為一元材積表。根據(jù)材積胸徑、樹高兩個(gè)要以表示單株樹木平均帶皮材積。根素之間的關(guān)系編制的材積表，稱為二元材積表。使用二元材積表，需要測(cè)定樹高，工作量較大，使用也不方便，所以在生產(chǎn)實(shí)踐中都是將二元材積表導(dǎo)算為調(diào)查地區(qū)的一元材積表之后，再進(jìn)行使用的。在材積表的編制方法上，由圖解法（材積曲線、材積直線）轉(zhuǎn)變到廣泛采用材積回歸方程。對(duì)于材積表的編制工作，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，提高了編表的效率和準(zhǔn)確度。尤其是對(duì)多個(gè)材積方程進(jìn)行選優(yōu)與檢驗(yàn)等都提供了優(yōu)越條件。從60年代起，由于森林抽樣調(diào)查的需要，各地都普遍編制了主要樹種的二元與一元立木材積表，70年代中，集中整理編制了我國35個(gè)針葉樹種，21個(gè)闊葉樹種的大區(qū)域二元立木材積表，農(nóng)林部于1977年以部頒標(biāo)準(zhǔn)LY208—77頒布使用。材積表上的材積是單株平均材積，用于計(jì)算大量立木的材積是適用的，因?yàn)檎?fù)誤差可以互相抵消。而對(duì)個(gè)別樹木可能產(chǎn)生較大的誤差，所以不能用材積表來計(jì)算單株樹木的材積。（一）編表資料的收集和整理?編表資料的收集，資料的收集方法因工作情況的不同而不同，但應(yīng)保證資料能反映材積表使用地區(qū)的材積平均水平，如結(jié)合樣地實(shí)測(cè)可以利用機(jī)械抽樣的樣本，也可以隨機(jī)選伐各種立地條件下各徑階的樣木數(shù)百株（不要少于株100）。典型調(diào)查的平均標(biāo)準(zhǔn)木用于編表，一般會(huì)岀現(xiàn)偏大的誤差。編表的樣木不應(yīng)局限于使用范圍的某個(gè)地區(qū)內(nèi)，也不要過分集中于某幾個(gè)徑階，要保證各徑階都有一一定的株數(shù)，最好做到使樣木株數(shù)按徑階分布接近于正態(tài)分布，樣木伐倒后，用區(qū)分求法求算樣本的材積。?編表資料的整理：對(duì)抽中的樣木，伐倒后用區(qū)分求積法測(cè)定材積，并將各樣木的胸徑（D）、樹高（H）及材積（V）建立計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫作為編制和檢驗(yàn)材積表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)所收集的資料，用計(jì)算機(jī)繪制散點(diǎn)圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，剔除異常數(shù)據(jù)（具體方法見實(shí)驗(yàn)四）。在收集編表資料時(shí)，應(yīng)根據(jù)林業(yè)部《林業(yè)專業(yè)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》（1990）的要求，同時(shí)收集編表和檢驗(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。隨著計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用，目前在編制材積表時(shí)，并不像過去那樣將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按徑階分組后，求算各徑階樣木的平均胸徑和平均材積，而是將每個(gè)樣木作為一個(gè)樣本。根據(jù)所建立的基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫進(jìn)行異常點(diǎn)檢查，并剔除異常點(diǎn)后進(jìn)行編表?，F(xiàn)以黑龍江省小黑楊人工林為例。共收集小黑楊人工林編表樣本1157株，剔除了7異常數(shù)據(jù)。剔除異常點(diǎn)后編表樣木統(tǒng)計(jì)量見表6-1。表6—1黑龍江省齊齊哈爾地區(qū)小黑楊人工林編表數(shù)據(jù)樣木統(tǒng)計(jì)量

樹木變量樣木數(shù)最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差胸徑（D）（cm）11505.634.418.896.19表6—2一元材積回歸方程如何擬合和選擇最優(yōu)經(jīng)驗(yàn)方程是編制材積表的技術(shù)關(guān)鍵。通常，利用同一套編表樣本數(shù)據(jù)，分別方程序號(hào)一兀材積方程提出者1科泊斯基(Kopezky)—格爾哈特(Gehrardt)2迪賽斯庫(Dissescu.R)—邁耶()3覆赫納德爾（Hohenadl.W）—克雷恩（Krenn.K）4伯克霍特（Berkhart）5布里納克（Brenac）6蘆澤（1907）7中島廣吉（1924）11507.520.714.852.86樹高（11507.520.714.852.86樹高（H）（m）3材積（V）（二）一元材積表的編制方法?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)，選擇合適的方程類型。?最優(yōu)材積方程的選擇：編制一元材積表的方程類型很多，常用的方程如表6-2所示。采用不同的一元材積方程（見表6-2）進(jìn)行擬合。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)方法則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，通過反復(fù)迭代得到模型的參數(shù)估計(jì)值。對(duì)材積方程進(jìn)行參數(shù)估計(jì)的同時(shí)，計(jì)算一些擬合統(tǒng)計(jì)量（詳見實(shí)驗(yàn)四）根據(jù)所計(jì)算的各方程的擬合統(tǒng)計(jì)量，選擇其中剩余平方和最小、剩余均方差最小、剩余標(biāo)準(zhǔn)差最小、相關(guān)系數(shù)（或相關(guān)指數(shù)）最大的材積方程，并應(yīng)考慮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。例如，采用非線性回歸模型迭代法來估計(jì)參數(shù)，所得黑龍江省齊齊哈爾地區(qū)小黑楊人工林一元材積式及擬合圖見（6-1）式和圖6-1o2.138717V=0.000343836D（6—1）2n=1150,RSS=0.43377,Sy.x=0.019447,R=0.9942圖6-1小黑楊人工林一元材積方程擬合圖?一元材積表的整理：將各徑階中值代入立木材積式（6-1），即求岀對(duì)應(yīng)徑階的材積，即為各徑階相應(yīng)單株平均材積，將其列成表即為一元材積表。（三）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)本實(shí)驗(yàn)采用100株樟子松人工林解析木數(shù)據(jù)（文件名為ZzsV-D.xls），通過上述方法來編制地位指數(shù)表。（四）由二元材積表導(dǎo)算一元材積表由二元材積表導(dǎo)算一元材積表的主要問題是：尋求一元材積表使用地區(qū)的樹高和胸徑的關(guān)系。用圖解法或數(shù)式法求岀各徑階的平均樹高，將其代人相應(yīng)的二元材積經(jīng)驗(yàn)式中，求岀不同徑階的平均材積值，列表即為一元材積表。這種方法較直接編一元材積表方法簡(jiǎn)便，具體方法是：在用表地區(qū)隨機(jī)抽取200?300株以上樣木，實(shí)測(cè)樣木的胸徑和樹高采用數(shù)式法擬合樹高曲線。本實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)四所建立的樟子松人工林最佳樹高曲線。?將各徑階中值代入樹高曲線，求得各徑階的平均高。?計(jì)算各徑階的平均材積：將各徑階的平均高和徑階中值代入該樹種二元材積公式。部頒標(biāo)準(zhǔn)LY208—77頒布的樟子松二元材積式為：(6-2)V=0.000054585749D1.97°5412(6-2)按該式計(jì)算岀各徑階的平均材積。6?按徑階由小至大的順序整列各徑階的材積即為所導(dǎo)算的一元材積表。（五）材積表的精度計(jì)算直接編制的一元材積表或由二元導(dǎo)算的一元材積表都需要進(jìn)行精度計(jì)算。計(jì)算材積表精度的方法是在表的使用地區(qū)，隨機(jī)地選取一定數(shù)量的伐倒木，實(shí)測(cè)其材積。以表中的理論值與實(shí)際值計(jì)算系統(tǒng)誤差、均方差、均方誤等，以此來考慮表的精度。四、思考題?簡(jiǎn)述用數(shù)式法編制一元材積表的方法步驟。?一元材積曲線的特點(diǎn)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?胸徑與材積的相關(guān)曲線圖。.參數(shù)計(jì)算表及一元材積方程.所編制的樟子松一元材積表。用表6—1樟子松人工林一兀材積表（直接編制）徑階681012141618202224262830材積3V(m)用表6—2樟子松人工林一兀材積表（由二兀材積表導(dǎo)算）徑階681012141618202224262830材積V(m3)實(shí)驗(yàn)七角規(guī)測(cè)樹、目的

?熟悉簡(jiǎn)易桿式角規(guī)和光學(xué)角規(guī)（望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、林分速測(cè)鏡、棱鏡角規(guī)等）的構(gòu)造和測(cè)定林分每公頃斷面積的技術(shù)；?掌握角規(guī)控制檢尺測(cè)定林分蓄積量的方法。二、儀器和工具桿式角規(guī)、林分速測(cè)鏡望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、棱鏡角規(guī)、輪尺或圍尺、皮尺，測(cè)坡儀，計(jì)算：1:具和表格。F桿式角規(guī)的比例開口a(cm)桿長1(cm)?熟悉簡(jiǎn)易桿式角規(guī)和光學(xué)角規(guī)（望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、林分速測(cè)鏡、棱鏡角規(guī)等）的構(gòu)造和測(cè)定林分每公頃斷面積的技術(shù)；?掌握角規(guī)控制檢尺測(cè)定林分蓄積量的方法。二、儀器和工具桿式角規(guī)、林分速測(cè)鏡望遠(yuǎn)測(cè)樹儀、棱鏡角規(guī)、輪尺或圍尺、皮尺，測(cè)坡儀，計(jì)算：1:具和表格。F桿式角規(guī)的比例開口a(cm)桿長1(cm)開口a(cm)桿長1(cm)0?50?7050170?711.O1?0050150?002?01?4150135?364.O2?0050125，00三、方法，步驟一）測(cè)定林分每公頃斷面積?在林內(nèi)按典型選樣或隨機(jī)抽樣的原則確定角規(guī)點(diǎn)。?選擇適宜的角規(guī)常數(shù)F（F=0.5，1，2，4）:角規(guī)常數(shù)F取決于缺口寬與桿長之比，簡(jiǎn)易桿式角規(guī)可以參照下列數(shù)據(jù)自制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在一個(gè)點(diǎn)上繞測(cè)計(jì)數(shù)為15株左右的F值較合適。3?進(jìn)行角規(guī)繞測(cè)：立于點(diǎn)上，把無缺口的一端緊貼于眼下，選一起點(diǎn)，用角規(guī)依次觀測(cè)周圍所有林木的胸高部位。并按下列規(guī)則計(jì)數(shù)；當(dāng)用桿式角規(guī)或速測(cè)鏡（望遠(yuǎn)測(cè)樹儀①②③凡林木直徑大于缺口或帶條寬者的凡林木直徑等于缺口或帶條寬者的凡林木直徑小于缺口或帶條寬者的當(dāng)用棱鏡角規(guī)繞測(cè)時(shí)則：）繞測(cè)時(shí)’（相割），計(jì)數(shù)為1）（相切），計(jì)數(shù)為0.5;（相余），計(jì)數(shù)為0。①②⑧在同一點(diǎn)上正、反繞測(cè)兩次，若計(jì)數(shù)結(jié)果相差超過一株時(shí)，應(yīng)重新繞測(cè)，否則取兩凡虛象與樹干重疊時(shí)凡虛象與樹干相切時(shí)凡虛象與樹干相離時(shí)（相割），計(jì)數(shù)為1;（相切），計(jì)數(shù)為0.5，（相余），計(jì)數(shù)為0;次的平均數(shù)。4?注意臨界木的取舍：應(yīng)明確，臨界木總是極個(gè)別情況，所以應(yīng)該檢驗(yàn)，其方法是用皮尺量點(diǎn)至樹干中心的距離S，并對(duì)該株量測(cè)其實(shí)際胸徑值。根據(jù)下式判斷計(jì)數(shù)與否，即當(dāng)SRi相余計(jì)數(shù)為0；S=Ri相切計(jì)數(shù)為0.5;S：Ri相割計(jì)數(shù)為1。50D5?用桿式角規(guī)測(cè)定斷面積,測(cè)計(jì)數(shù)結(jié)果應(yīng)進(jìn)行坡度改正，即這里:還應(yīng)測(cè)量該角規(guī)點(diǎn)計(jì)數(shù)范圍內(nèi)林地的坡度V。若V<5°時(shí)，繞式中：Z二一一在坡地上繞測(cè)計(jì)數(shù)值；Z――水平地面上繞測(cè)計(jì)數(shù)值。6?計(jì)算每公頃斷面積：或G=Fsec71（在坡地上時(shí)）每人將自己用不同角規(guī)，不同F(xiàn)值、在同一點(diǎn)上觀測(cè)的結(jié)果填入用表7—1。（二）用角規(guī)控制檢尺測(cè)定林分蓄積量用角規(guī)測(cè)定林分蓄積量的方法和測(cè)定斷面積方法步驟相同，不同之處就是對(duì)繞測(cè)時(shí)計(jì)數(shù)的林木（相割和相切的林木）還要實(shí)測(cè)其胸徑值，這項(xiàng)工作稱做角規(guī)控制檢尺。其目的有二，一是獲得斷面積（G/ha），二是可以得到計(jì)數(shù)木的形高（Hf）。其具體作法是：（也可記實(shí)?三人一組，一入用角規(guī)繞測(cè)，另外一人持輪尺測(cè)定計(jì)數(shù)林木的胸徑，按徑階際值）記入用表7—2（也可記實(shí)?在混交林中應(yīng)分樹種記錄。?測(cè)角規(guī)點(diǎn)檢尺范圍內(nèi)林分平均高。?計(jì)算林分蓄積量：利用一元材積表（形高表）：一個(gè)點(diǎn)上林分蓄積量為：式中：K——控制檢尺徑階個(gè)數(shù)；Zj――第i個(gè)點(diǎn)上第j個(gè)徑階繞測(cè)計(jì)數(shù)和；Rj――第i個(gè)點(diǎn)上第i個(gè)徑階的形高。當(dāng)坡度v5°時(shí)，改正后的蓄積量為：當(dāng)設(shè)置n個(gè)角規(guī)點(diǎn)時(shí)，平均每公頃蓄積量為：利用標(biāo)準(zhǔn)表：已知角規(guī)測(cè)定斷面積為G=FZ根據(jù)角規(guī)點(diǎn)上測(cè)得的林分平均高，選擇適合當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)表，即可迅速計(jì)算林分每公頃蓄積量：式中：M表、G表一一標(biāo)準(zhǔn)表查得的蓄積量和斷面積。TOC\o"1-5"\h\z利用平均形數(shù)計(jì)算：?；騇=G（H3）f3=FZ（H3）f3式中：f――平均形數(shù)可從平均形數(shù)表查岀。s彳3為實(shí)驗(yàn)形數(shù)，見講義。四、思考題?角規(guī)測(cè)林分?jǐn)嗝娣e與標(biāo)準(zhǔn)地法有什么不同？?通過這次實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為要保證角規(guī)繞測(cè)的精度，其關(guān)鍵應(yīng)注意哪幾項(xiàng)？.在你實(shí)驗(yàn)的林分中，米用哪種F值最好？為什么？?從理論與實(shí)踐上，談?wù)劷且?guī)測(cè)樹為什么效率高？?通過角規(guī)控制檢尺還可以間接獲得哪些林分調(diào)查因子？五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?交岀測(cè)定結(jié)果（即用表7—1、7—2）。?按4所列方法（公式），每人整理計(jì)算同一F值角規(guī)控制檢尺的3個(gè)點(diǎn)記錄，并分別計(jì)算各點(diǎn)單位面積的蓄積量（M/ha）與平均蓄積量（M/ha）。用表7—1角規(guī)測(cè)定林分?jǐn)嗝娣e（m2/ha）角規(guī)類型0.250.5124桿式角規(guī)速測(cè)鏡望遠(yuǎn)測(cè)樹儀棱鏡角規(guī)調(diào)查者:年月日用表7-2角規(guī)控制檢尺蓄積量計(jì)算表*R=（Hf），一般可由合適的一元材積表導(dǎo)岀R值。Di石占八、、46810坡度改正后123形高調(diào)查者：200年月日實(shí)驗(yàn)八林分蓄積量的測(cè)算一、目的用平均標(biāo)準(zhǔn)木法、徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法、立木材積表法、標(biāo)準(zhǔn)表法及形數(shù)法測(cè)算林分蓄積量。二、儀器、用具及資料（一）儀器、用具：計(jì)算機(jī)、森林調(diào)查工作手冊(cè)、鉛筆、橡皮、直尺、方格紙。（二）資料：1?用實(shí)驗(yàn)三標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查所得資料；2.也可用附表8—4?8-6所提供的資料。三、方法步驟（一）平均標(biāo)準(zhǔn)木法?根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查資料，分別樹種統(tǒng)計(jì)各徑階的株數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)地總株數(shù)。?計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)地總斷面積，平均斷面積及平均直徑。?確定林分平均高。?以平均直徑及平均高作為標(biāo)準(zhǔn)木的胸徑和樹高。5?實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)木的大?。焊鶕?jù)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)木的直徑、樹高，在林分內(nèi)選伐與其大小相近似的樹木，一般以林分平均直徑Dg（士5%）和平均樹高H（士5%）為準(zhǔn)，用區(qū)分求積法計(jì)算實(shí)際準(zhǔn)木的材積。6.標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量（M）用下式計(jì)算：ZG—1)—1)—1)M-V（8g—1)7?換算成每公頃蓄積量標(biāo)準(zhǔn)地蓄積（8—2）一標(biāo)準(zhǔn)地面積伐倒的樹是實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)木，用它估計(jì)林分蓄積其估計(jì)精度完全取決于所選取這棵標(biāo)準(zhǔn)木的代表性。因此，該法誤差較大。附表8—1為用平均標(biāo)準(zhǔn)木計(jì)算林分蓄積量的實(shí)例。（二）徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法為了提高蓄積計(jì)算精度，有時(shí)需要把標(biāo)準(zhǔn)地樹木分成若干徑級(jí)，在每個(gè)徑級(jí)中選取標(biāo)準(zhǔn)木，以推算林分蓄積量，是常用的方法之一。其步驟為：1?劃分徑級(jí)，將標(biāo)準(zhǔn)地全部樹木分成幾個(gè)（一般3—6個(gè)）徑級(jí)，使每個(gè)徑級(jí)內(nèi)的株數(shù)相等。2?計(jì)算各徑級(jí)的平均直徑、平均樹高。?分別徑級(jí)選取標(biāo)準(zhǔn)木：按各徑級(jí)平均直徑、平均高在林內(nèi)選伐標(biāo)準(zhǔn)木，用區(qū)分求積法計(jì)算各標(biāo)準(zhǔn)木材積。?按下式計(jì)算各徑級(jí)蓄積量（MjCiMi=Vi-（8—3）gi式中：Vj徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木材積；gi徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木斷面；Gi徑級(jí)總斷面積。5?將各徑級(jí)蓄積量相加，即得標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量，除以標(biāo)準(zhǔn)地面積，即為林分每公頃蓄積量。附表8—2例舉了用等株徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法計(jì)算林木蓄積量的過程。（三）材積表法1?一元材積表法：根據(jù)外業(yè)每木檢尺得各徑階株數(shù)，再查該樹種的一元材積表，得各徑階的單株木材積，乘以TOC\o"1-5"\h\z各徑階株數(shù)，即得各徑階材積，總和后，即得標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量（M）。M二nrWn2v2亠亠nnvn（8—4）式中n^n2,…nn—為各徑階株數(shù)；v1，v2,…vn——為各徑階單株材積。用一元材積表法計(jì)算林分蓄積量的實(shí)例是附表8-3。2?二元材積表法：在樹高曲線圖上查岀各徑階樹高，根據(jù)各徑階樹高及直徑查該樹種的二元材積表，得各徑階單株材積，再按式（4）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)地蓄積量，然后換算成每公頃蓄積量。（四）標(biāo)準(zhǔn)表法1?測(cè)岀林分平均高和每公頃斷面積（G測(cè)）。2.根據(jù)林分平均高查該樹種的標(biāo)準(zhǔn)表，得標(biāo)準(zhǔn)林分的每公頃斷面積（G標(biāo)）和蓄積量（M標(biāo)）。3?按下式求岀待測(cè)林分的每公頃蓄積量（M測(cè)）；G測(cè)(8(8(8-5)M測(cè)二M標(biāo)JG標(biāo)(8-5)計(jì)算過程見表7—3。（五）平均形數(shù)法（或平均實(shí)驗(yàn)形數(shù)法）241.1241.1241.1--3.98%根據(jù)調(diào)查結(jié)果求得林分平均高、每公頃斷面積，按下列公式之一計(jì)算，即可求得林附表8-1平均標(biāo)準(zhǔn)木法計(jì)算林分蓄積量241.1--3.98%徑階徑階株數(shù)樹高斷面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)木實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)木林分蓄積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：與材積表法比較，其誤差率附表8—2等株徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法計(jì)算林分蓄積量表徑階徑階株數(shù)樹高徑階徑階株數(shù)斷面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)木實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)木林分蓄積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合計(jì)134.190968128.2n7231.22158031.508076330.98831.824980331.8r合計(jì)136.469284132.6m8853.041110021.570892433.810421.6690100234.4r合計(jì)138.9688104234.7總計(jì)39分每公頃蓄積量（M）:(8(8(8-6)

式中：F——取平均形數(shù)0.472;(8fa――查“森林調(diào)查常用數(shù)表”63頁，根據(jù)樹種即可查得。附表8-3為用平均形數(shù)法計(jì)算林分蓄積量的實(shí)例。附表8—3不同方法計(jì)算林分蓄積量表四、思考題材積表法標(biāo)準(zhǔn)表法平均形數(shù)法徑階株數(shù)徑階材積5212.582G=19.629(m2)5629.111H31.8(m)6013.5102H=31.8(m)C測(cè)=19.629(m)64312108■一68l4.590查標(biāo)準(zhǔn)表得：f=0.47272736.2883M標(biāo)=85.6(m)76317.46080319.2652G標(biāo)=60.5(m)8417.12588155.009、宀、19.629疏密度(P)=92434.412v760.5100220.402=0.32104222.184合計(jì)241.14?材積表法的優(yōu)點(diǎn)？?簡(jiǎn)述上述各法特點(diǎn)及適用場(chǎng)合M=G(H3)fa(8M=G(H3)fa(8-7)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告交用表8—1至8—4。附表8—4每木調(diào)查記錄徑階12162024283236404448株數(shù)株經(jīng)濟(jì)材5293557371912222200數(shù)半經(jīng)濟(jì)