1、第 7 章 樹(shù)木生長(zhǎng)量測(cè)定,概述：樹(shù)木生長(zhǎng)是由木質(zhì)部與韌皮部之間的形成層進(jìn)行細(xì)胞分裂，使橫斷面增粗，縱向增高，由于樹(shù)木橫斷面的增粗，縱向增高，樹(shù)干的材積、重量等也隨著發(fā)生變化，這種變化叫生長(zhǎng)，變化的數(shù)量叫生長(zhǎng)量。,生長(zhǎng)量是重要的調(diào)查因子，其重要性表現(xiàn)為: 根據(jù)生長(zhǎng)量的大小檢驗(yàn)經(jīng)營(yíng)措施是否合理。 樹(shù)高生長(zhǎng)量常作為評(píng)定立地質(zhì)量的依據(jù)。 研究樹(shù)種生物學(xué)特性，如根據(jù)樹(shù)種生長(zhǎng)速度，確定速生樹(shù)種、慢生樹(shù)種及劃分不同生長(zhǎng)發(fā)育階段等。 研究生長(zhǎng)量變化規(guī)律可以確定森林成熟時(shí)間，作為森林采伐的重要依據(jù)。,7.1 樹(shù)木年齡的測(cè)定 年輪法 根據(jù)樹(shù)木在橫斷面上每年增加一輪的特點(diǎn)，確定樹(shù)木年齡。 在正常情況下，一年間生長(zhǎng)

2、所形成的年輪是一個(gè)閉合環(huán)，環(huán)內(nèi)能清晰地看出春材和秋材，春材顏色淺、距離較寬，秋材顏色深且窄。春、秋材合起來(lái)為一年長(zhǎng)的。, 生長(zhǎng)錐法 生長(zhǎng)錐是測(cè)定樹(shù)木年齡和直徑生長(zhǎng)量的專(zhuān)用工具。 使用方法：將錐筒插入錐柄的方孔上，右手握住柄的中間，左手扶住錐筒，垂直樹(shù)干將錐筒按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。穿過(guò)髓心后倒退，再用探取桿插入筒中取出木條，在木條上查數(shù)年輪。,數(shù)輪生枝 有些針葉樹(shù)，如馬尾松、黃山松等，每年在樹(shù)的頂端生長(zhǎng)一輪側(cè)枝，可直接在樹(shù)干上查數(shù)枝條的環(huán)數(shù)，一輪枝條即一年，判斷樹(shù)木年齡。 小樹(shù)年齡確定準(zhǔn)確，大樹(shù)、老樹(shù)易出現(xiàn)誤差，因樹(shù)高看不清及老樹(shù)樹(shù)干下部的技痕不明顯。 贛南有少數(shù)地方一年抽二次梢，出現(xiàn)兩輪。,查造林

3、技術(shù)檔案 對(duì)人工林適用，查出造林的年份進(jìn)行推算，或訪問(wèn)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)人員。 目測(cè)法 根據(jù)樹(shù)木的大小、樹(shù)皮顏色等外部特征目測(cè)年齡，有一定誤差。在大面積森林調(diào)查時(shí)，往往只要測(cè)定齡級(jí)或齡組，憑經(jīng)驗(yàn)可以準(zhǔn)確地目測(cè)齡級(jí)或齡組。,7.2 樹(shù)木生長(zhǎng)量的概念和種類(lèi) 7.2.1 樹(shù)木生長(zhǎng)量的定義 隨著年齡的增加，樹(shù)木各調(diào)查因子所發(fā)生的變化叫生長(zhǎng)，變化的數(shù)量叫生長(zhǎng)量。 生長(zhǎng)量是時(shí)間的函數(shù) 生長(zhǎng)量一般以年（t）為單位,7.2.2 樹(shù)木生長(zhǎng)量種類(lèi) 1. 按調(diào)查因子 胸徑、樹(shù)高、材積等生長(zhǎng)量 2. 按時(shí)間長(zhǎng)短 年生長(zhǎng)量，定期生長(zhǎng)量 3. 按相對(duì)、絕對(duì)值 絕對(duì)生長(zhǎng)量、相對(duì)生長(zhǎng)量 以時(shí)間長(zhǎng)短劃分生長(zhǎng)量的種類(lèi)（以材積為例） 總生長(zhǎng)

4、量 Vt 樹(shù)木從開(kāi)始生長(zhǎng)到 t 年時(shí)材積積累的總量。 總平均生長(zhǎng)量 Vt/ t 總生長(zhǎng)量除以年齡，表示 t 年期間每年平均生長(zhǎng)的材積。, 定期生長(zhǎng)量 ZnVt Vt-n 樹(shù)木在某一期間的生長(zhǎng)量。Vt 為現(xiàn)在樹(shù)干材積，Vt-n 為n年前樹(shù)干材積，則n年間材積生長(zhǎng)量叫定期生長(zhǎng)量。 定期平均生長(zhǎng)量 n（VtVt-n）/n 定期生長(zhǎng)量除以定期年數(shù)（n）。表示n年間平均每年生長(zhǎng)的材積。 年生長(zhǎng)量 ZVt Vt-1 一年內(nèi)的生長(zhǎng)量。樹(shù)木年生長(zhǎng)量很小，不易測(cè)準(zhǔn)，常用定期平均生長(zhǎng)量代替。 P174-175實(shí)例,7.3 樹(shù)木生長(zhǎng)方程 總生長(zhǎng)曲線 總生長(zhǎng)量指某時(shí)間所生長(zhǎng)的總量。如果用一條曲線表示某調(diào)查因子在各年齡

5、時(shí)期的總生長(zhǎng)量，稱(chēng)該曲線為總生長(zhǎng)量曲線，簡(jiǎn)稱(chēng)生長(zhǎng)曲線，也叫生長(zhǎng)過(guò)程。,紫果云杉樹(shù)高生長(zhǎng)曲線,繪制生長(zhǎng)曲線需要知道各年齡時(shí)期的總生長(zhǎng)量，獲 取總生長(zhǎng)量的途徑：定期測(cè)定；樹(shù)干解析法。 有各年齡總生長(zhǎng)量，可繪制生長(zhǎng)曲線。生長(zhǎng)曲線的線 型主要有兩類(lèi)：一類(lèi)呈“S”型，一類(lèi)呈反“J”型。,“S”型生長(zhǎng)曲線特點(diǎn)：隨年齡增加，總量也增加，增加的速度：慢 快 慢。根據(jù)這一特點(diǎn)，把生長(zhǎng)過(guò)程劃分三個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段：第一個(gè)拐彎點(diǎn)前，為幼齡階段，第一與第二拐點(diǎn)之間，為中、壯齡階段，第二拐點(diǎn)以后為成熟齡階段。像D、H、V等調(diào)查因子生長(zhǎng)過(guò)程呈“S”型。 反“J”型生長(zhǎng)曲線特點(diǎn)：隨年齡的增長(zhǎng)生長(zhǎng)量減少，像形數(shù)、形率、株數(shù)等因子

6、。反“J”型曲線簡(jiǎn)單。, 生長(zhǎng)方程 用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)生長(zhǎng)曲線稱(chēng)生長(zhǎng)方程,又稱(chēng)生長(zhǎng)理論方程： 表達(dá)生長(zhǎng)曲線的數(shù)學(xué)方程式很多，見(jiàn)P176-177 介紹二個(gè)實(shí)例： 例1 一株265年紅松的樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程 利用樹(shù)干解析方法，得到該紅松樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程，見(jiàn)P178,P178,利用年齡與樹(shù)高實(shí)測(cè)值建立數(shù)學(xué)模型：,將各年齡代入方程，得到各年齡時(shí)期樹(shù)高預(yù)測(cè)值(理論值見(jiàn)表)，繪成曲線，為理論生長(zhǎng)曲線,例2 一株92年興安落葉松的樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程 利用樹(shù)干解析方法，獲得該樹(shù)各年齡樹(shù)高生長(zhǎng)量（見(jiàn)表），擬合數(shù)學(xué)方程式： 把各年齡代入方程式，可得到各年齡時(shí)期的樹(shù)高生長(zhǎng)量預(yù)測(cè)值（理論值見(jiàn)表），用預(yù)測(cè)值可繪制生長(zhǎng)曲線圖。,實(shí)例分析

7、不同樹(shù)種其生長(zhǎng)過(guò)程不一樣。 二株樹(shù)樹(shù)高的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值非常接近，說(shuō)明數(shù)學(xué)方程式對(duì)生長(zhǎng)過(guò)程擬合很成功，意味著不同生長(zhǎng)過(guò)程，要采用不同數(shù)學(xué)方程式擬合，不能用統(tǒng)一的方程式擬合所有的生長(zhǎng)過(guò)程。 有了總生長(zhǎng)量方程式，分析樹(shù)木的其它生長(zhǎng)量非常方便。 生長(zhǎng)方程擬合方法 根據(jù)最小二乘法原理擬合,7.4 連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量的關(guān)系 7.4.1 連年生長(zhǎng)量 Z 連年生長(zhǎng)量指一年生長(zhǎng)的數(shù)量。從樹(shù)的一生來(lái)看，年 生長(zhǎng)量可理解為樹(shù)木生長(zhǎng)速度，用方程式表示： 對(duì)總生長(zhǎng)量方程求一階導(dǎo)數(shù)，近似作為連年生長(zhǎng)量 的生長(zhǎng)方程。 若： 為總生長(zhǎng)量方程式 則連年生長(zhǎng)量方程式為：,以256年紅松為例：根據(jù)樹(shù)干解析資料（P178）用 R

8、ichards模型建立總生長(zhǎng)方程： 對(duì)方程求一階導(dǎo)數(shù)得連年生長(zhǎng)量方程： 把不同的年齡代入方程式，得到各年齡時(shí)期的連年 生長(zhǎng)量，繪成曲線為連年生長(zhǎng)量曲線。,利用求極值的方法，對(duì)Z求一階導(dǎo)數(shù)（即對(duì)H求二階 導(dǎo)數(shù)），并令其等于0，可以求出連年生長(zhǎng)量極大值時(shí)的 年齡及生長(zhǎng)量。 解： 該樹(shù)樹(shù)高在54年時(shí)連年生長(zhǎng)量最大,達(dá)到0.1904m。,7.4.2 平均生長(zhǎng)量 指總平均生長(zhǎng)量，即樹(shù)木在某一時(shí)期內(nèi)平均生長(zhǎng)的數(shù)量，反映在該時(shí)期內(nèi)樹(shù)木平均生長(zhǎng)速度。 若已知總生長(zhǎng)量方程 y =f (t)，則平均生長(zhǎng)量方程為： = y/t = f (t) /t 以256年紅松樹(shù)高總生長(zhǎng)量為例 總生長(zhǎng)量方程 y = f (t)

9、被 t 除，得平均生長(zhǎng)量方程。 把不同年齡代入，得到各年齡樹(shù)高平均生長(zhǎng)量，繪成曲線為樹(shù)高平均生長(zhǎng)量曲線。,對(duì)平均生長(zhǎng)量方程 求導(dǎo)，并令其等于0，可求出極大值時(shí)年齡及極大值： 解: 最大值時(shí)年齡為99年，最大生長(zhǎng)量為0.1617m,7.4.3 連年生長(zhǎng)量 (Z) 與平均生長(zhǎng)量()的關(guān)系 前提:同一株樹(shù)同一個(gè)調(diào)查因子Z與的關(guān)系。 通過(guò) Z 、兩條生長(zhǎng)曲線可分析兩者的關(guān)系。 幼齡階段，兩者都隨年齡增加而增加，但 Z 增加的速度比快。 Z 達(dá)到高峰期的時(shí)間比要早。 達(dá)到高峰期時(shí)，Z =，兩條曲線相交。 （若是材積調(diào)查因子，該年齡為數(shù)量成熟齡） 達(dá)到高峰期前 Z ，高峰后 Z ,7.5 生長(zhǎng)率 7.5.

10、1 生長(zhǎng)率的定義 生長(zhǎng)率是年生長(zhǎng)量與總生長(zhǎng)量的百分比。以材積為例： 定義式 ZV 表示（a-1） a 年所生長(zhǎng)的材積 V 表示（a-1）年所生長(zhǎng)的總材積 生長(zhǎng)率是相對(duì)值，表示樹(shù)木在某一期間的相對(duì)生長(zhǎng)速度。 主要作用：可用來(lái)比較不同樹(shù)種生長(zhǎng)速度；計(jì)算生長(zhǎng)量。,7.5.2 普雷斯勒生長(zhǎng)率公式（以材積為例） 分析，由： 分子用定期平均生長(zhǎng)量： 分母以期初期末平均材積： 代入定義式：,7.5.2 各調(diào)查因子生長(zhǎng)率之間的關(guān)系 普雷斯勒生長(zhǎng)率公式: 直接求Pv 、PH 、PD ，對(duì)于伐倒木沒(méi)問(wèn)題，對(duì)于立木，只有PD可以求出， Pv 、PH 不行。 思路：分析PD與 PH 、 Pv之間關(guān)系，利用關(guān)系式推算P

11、v 。,斷面積生長(zhǎng)率 (Pg ) 與胸生長(zhǎng)率 (PD) 的關(guān)系 已知： 兩邊取對(duì)數(shù)： 兩邊微分： dg，dD 看成斷面積和胸徑的增量，即年生長(zhǎng)量的近 似值：, 樹(shù)高生長(zhǎng)率(PH)與胸徑生長(zhǎng)率(PD)的關(guān)系 假設(shè)H與D的關(guān)系為冪函數(shù)關(guān)系 k 值是樹(shù)高生長(zhǎng)與胸徑生長(zhǎng)的比值，可看成是樹(shù)高生長(zhǎng)能力的指數(shù)。,k 一般變化在 0 2 之間，k 值的大小與樹(shù)高的生長(zhǎng)發(fā)育階段有關(guān)，以三種典型樹(shù)高生長(zhǎng)發(fā)育階段概括。 當(dāng)樹(shù)年齡較大，樹(shù)高生長(zhǎng)趨于停止時(shí)，k0 PHkPD PH 0 當(dāng)樹(shù)高生長(zhǎng)與胸徑生長(zhǎng)成正比時(shí)，k1 有：PHPD 當(dāng)樹(shù)高生長(zhǎng)旺盛時(shí)，k2 有：PH2PD 上面對(duì)三種典型的情況進(jìn)行概括，具體到某株樹(shù)如何

12、確定，后面介紹。, 材積生長(zhǎng)率(Pv)與胸徑生長(zhǎng)率(PD)、樹(shù)高生長(zhǎng)率(PH)、形數(shù)生率(Pf)的關(guān)系 立木材積三要素： 兩邊取對(duì)數(shù)： 兩邊偏微分： 假設(shè)Pf等于0，有：,分析Pf 0：對(duì)于成熟林，短時(shí)期 f 變化很小，可近似看成常數(shù)，即Pf 0。對(duì)于幼齡林或中齡林，樹(shù)木生長(zhǎng)比較快，f 變化較大，要特別慎重。 關(guān)系式 為測(cè) PD PV Zv 奠定了基礎(chǔ)。 其中： 注意適用條件：生長(zhǎng)較慢、間隔期短的成熟林。,7.5.4 施耐德材積生長(zhǎng)率公式 d 去皮胸徑,n 胸高處外側(cè)半徑上1cm的年輪數(shù) K 系數(shù),推導(dǎo)： n為胸高處外側(cè)1cm的年輪數(shù)，則胸徑最近n年定期生 長(zhǎng)量為(1+1)cm；定期平均生長(zhǎng)量

13、：（1+1）/n2/n=Zd， 即：Zd為最近n年胸徑連年生長(zhǎng)量。 根據(jù)生長(zhǎng)率定義：PD%Zd/d100 用 Zd2/n 代入定義式： PD%Zd/d100 由： 令： ；有,K值的確定：K200(k+2) k 值是表示樹(shù)高生長(zhǎng)能力的一個(gè)指標(biāo)，根據(jù)PH與PD的關(guān)系，當(dāng)樹(shù)高生長(zhǎng)旺盛時(shí)，k2，K800；當(dāng)樹(shù)高生長(zhǎng)速度中等時(shí)， k1，K600；當(dāng)樹(shù)高生長(zhǎng)趨于停止時(shí)，k0，K400。K 的大小取決于 k 的大小，k 與樹(shù)木的生長(zhǎng)發(fā)育階段有關(guān)，具體確定根據(jù)樹(shù)木的外部形態(tài)：樹(shù)冠長(zhǎng)度占樹(shù)高的百分?jǐn)?shù)；樹(shù)高生長(zhǎng)的狀況。根據(jù)上述二項(xiàng)編制成表，查表確定K值(P195)。,7.6 樹(shù)木生長(zhǎng)量的測(cè)定 7.6.1 伐倒木

14、生長(zhǎng)量的測(cè)定 直徑生長(zhǎng)量的測(cè)定 用柴刀在要測(cè)定的部位 砍個(gè)缺口，量取最外邊n個(gè)年輪的寬度(L)，2 L 即為該 部位最近n年的直徑生長(zhǎng)量，由此計(jì)算連年生長(zhǎng)量。 定期生長(zhǎng)量（最近n年生長(zhǎng)量）2L 連年生長(zhǎng)量2L/n 生長(zhǎng)率 求n年前直徑：Da-nDa2L, 樹(shù)高生長(zhǎng)量的測(cè)定 把樹(shù)梢鋸斷，數(shù)園盤(pán)年輪為n，則該斷面至樹(shù)梢的長(zhǎng)度為最近n年樹(shù)高的定期生長(zhǎng)量（Hn），并由此推算連年生長(zhǎng)量。 定期生長(zhǎng)量 Hn 連年生長(zhǎng)量 Hn /n 樹(shù)高生長(zhǎng)率PH n年前樹(shù)高 Ha-n Ha Hn, 材積生長(zhǎng)量的測(cè)定 思路：用區(qū)分求積分別計(jì)算現(xiàn)在去皮材積（ Va）和n年前去皮材積（ Va-n），兩者之差為最近n年材積生長(zhǎng)量

15、。 關(guān)鍵：求n年前去皮材積 Va-n 求n年前各區(qū)分段中央直徑 先區(qū)分，在各區(qū)分段的中央部位砍一缺口量最近n個(gè)年輪的寬度L，2L為最近n年直徑生長(zhǎng)量。 Da-n Da 2L, 求n年前樹(shù)高：Ha-n 在樹(shù)梢找到年輪數(shù)為n輪的部位，量該斷面到樹(shù)梢頂端的長(zhǎng)度為最近n年樹(shù)高生長(zhǎng)量ZH。 Ha-nHaZH n年前材積： Va-n 有各區(qū)分段n年前直徑和n年前樹(shù)高，按區(qū)分求積法可求出n年前材積: Va-n 。 則：材積最近n年定期生長(zhǎng)量Va Va-n 最近n年材積連年生長(zhǎng)量材積定期生長(zhǎng)量/n 最近n年材積生長(zhǎng)率Pv：,7.6.2 立木材積生長(zhǎng)量的測(cè)定 立木材積的生長(zhǎng)量不能用求伐倒木生長(zhǎng)量方法，因立 木上部直徑Da、Da-n及Ha-n無(wú)法測(cè)定，要用其它方法求算。 PV%ZV/V100； ZVVPV%； 求PV 。利用施耐德生長(zhǎng)率公式： 測(cè)D及皮厚B，則dD2B；用生長(zhǎng)錐測(cè)胸高處外側(cè)1cm寬度的年齡數(shù)n；目測(cè)樹(shù)冠的長(zhǎng)度及立木的生長(zhǎng)情況，由此查表確定系數(shù)K值；代入 計(jì)算 ZV ZVVPV,7.7 樹(shù)干解析 將樹(shù)干伐倒，按區(qū)分求積的要求在每區(qū)分段的中央斷面鋸下園盤(pán)，通過(guò)內(nèi)業(yè)計(jì)算，可以得到各調(diào)查因子的生長(zhǎng)量及生長(zhǎng)過(guò)程，這種分析樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程的方法叫樹(shù)干解析。 具體的操作放到實(shí)習(xí)中做。,小結(jié) 生長(zhǎng)量的概念、種類(lèi)、作用；樹(shù)木年齡的測(cè)定，易理解。 生長(zhǎng)曲