《林分蓄积量测定》PPT课件.ppt

第五章 林分蓄积量测定,一、林分蓄积量测定概述1、林分蓄积量林分中所有活立木材积之和。2、林分蓄积量测定（1）测定内容：林分面积、林木材积（2）测定方法目测法实测法（3）林木材积计算方法：标准木法；数表法。,全林实测：面积小、伐区调查设计、科研等局部实测：常用，标准地或样地,二、标准木法1、标准木具有平均材积的树木：与Dg、Hg相差不超过5%且干形中等的树木。2、标准木法种类（一）平均标准木法（单级法）每木检尺 计算 Dg，树高曲线 Hg；寻找13株与Dg、Hg相差不超过5%且干形中等的树木作为平均标准木，伐倒或用测树仪区分实测树干材积；求算蓄积，再算单位面积蓄积。例P123,（二）分级标准木法为提高精度，按一定标准将全部树木分成若干个级（一般为3级），每级应用平均标准木法；分级原则：级间方差大，级内方差小。,式中：ni 第i级中标准木株数；k分级级数（i1，2，k)；Gi第i级的断面积；Vij,Gij 第i级中第j株标准木的材积及断面积。,1.等株径级标准木法,由乌里希(Urich V，1881)首先提出。该法是将每木检尺结果依径阶顺序，将林木分为株数基本相等的35个径级，分别径级选标准木测算各径级材积，各径级材积叠加得标准地蓄积。具体测算方法见p125表52。,2.等断面积径级标准木法,哈尔蒂希(Hartig R，1868)首先提出依径阶顺序，将林木分为断面积基本相等的35个径级，分别径级选标准木计算该径级的材积积，将各径级材积合计得林分蓄积。具体测算方法见p131表53,3.径阶等比标准木法,德劳特(Draudt，1860)提出。分别径阶按一定株数比例(一般取10)选测标准木，根据每木检尺结果，按比例确定每个径阶应选的标准木株数(两端径阶株数较少，可合并到相邻径阶)；然后根据各径阶平均标准木的材积推算该径阶材积，最后各径阶材积相加得标准地总蓄积。若根据各径阶标准木材积与胸径或断面积相关关系，绘材积曲线或材积直线，则可按径阶查出各径阶单株平均材积。,三、材积表法（Method of volume table）,在森林调查中，为了提高工作效率，一般常采用预先编制好的立木材积表确定森林蓄积量，这种方法称为材积表法。材积表（立木材积表）：按树干材积与其三要素之间的函数关系编制的单株平均带皮材积的数表。分类：一元材积表、二元材积表、三元材积表 在林业生产中，最为常用的材积表是一元材积表,一元材积表（地方材积表）（one-way/local volume table）（1）定义根据胸径1个因子编列的树干带皮材积的数表。一元材积表未考虑树高和干形对材积得影响。即胸径相同的立木，其材积则同。一元材积表适用于相同立地条件下的局部地区，使用范围较小，故一元材积表又称作地方材积表。一元材积表只需测定胸径一个因子，利用比较方便，我国林业生产中广泛应用,（2）编制一元材积表的方法与步骤,资料收集与整理分别树种、分别使用地区编制，因在不同地区树高曲线的差异较大。因此，先确定编表树种的适用范围。样本数量：在一个地区（林业局）样本数量一般要求在200300株以上。抽样原则：采用随机取样的原则，选取该地区不同立地、不同径阶、不同树高的样木。测定方法和要求：样木伐倒后用同一种工具、同一种区分求积法计算其材积。,将各样木的胸径(D)、树高(H)及材积(V)建立数据库作为编制和检验材积表的基础数据，并剔除异常数据。在收集编表资料时，应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。,编制一元材积表,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，常用的方程下表所示。一元材积表的整理。,一元材积回归方程,最优材积方程的选择,如何拟合和选择最优经验方程是编表的关键。利用编表样本数据，分别采用不同的一元材积方程进行拟合。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。根据所计算的各方程的拟合统计量，选择其中SSE最小、MSE、Syx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。,模型的拟合统计量,A.剩余离差平方和(SSE)：,B.剩余均方差(MSE)：,C.剩余标准差(Sy.x):,D.相关指数(R2)：,式中：p方程参数个数；n样本数。,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,n=1150,SSE=0.43377,Sy.x=0.019447,R2=0.9942,一元材积表的精度计算,用编表样木出回归标准差（Sy.x），回归标准误（），误差限（），相对误差限（E%）及模型的预估精度(P%)：,一元材积表的精度计算,平均相对误差：相对误差限在5（或精度P95）以内，平均相对误差小于3%，则说明所编材积表满足精度要求。,（4）由二元材积表导算一元材积表,在用表地区随机抽取200300株以上样木，实测样木的胸径和树高。先根据实测样木胸径和树高作树高曲线图。依曲线趋势选用方程类型，并进行比较、优化，最后确定用于导算一元材积表的最佳树高曲线方程Hf（D）。将树高曲线代入二元材积式Vg(D，H)中，得到一元材积式。,树高曲线模型,例：,兴安落叶松的树高曲线经验方程为：兴安落叶松二元材积方程为：将各径阶中值代入树高曲线求得各径阶的平均高，再将各径阶中值及平均高代入二元材积式，计算出各径阶的平均材积列表，即为导算的一元材积表。,应用使用前如遇下列情况应予检验：编表地域森林状况有明显变化；扩大使用范围。（随机实测有代表性的100株作DH曲线与编表的相比，误差不得超过5%）使用计算：每木检尺径阶整化 查表各单株材积株数各径阶材积求和林分蓄积量,（1）定义：根据胸径与树高2个因子编制的树干带皮材积的数表。（2）编制：同一元材积表。（3）应用：计算林分蓄积：导算一元材积表：,每木检尺,树高曲线,各径阶株数,各径阶树高,径 阶,各径阶单株材积,各径阶材积,林分蓄积,随机选100200株样木实测D、H,树高曲线或方程,各径阶树高,径 阶,一元材积表或方程,2.二元材积表(two-way/standard/general volume table）,求和,查表,查二元材积表或方程,因二元材积表的编表资料是同一树种取于较大的地域范围，其适用地域较大，故又称为一般材积表或标准材积表。它是最基本的立木材积表在大面积的森林蓄积量调查中，一般不直接使用二元材积方程(或二元材积表)测定林分蓄积量，而常常使用由二元材积方程(或二元材积表)导算的一元材积表。,三元材积表(form class/three-way volume table）三元材积表是分别形率级(形级)编制的二元材积表。使用时要测定林木胸径、树高和一个上部直径来确定树干材积的方法，故称为三元材积表。我国为解决云南亚热带林区森林资源调查树种很多的困难试编过形率级三元通用立木材级表。虽然三元材积表的理论精度较高，但因使用较烦，未能在生产中推广应用。,4.树高级材积,根据直径与树高的关系，把相同林分平均直径对应的不同林分平均高分为若干等级 称作树高级。一般分37级，用罗马数字表示。按树种或树种组，分别树高级编制的一元材积表叫做树高级立木材积表。树高级材积表是介于二元和一元材积表之间的一种表。用树高级材积表测算林分蓄积首先根据林分平均直径和平均高确定该林分所属树高级，然后用该树高级的一元材积表计算该林分蓄积，计算程序同一元材积表。,1、标准表法 测林分Hg及每公顷断面积（G实）；查标准表对应于Hg的每公顷标准断面积（G标）和标准蓄积（M标）；计算林分疏密度（P）：核心！计算林分每公顷蓄积（M实）：M实=P M标例如：测得某杉木林分断面积为32m2/hm2，平均高11.3m，用标准表求其蓄积。杉木标准表（摘录）,解：,四、用蓄积三要素法确定林分蓄积,2.平均实验形数法测林分Hg及每公顷断面积；查表19（P32）得到相应树种的平均实验形数；计算林分蓄积：例：某杉木林分，测得其胸高断面积为32m2/hm2，Hg=11.3m，试估计该林分蓄积。,