多級(jí)分層抽樣法在飛播造林成苗成效調(diào)查中的應(yīng)用*

張 斌,王鎖懷

(陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,西安 710082)

飛播造林是陜西省最重要的造林方式之一,在陜西省荒山綠化和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用。飛播成苗成效調(diào)查,對(duì)于飛播造林的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量監(jiān)督、效果評(píng)價(jià)等都起著十分重要的作用。

以往,飛播造林成苗成效調(diào)查主要采取成數(shù)抽樣的方法,但近年來,隨著飛播造林列入天保等重點(diǎn)工程之后,播區(qū)地面處理、人工補(bǔ)植補(bǔ)播等措施的力度不斷加大,而采取這些措施的地塊具有塊狀、分布不均勻的特點(diǎn),因此,采取成數(shù)抽樣的調(diào)查方法很難將播區(qū)的飛播造林成苗成效情況完全真實(shí)、客觀地反映出來。為使調(diào)查結(jié)果更加客觀、合理地反映播區(qū)成苗成效的真實(shí)情況,有必要對(duì)調(diào)查方法進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本文提出的多級(jí)分層抽樣的調(diào)查方法,便是解決這一問題的有效途徑。

1 多級(jí)分層抽樣法在飛播造林成苗成效調(diào)查中的應(yīng)用

1.1 影響播區(qū)成苗成效的因素

飛播造林成苗成效調(diào)查是以播區(qū)為單位進(jìn)行的。影響播區(qū)成苗成效的因素主要有地類、地面處理、補(bǔ)植補(bǔ)播等。

1.2 多級(jí)分層抽樣的設(shè)計(jì)

1.2.1 多級(jí)分層抽樣的設(shè)計(jì) 在成苗成效調(diào)查中,為合理地反映出不同地類、植被處理、補(bǔ)植補(bǔ)播對(duì)播區(qū)成苗成效的影響,就有必要進(jìn)行多級(jí)分層抽樣的合理設(shè)計(jì)。

以播區(qū)為單位,一級(jí)分層,先將播區(qū)分為宜播面積和非宜播面積兩層;二級(jí)分層,是在宜林地面積中,又按地類分為荒山荒地、灌叢地、疏林地、低質(zhì)低效林地等四層;三級(jí)分層,是在各宜林地類中,按是否植被處理分二到三層;四級(jí)分層,是在三級(jí)層位上,又按是否進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)播再分二層。分級(jí)分層如圖1。

圖1 播區(qū)分級(jí)分層圖

1.2.2 權(quán)的確定 各級(jí)層位相對(duì)于上一級(jí)層位的權(quán)的確定——相對(duì)權(quán)就是以上級(jí)層位面積為分母,以本級(jí)層位面積為分子,其比做為本級(jí)層位相對(duì)于上一級(jí)層位的權(quán)。

同一級(jí)層位各相對(duì)權(quán)的和為1。

各層級(jí)位相對(duì)于播區(qū)的權(quán)確定——聯(lián)合權(quán)應(yīng)用聯(lián)合概率的概念,某一級(jí)層位的聯(lián)合權(quán),等于該級(jí)層位向上直接的逐級(jí)連線上各級(jí)層位相對(duì)權(quán)的乘積。

1.2.3 樣方(樣圓)大小、樣本數(shù)量及分布

(1)樣方(圓)大小的確定:按照《飛播造林技術(shù)規(guī)程》(GB/T15162-2005)規(guī)定,成苗調(diào)查樣方大小為2m2;成效調(diào)查樣圓為10 m2。

(2)總體容量:以播區(qū)為總體,總體容量等于播區(qū)面積除以樣方(圓)面積。

有眼光，有魄力，身為企業(yè)的掌舵人，楊宗祥看到國內(nèi)化肥銷售已近飽和，而彼時(shí)國家政策鼓勵(lì)企業(yè)節(jié)能減排和走出去，再一次抓住政策的東風(fēng)，他在生產(chǎn)中引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，推行節(jié)能減排清潔生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，加強(qiáng)技術(shù)改造，降低能耗，減少污染。在生產(chǎn)上大量引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)工藝、技術(shù)和設(shè)備，使產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量及各項(xiàng)指標(biāo)在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。

(3)樣本容量:播區(qū)樣本容量,應(yīng)等于播區(qū)總體容量的5%[1]。

(4)各級(jí)層位的樣本容量:應(yīng)等于本層位面積除以相應(yīng)樣方(圓)面積得到值的5%。

(5)網(wǎng)狀均勻布樣或隨機(jī)抽樣布樣。

1.2.4 成苗成效調(diào)查目參數(shù)的確定 分層抽樣的成苗成效調(diào)查目的參數(shù)主要有兩個(gè),一個(gè)是有苗面積占本級(jí)位樣本總面積的比(即成數(shù));另一個(gè)是單位樣地的有苗(有效)平均株數(shù)。

(1)末級(jí)位目的參數(shù)的求算

末級(jí)層位有苗(效)面積成數(shù)就等于該級(jí)層位有苗(有效)樣方(圓)數(shù)除以本級(jí)層位樣本容量。

末級(jí)層位有苗(有效)樣地苗木平均株數(shù)就等于該級(jí)層位單位樣方有苗株數(shù)的簡單平均值。

這里的相對(duì)含義,是指本級(jí)層位相對(duì)于上一級(jí)層位。

相對(duì)有苗(效)面積成數(shù)=∑PiXi

相對(duì)單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)=∑PiYi

這里Pi—相對(duì)權(quán),Xi—本級(jí)層位的有苗(效)面積成數(shù),Yi—本級(jí)層位的單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)。

(3)播區(qū)目的參數(shù)的求算

飛播區(qū)目的參數(shù)是指本級(jí)層位相對(duì)于播區(qū)宜林地級(jí)層位的相對(duì)目的參數(shù)。

宜林地有苗(效)面積成數(shù)=∑Pi X i

宜林地單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù) =∑PiYi

這里Pi—最低級(jí)層位相對(duì)于宜林地層位的聯(lián)合概率,Xi、Yi含義同上。

1.2.5 成苗成效調(diào)查的精度評(píng)定

(1)實(shí)抽樣本的分布、標(biāo)準(zhǔn)誤差及區(qū)間估計(jì)

①有苗(效)面積成數(shù)的分布、標(biāo)準(zhǔn)誤差及區(qū)間估計(jì):實(shí)抽樣本常常是末級(jí)層位的樣本。針對(duì)一組樣本,求有苗(效)面積成數(shù),實(shí)際上是一個(gè)二項(xiàng)分布問題。

設(shè)該層位有苗(效)面積成數(shù)為Pe,樣本容量為n,標(biāo)準(zhǔn)誤差為s,則有:

當(dāng)樣本容量n足夠大時(shí),二項(xiàng)分布趨近于正態(tài)分布[2]。

這樣,按正態(tài)分布,設(shè)顯著性系數(shù)a=0.05,則ta/2=1.96。那么,針對(duì)該層位有苗(效)面積成數(shù)Pe,就有(Pe-ta/2 S,Pe+ta/2 S)區(qū)間估計(jì)。

②單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)的分布、標(biāo)準(zhǔn)誤差及區(qū)間估計(jì):一般地,末級(jí)層位的一組樣本,單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)的分布,服從正態(tài)分布。設(shè)單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)的平均值為Y0,各樣方(圓)有苗(效)株數(shù)為Yi,Pi為相對(duì)權(quán),樣本容量為n,標(biāo)準(zhǔn)誤差為 S,則有:

同理,設(shè)顯著性系數(shù) a=0.05,則 ta/2=1.96。針對(duì)該層位單位樣方(圓)有苗(效)株數(shù)Y0,就有(Y0-ta/2 S,Y0+ta/2 S)區(qū)間估計(jì)。

(2)精度評(píng)定

①播區(qū)成苗成效目的參數(shù)的中誤差:在求得末級(jí)層位成苗成效目的參數(shù)及其中誤差的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推算播區(qū)宜林地層位的成苗成效目的參數(shù)的中誤差,表達(dá)式為:

這里Pi—最低級(jí)層位相對(duì)于宜林地層位的聯(lián)合概率,Mi—末級(jí)層位抽樣中誤差。

②播區(qū)成苗成效目的參數(shù)的允許誤差:一般播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)的允許誤差,是以兩倍的播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差,作為播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)的允許誤差,記作M允。

③播區(qū)成苗成效目的參數(shù)的相對(duì)誤差播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)的相對(duì)誤差,等于播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)的允許誤差除以播區(qū)宜林地成苗成效目的參數(shù)。

2 應(yīng)用說明

2.1 應(yīng)用條件和范圍

該方法適用所有播區(qū)的成苗成效調(diào)查,特別是對(duì)于播區(qū)地類相對(duì)復(fù)雜,播區(qū)成苗成效呈多元分布,即播區(qū)成苗成效呈塊狀、區(qū)域分布的播區(qū)的成苗成效調(diào)查,效果顯著。

做為播區(qū)成苗調(diào)查,其分級(jí)分層,按分級(jí)圖,只到第三級(jí)為止,即分到植被處理層位;做為播區(qū)成效調(diào)查,要分到第四級(jí),即補(bǔ)植補(bǔ)播層位。

2.2 播區(qū)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須正確可靠

播區(qū)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是成苗成效調(diào)查的基本依據(jù),必須正確可靠。其中,播區(qū)宜林地面積、非宜林地面積,以及播區(qū)各地類面積,來源于播區(qū)作業(yè)圖;播區(qū)各地類中植被處理的地塊及面積,來源于播區(qū)地面處理設(shè)計(jì)圖;播區(qū)補(bǔ)植補(bǔ)播的的地塊及面積,來源于播區(qū)補(bǔ)植補(bǔ)播施工圖。

2.3 研究和簡化多級(jí)分層抽樣法的應(yīng)用,可有利于該法進(jìn)一步推廣應(yīng)用

多級(jí)分層抽樣法科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、理論體系完整,但實(shí)際操作比較復(fù)雜。進(jìn)一步地研究和簡化該法的應(yīng)用,有利于該法進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

[1] 安徽省黃山林業(yè)學(xué)校.森林調(diào)查規(guī)劃[M].中國林業(yè)出版社,1978:12.

[2] 王光銳,溫小霓.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2001:5.