木材材積計(jì)算方法探討

古興玉

摘要：指出了樹木材積是伐根以上樹干的材積，木材材積是原木生產(chǎn)和銷售的重要數(shù)據(jù)，主要通過分析現(xiàn)用木材材積的計(jì)算方法，探討了材積計(jì)算方法的科學(xué)性和實(shí)用性，以提高木材材積計(jì)算的精準(zhǔn)度，對(duì)現(xiàn)實(shí)具有指導(dǎo)性意義。

關(guān)鍵詞：木材；材積；計(jì)算方法

中圖分類號(hào)：S758.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）23-0097-02

1 引言

樹木是由樹干、樹根和枝葉三部分構(gòu)成，從木材的利用角度來說，樹干的使用價(jià)值最高。樹木的形狀會(huì)因各種因子而有所不同，比如，樹種、樹齡、生長(zhǎng)立地條件、經(jīng)營(yíng)措施等。針葉樹種和闊葉樹種的木材干形也有所不同，針葉木材通直圓滿，闊葉木材多為彎曲。在木材檢量中，不能因?yàn)闃涓傻男螒B(tài)不同而采用不一樣的材積計(jì)算公式。林木的材積受其大小和材質(zhì)等因素影響，因此，在造材時(shí)通常根據(jù)木材標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的尺寸和材質(zhì)要求進(jìn)行造材。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來看，把樹干假設(shè)為某種幾何體[1]，利用幾何材積公式來計(jì)算是可以接受的，但是要保證其統(tǒng)計(jì)精度。

2 木材材積檢量的基礎(chǔ)

一般樹干的干形通常有飽滿、尖削、通直、彎曲等形狀。在對(duì)材積進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，主要是對(duì)樹木樹干部分進(jìn)行測(cè)量。而木材樹干存在從基部到梢頭逐漸減小的特征，造成這些樹干形狀差異的原因與樹種、立地條件、氣候因子、林分密度、經(jīng)營(yíng)措施等有關(guān)。通常通過制作幾何圖形來求算其材積，即以樹干中心為假想的干軸縱線x作為縱斷面，以樹梢為原點(diǎn)，橫斷面的半徑作為y軸，做成的曲線稱為干曲線。而且還會(huì)通過削度、形數(shù)及形率[1]等干形數(shù)量指標(biāo)來進(jìn)行測(cè)算。

3 木材材積的計(jì)算

伐倒木剝?nèi)淦で页ブ睆讲蛔? cm的梢頭部分稱作原條，按造材要求鋸成不同規(guī)格尺碼的木段叫做原木。原木經(jīng)過加工適用于不同用途的鋸材，這些木材品種叫做材種。根據(jù)木材材質(zhì)、規(guī)格尺碼或有用性，可分為薪材、廢材及經(jīng)濟(jì)材。一般市場(chǎng)上伐倒木材積檢量主要是經(jīng)濟(jì)材和薪材材積的測(cè)定。

3.1 木材標(biāo)準(zhǔn)法

國(guó)家為了正確計(jì)量木材，對(duì)不同材種的尺寸大小、適用樹種及檢測(cè)規(guī)則和材積公式等作了統(tǒng)一規(guī)定。這一標(biāo)準(zhǔn)稱為木材標(biāo)準(zhǔn)，分別為原木（含杉原條）、鋸材2種。

3.1.1 原木材積測(cè)算

原木分為直接用原木、特級(jí)原木、加工用原木三大類。在生產(chǎn)中，倒伐木應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求所需要的尺寸和材質(zhì)進(jìn)行造材，對(duì)樹干進(jìn)行檢量。在檢量原木長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)測(cè)量原木兩端斷面最短處的距離，計(jì)量單位為m，原木長(zhǎng)度小于8 m的短材按0.2進(jìn)級(jí)，稱之為短材；原木大于8 m的長(zhǎng)材按0.5進(jìn)級(jí)，稱之為長(zhǎng)材。一般情況下，原木在加工為方材、板材或其他用途材時(shí)，通常是以小頭去皮直徑為準(zhǔn)進(jìn)行造材，所以原木直徑檢量是測(cè)量小頭去皮直徑，以小頭斷面上通過中心的最小直徑定位檢尺徑，以2 cm為增進(jìn)單位，把滿1 cm但不足2 cm的增進(jìn)，實(shí)際尺寸不足1 cm的舍去。

在生產(chǎn)過程中，原木的材積由原木材積表差得的，為了統(tǒng)一原木材積計(jì)算，國(guó)家頒布的《原木材積法》適用于所有樹種的原木材積計(jì)算。

檢尺徑在4～12 cm的小徑原木材積計(jì)算公式為：

V=0.7854L×（D+0.45L+0.2）2÷10000（1）

檢尺徑在14 cm以上的小徑原木材積計(jì)算公式為：

V=0.7854L×（D+0.5L+0.005L2+0.000125L ×（14-L）2×（D-10））2÷10000（2）

式中V為原木體積m3，L為原木長(zhǎng)度m，D為原木小頭直徑cm；檢尺徑按2 cm進(jìn)級(jí)。

3.1.2 杉原條材積計(jì)算

在我國(guó)南方，主要的用材樹種之一是杉木，多數(shù)是以原條為主，其檢量方法與原木有所區(qū)分。國(guó)家為了統(tǒng)一檢量，專門頒布了《杉原條檢驗(yàn)》和《杉原條材積表》。杉原條長(zhǎng)度檢量從鋸口至梢端短徑足6 cm以上，滿1 cm進(jìn)，不足1 cm舍去；直徑檢量應(yīng)在離鋸口2.5 m處以2 cm進(jìn)位，不足1 cm時(shí)滿1增進(jìn)，不足1 cm舍去。在檢量時(shí)，如有夾皮、外傷和樹節(jié)脫落等凹陷部分，應(yīng)檢量其原型，如遇到有樹瘤、樹節(jié)等不正?，F(xiàn)象，應(yīng)移到正常部位再檢量。

檢尺徑自10 cm以上的杉原條材積由公式為：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（3）

檢尺徑為8 cm的杉原條材積計(jì)算公式為：

V=0.4902×L÷100（4）

檢尺徑自10 cm以上的杉原條材積公式為 ：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（5）

式中V為原木體積m3，L為原木長(zhǎng)度m，D為原木小頭直徑cm。

3.1.3 鋸材檢量

在木材生產(chǎn)中，根據(jù)造材需求，根據(jù)鋸材的長(zhǎng)度、寬度、及厚度友《鋸材材積表》直接得出，其公式為：

V=L·W·T/1000000（6）

式（6）中V為鋸材材積（m3）；L為鋸材長(zhǎng)度（m）；W為鋸材寬度（mm）；T為鋸材厚度（mm）。

3.2 材積表法

在木材材種材積實(shí)際測(cè)定中，通常會(huì)伐倒一定數(shù)量的木材來實(shí)際造材，并通過其長(zhǎng)度、直徑來測(cè)量。一般情況下會(huì)采用預(yù)先編制好的材積表來計(jì)算，目的是為了提高工作效率。材積表是根據(jù)按樹干材積與其三要素之間的回歸關(guān)系編制而成，其中三要素為胸徑、樹高和干形（三個(gè)因子）。只有胸徑一個(gè)因子與材積的回歸關(guān)系編制的而成的表稱為一元材積表；胸徑、樹高兩個(gè)因子與材積建立的回歸關(guān)系表稱之為二元材積表；胸徑、樹高、干形三因子編制成的表稱之為三元材積表。

3.2.1 一元材積表的應(yīng)用

一元材積表由來通常有兩種，一種是隨機(jī)抽取100～300株倒伐木，測(cè)量其胸徑D并區(qū)分求材積V，并用材積公式V=aDb，求解參數(shù)a，b；另一種是通過二元材積表導(dǎo)算出一元材積表。伐倒木的材積計(jì)算一般是以一定數(shù)量測(cè)其單株直徑，統(tǒng)計(jì)其徑階數(shù)，以徑階株樹乘材積表中相應(yīng)徑階的單株平均材積，再計(jì)算各徑階材積的總和值即得到木材材積。

3.2.2 二元材積表的應(yīng)用

一元材積表是以胸徑為自變量編制的材積表，它不考慮樹高的影響。但是實(shí)際上林木的材積是受到樹高、面積、形數(shù)的影響的[3]。二元材積表就綜合考慮到樹高、胸徑兩個(gè)因子的影響。二元材積表的應(yīng)用一般要經(jīng)過調(diào)查取得每個(gè)徑階的株樹及樹高曲線，這樣就可以從二元材積表中查出個(gè)徑階的單株平均材積，再乘以該徑階的株樹，即可算出該徑階的林木材積。

3.3 薪材材積測(cè)定

木材用作燃料或者木炭原料的稱之為薪材[4]。薪材一般是以樹皮、枝條、梢頭等為材料，薪材在我國(guó)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。形狀不規(guī)則的薪材很難用樹干求積法來測(cè)定其材積，一般先把薪材按照一定長(zhǎng)度截成段，然后堆放成垛，根據(jù)每垛所占空間來計(jì)算材積?；蛘呤钦囘^磅，記錄其空車重、凈重、總重，把結(jié)果給檢尺員。

4 結(jié)語

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人們對(duì)木材需求的日益增大，立足于木材產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，木材公司更應(yīng)該高要求高標(biāo)準(zhǔn)對(duì)待木材里檢量，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、計(jì)算器進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可減少因數(shù)據(jù)龐大而造成的失誤，加強(qiáng)檢尺員培訓(xùn)，要求其持證上崗，并能夠正確使用計(jì)算器、計(jì)算機(jī)，加強(qiáng)對(duì)木材材積精度的計(jì)算，盡量避免粗略計(jì)算造成損失，這樣才能實(shí)現(xiàn)木材檢量工作的實(shí)質(zhì)作用，保證檢量出來的木材質(zhì)量、數(shù)量達(dá)到要求，最終實(shí)現(xiàn)木材管理的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙彤堂，董曉剛.長(zhǎng)白山主要闊葉樹種樹干形和樹干材積結(jié)構(gòu)[J].吉林林業(yè)科技，1984（1）.

[2]楊海峰，王 剛.諸多材積公式的比較[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009（3）.

[3]向建華.我區(qū)現(xiàn)有一、二元立木材積表應(yīng)用偏差問題煩人探討[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，1996（1）.

[4]成俊卿.木材學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1985.