吉林省蒙古櫟樹高級材積表編制初探

蘭 瑩

(長春市凈月潭實(shí)驗(yàn)林場，吉林 長春 130117)

材積表是量測森林資源數(shù)量和質(zhì)量的度量衡。使用精確的度量衡對森林資源調(diào)查、森林采伐限額管理、森林資源檔案管理、控制森林資源消耗、提高森林資源利用率等都具有重大意義。以往我省編制的一元立木材積表只考慮胸徑一個因子，未考慮樹高差異對立木材積的影響，造成適用精度不高，而二元材積表需要觀測每株樹木的胸徑和樹高，在實(shí)際工作中非常繁瑣，加大調(diào)查人員的工作強(qiáng)度，本文以全省蒙古櫟測定數(shù)據(jù)探索編制樹高級材積表，旨在低強(qiáng)度工作量基礎(chǔ)上，提高測算精度。

1 數(shù)據(jù)的收集與整理

1.1 數(shù)據(jù)收集要求

編表樣木和檢驗(yàn)樣木應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)林分分布、資源數(shù)量等狀況，相對均勻分布于編表區(qū)域和不同的立地條件、經(jīng)營措施、林齡、樹高級、郁閉度等級內(nèi)。

每個徑階的樹高分布要近似呈正態(tài)分布，所選的樣木好、中、差都要有樣木分布。

收集各徑階應(yīng)保證25株，15株用于編表，10株用于驗(yàn)表。

樣木樹高≤10 m的采用1 m區(qū)分，樹高>10 m的采用2 m區(qū)分。

1.2 數(shù)據(jù)整理

本項(xiàng)研究數(shù)據(jù)取自全省各縣市區(qū)，經(jīng)3倍標(biāo)準(zhǔn)差法對原始樣木數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，最終選取編表樣木1 903株，驗(yàn)表樣木1 254株，具體見表1。

表1 編驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 基準(zhǔn)樹高導(dǎo)向曲線導(dǎo)算

2.1 基準(zhǔn)樹高導(dǎo)向曲線的選擇

樹高曲線方程的種類很多，有的采用拋物線方程，有的采用冪函數(shù)曲線式等。本次編表為了既保證精度又便于計(jì)算，選用下式作為模擬胸徑與樹高方程。

H=a+b/(D+k)

式中：D——胸徑；

H——樹高；

A、B、K——求算的參數(shù)。

2.2 基準(zhǔn)樹高方程參數(shù)

采用H=a+b/(D+k) 進(jìn)行模擬，回歸模擬參數(shù)見表2。

2.3 基準(zhǔn)樹高方程精度檢驗(yàn)

用實(shí)際值與估測值，通過絕對誤差、回歸標(biāo)準(zhǔn)差、回歸標(biāo)準(zhǔn)誤的計(jì)算，對樹高方程的精度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

2.4 適用性檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)樹高方程的適用性，利用收集的檢驗(yàn)樣本進(jìn)行F檢驗(yàn)和系統(tǒng)誤差計(jì)算。F檢驗(yàn)結(jié)果、系統(tǒng)誤差見表4。

表2 樹高方程參數(shù)

表3 樹高方程精度檢驗(yàn)

表4 樹高方程F適應(yīng)性檢驗(yàn)

從表4可以看出，計(jì)算出來的F值均小于F0.05的值，計(jì)算的系統(tǒng)誤差均在±3 %以內(nèi)，符合編表要求。

3 編制方法

就樹高的分級而言，可以做出多種分法，樹高級的劃分與立地指數(shù)的劃分都是以樹高為依據(jù)，二者類似，利用立地指數(shù)表劃分樹高級的方法用于編制樹高級材積表是科學(xué)合理的，也是最有效的，本辦法已被實(shí)踐多次證明，在國內(nèi)也多次被使用。編制材積表采用二元材積式導(dǎo)算一元材積表方法編制。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)徑階的確定

根據(jù)樹高與胸徑的分布特點(diǎn)，通過多方面分析，選取接近中間值的26 cm徑階做為標(biāo)準(zhǔn)徑階。

3.2 樹高級距的確定

由原始材料分析得知，26 cm徑階樹高最小、最大值分別為13.4 m到21.8 m,變動幅度8.4 m。按級距2 m劃分，共劃分5級。胸徑為26 cm時，各樹高級的分布值依次為13 m、15 m、17 m、19 m、21 m。

3.3 各等級樹高曲線的推導(dǎo)

推導(dǎo)各等級樹高曲線，是以基準(zhǔn)導(dǎo)向曲線為基軸，采用標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法導(dǎo)算各樹高級曲線。

His=Hki+[Hs0-Hk0]×Sai/Sa0

His:欲求算的S樹高級于i胸徑時的樹高值；

Hki:基準(zhǔn)樹高曲線上胸徑值為i時的樹高值；

Hs0:S樹高級標(biāo)準(zhǔn)徑階的樹高值；

Hk0:基準(zhǔn)樹高曲線上標(biāo)準(zhǔn)徑階時的樹高值；

Sai: 胸徑為i時的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差；

Sa0:標(biāo)準(zhǔn)徑階時的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差。

3.3.1 計(jì)算各徑階樹高標(biāo)準(zhǔn)差

各測高木按徑階歸并后，計(jì)算平均樹高，然后計(jì)算各徑階樹高標(biāo)準(zhǔn)差。

SYh=SQR[∑(Hi-H0)2/(N-1)]

SYh:樹高標(biāo)準(zhǔn)差；

Hi:i徑階樹高；

H0：i徑階平均樹高；

N：i徑階株數(shù)。

3.3.2計(jì)算各徑階標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)徑階標(biāo)準(zhǔn)差的比值

P=Sai/Sa0

Sai: 胸徑為i時的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差；

Sa0: 標(biāo)準(zhǔn)徑階時的回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差。

3.3.3整列標(biāo)準(zhǔn)差比值

將計(jì)算的各徑階標(biāo)準(zhǔn)差與標(biāo)準(zhǔn)徑階標(biāo)準(zhǔn)差的比值(Sai/Sa0)按P=D/(a+bD+cD2)公式進(jìn)行整列。

P=D/(2.8459+2.3872D-0.016D2) 相關(guān)系數(shù)0.9738。

4 樹高級材積表編制

利用各等級樹高曲線的推導(dǎo)公式計(jì)算求出5個樹高級在各種不同胸徑狀態(tài)下的樹高值。將樹高值帶入蒙古櫟二元材積式(V=0.000 048 27D1.704 675 91H1.225 218 57)，計(jì)算樹高級材積表，具體見表5。

表5 蒙古櫟樹高級材積

5 結(jié)論

根據(jù)各樹高級的不同樹高值編制材積表，能明顯看出樹高分級后，等于將其全部范圍劃分為多個層次，將樹高值本身大幅度變動范圍分割開來，將各類型樹木分別劃歸不同的樹高級，從而提高了立木材積的計(jì)算精度。

樹高級的確定方法是將林分平均直徑樹高整列公式和各等級樹高曲線計(jì)算公式，求出此胸徑值在5個樹高級狀態(tài)下的不同樹高值，然后再將林分平均高與5個樹高級樹高值進(jìn)行對比，最接近數(shù)值所代表的樹高級便是此林分的樹高級。

編制的樹高級材積表是在廣泛收集樣木的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，從而使編制出材積表有較充分的基礎(chǔ)與根據(jù)。不但解決了一元立木材積表精度不高、適用性不強(qiáng)，二元材積表工作任務(wù)繁瑣，調(diào)查強(qiáng)度大等難題，還為在低強(qiáng)度工作量基礎(chǔ)上，提高測算精度提供新思路。