灌陽(yáng)縣杉木地徑一元材積表的編制

陳 云

(廣西壯族自治區(qū)灌陽(yáng)縣文市林業(yè)工作站，廣西 灌陽(yáng) 541600)

1 引言

建立“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的森林督查制度，是保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境的有效手段，森林督查變化圖斑70%～80%由采伐林木引起，伐區(qū)清理后，無(wú)法測(cè)量出伐倒木的胸徑和樹高，也就無(wú)法利用現(xiàn)有二元材積表計(jì)算出蓄積量。根據(jù)灌陽(yáng)縣2016年林地變更數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，杉木57616.28hm2，2016年采伐林木面積389.0 hm2，其中杉木362.7hm2，占92.3%。因此利用地徑與胸徑、樹高關(guān)系數(shù)字模型計(jì)算出胸徑、樹高，并由杉木立木二元材積表導(dǎo)算出杉木地徑一元材積表，對(duì)加強(qiáng)森林資源管理，執(zhí)行林木采伐限額，加強(qiáng)行政執(zhí)法，意義重大。

2 灌陽(yáng)縣基本地理概況

灌陽(yáng)縣位于廣西東北緣，地處北緯25°10′32″～25°45′37″、東經(jīng)110°43′16″～111°20′13″之間，東與湖南省的道縣、江永縣接壤，北與全州縣毗鄰，西與興安、靈川縣相接，南與恭城縣相連，縣境東西寬38.6 km，南北長(zhǎng)90 km。全縣土地總面積1837.3 km2，其中林業(yè)用地面積1471.3 km2，森林覆蓋率75.73%，轄5鎮(zhèn)4鄉(xiāng)(其中有兩個(gè)民族鄉(xiāng))，共138個(gè)行政村和3個(gè)居委會(huì)，1714個(gè)自然村，以及1個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和一個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。

3 材料的收集和整理

灌陽(yáng)縣是廣西境內(nèi)森林資源比較豐富的區(qū)域之一，人工商品杉木林57616.28 hm2，占人工商品用材林92.3%，利用在1∶10000地形圖上在公里網(wǎng)點(diǎn)中心布點(diǎn)方法在全縣9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)杉木人工林測(cè)量樣木的樹高、胸徑、地徑，每個(gè)中心點(diǎn)測(cè)量樣木3～5株。使用測(cè)樹圍尺測(cè)量地徑、胸徑，由杉木樹基部膨大變形，故在莖干基部0.1 m處測(cè)量地徑，用D0.1表示，并進(jìn)行雙徑階整合；胸徑用D1.3表示，取1位小數(shù)，樹高BOSCHGLM150激光測(cè)距儀測(cè)量，用H表示，取1位小數(shù)，剔除部分?jǐn)?shù)據(jù)異常和重復(fù)的植株樣本，本次研究樣本地徑范圍5.2～36.9 cm，胸徑4.0～31.8 cm，樹高4.6～23.6 m，共采集樣本512個(gè)，其中480個(gè)樣本用于擬合，余下32個(gè)的用驗(yàn)證關(guān)系數(shù)字模型(表1、2)。

表1 灌陽(yáng)縣杉木地徑胸徑樹高數(shù)據(jù)

表2 Spss statistics 17.0分析描述統(tǒng)計(jì)量

4 研究的方法和結(jié)果

4.1 地徑胸徑關(guān)系模型及參數(shù)的獲取

將表1數(shù)據(jù)中D0.1作為自變量，D1.3作為因變量輸入curveExpert 1.4對(duì)各種模型進(jìn)行擬合，并利用最小二乘法的原理進(jìn)行回歸性分析，最終根據(jù)杉木生長(zhǎng)規(guī)律即地徑胸徑樹高正相關(guān)關(guān)系，選擇相關(guān)系數(shù)最大的方程。

線性方程y=a+bx是通過回歸計(jì)算后r值達(dá)0.99949727，標(biāo)準(zhǔn)誤差s為0.25985681為最優(yōu)的，所以以此方程作為地徑和胸徑的數(shù)字相關(guān)模型。那么具體的模型表達(dá)式可以寫為：

D1.3=a+bD0.1

(1)

式(1)中，表示胸徑的是D1.3，而表示地徑的是D0.1，a值為-0.4477200，b值為0.7220573,即D1.3=-0.4477200+0.7220573D0.1。

4.2 地徑樹高關(guān)系模型及參數(shù)的獲取

將表1數(shù)據(jù)中D0.1作為自變量，H作為因變量輸入curveExpert 1.4用同樣方法進(jìn)行擬合(圖1、2)。

圖1 地徑胸徑線性擬合

指數(shù)伴隨模型y=a(1-e(-bx))是通過回歸計(jì)算后r值達(dá)0.98409596，標(biāo)準(zhǔn)誤差s為0.89627641為最優(yōu)的，

圖2地徑樹高線性擬合

所以以此方程作為地徑和胸徑的數(shù)字相關(guān)模型。那么具體的模型表達(dá)式可以寫為：

H=a(1-e(-bD0.1))

(2)

式(2)中，H表示樹高，D0.1表示樹高，系數(shù)a值為27.9279358，b值為0.04688958。因此可寫為：H=27.9279358(1-exp(-0.04688958D0.1))

4.3 地徑一元材積表的編制

地徑材積表的編制主要是將調(diào)查實(shí)踐中獲取的地徑信息資料代入到上述模型公式中，分別計(jì)算出相應(yīng)的胸徑、樹高。根據(jù)森林調(diào)查手冊(cè)中廣西杉木立木二元材積公式：

V=0.65671·10-4D1.769412H1.069769

(3)

利用上述數(shù)字模型公式根據(jù)地徑分別計(jì)算出胸徑、樹高即可求算出材積。

4.4 數(shù)據(jù)分析

將余下的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)樣本，按立木二元材積表求算出的材積作為真值，編制的地徑一元材積表計(jì)算出的材積作為估計(jì)值，應(yīng)用Spss statistics 17.0對(duì)計(jì)算出的真值、估計(jì)值進(jìn)行顯著差異性置信橢圓F檢驗(yàn)，計(jì)算出f值為0.005，遠(yuǎn)小于在p=0.95時(shí)F分布值2.08，說(shuō)明兩組數(shù)據(jù)無(wú)顯著差性差異(表3、4)。

表3獨(dú)立樣本檢驗(yàn)

方差方程的 Levene 檢驗(yàn)FSig.均值方程的 t 檢驗(yàn)差分的 95% 置信區(qū)間tdfSig.(雙側(cè))均值差值標(biāo)準(zhǔn)誤差值下限上限假設(shè)方差相等0.0050.946-0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745假設(shè)方差不相等 -0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745

表4 組統(tǒng)計(jì)量

5 小結(jié)與探討

(1)杉木人工林地徑與胸徑、樹高呈緊密的相關(guān)關(guān)系，因此可利用地徑與胸徑、樹高關(guān)系建立的數(shù)字模型，并通過數(shù)字模型計(jì)算出胸徑、樹高。通過現(xiàn)有的杉木立木二元材積表導(dǎo)算出的地徑一元材積表，精度達(dá)到98%以上，可以滿足在林業(yè)生產(chǎn)、伐區(qū)質(zhì)量驗(yàn)收、森林督查無(wú)證采伐量計(jì)算等精度需要，可以作為工具書使用。

(2)此次研究樣本主要來(lái)源于人工林林分。因此，計(jì)算伐區(qū)林木采伐量或計(jì)算包含大小不同或者不同削度的采伐木蓄積量時(shí)，可以通過測(cè)量地徑，并對(duì)地徑單徑階整合的方法進(jìn)行，可以取得較高的精度。

(3)計(jì)算散生木或四旁樹的蓄積量時(shí)，受計(jì)算數(shù)量的限制，可能偏差較大，僅可作為參考使用。

(4)在處理林木非法采伐案件或林木糾紛賠償案件，被伐木數(shù)量少時(shí)或超出研究樣本范圍時(shí)，為取得理想的精度，可以在測(cè)量地徑的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)周圍相似林分地徑、胸徑、樹高測(cè)量，利用上述方法重新擬合計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，導(dǎo)算出蓄積量。