第一章單株伐立木材積測定

1、單株樹木林木森林群落個體種群森林生態(tài)系生物圈伐倒木-樹木伐倒后橫臥在地，砍去枝椏，留下的凈干稱為伐倒木。樹木組成-由樹干、樹枝、樹根等部分組成，樹干體積一般占整個樹木體積的/，是測定的主要對象。木材的體積叫材積。樹干的粗度稱直徑。 胸高直徑-立木樹干由地面起至1.3米處之直徑，簡稱胸徑。 樹干的材積是由樹高、直徑和干形三個因子所構(gòu)成,其中干形最為復雜，研究干形的目的在于精確與合理地計算樹干材積。一、橫斷面形狀 橫斷面 即為垂直于樹干的橫切面。 大量觀測表明，橫斷面的形狀接近于圓形和橢圓形。把橫斷面的形狀畫在紙上。用幾何學的方法求面積，再分別按圓與橢圓形計算面積。 32222200007854.

2、 07854. 04mdcmddg結(jié)果表明，按圓與橢圓計算的面積均有誤差，且受樹皮的影響較大，其誤差一般不超過3%.實際工作中，當作圓形計算，測量方便g-橫斷面積d-橫斷面的直徑當樹木橫斷面呈現(xiàn)不規(guī)則形狀時，可取最大直徑a和與之垂直的直徑b，求其平均值做橫斷面的直徑。求算斷面積。實際工作中，測定直徑精度.1cm. 通常據(jù)上述公式制成直徑圓面積表上查得。22222200007854. 027854. 024mbacmbabagl二、縱斷面形狀l 設想樹木的髓心為一干軸，將樹干沿干軸切開的縱剖面稱為縱斷面。l 測量樹干不同部位之直徑，以其測量的結(jié)果為y軸，以干軸為x軸，按一定的比例繪在坐標紙上，即

3、可顯出樹干的曲線 形狀，這條曲線稱為干曲線。 表達干曲線的方程式稱為干曲線式。干曲線式有多種，其中最為典型，也最能反映樹干特征的是1873年孔澤（kunze)提出的干曲線式，稱為孔澤干曲線式。式中：y 樹干橫斷面半徑 x 樹干稍端至該橫斷面的長度 p 參數(shù) r 形狀指數(shù)形狀指數(shù)變化于03之間，r 不同時，曲線也不同。rpxy2 r=0 時， y2=p 平行于x軸的直線。 r=1 時， y2=px 拋物線。 r=2 時， y2=px2 相交于x軸的直線。 r=3 時， y2=px3 凹曲線。 樹干體積是以x軸為軸，干曲線繞其旋轉(zhuǎn)一周所形成的體積。分別為圓柱體，拋物線體，圓錐體，凹曲線體。一、旋轉(zhuǎn)

4、體一般求積式 根椐微分學原理，將樹干可看作許多小段，段長為dx,當dx充分小時，每段可視為圓柱體，每小段體積為： dxydxgv2001100200 11 1111 gpLLgrpLrxrpdxxpdxxpdxyvVrrLorrLrLLL將r = 0,1,2,3代入上式，即得不同的求積式： LgVLgVrLgVrLgVr000041 3r 31 221 1 0時，時，時，時，rrnrrrnrrnrggglggggrv110211101111021 11且rrnrrrnrrnrggglggggrV110211101111021 11且LlLgng0近似地看成r或，代入二式，有：1、平均斷面近似求

5、積式 條件 r=1 拋物線體 對于完頂體V=g0L/2 當r=0時,此式亦成立2、中央斷面近似求積式拋物線體對于完頂體當r=0時,上式亦成立lggVn021lgVgggrn21021 21 1LgV21把樹干分成若干段，段長1或2m,求每段材積，與梢頭材積，再合計。、中央斷面區(qū)分求積式 212131 31lglrrrlglrlrlrVnnnn梢頭底面積梢頭長區(qū)分段長積為各區(qū)分段的中央斷面式中：: : : ,21nngllrrr、平均斷面區(qū)分求積式. ,2,1, 312 31221 312222101210121012110段的梢端斷面積區(qū)分第第分別為第為底面積式中：ngggglglgggggl

6、glggggglglgglgglggVnnnnnnnnnn 一、原條材積測定原條-去掉枝、葉、皮及直徑小于cm尾梢部分的 伐倒木。檢尺長：去皮直徑大于cm的伐倒木整米數(shù)。檢尺徑：檢尺長中央或離伐端2.5m的去皮直徑原條材積依中央直徑及材長查 或離伐端2.5m去皮直徑及材長查 原條材積表。二、原木材積測定原木按一定的造材標準所截取的木段。 檢尺徑:通過中心的小頭最小去皮直徑。檢尺長:只舍不入小于或等于實際長度的最大造 材標準長度。原木材積按小頭直徑及材長,查原木材積表.削度樹干粗度自下而上逐漸減少的程度。削度值的大小影響出材率。削度按其表示方法可分為： 絕對削度T ： 樹干相距1m兩端直徑之差

7、一般把絕對削度分為三級： 0-1cm為弱度削度； 1-2cm為中等削度； 2cm為強度削度nDDT00相對削度 T% ：各斷面之直徑與其胸徑比的百分數(shù)。 即以胸高直徑為基準的樹干直徑相對變化的百分數(shù)數(shù)列。 同一規(guī)格的材種（原木），削度對實際材積有影響。100%3 . 1DDTi平均削度： 大頭斷面的直徑與小頭斷面的直徑差被原木長度除所得商.表示各原木削度的差異。 為避免“根漲”或板根等現(xiàn)象。阿努欽提出在含有根部的原木中采用D1 距根頸1米處的斷面直徑。11LDDTn平LDDTn0平三、枝條材積測定 1、大枝采用和樹干相同的測定法區(qū)分求積法 區(qū)分段為 1米或0.5米2、造紙材、薪材采用堆積法測算

8、其層積,再換算為實積.C=V實/V層為經(jīng)驗實積系數(shù)3、稱重推算材積法 枝條不多的情況下可以使用。一般測定直徑與長度2個因子,常用工具為測徑尺與皮尺.輪尺整化：各徑階的尺長減去/組距測徑尺:一面是直徑讀數(shù),另一面是周長讀數(shù).(2m長)皮尺:測伐倒木的長度.(20m長) 立木材積也是由樹高,斷面積及樹干形狀三要素構(gòu)成第一節(jié)、立木直徑與樹高的測定Diameter and Height Measure of Standing Tree構(gòu)造：正面有視距器、刻度盤、背面有按鈕；原理：見P12 圖ABtga+AE 注意可在測高器上找到仰角a的等值角，并且是可描述的。把相應于a的樹高值刻在刻度盤上即可。使用：

9、先量水平距離，按下背面的按鈕，使指針自由擺動，然后瞄準樹梢，按儀器前面的扳機，讀出該水平距的高度值，再加眼高。圓筒測高器構(gòu)造：由水平距離尺、樹高尺、懸錘和接目孔四部分構(gòu)成。原理：相似三角形見p13,圖1-7.眼高樹高度數(shù)樹高刻到刻度盤上。的樹高把對應于BCbcbcabABBCabcABC 1 、坡地測高時，分別觀測樹梢和樹根，兩次求出讀數(shù)之差。 2、使用仰度45附近時精度較高。 3、闊葉樹應糾正梢頂位置。 4、樹高低于5米時不宜用儀器測。 形數(shù)與形率是研究立木干形的指標,同時又是立木材積的測算因子. 一、形數(shù) 一般定義：樹干材積與樹干在某一處的比較圓柱體的體積之比稱樹干在該處的形數(shù)。記作f x

10、.。見p27. 形數(shù)主要有以下幾種。、胸高形數(shù)f1.3a、定義：樹干材積與以胸高斷面積為底、樹高為高的圓柱體體積之比，即： 形數(shù)是表示樹干形狀的指數(shù)，它說明樹干完滿度。形數(shù)越大，說明越完滿。 b、 的實踐意義： 把易測的比較圓柱體體積轉(zhuǎn)換為樹干材積的換算系數(shù)。式中的胸高斷面積，樹高和胸高形數(shù)通稱為立木材積的三要素。hgVVVf3 . 13 . 13 . 13 . 1fhgfv3 . 13 . 1c、 不足：受樹高影響大，隨著樹高的增加而降低。d、f1.3由來：根據(jù)標準地材料編制平均形數(shù)表e、應用舉例 某柞樹次生林，經(jīng)每木調(diào)查測得公傾斷面積為10.3m2，平均高為6.6m，從形樹表中查出6.6m

11、高的形數(shù)為0.57(查7m高） 則 : 233 . 13 . 1/7 .3857. 06 . 63 .10hmmfhgM 2 、正形數(shù) 斯馬林（Smalian.H.L 1837年）首創(chuàng)正形 數(shù)，克服胸高形數(shù)易受數(shù)高影響的弱點。 a. 定義：樹干材積與樹干某一相對高處（如1/10h)的比較圓柱體的體積之比。 式中： ：樹干在相對高nh(n1)處的形數(shù)即正形數(shù) gn ：樹干在相對高nh處的橫斷面積hgVfnnnf b. 不足：比較圓柱體的橫斷面位置隨樹高不同而變化。量測困難。故實踐中不常用。僅有研究干形的價值。 3、實驗形數(shù) 南林林昌庚（1961）提出。克服了樹高的影響，且橫斷面位置易確定、量測。

12、 定義： 實驗形數(shù)的比較圓柱體的橫斷面為胸高斷面，其高度為樹高加3。 )3(3 . 1hgVf實驗形數(shù)的材積公式為 根據(jù)實驗形數(shù)與胸高形數(shù)之定義，得兩者的關(guān)系大量的實驗數(shù)據(jù)表明，實驗形數(shù)比較穩(wěn)定。fhgV)3(3 . 13 . 13 . 13 . 13 . 13 . 1)3()3(3)3(fhhffhhfhhVhghgVff二、形率 一般定義：樹干上某一位置的直徑與比較直徑的比。 qx=dx/dz 式中 qx 形率， dx樹干某一位置的直 徑，dz樹干某一固定位置的直徑。由于所取直徑位置的不同而有不同的形率。1、胸高形率 定義：樹干中央直徑與胸徑之比，一般用q2表示 q2=d1/2/d1.3

13、q2和f1.3具有相同的特征，不能脫離樹高而單獨確切第反映干形。 在樹干上按等距相對間隔量測直徑，分別與胸徑求比值，可得出一系列形率，叫做形率系列，或稱相對直徑數(shù)列。 q0=d0/d1.3 q1=d1/4/d1.3 q2=d1/2/d1.3 q3=d3/4/d1.3 式中d0、d1/4、d1/2、d3/4分別為樹干基部、1/4、1/2和3/4高處的直徑。形率系列可以較全面地描繪整個干形。2、絕對形率為了克服q2易受樹高的影響，瓊森（1910）提出的：樹梢到胸高這一段樹干的1/2處直徑d(h-1.3)/2與胸徑之比：qJ= d(h-1.3)/2/d1.33、正形率 樹干中央直徑(d1/2)與十分

14、之一樹高處直徑（d0.1）之比： q0.1= d1/2 /d0.1不受樹高影響，獨立反映干形。如把樹干分成10段，用0.0, 0.1, , 1.0樹高處的直徑分別與d0.1相比，得正形率系列。它可以完整而客觀地表達整株樹干形狀。1. 條件：采用中央斷面近似求積式計算材積。證明：223 . 1qf2223.122123.12213.1213.13.144qddddhghgVVf 形數(shù)等于形率（q2）的平方，因而可通過形率求形數(shù)，以解決實踐中直接計算形數(shù)的困難。2. f 1.3=q2-c 孔澤提出, 樹種不同，c不同，松樹為0.20，云杉為0.21，山楊0.22，落葉松0.2053.希費爾提出。h

15、qqf2223 . 132. 066. 0140. 0一、立木材積的近似計算法1.平均實驗形數(shù)法2.丹琴（Denzin）略算法（1929）取f 1.3=0.51, h=25m,則立木材積為：樹高在25-30m內(nèi)（適用范圍）fhgV33 .123.13.123.1001.04dfhdV3.形率法測出胸徑、樹高和形率q2，先按希費爾形數(shù)公式求出胸高形數(shù)，再按公式V=f 1.3g 1.3h算出材積。二、立木等長區(qū)分求積法要具備較好的上部直徑測定器，伐倒木的區(qū)分求積法可用于立木，可適當加大區(qū)分段長度和梢頭長，樹冠內(nèi)無法測定的部分均按梢頭處理。三.望高法由法國Pressler M. R.于1855年提出的單株立木材積測定法。樹干上部直徑等于胸徑1/2粗處叫望點；自地面到望點的高度叫望高（hR）。測出胸徑和望高后按下式即可求出材積：23 . 1323 . 1Rhgv1.3hRl望點d1.3/2證明：設l為樹梢到望點的長度（見上圖）。胸徑以上樹干材積為V1，胸徑以下樹干材積為V2。1.先求V1。假設V1部分樹干的干曲線方程：有：2 , 12rpxyr中的lhhlhllhllhpplddRRrrRrrRrrRr3.13.121213.1213.1213.