第四章立地質(zhì)量評價(jià)與森林收獲量測定

第四章立地質(zhì)量評價(jià)與森林收獲量測定第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)立地質(zhì)量評價(jià)一、立地（Site）和立地質(zhì)量（SiteQuality）1、立地在生態(tài)上又稱作“生境”：林地環(huán)境和由該環(huán)境所決定的林地上的植被類型及質(zhì)量（美國林學(xué)會，1971）；立地是森林或其他植被類型的生存空間及與之相關(guān)的自然因子的綜合（馬建路，1993）。2、立地質(zhì)量：指在某一立地上既定森林/其他植被的生產(chǎn)潛力?！耙环剿琉B(yǎng)育著一方生物?！?、立地調(diào)查：（1）立地分類；（2）立地質(zhì)量評價(jià)。第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三二、立地質(zhì)量評價(jià)方法簡介（一）直接評定法

——直接用林分的收獲量和生長量的數(shù)據(jù)來評定立地質(zhì)量。1、根據(jù)林分蓄積量（或收獲量）進(jìn)行立地質(zhì)量評定（1）根據(jù)固定標(biāo)準(zhǔn)地的長期觀測或歷史記錄資料的評定方法；（2）利用正常收獲表的預(yù)估數(shù)據(jù)的評定方法。2、根據(jù)林分高進(jìn)行立地質(zhì)量評定立地指數(shù)：年齡——林分優(yōu)勢高；地位級：年齡——林分平均高第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三

間接評定法指根據(jù)構(gòu)成立地質(zhì)量的因子特性或相關(guān)植被類型的生長潛力來評定立地質(zhì)量。1、根據(jù)不同樹種間樹木生長量之間的關(guān)系進(jìn)行評定的方法則已知A樹種的立地指數(shù)，就能推知B樹種的立地指數(shù)。2、多元地位指數(shù)法3、植被指示法植物——環(huán)境（二）間接評定法第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)地位指數(shù)表編制一、資料收集1、確定標(biāo)準(zhǔn)地?cái)?shù)量：210～300個(gè)，每一齡階不少于30個(gè)，曲線兩端齡階必取。2、標(biāo)準(zhǔn)地選設(shè)條件：（1）標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置在同一起源的同齡純林中；（2）林分郁閉度0.4以上；（3）標(biāo)準(zhǔn)地均勻分布在各種立地類型及各年齡的林分中。3、標(biāo)準(zhǔn)地形狀、面積、調(diào)查（見標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查一節(jié)）4、選測優(yōu)勢木：每百平方米選一株，每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選測三株。5、選伐解析木：平均優(yōu)勢木和林分平均木各一株。第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三二、資料整理1、按齡階（組）計(jì)算平均年齡、優(yōu)勢木平均高及各齡階（組）樹高標(biāo)準(zhǔn)差；2、剔除異常標(biāo)準(zhǔn)地/優(yōu)勢木：以各齡階（組）平均優(yōu)勢木高為準(zhǔn)，以為范圍剔除本齡階（組）內(nèi)數(shù)據(jù)異常的標(biāo)準(zhǔn)地/優(yōu)勢木。3、以齡階（組）為單位，重新整理，計(jì)算：、、第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三三、曲線擬合1、選擇擬合曲線——導(dǎo)向曲線：對數(shù)曲線2、采用最小二乘法求解參數(shù)，得：a=-5.642818；b=16.180699；r=0.974483、最優(yōu)導(dǎo)向曲線方程：第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三四、標(biāo)準(zhǔn)年齡及地位指數(shù)級距的確定

1、樹高變動(dòng)系數(shù)擬合2、標(biāo)準(zhǔn)年齡的確定標(biāo)準(zhǔn)年齡（A0）是指樹高生長趨于穩(wěn)定并能靈敏反映立地差異的年齡。由下表可以看出，杉木生長到20年左右時(shí)，其樹高變動(dòng)系數(shù)較小，即表明樹高生長趨于穩(wěn)定。因此，將杉木標(biāo)準(zhǔn)年齡確定為20年。3、指數(shù)級距的確定：我國多采用1或2m為指數(shù)級距，一般地習(xí)慣上杉木立地指數(shù)級距常用2m。杉木各齡階樹高變動(dòng)系數(shù)第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三五、地位指數(shù)表的編制——標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法

1、擬合樹高變動(dòng)系數(shù)方程，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差2、導(dǎo)算地位指數(shù)表

通常在標(biāo)準(zhǔn)年齡時(shí)，導(dǎo)向曲線的理論值恰好不為地位指數(shù)級數(shù)值，因此要確定標(biāo)準(zhǔn)年齡時(shí)的指數(shù)級的調(diào)整系數(shù)故其余指數(shù)級的調(diào)整系數(shù)為

第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三導(dǎo)向曲線各齡階樹高調(diào)整值第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三各地位指數(shù)曲線各齡階樹高計(jì)算表第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三3、編制地位指數(shù)表第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)林分密度與林分生長一、林分密度概述1、造林密度：單位面積造林地上栽植點(diǎn)或播種穴的數(shù)量，也叫初植密度2、經(jīng)營密度：人工林生長過程中單位面積上立木的數(shù)量，也常用立木斷面積等的百分比來表示。3、密度的意義造林密度與林分形成的速度延續(xù)影響到林分的生長、發(fā)育、穩(wěn)定性、林分的產(chǎn)量、質(zhì)量和生態(tài)效益、造林成本、種苗量、整地工程量、后期撫育管理工作量和資金投入有關(guān)系。

第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三二、林分密度指標(biāo)

林分密度指標(biāo)是評定林分內(nèi)林木間擁擠程度的尺度。林分中林木間的擁擠程度取決于單位面積上林木株數(shù)、林木平均大小以及林木在林地上的分布。1、株數(shù)密度——單位面積上的林木株數(shù)，常用每公頃上的林木株數(shù)(N/hm2)表示。2、每公頃斷面積——林地上每公頃的林木胸高斷面積之和，常用G（m2/hm2）表示。3、疏密度——林分每公頃胸高斷面積（或蓄積）與相同條件下標(biāo)準(zhǔn)林分每公頃胸高斷面積（或蓄積）之比值，以P表示，即4、郁閉度——林冠垂直投影面積與林地面積之比，反映林冠的郁閉程度及樹木利用營養(yǎng)空間的程度。第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三5、樹冠競爭因子CrownCompetitionFactor（CCF）——林分中所有樹木可能擁有的潛在最大樹冠面積之和與林地面積的比值?！杂蓸洌∣pen-growingtree）:在林分中空地上生長的樹木自由樹的樹冠冠幅與樹木胸徑之間呈顯著的線性正相關(guān)，且不隨樹木年齡、立地條件的變化而變化。——CCF的具體確定方法（1）利用自由樹的冠幅（CW）與胸徑（D）建立線性回歸方程

（2）計(jì)算樹木潛在最大樹冠面積（MCA）（3）求算CCF值第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三三、林分密度對林分生長的影響

一般來說，密度與造林成活率無關(guān)，具有群狀配置時(shí)有影響，在立地條件差而成活率較低時(shí)可適當(dāng)增加造林密度，但是不能濫用。1、密度對郁閉的影響?造林密度大，郁閉早，反之則晚。?郁閉的早晚與樹種、立地、經(jīng)營條件有關(guān)。?郁閉早，可以減緩雜草與林木的競爭，但是郁閉過早，會引起林木分化和自然稀疏，造成林木后期生長不良（樹冠發(fā)育受阻），速生的陽性樹種表現(xiàn)得更為突出。?極端干旱條件下，不能要求樹冠早郁閉，只考慮根系郁閉或林木個(gè)體的水分營養(yǎng)面積。

第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三2、密度對干、枝、葉量的影響?密度增加，葉量也增加，但達(dá)到一定數(shù)量后葉量幾乎保持不變；?如果始終保持密度不變，隨林齡增加，林分的總?cè)~量也不變，單株的葉量也不變，會影響到林木的直徑和材積生長?林分密度越大，地上部分的總生產(chǎn)量中，枝條所占的比例越小，干材所占比例越小，徑級也越小。兼顧用材時(shí)要考慮工藝成熟時(shí)的材種規(guī)格。

第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三3、密度對樹冠生長發(fā)育的影響?密度對樹冠的生長發(fā)育有較大的影響。密度越大，平均冠幅越小。密度較高的林分冠幅生長較早衰。?各種不同密度林分的平均冠幅到一定年齡后，各自保持在一定的水平上，不再有太大的變化。N=10000/(CWS)4、密度對根系生長的影響?密度過大，會影響到林木的根系發(fā)育，根系的水平分布范圍小，垂直分布也淺，甚至全林地的總根量也少。?一般來說，隨密度增加總根量、各級根量度減少。第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三5、密度對高生長的影響?密度對高生長的影響較為復(fù)雜，研究結(jié)論不太一致。?“有越密越高的趨勢”，英國學(xué)者。?“低密度的林分具有較高的高生長”，丹麥學(xué)者。?“在一定的、較稀的密度范圍內(nèi)，由稀到密，促進(jìn)高生長，在過密的情況下，增加密度，抑制高生長”，蘇聯(lián)學(xué)者。密度對高生長的一般規(guī)律1?高生長對密度的反映與樹種的喜光性、分枝特性、頂端優(yōu)勢有關(guān)。?較耐陰的樹種、側(cè)枝粗壯、頂端優(yōu)勢弱的樹種，在一定的密度范圍內(nèi)，隨密度的增加有促進(jìn)高生長的作用。第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三密度對高生長的一般規(guī)律2?不同立地條件，特別是不同的土壤水分條件，可能使林木對密度有不同的反映。過稀時(shí)雜草的競爭作用使樹木生長受阻，過密時(shí)樹木之間對水分的競爭使樹木生長受阻。在濕潤的地方密度對高生長作用不甚明顯。密度對高生長的一般規(guī)律3?密度對高生長的作用主要取決于林木所處的密度范圍。喜光速生樹種，高密度抑制高生長，但在造林初期，適當(dāng)加大密度可以促進(jìn)高生長。第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三密度對高生長的一般規(guī)律4?一般來說，密度對高生長的影響作用，要比其它指標(biāo)的影響作用小。在一定的密度范圍內(nèi)，密度對高生長的影響不大。?例子：杉木100－300株/畝，馬尾松100－900株/畝，林分平均高無明顯差別。第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三6、密度對胸徑生長的影響——顯著?在競爭作用的密度以上，密度越大、直徑生長越小。?密度對胸徑的作用隨林齡而增加。?密度對直徑生長的影響與林木個(gè)體的營養(yǎng)面積有關(guān)，與冠幅、葉量的影響相一致。CWD=a+bDReinekeN=aD-blogN=a－blogDa、b－參數(shù)；N－單位面積株數(shù)；D－林分平均直徑他研究了14個(gè)樹種之后，得到logN=－1.605logD+KK－因樹種而變的常數(shù)

第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三7、密度對材積生長的影響?

單株材積：V=(π/4)D2HfV－單株材積；D－直徑；H－樹高；f－形數(shù)；單株材積與密度：1/V=AN+BV=KN-aV－單株材積；N－株數(shù)；A、B、K、a－參數(shù)?D隨密度增加而減小，f隨密度增加而增加?例：蘇聯(lián)歐洲松，2500→30000株/hm2,f由0.618→0.689;杉木林，250→4250株/hm2，f由0.454→0.553?密度對單株材積的作用規(guī)律與直徑相同，隨密度的增加而減小。

第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三8、密度對林分蓄積量的影響M=VN

M=N(π/4)D2HfM=KN1-a=KN-b1/M=A+B/NN－株數(shù)?蓄積量與單株材積、立木數(shù)量有關(guān)，二者互為消長。?在林分充分郁閉以前，林分的產(chǎn)量隨密度的增加而增加，立木的數(shù)量起主導(dǎo)作用。?在林分充分郁閉以后，林分的產(chǎn)量不因密度的增加而產(chǎn)生明顯的差異。第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三?密度達(dá)到一定程度以后，單株材積、立木數(shù)量二者達(dá)到平衡，到成熟林階段時(shí)，不同密度林分的產(chǎn)量非常接近，蓄積量保持在一定的水平上，不再隨密度的增加而上升。這個(gè)量主要取決于樹種、立地、栽培管理技術(shù)。即最終產(chǎn)量恒定法則。最大密度線?實(shí)踐中林分的密度不可能無限增加，隨密度增加必然導(dǎo)致競爭產(chǎn)生自然稀疏調(diào)節(jié)林分密度。?各階段的最大密度和這個(gè)密度相適應(yīng)的單株材積關(guān)系：V＝KN－3/2即二分之三法則、自然稀疏線、最大密度線。第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三9、密度對生物量的影響?符合最終產(chǎn)量恒定法則–一般在幼林階段，干、枝、葉等的干物質(zhì)產(chǎn)量隨密度增加而增加，但在一定密度以后就保持在一定的水平上。–在一定的密度范圍內(nèi)，任何密度范圍內(nèi)的林分，其生物產(chǎn)量最終是一定的。10、密度對干形、材質(zhì)的影響?干形：密度大形數(shù)高，尖削度小?節(jié)疤：密度大，節(jié)疤小?材質(zhì)：密度大，樹干飽滿，干形通直，早晚材不同。第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)收獲表的編制與應(yīng)用一、林分生長量與收獲量概述1、概念：（1）林分生長量：林分在一定期間內(nèi)變化的量；（2）收獲量：在某一時(shí)刻利用（如采伐）時(shí)，由林分可以得到的森林服務(wù)（如木材）總量。2、影響林分生長量和收獲量的因子：（1）物種及其組成；（2）林齡；（3）林地生產(chǎn)潛力；（4）林地利用程度；（5）森林經(jīng)營措施。第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期三二、林分生長和收獲預(yù)估模型分類

根據(jù)模型模擬對象不同以及構(gòu)成因子的特性，將林分生長和收獲模型分為三類：1、全林分生長模型用以描述全林分總量（如斷面積、蓄積量）及平均單株木生長過程（如平均直徑生長過程）的生長模型，亦稱第一類模型。又可分為可變密度生長模型及正常或平均密度林分生長模型。2、徑階分布模型以徑階分布模型（亦稱直徑分布模型）為基礎(chǔ)而建立的林分生長、收獲模型，亦稱第二類模型。3、單木生長模型用以描述單株木的生長過程的模型，又可分為與距離無關(guān)的單木生長模型和與距離有關(guān)的單木生長模型兩種。第28頁，共32頁，202