第一章單株伐立木材積測(cè)定

第一章伐倒木材積測(cè)定

VolumeMeasurementofFallenTree單株樹(shù)木林木森林群落個(gè)體種群森林生態(tài)系生物圈基本概念

伐倒木--樹(shù)木伐倒后橫臥在地，砍去枝椏，留下的凈干稱(chēng)為伐倒木。

樹(shù)木組成--由樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)根等部分組成，樹(shù)干體積一般占整個(gè)樹(shù)木體積的２/３，是測(cè)定的主要對(duì)象。木材的體積叫材積。樹(shù)干的粗度稱(chēng)直徑。

胸高直徑--立木樹(shù)干由地面起至1.3米處之直徑，簡(jiǎn)稱(chēng)胸徑。第一節(jié)樹(shù)干形狀

FormofStem

樹(shù)干的材積是由樹(shù)高、直徑和干形三個(gè)因子所構(gòu)成,其中干形最為復(fù)雜，研究干形的目的在于精確與合理地計(jì)算樹(shù)干材積。一、橫斷面形狀橫斷面即為垂直于樹(shù)干的橫切面。大量觀測(cè)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(huà)在紙上。用幾何學(xué)的方法求面積，再分別按圓與橢圓形計(jì)算面積。

結(jié)果表明，按圓與橢圓計(jì)算的面積均有誤差，且受樹(shù)皮的影響較大，其誤差一般不超過(guò)±3%.實(shí)際工作中，當(dāng)作圓形計(jì)算，測(cè)量方便．g---橫斷面積d---橫斷面的直徑當(dāng)樹(shù)木橫斷面呈現(xiàn)不規(guī)則形狀時(shí)，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(shí)際工作中，測(cè)定直徑精度０.1cm.通常據(jù)上述公式制成直徑——圓面積表上查得。二、縱斷面形狀設(shè)想樹(shù)木的髓心為一干軸，將樹(shù)干沿干軸切開(kāi)的縱剖面稱(chēng)為縱斷面。測(cè)量樹(shù)干不同部位之直徑，以其測(cè)量的結(jié)果為y軸，以干軸為x軸，按一定的比例繪在坐標(biāo)紙上，即可顯出樹(shù)干的曲線(xiàn)形狀，這條曲線(xiàn)稱(chēng)為干曲線(xiàn)。

ⅣⅢⅡⅠ表達(dá)干曲線(xiàn)的方程式稱(chēng)為干曲線(xiàn)式。干曲線(xiàn)式有多種，其中最為典型，也最能反映樹(shù)干特征的是1873年孔澤（kunze)提出的干曲線(xiàn)式，稱(chēng)為孔澤干曲線(xiàn)式。式中：y——樹(shù)干橫斷面半徑x——樹(shù)干稍端至該橫斷面的長(zhǎng)度p——參數(shù)r——形狀指數(shù)形狀指數(shù)變化于0—3之間，r不同時(shí)，曲線(xiàn)也不同。r=0時(shí)，y2=p平行于x軸的直線(xiàn)。r=1時(shí)，y2=px拋物線(xiàn)。r=2時(shí)，y2=px2相交于x軸的直線(xiàn)。r=3時(shí)，y2=px3凹曲線(xiàn)。樹(shù)干體積是以x軸為軸，干曲線(xiàn)繞其旋轉(zhuǎn)一周所形成的體積。分別為圓柱體，拋物線(xiàn)體，圓錐體，凹曲線(xiàn)體。

第二節(jié)伐倒木求積式

VolumeEquationsofFallenTree一、旋轉(zhuǎn)體一般求積式根椐微分學(xué)原理，將樹(shù)干可看作許多小段，段長(zhǎng)為dx,當(dāng)dx充分小時(shí)，每段可視為圓柱體，每小段體積為：

將r=0,1,2,3代入上式，即得不同的求積式：二、截頂體求積式LlL’gng0三、近似求積式近似地看成r＝１或０，代入‘二’式，有：1、平均斷面近似求積式

條件r=1拋物線(xiàn)體

對(duì)于完頂體V=g0·L/2

當(dāng)r=0時(shí),此式亦成立2、中央斷面近似求積式拋物線(xiàn)體對(duì)于完頂體當(dāng)r=0時(shí),上式亦成立

四、近似區(qū)分求積式把樹(shù)干分成若干段，段長(zhǎng)1或2m,求每段材積，與梢頭材積，再合計(jì)。１、中央斷面區(qū)分求積式

２、平均斷面區(qū)分求積式第三節(jié)材種材積測(cè)定

VolumeMeasurementofAssortment

一、原條材積測(cè)定原條--去掉枝、葉、皮及直徑小于６cm尾梢部分的伐倒木。檢尺長(zhǎng)：去皮直徑大于６cm的伐倒木整米數(shù)。檢尺徑：檢尺長(zhǎng)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(zhǎng)查或離伐端2.5m去皮直徑及材長(zhǎng)查原條材積表。

二、原木材積測(cè)定原木－－按一定的造材標(biāo)準(zhǔn)所截取的木段。檢尺徑:通過(guò)中心的小頭最小去皮直徑。檢尺長(zhǎng):只舍不入小于或等于實(shí)際長(zhǎng)度的最大造材標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。原木材積－－按小頭直徑及材長(zhǎng),查原木材積表.樹(shù)干削度（Taper）對(duì)材積的影響削度－樹(shù)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(duì)削度T０：樹(shù)干相距1m兩端直徑之差一般把絕對(duì)削度分為三級(jí)：0-1cm為弱度削度；1-2cm為中等削度；>2cm為強(qiáng)度削度相對(duì)削度T%：各斷面之直徑與其胸徑比的百分?jǐn)?shù)。

即以胸高直徑為基準(zhǔn)的樹(shù)干直徑相對(duì)變化的百分?jǐn)?shù)數(shù)列。同一規(guī)格的材種（原木），削度對(duì)實(shí)際材積有影響。平均削度：大頭斷面的直徑與小頭斷面的直徑差被原木長(zhǎng)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。三、枝條材積測(cè)定

1、大枝采用和樹(shù)干相同的測(cè)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(cè)算其層積,再換算為實(shí)積.C=V實(shí)/V層Ｃ為經(jīng)驗(yàn)實(shí)積系數(shù)3、稱(chēng)重推算材積法枝條不多的情況下可以使用。第四節(jié)伐倒木測(cè)定工具一般測(cè)定直徑與長(zhǎng)度2個(gè)因子,常用工具為測(cè)徑尺與皮尺.輪尺整化：各徑階的尺長(zhǎng)減去１/２組距測(cè)徑尺:一面是直徑讀數(shù),另一面是周長(zhǎng)讀數(shù).(2m長(zhǎng))皮尺:測(cè)伐倒木的長(zhǎng)度.(20m長(zhǎng))第二章、立木材積測(cè)定

VolumeMeasurementofStandingTree立木材積也是由樹(shù)高,斷面積及樹(shù)干形狀三要素構(gòu)成第一節(jié)、立木直徑與樹(shù)高的測(cè)定DiameterandHeightMeasureofStandingTree勃魯萊測(cè)高器

德國(guó)帕迪（Parde.J.1955)按三角函數(shù)原理設(shè)計(jì)由KarlLeiss公司制造構(gòu)造：正面有視距器、刻度盤(pán)、背面有按鈕；原理：見(jiàn)P12圖１—５

Ｈ＝ABtga+AE注意可在測(cè)高器上找到仰角a的等值角，并且是可描述的。把相應(yīng)于a的樹(shù)高值刻在刻度盤(pán)上即可。使用：先量水平距離，按下背面的按鈕，使指針自由擺動(dòng)，然后瞄準(zhǔn)樹(shù)梢，按儀器前面的扳機(jī)，讀出該水平距的高度值，再加眼高。圓筒測(cè)高器構(gòu)造：由水平距離尺、樹(shù)高尺、懸錘和接目孔四部分構(gòu)成。原理：相似三角形見(jiàn)p13,圖1-7.測(cè)高注意事項(xiàng)1、坡地測(cè)高時(shí)，分別觀測(cè)樹(shù)梢和樹(shù)根，兩次求出讀數(shù)之差。2、使用仰度45°附近時(shí)精度較高。3、闊葉樹(shù)應(yīng)糾正梢頂位置。4、樹(shù)高低于5米時(shí)不宜用儀器測(cè)。第二節(jié)形數(shù)與形率

FormFactorandFormQuotient

形數(shù)與形率是研究立木干形的指標(biāo),同時(shí)又是立木材積的測(cè)算因子.一、形數(shù)一般定義：樹(shù)干材積與樹(shù)干在某一處的比較圓柱體的體積之比稱(chēng)樹(shù)干在該處的形數(shù)。記作fx.。見(jiàn)p27.形數(shù)主要有以下幾種。１、胸高形數(shù)f1.3

a、定義：樹(shù)干材積與以胸高斷面積為底、樹(shù)高為高的圓柱體體積之比，即：形數(shù)是表示樹(shù)干形狀的指數(shù)，它說(shuō)明樹(shù)干完滿(mǎn)度。形數(shù)越大，說(shuō)明越完滿(mǎn)。b、的實(shí)踐意義：

把易測(cè)的比較圓柱體體積轉(zhuǎn)換為樹(shù)干材積的換算系數(shù)。式中的胸高斷面積，樹(shù)高和胸高形數(shù)通稱(chēng)為立木材積的三要素。c、不足：受樹(shù)高影響大，隨著樹(shù)高的增加而降低。d、f1.3由來(lái)：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地材料編制平均形數(shù)表e、應(yīng)用舉例某柞樹(shù)次生林，經(jīng)每木調(diào)查測(cè)得公傾斷面積為10.3m2，平均高為6.6m，從形樹(shù)表中查出6.6m高的形數(shù)為0.57(查7m高）則:2、正形數(shù)斯馬林（Smalian.H.L1837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(diǎn)。a.定義：樹(shù)干材積與樹(shù)干某一相對(duì)高處（如1/10h)的比較圓柱體的體積之比。

式中：：樹(shù)干在相對(duì)高nh(n<1)處的形數(shù)即正形數(shù)gn：樹(shù)干在相對(duì)高nh處的橫斷面積b.不足：比較圓柱體的橫斷面位置隨樹(shù)高不同而變化。量測(cè)困難。故實(shí)踐中不常用。僅有研究干形的價(jià)值。

3、實(shí)驗(yàn)形數(shù)南林林昌庚（1961）提出。克服了樹(shù)高的影響，且橫斷面位置易確定、量測(cè)。定義：實(shí)驗(yàn)形數(shù)的比較圓柱體的橫斷面為胸高斷面，其高度為樹(shù)高加3。

實(shí)驗(yàn)形數(shù)的材積公式為根據(jù)實(shí)驗(yàn)形數(shù)與胸高形數(shù)之定義，得兩者的關(guān)系大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)形數(shù)比較穩(wěn)定。二、形率一般定義：樹(shù)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(shù)干某一位置的直徑，dz樹(shù)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(shù)干中央直徑與胸徑之比，一般用q2表示q2=d1/2/d1.3q2和f1.3具有相同的特征，不能脫離樹(shù)高而單獨(dú)確切第反映干形。

在樹(shù)干上按等距相對(duì)間隔量測(cè)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(chēng)相對(duì)直徑數(shù)列。q0=d0/d1.3q1=d1/4/d1.3

q2=d1/2/d1.3q3=d3/4/d1.3式中d0、d1/4、d1/2、d3/4分別為樹(shù)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(gè)干形。2、絕對(duì)形率為了克服q2易受樹(shù)高的影響，瓊森（1910）提出的：樹(shù)梢到胸高這一段樹(shù)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(shù)干中央直徑(d1/2)與十分之一樹(shù)高處直徑（d0.1）之比：q0.1=d1/2/d0.1不受樹(shù)高影響，獨(dú)立反映干形。如把樹(shù)干分成10段，用0.0,0.1,…,1.0樹(shù)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(dá)整株樹(shù)干形狀。1.條件：采用中央斷面近似求積式計(jì)算材積。證明：三、形數(shù)與形率的關(guān)系形數(shù)等于形率（q2）的平方，因而可通過(guò)形率求形數(shù)，以解決實(shí)踐中直接計(jì)算形數(shù)的困難。2.f1.3=q2-c孔澤提出,樹(shù)種不同，c不同，松樹(shù)為0.20，云杉為0.21，山楊0.22，落葉松0.2053.希費(fèi)爾提出。一、立木材積的近似計(jì)算法1.平均實(shí)驗(yàn)形數(shù)法2.丹琴（Denzin）略算法（1929）取f1.3=0.51,h=25m,則立木材積為：樹(shù)高在25-30m內(nèi)（適用范圍）第三節(jié)立木材積測(cè)定

VolumeMeasurementofStandingTree3.形率法測(cè)出胸徑、樹(shù)高和形率q2，先按希費(fèi)爾形數(shù)公式求出胸高形數(shù)，再按公式V=f1.3·g1.3·h算出材積。二、立木等長(zhǎng)區(qū)分求積法要具備較好的上部直徑測(cè)定器，伐倒木的區(qū)分求積法可用于立木，可適當(dāng)加大區(qū)分段長(zhǎng)度和梢頭長(zhǎng)，樹(shù)冠內(nèi)無(wú)法測(cè)定的部分均按梢頭處理。三.望高法由法國(guó)PresslerM.R.于1855年提出的