资源与环境信息采集——森林资源信息采集

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2、纵断面形状
设想树木的髓心为一干轴，将树干沿干 轴切开的纵剖面称为纵断面。 测量树干不同部位之直径，以其测量的 结果为y轴，以干轴为x轴，按一定的比例绘 在坐标纸上，即可显出树干的曲线 形状， 这条曲线称为干曲线。
y Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ
x
表达干曲线的方程式称为干曲线式。干曲线式 有多种，其中最为典型，也最能反映树干特征的是 1873年孔泽（kunze)提出的干曲线式，称为孔泽干 曲线式。
的反映干形。
在树干上按等距相对间隔量测直径，分别与胸径求 比值，可得出一系列形率，叫做形率系列，或称相对直 径数列。 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分别为树干基部、1/4、 1/2和3/4高处的直径。 形率系列可以较全面地描绘整个干形。
2、林相（林层）（storey） ①林相或林层：林分中乔木树种的树冠所
形成的树冠层次。
②单层林 （ single—storied 一个林层的林分。 ③复层林（multi—storied
stand）：
stand ） ： 明显地只有
具有两个或两个
以上明显林层的林分。
④主林层：在复层林中，蓄积量最大、经济 价值最高的林层。 ⑤次林层：在复层林中，主林层以外的林层。
◆树皮率计算法
树皮材积与带皮材积之比称为树皮率，计算公式如下： PB=VB/V （1—56） 式中 PB—树皮率； VB—树皮材积； V—树干带皮材积。 通过样木调查法或查树皮率表示求出树皮率，乘以 带皮材积，得树皮材积。
二、林分信息采集
(一)林分及林分调查因子
将大面积的森林按其本身的特征和经营管理的需要，
图1－20 树干横断面形状
当树木横断面呈现不规则形状时，可取最大
直径a和与之垂直的直径b，求其平均值做横断面的
直径求算断面积。
a b ab 2 g' 0.7854 cm2 0.00007854 m 4 2 2 2
2 2
a b
生情况等内因的影响外，还受生长环境，如立地条件、气候因 素、林分密度和经营措施等外因的影响，而一般来说针叶树和
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生长在密林中的树木，其净树干较高，干形比较规整饱满；阔
叶树和散生孤立木， 一般树枝着生多， 形成树冠较大， 使净树干低短，干形比较尖削且不规整（见图1－19）。
树干形状尽管变化多样，但可归纳为由树干横 断面形状和纵断面形状综合而成，下面将分别对其
式中：g1 , g 2 ,, g n为各区分段的中央断面 积 l : 区分段长 l ': 梢头长 g ' : 梢头底面积
（２）平均断面区分求积式
g 0 g1 g n 1 g n g1 g 2 1 ' V l l l g nl 2 2 2 3 1 1 ' g 0 g n 2g1 g 2 g n 1 l g nl 2 3 1 ' g0 gn g1 g 2 g n 1 l g nl 3 2 式中：0为底面积 g g1 , g 2 ,, g n分别为第 第2,, 第n区分 1, 段的梢端断面积 .
y px
2
r
——树干横断面半径 x ——树干稍端至该横断面的长度 p ——参数 r ——形状指数 形状指数变化于0—3之间，r 不同时，曲线也 不同。 式中：y
r=0 时， r=1 时， r=2 时， r=3 时，
y2=p y2=px y2=px2 y2=px3
平行于x轴的直线。 抛物线。 相交于x轴的直线。 凹曲线。
进行阐述。
1、横断面形状
横断面 即为垂直于树干的横切面。
大量观测表明，横断面的形状接近于圆形和椭 圆形。把横断面的形状画在纸上。用几何学的方法 求面积，再分别按圆与椭圆形计算面积。
结果表明，按圆与椭圆计算的面积均有误差， 且受树皮的影响较大，其误差一般不超过±3%.
在实际工作中，一般当作圆形计算。
（3）实验形数
南林林昌庚（1961）提出。克服了树高的影响，
且横断面位置易确定、量测。 定义：
V f g1.3 (h 3)
实验形数的比较圆柱体的横断面为胸高断面，其 高度为树高（h）加3。
2）形率
一般定义：树干上某一位置的直径与比较直径的比。
qx=dx/dz
式中 qx 形率， dx树干某一位置的直 径，dz树干某一固 定位置的直径。由于所取直径位置的不同而有不同的形 率。 （1）胸高形率 定义：树干中央直径与胸径之比，一般用q2表示 q2=d1/2/d1.3 q2和f1.3具有相同的特征，不能脱离树高而单独确切
4、形数与形率
形数与形率是研究立木干形的指标,同时又是立木
材积的测算因子.
1）形数
一般定义：树干材积与树干在某一处的比较圆柱 体的体积之比称树干在该处的形数。记作f
x.。见p27.
形数主要有以下几种。
（１）胸高形数f1.3
◆定义：树干材积与以胸高断面积为底、
树高为高的圆柱体体积之比，即：
f1.3 V V V1.3 g1.3 h
◆树皮厚度测定
树皮厚度可使用树皮测量仪，插入树干皮层，即 能测出树皮厚度。在伐倒解析木测定树干断面时， 也可精确测出树皮厚度及树皮材积。 胸高处树皮与带皮胸径之间存在直线关系，可用 下式表示： T=ad1.3＋b （1—54） 式中 T—树皮厚度；d1.3—带皮胸径；a、b—参数。
杨荣启研究台湾大学实验林柳杉胸高皮厚与带皮胸 径之间关系得出实验式为： T=0.02323 d1.3－0.0249 （1—55）
breast-height)，记为g，测量单位是平方米
（㎡）。
4、树干材积
树干材积是指根颈（伐根）以上树 干的体积(volume)，记为V。单位是立 方米（m3）。
（二）树干形状
树干的形状通称干形(stem form)。 树木的干形，一般有通直、饱满、弯曲、尖削和主干是否 明显之分。
造成树木间干形差异的原因，除受遗传性、年龄和枝条着
2、树高
树干的根颈处至主干梢顶的长度称为树高 （tree height），测量单位是米（m），一般要
求精确至0.1m。树高通常用H或h表示。
3、树干横断面积
树干横断面积同树干直径一样也可以有许多 个，其中位于胸高处横断面积是一个重要测树因 子，通常简称为树木的胸高断面积(basal area of
③人工林：以人为的方法供给苗木、种子或营养
器官进行造林并育成的森林。
④确定林分起源的方法 确定林分起源可靠的方法主要有考查已有的资 料、现地调查或者访问等方式。现地调查时，可根 据林分特征进行判断，如人工林有较规则的株行距， 树种单纯，或者几个树种在林地上的分布具有某种 明显的规律性，同时，树木年龄基本相同。天然林 则相反，没有规则的株行距、林木分布也不均匀， 若林分内有几个树种时，树种呈团状分布，一般林 木年龄差别甚大。
时就视为不同的林分。
1、林分起源（stand origin） ①林分起源：根据林分中的树木在其最初发 育时所依靠的媒介的不同来划分林分。通常划
分 为 天 然 林 （ natural stand ） 和 人 工 林
（planted forest)。
②天然林：由自然媒介的作用天然下种、人
工促进天然更新或萌生所形成的森林。
取f1.3=0.51, h=25m,则立木材积为：
V

4
d123 h f1.3 0.001d123 . .
树高在25-30m内（适用范围）
(3)形率法
测出胸径、树高和形率q2，先按希费 尔形数公式求出胸高形数，再按公式
V=g 1.3· · 1.3 h f
算出材积。
6、 材种材积测定
（2）绝对形率
为了克服q2易受树高的影响，琼森（1910）提出的：
树梢到胸高这一段树干的1/2处直径d(h-1.3)/2与胸径之比：
qJ= d(h-1.3)/2/d1.3
（3）正形率
树干中央直径(d1/2)与十分之一树高处直径（d0.1）之 比： q0.1= d1/2 /d0.1，其不受树高影响，独立反映干形。如
本测定因子，如树干的直径、树高等。这些均是 树木直接测定因子。还有一些因子，如树干横断 面积、树干材积、形数等是在直接测定因子的基 础上派生的。
1、树木的直径
树干直径是指垂直于树干轴的横断面上的直径 （Diameter）。用D或d表示，测定单位是厘米，一般 要求精确至0.1cm。 树干直径分为带皮直径(diameter over bark, 缩写 D.O.B)和去皮直径(diameter inside bark, 缩写D.I.B)两种。 其中位于距根颈1.3m处的直径，称为胸高直径，简称为胸 径（diameter at breast height）。由于胸径在立木条件下 容易测定，所以胸径是一个重要的测树因子。
区划成若干个内部特征相同且与四周相邻部分有显著区
别的小块森林，这种小块森林称作林分。
为了将大片森林划分为林分，必须依据一些能够客
观反映林分特征的因子，这些因子称为林分调查因子。
常用的林分调查因子主要有：林分起源、 林相、树种组成、林分年龄、林分密度、立地
质量、林木的大小(直径和树高)、数量(蓄积
量)和质量等，这些因子的差别达到一定程度
第二节 森林资源信息采集
• 本章重点讲述三个内容：
一、单木信息采集 二、林分信息采集 三、森林信息采集
首先我们可以先回 顾一下上节课所将的森 林资源的内涵。

森林资源，包括林木资源、林地资源、林副特产 品资源、森林野生动物资源、旅游观赏资源、森 林文化资源、森林环境资源等，其内容非常广泛。 在本节，我们主要针对林木资源信息的采集。

个 体
种 群
群 落
森 林 生 态 系 统
生
物
圈
单株林木
林分
森林
我们一般涉及最多的是林木－林分－森林 三个层次的信息采集，即通过一定的方法取 得有关林木－林分－森林的数量、质量、结
构、生长规律等信息。
一、单株木信息采集
（一）基本测定因子
树木伐倒后横卧在地，砍去枝桠，留下的净 干称为伐倒木。
树木的直接测量因子及其派生的因子称为基
形数是表示树干形状的指数，它说明树 干饱满度。形数越大，说明越饱满。
（2）正形数
斯马林（Smalian.H.L 1937年）首创正形 数， 克服胸高形数易受树高影响的弱点。 a. 定义：树干材积与树干某一相对高处（如1/10h)的 比较圆柱体的体积之比。
fn V gn h
式中： f n ：树干在相对高nh(n<1)处的形数即正形数； gn ：树干在相对高nh处的横断面积； n ：为小于1的正数，以nh表示这一相对位置。
树干体积是以x轴为轴，干曲线绕其旋转一 周所形成的体积。分别为圆柱体，抛物线体，圆锥 体，凹曲线体。
3、近似 区分求积式
把树干分成若干段，段长1或2m,求 每段材积，与梢头材积，再合计。 （１）中央断面区分求积式
1 V g1l g 2 l g n l g' l' 3 1 g1 g 2 g n l g' l' 3
（1）原条材积测定 检尺长：去掉去皮直径小于６cm的部分所 剩的整米数。 检尺径：检尺长的中央去皮直径. 依中央直径及材长查原条材积表。 （2）原木材积测定 检尺径:通过中心的小头最小去皮直径。 检尺长:只舍不入小于或等于实际长度的 最大造材标准长度. 按小头直径及材长,查原木材积表.
（3）枝条材积测定
把树干分成10段，用0.0, 0.1, …, 1.0树高处的直径分别与
d0.1相比，得正形率系列。它可以完整而客观地表达整株 树干形状。
5、 立木材积测定
1）立木材积的近似计算法
（1)平均实验形数法 数值求算。 根据P30表1－10所列平均实验形
V g1.3 h 3 f
(2)丹琴（Denzin）略算法（1929）
◆大枝（或贵重）采用树干测定方法
区分段为 1米或0.5米
◆造纸材、薪材采用堆积法测算其层积（木材
堆）,再换算为实积. C=V实/V层 Ｃ为经验实积系数
◆称重推算材积法
枝条不多的情况下可以使用。
（4） 树皮材积的测定
调查立木材积时常用带皮材积，而计算伐倒木 材积时又要求去皮材积。同时树皮供作遮盖料、染 料、药材或其它用途时需求其数量，所以有必要计 算树皮的材积。