树干解析方法
4-2 树干解析
2、测量各个龄阶的直径
• 每个圆盘都要用直尺、卡尺沿东西、 南北方向量取各龄阶直径，分别记入 表格的相应栏内。单位用厘米，精度 取小数点后一位。
断面
圆高
盘
d
号 年轮
SN 20.7 平均 19.7
E W 15.7
SN 17.8 平均 16.8
E W 14.0
SN 15.6 平均 14.8
E W 11.8
SN 12.4 平均 12.1
E W 8.8
SN 10.0 平均 9.4
E W 6.8
SN 7.6 平均 7.2
E W 4.8
SN 5.2 平均 5.0
d 6 / 0.0792 0.0443 0.0344 0.0230 0.0139 0.0081 0.0039
14.6
11.8 0.0275 12.4
12.1
8.8 0.0176 9.4
9.1
5.6 0.0101 6.2
5.9
3.4 0.0055 3.4
3.4
0.0023
d
V
10
11
17.0
/
19.4
18.2
13.5 0.0563 14.5
14.0
9.8 0.0335 10.4
10.1
7.8 0.0230 8.6
盘直径时，用下面直径和相应高度按比 例求出。
梢底直径也可按图解法测定。
6、计算各调查因子各种生长量
• 用生长量公式分别计算各龄阶的树高、直 径和材积总平均生长量和定期平均生长量。 用普莱斯勒生长率公式计算各龄阶的材积生 长率。用形数公式计算各龄阶的形数。把计 算结果填入相应栏中。
树干解析
实验一树干解析一、基本概念1、树干解析沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘,根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测,计算树木各因子(胸径、树高、材积等)各种生长量(总生长量、平均生长量、连年生长量等),拟合生长方程或绘制生长曲线,分析树木生长过程。
2.平均生长量与连年生长量的关系(1)当平均生长量随年龄增加而增加时,连年生长量大于平均生长量;(2)当平均生长量取得极值时,连年生长量与平均生长量相等;(3)当平均生长量岁年龄增加而下降时,连年生长量小于平均生长量;(4连年生长量波动幅度比平均生长量大,峰值较平均生长量大且早。
二、树干解析的外业工作1、解析木选择、生长环境记载一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。
2、解析木伐倒与测定伐倒前,准确标明根颈位置,实测胸径,并在树干上标明胸高位置与南北(或其它)方向。
应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系,并绘制树冠投影图等。
伐倒后,先测定由根颈至第一个死枝与活枝的长度,然后打去枝丫,在全树干上标明统一方向(如北向等)。
测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径,必要时需用称重法求出枝条材积。
3、解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段,区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似,通常在每个区分段中央处截取圆盘。
由于胸高直径的生长过程就是树干解析重要因子之一,故胸高处必须截取圆盘,不足一区分段长的树干顶部为梢头,在梢头底位置也需截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直,以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面,用于查数年轮与量测直径。
圆盘厚度视树干直径大小而定,一般以22～～55cmcm为宜。
在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度,根颈处圆盘为00号盘,其它圆盘应依次向上编号。
此外,在00号圆盘上应加注树种、采伐地点与时间等。
三、树干解析的内业工作1.查定各圆盘年轮个数将圆盘工作面刨光(以便查数年轮),过髓心划相互垂直两个方向直径线,查数各圆盘年轮个数。
实验十 树干解析
实验十树干解析一、目的1．掌握树干解析的基本工作程序和计算方法；2．进一步理解各种生长量的意义，加深对树木生长过程的认识。
二、仪器、用具伐木工具，皮尺、轮尺、粉笔、三角板或直尺、大头针、计算机、方格纸、用表等(不能伐树时，可给成套圆盘)。
三、方法、步骤为了研究不同树种或不同立地条件下的同一种树的生长过程及特点，往往采取“解剖”的办法，把树木区分成若干段、锯取圆盘，进而分析其胸径、树高，材积、形数的，生长变化规律，我们把这种方法称为树干解析。
作为分析对象的这棵树干，称为解析木。
树干解析是当前研究树木生长过程的基本方法。
树干解析的工作可分为外业和内业两大部分(一)树干解析的外业工作1．解析木的选择：可根据研究目的来选择，如研究某一树种的一般生长过程，可选生长正常，未断梢及无病虫害的平均木厂为了研究树干生长与立地条件的关系或编制立地指数表，可以选择优势木，若要研究林木受病虫危害的情况，则应在病腐木中选择解析木。
2．解析木的伐前工作：(1)记载解析木的生长环境这是分析林木生长变化的不应缺少的重要资料。
应记载的项目包括解析木所处的林分状况，立地条件，解析木所属层次、发育等级和与相邻木的相互关系等，并绘制解析木及其相邻木的树冠投影图(用表10—1)。
(2)确定根颈位置，标明胸高位置及树干的南北方向，并分东西，南北方向量测冠幅。
3．解析木的伐倒和测定：(1)砍伐时，先选择适当倒向，并作相应的场地清理，以利于伐倒后的量测和锯解工作的进行。
然后，从根颈处下锯，伐倒解析木。
(2)解析木伐倒后，先测定胸径，冠长、死枝下高、活枝下高、树干全长和全长的1／2、1／4及3／4处的直径，然后打去枝桠，用粉笔在全树干上标出南、北方向。
(3)按伐倒木区分求积的方法，将解析木分段，为计算材积方便起见，可采用平均断面积区分求积法分段，但由于根颈部膨大，第一段取中央断面为宜。
4．载取园盘及圆盘编号；在树干各分段位置载取圆盘。
同时，为了确定树干年龄及内业分析时的需要，还必须在根颈和胸高处分别载取圆盘。
树干解析方法
树干解析方法将树干截成若干段，在每个横断面上可以根据年轮的宽度确定各年龄（或龄阶）的直径生长量。
在纵断面上，根据断面高度上的年轮数之差可以确定各年龄的树高生长量，从而可进一步算出各龄阶的材积和形数等。
这种分析树木生长过程的方法称为树干解析。
作为分析对象的树木称为解析木。
树干解析是研究树木生长过程的基本方法，在生产和科研中经常应用。
1）树干解析的外业工作（1）解析木的选取与生长环境记载解析木的选取应根据分析生长过程的目的和要求而定，一般选择生长正常、无病虫害、不断梢的平均木或优势木。
选取解析木的数量则依精度要求而定。
在解析木伐倒之前，应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅长度及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图。
（2）解析木的伐倒与测定伐倒前，应先准确确定根颈位置和实测胸径，并在树干上标明胸高直径的位置和南北方向。
伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝在树干上的高度，然后打去枝丫，在全树干上标明北向。
测量树的全高和全高的1/4、1/2以及3/4处的带皮和去皮直径。
（3）截取圆盘在测定树干全长的同时，将树干区分成若干段，分段的长度和区分段的个数与伐倒木区分求积法的要求一致。
通常采用中央断面区分求积法在每个区分段的中点位置截取圆盘。
在分析树木生长过程中，研究胸高直径的生长过程有着重要意义，故在胸高处必须截取圆盘。
所余不足一个区分段长度的树干为梢头木，在梢头底直径的位置也必须截取圆盘。
一般树高10米以下采用一米区分，如树高为8.4米，应在0米、0.5米、1.3米、1.5米、2.5米、3.5米、4.5米、5.5米、6.5米、7.5米、8.0米处截取圆盘；树高10米以上采用两米区分，如树高为13.1米，应在0米、1.3米、3.6米、5.6米、7.6米、9.6米、11.6米、12.6米处截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，不可偏斜。
以恰好在区分段的中心位置上的圆盘面作为工作面。
用来查数年轮和量测直径。
在圆盘的非工作面上表明南北向，并以分式形式注记，分子为标准地号和解析木号，分母为圆盘号和断面高度，根颈处圆盘为0号盘，其它圆盘的编号应依次向上编号。
树干解析精细版.doc
实验一树干解析一、基本概念1.树干解析沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘，根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测，计算树木各因子（胸径、树高、材积等）各种生长量（总生长量、平均生长量、连年生长量等），拟合生长方程或绘制生长曲线，分析树木生长过程。
2.平均生长量与连年生长量的关系(1)当平均生长量随年龄增加而增加时，连年生长量大于平均生长量；(2)当平均生长量取得极值时，连年生长量与平均生长量相等；(3)当平均生长量岁年龄增加而下降时，连年生长量小于平均生长量；(4连年生长量波动幅度比平均生长量大，峰值较平均生长量大且早。
二、树干解析的外业工作1. 解析木选择、生长环境记载一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。
2.解析木伐倒与测定伐倒前，准确标明根颈位置，实测胸径，并在树干上标明胸高位置和南北（或其它）方向。
应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图等。
伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝的长度，然后打去枝丫，在全树干上标明统一方向（如北向等）。
测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径，必要时需用称重法求出枝条材积。
3.解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段，区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似，通常在每个区分段中央处截取圆盘。
由于胸高直径的生长过程是树干解析重要因子之一，故胸高处必须截取圆盘，不足一区分段长的树干顶部为梢头，在梢头底位置也需截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面，用于查数年轮和量测直径。
圆盘厚度视树干直径大小而定，一般以22～～55cmcm为宜。
在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度，根颈处圆盘为00号盘，其它圆盘应依次向上编号。
此外，在00号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等。
三、树干解析的内业工作1.查定各圆盘年轮个数将圆盘工作面刨光（以便查数年轮），过髓心划相互垂直两个方向直径线，查数各圆盘年轮个数。
任意长度区分段解析木的树干解析程序
福建林业科技 26(3):43～47 1999Jour o f Fujian Fo restr y Sci & T ech任意长度区分段解析木的树干解析程序陈绍玲(福建省林业勘察设计院,福州350001)摘要 针对林业科研工作中涉及到的繁重的树干解析内业计算工作,用BA SIC语言编写了能处理任意长度区分段的树干解析程序,克服了现有的树干解析程序只能处理严格按固定区分段区分的解析木的缺点。
关键词 树干解析;BASI C语言程序;任意长度;解析木中图分类号 S758.1Stem Analysis Program of Random-Length Sectional Analytical WoodChen Shaoling(Forestry Pros p ect and Design Institute o f Fuj ian Province,Fuzhou350001)Abstract A imed a t the strenuous stem analy sis int erior calculativ e w o rk in the for estr y scientific r esearch w or k,the Basic L anguage wa s used to compile the stem analy sis pro gr am w hich can handle r ando m-leng th sect ions to ov erco me the shor tcoming that the ex isting stem analysis pr og ram can o nly handle the analytical w oo d divided by the fix ed sect ions strictly.Key words Stem analy sis;Basic L ang uage pr og ram;R ando m leng th;Analytical w oo d1 程序编制的目的树干解析是了解林木生长过程的重要方法之一,其内业计算工作量是较大的。
树干解析实用技术的探讨
处理以下诸项为好: 3. 4. 1 区分段长度为 2. 6m、2m 、1m ; 3. 4. 2 龄阶可为 5 年、2 年、1 年的; 3. 4. 3 龄阶树高可用内插法计算或输入实测数据; 3. 4. 4 胸径圆盘的不同作用时; 3. 4. 5 将胸径、树高、材积的各种生长量和三者的生 长率一并打印绘制曲线; 3. 4. 6 计算并绘出直径率干形图及树干纵剖面图。 只有这样, 才能减轻手工计算之苦, 提高资料利用及 存档的价值。
措 林场
施
封育型
封护型
封禁型
林班 小班 面积 林班 小班 面积 林班 小班 面积
合计
3. 2 森林经营类型在森林资源监测中的应用 森林资源监测最主要的任务有两项: 一是控制
森林资源消耗, 二是掌握森林资源消长动态, 也就是
说一是控制系统, 二是监测系统。监测为控制提供依 据, 是控制基础, 而控制又是监测的前提条件。可以 根据森林经营方案中的森林分类区划及森林经营类 型确定在该经理期内森林资源监测的对象, 从而对 其实施全面的监控监测。如下所示: 森林资源监测→ 林业局、林场→森林分类经营区→经营类型→林班 →小班。通过森林经营类型的归类统计, 可以监测出 每一年或每一段时期的按林班、小班进行采伐经营 的林木蓄积采伐量和采伐面积的动态变化趋势及森 林蓄积、面积的消长动态情况。
第 29 卷第 2006 年 3
1期 月
内 蒙古林业调查设计
Inner M ongo lia F or est ry Investig atio n and Desig n
文章编号: 1006- 6993( 2006) 01- 0063- 03
测树学树干解析确定树高
测树学树干解析确定树高
测树学树干解析确定树高的一种常见方法是利用三角学的原理。
具体步骤如下：
1. 找到一根直立的测量杆，长度应适中，以便能够覆盖整个树高范围。
2. 将测量杆与地面保持垂直，可使用水平仪或者眼睛对准杆子顶端来保持垂直。
3. 确定一个观察点（即你站立的地方），使得你能够看到树的顶部和树干底部之间的直线之间没有遮挡物。
4. 在观察点的位置上，测量杆的底端与观察点之间的距离，记作A，单位可以是米。
5. 同时，在观察点的位置上，测量杆的顶端与观察点之间的距离，记作B，单位同样是米。
6. 通过三角形的相似性，可以得到树的高度H。
根据比例关系，有H / A = B / x，其中x代表测量杆的长度。
7. 解方程，可得到树的高度H = (B / A) * x，其中B和A是你测量的距离，x是测量杆的长度。
需要注意的是，在测量过程中要确保测量杆保持垂直，观察点与树之间没有遮挡物，以获取准确的树高测量结果。
此外，在实际应用中，还可以利用激光测距仪等专业工具进行更精确的测量。
树干解析
实验一树干解析一、基本概念1.树干解析沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘，根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测，计算树木各因子（胸径、树高、材积等）各种生长量（总生长量、平均生长量、连年生长量等），拟合生长方程或绘制生长曲线，分析树木生长过程。
2.平均生长量与连年生长量的关系(1)当平均生长量随年龄增加而增加时，连年生长量大于平均生长量；(2)当平均生长量取得极值时，连年生长量与平均生长量相等；(3)当平均生长量岁年龄增加而下降时，连年生长量小于平均生长量；(4连年生长量波动幅度比平均生长量大，峰值较平均生长量大且早。
二、树干解析的外业工作1. 解析木选择、生长环境记载一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。
2.解析木伐倒与测定伐倒前，准确标明根颈位置，实测胸径，并在树干上标明胸高位置和南北（或其它）方向。
应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图等。
伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝的长度，然后打去枝丫，在全树干上标明统一方向（如北向等）。
测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径，必要时需用称重法求出枝条材积。
3.解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段，区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似，通常在每个区分段中央处截取圆盘。
由于胸高直径的生长过程是树干解析重要因子之一，故胸高处必须截取圆盘，不足一区分段长的树干顶部为梢头，在梢头底位置也需截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面，用于查数年轮和量测直径。
圆盘厚度视树干直径大小而定，一般以22～～55cmcm为宜。
在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度，根颈处圆盘为00号盘，其它圆盘应依次向上编号。
此外，在00号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等。
三、树干解析的内业工作1.查定各圆盘年轮个数将圆盘工作面刨光（以便查数年轮），过髓心划相互垂直两个方向直径线，查数各圆盘年轮个数。
怎样做解析木分析
一、树干解析的外业工作(一)解析木的选取与生长环境记载(二)解析木的伐倒与测定伐倒前，应先准确确定根颈位置和实测胸径，并在树干上标明胸高直径的位置和南北方向.伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝在树干上的高度，然后打去枝丫，在全树干上标明北向。
测量树的全高和全高的1/4、1/2以及3/4处的带皮和去皮直径。
(三)截取圆盘在测定树干全长的同时，将树干区分成若干段，分段的长度和区分段个数与伐倒木区分求积法的要求一致。
通常采用中央断面区分求积法在每个区分段的中点位置截取圆盘。
在分析树木生长过程中，研究胸高直径的生长过程有着重要的意义，故在胸高处必须截取圆盘。
所余不足一个区分段长度的树干为梢头木，在梢头底直径的位置也必须截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，不可偏斜。
以恰好在区分段的中点位置上的圆盘面作为工作面，用来查数年轮和量测直径。
圆盘不宜过厚，视树干直径大小的不同而定，一般以2—5cm为宜。
在圆盘的非工作面上标明南北向，并以分式形式注记，分子为标准地号和解析木号，分母为圆盘号和断面高度,根颈处圆盘为0号盘，其它圆盘的编号应依次向上编号。
此外，在0号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等.二、树干解析的内业工作(一)查定各圆盘上的年轮个数首先将圆盘工作面刨光(以便查数年轮)，并通过髓心划出东西、南北两条直径线；然后查数各圆盘上的年轮个数。
其方法是：(1)在0号盘的两条直线上，由髓心向外按每个龄阶(3年，5年或10年等)标出各龄阶的位置，到最后如果年轮个数不足一个龄阶的年数时，则作为一个不完整的龄阶(2)在其余圆盘的两条直径线上，要由圆盘外侧向髓心方向查数并标定各龄阶的位置，从外开始首先标出不完整的龄阶位置(即0号盘最外侧的不完整龄阶)，然后按完整的龄阶标出。
(二)各龄阶直径的量测用直尺或读数显微镜量测每个圆盘东西、南北两条直径线上各龄阶的直径，两个方向上同一龄阶的直径平均数，即为该龄阶的直径(三)各龄阶树高的确定树龄与各圆盘的年轮个数之差，即为林木生长到该断面高度所需要的年数根据断面高度(纵坐标)以及生长到该断面高度所需要的年数(横坐标)可以绘出树高生长过程曲线,各龄阶的树高，可以从曲线图上查出，也可以用内插方法按比例算出。
【画法拆解】树干的肌理画法总结
【画法拆解】树干的肌理画法总结原速视频，沉浸学习大家好，小蚁君上台鞠躬。
这期我们来聊聊树干的脸面——树皮。
如果你向我一样喜欢对大自然进行细致的观察，那你一定注意过每种树的树皮纹理都是不一样的。
这些纹理，或者说肌理组成了树木性格的一部分。
但在景观手绘中我们有意无意忽略了这些迷人的细节。
大多数景观手绘树的样子都是上图这样的。
所以这期我们就来盘点一下，手绘中表现树干的常用肌理。
1、老树修复肌理树的年龄大了之后容易空心，所以在很多古树名木的修复中，专家都采用了用钢筋水泥来填充树孔洞的部分，让树的重心更加稳定，从而提升了树的寿命。
水泥的表面一般也会做纹理，但都比较简单，比如上图树皮的肌理和水泥修复的肌理明显不同。
所以这时我们就需要用两种肌理来填充，横纹两笔一组左右交叉填充，注意不要太平均，偶尔错开一些，间距调整一些。
树皮我们就用竖线的曲线肌理，越靠近肌理交错的位置，越密。
这样效果就出来了。
值得一提的是这种曲线的肌理是随着树的形体转动的，这棵树看得不是很清楚，我又单独画了一棵，大家请看：通过曲线成组的摆动，让树的质感体现出来，这是一种表现树皮纹理的基本技巧。
2、竖向纹理在大多数时候大家都可以采用这种竖向肌理，我们首先要想象树干是一个圆柱体，在圆柱一个假定的光线，靠近光的一侧肌理要疏，暗面肌理密一些。
这样整体来看，树就有了立体感。
我们注意几点细节，树叶可以用z字线框出团块后，用交叉线填充，当然也可以选择留白；小枝我们不好用竖线，可以选择横纹来填充，树枝分叉的地方加重；主干上的竖线肌理不要太长，要断续结合，这样看起来更加自然。
3、肌理留白对于同一棵树，我们也可以用不同的处理方式，比如我们这次把树叶当成重点，用夹叶法把树叶按组依次画出。
这时树干就可以简单处理，我们用横纹和竖纹结合只画暗部和树枝分叉的部位。
小枝可以用排线加重。
这里的横纹和竖纹可以灵活转化，但亮部一定要留白，把叶片对比出来。
钢笔画或者单色的线稿表现中，对比是贯穿于作画始终的，这点一定要记得。
达芬奇公式解释树木分叉的秘密
达芬奇公式解释树木分叉的秘密树干和树枝交错形成的倒锥形是如此熟悉，只有达芬奇在内的少数人通过观察发现，树干和树枝之间存在着某种规律——树干的粗度等于同一高度树枝的总粗度。
简单的说，一棵树干在上部分成两个分支，树干的横截面等于两个分叉树枝的横截面之和。
依次类推，如果树枝再分别分成两个分支，那么四个树枝横截面之和等于树干横截面。
达芬奇公式适用于几乎所有树种，图形艺术家也常用它创造计算机生成的树。
但至今为止，没人能解释为什么树会遵守这一规则。
即将发表在《物理评论快报》上的新研究可能将给出答案。
达芬奇公式用数学表示的话是D2= ∑d i2，其中D表示树干的直径，d i表示次生分枝的直径，i = 1, 2, ... n。
对于真实的树，方程式中的指数并不总是等于2，根据物种不同它的值介于1.8到2.3之间。
植物学家猜测这与树从根部到树叶的泵水过程有关，认为将水从下运输到上部植物需要相同的静脉总直径。
流体力学专家Christophe Eloy指出，植物自然生长采用的是分形方式，他发现持续的风压对树木生长有影响，在风力作用下树枝可能会断裂，他通过计算机模型计算出树枝要多粗才能抵抗风压而不会断裂，结果精确预测了达芬奇公式的指数应该在1.8到2.3之间。
Leonardo's Formula Explains Why Trees Don't Splinter by Kim Krieger on 14 November 2011, 5:25 PMENLARGE IMAGENumerical trees. The image on the left shows the variables Eloy's numerical model used to calculate trees to test his wind-force hypothesis. The image on the right shows a skeleton of atree before the simulation calculates diameters of the branches.Credit: C. Eloy et al., Phys. Rev. Letters (2011)The graceful taper of a tree trunk into branches, boughs, and twigs is so familiar that few people notice what Leonardo da Vinci observed: A tree almost always grows so that the total thickness of the branches at a particular height is equal to the thickness of the trunk. Until now, no one has been able to explain why trees obey this rule. But a new study may have the answer.Leonardo's rule holds true for almost all species of trees, and graphic artists routinely use it to create realistic computer-generated trees. The rule says that when a tree's trunk splits into two branches, the total cross section of those secondary branches will equal the cross section of the trunk. If those two branches in turn each split into two branches, the area of the cross sections of the four additional branches together will equal the area of the cross section of the trunk. And so on.Expressed mathematically, Leonardo's rule says that if a branch with diameter (D) splits into an arbitrary number (n) of secondary branches of diameters (d1, d2, et cetera), the sum of the secondary branches' diameters squared equals the square of the original branch's diameter. Or, in formula terms: D2= ∑d i2, where i = 1, 2, ... n. For real trees, the exponent in the equation that describes Leonardo's hypothesis is not always equal to 2 but rather varies between 1.8 and 2.3 depending on the geometry of the specific species of tree. But the general equation is still pretty close and holds for almost all trees.Botanists have hypothesized that Leonardo's observation has something to do with how a tree pumps water from its roots toleaves. The idea being that the tree needs the same total vein diameter from top to bottom to properly irrigate the leaves.But this didn't sound right to Christophe Eloy, a visiting physicist at the University of California (UC), San Diego, who is also affiliated with University of Provence in France. Eloy, a specialist in fluid mechanics, agreed that the equation had something to do with a tree's leaves, not in how they took up water, and the force of the wind caught by the leaves as it blew.Eloy used some insightful mathematics to find the wind-force connection. He modeled a tree as cantilevered beams assembled to form a fractal network. A cantilevered beam is anchored at only one end; a fractal is a shape that can be split into parts, each of which is a smaller, though sometimes not exact, copy of the larger structure. For Eloy's model, this meant that every time a larger branch split into smaller branches, it split into the same number of branches, at approximately the same angles and orientations. Most natural trees grow in a fairly fractal fashion.Because the leaves on a tree branch all grow at the same end of the branch, Eloy modeled the force of wind blowing on a tree's leaves as a force pressing on the unanchored end of a cantilevered beam. When he plugged that wind-force equation into his model and assumed that the probability of a branch breaking due to wind stress is constant, he came up with Leonardo's rule. He then tested it with a numerical computer simulation that comes at the problem from a different direction, calculating forces on branches and then using those forces to figure out how thick the branches must be to resist breakage (see illustration). The numerical simulation accurately predicts the branch diameters and the 1.8-to-2.3 range of Leonardo'sexponent, Eloy reveals in a paper soon to be published in Physical Review Letters."Trees are very diverse organisms, and Christophe seems to have arrived at a simple and elegant physical principle that explains how branches taper in size as you go from the trunk, through the boughs, up to the twigs," says Marcus Roper, a mathematician at UC Berkeley. "It's surprising and wonderful that no one thought of [the wind explanation] sooner.""This study brings trees up to par with manmade structures that have been primarily designed taking into account wind-loading considerations, the Eiffel Tower being perhaps the most well-known example," says Pedro Reis, an engineer at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. The results of this research could "impact our understanding of wind-based damage, such as the destruction by the recent Hurricane Irene," he says, which toppled trees across a large swath of the northeastern United States in September.。
实验十 树干解析
1.2解析木的选取与测定
解析木的选取 选取2种优势树种的优势木，中等木和被压木各1 株，即每块标准地共选择解析木6株。 解析木的测定 在每块标准地附近、具有相同生长条件的林分中 按所计算的各优势树种的平均胸径和树高，选取 冠形良好、生长正常、无病虫害的解析木。在解 析木伐倒以前，应记载它所处的立地条件、林分 状况、伐倒前，应先准确确定根颈位置，并在树 干上标明胸高直径的位置和南北方向。
树干解析
截取圆盘
树干解析
1.2解析木的选取与测定
圆盘扫描 将圆盘带回实验室，用扫描仪扫描后将图像输入 计算机，使用年轮分析系统（WinDENDROTM V6.5）测量南北和东西两个垂直方向上的各圆盘 年轮数和各年轮的宽度。将上述解析木测定因子 填入到解析木调查表中.
1.3生物量的测定
① 树干生物量测定 树干鲜重在野外采用全部称重法。具体方法： 称取各区分段的树干鲜重，精确到0.1Kg，各区分 段的总和即为全树干的鲜重。 在各区分段中央位置截取圆盘，作为样品并称其鲜 重。 将圆盘的树皮剥下，作为树皮样品，再称其鲜重， 将去皮圆盘和皮样品置于105℃恒温下烘干6－8小 时至恒重。
1.3生物量的测定
⑤
I.
含碳率的测定
将烘干的树干、枝、叶、根、倒木、灌木、草本、 枯枝落叶、半分解层的样品各50克左右装到塑料 袋中，并标注样品名称。 将取回的样品进行粉碎：树叶、枯叶和半分解物可 以直接用小型粉碎机进行粉碎，粉碎完所得到的样 品过100目的筛子，重复此步骤直至样品全部从 100目筛子通过； 以上粉碎后的植物样品放入烘箱，在105℃下烘6 小时，然后在电子分析天平上称取样品50mg左右， 将其放入和碳氮分析仪（multi N/C 2100S）配套 的坩埚，并对坩埚进行编号，依次放入碳氮分析仪 进行含碳率测定。
树干直径中圆盘直径和树皮断面积的精准测量方法
这里的关键是断面积的计算。假设树干横断面 是规则的圆形但有一定程度的偏心， 并设树干的实 际直径为 !， 称之为标准直径 （ 严格定义为根据实际 断面积估计的直径） 。而通过髓心的南北、 东西 ! 个方向的直径分别为 "9 和 "! ， 二者平均值为 "， 则" （ 图 9） 。这 "!。当髓心和几何圆心不一致时 " # ! 样所计算的断面积就小于实际面积。所以， 随着偏 心的程度加大， 这种测定误差也就越大。 一个是对测定的 本文提出的解决方案有 ! 个， 值进行校正， 另一个是重新选择测定位置。 !# !" 直径校正 沿用通常使用的方法， 测定南北、 东西 ! 个方向 通过髓心的直径。然后计算校正系数。设变形系数 为 $% & ! ’ "% ， （ 一般 $ % ? 9 ） 。对 ! 个方向的直径分别 计算较正系数， 得 $9 和 $! 。则校正后的直径为 !( & $ % ・" % ， 式中， % 为测定方向 （ !( & ! ） ， 如果测定方向 其值为 9 或 ! 。每个方向上各年度的直径 为 ! 个， 采用同一校正系数。对以往已经测定的直径生长数 据， 可以利用此法进行校正， 提高数据的可靠性和可 用性。 !# $" 测定位置的重新确定 不考虑方向而采用标准直径。这里的标准直径 是指通过髓心的无数个弦中， 和树木实际直径相等 的弦， 把这个弦作为测定位置。标准直径位置的确 定： 将直尺放在髓心上旋转， 当所测的直径 （ 生理直 径） 和圆盘的几何直径 （ 实际直径） 一致时， 这个位 置就是标准直径。这样能够保证测定的直径和实际 直 径一致， 而不需要后期的校正 （ 实际直径的确定
在树干解析时那些形状不规则的圆盘如果不利用图像测量则难以获得准确的实际直径所以用直尺测定个相互垂直的直径通常是长轴和短轴和髓心位置无关平均后作为实际直径
陵岗--观察树干呈圆锥状的奥秘
观察树干呈圆锥状的奥秘有一次夜里刮大风了，好多垃圾和灰尘漫天飞舞，很多小树都弯了腰，但粗壮的大树仍然屹立在田野里，这是为什么呢？后来在观察大自然的过程中我们偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。
树干为什么是圆锥状的呢？圆锥状树干有哪些好处呢？为了探索这些问题，我们进行了更深入的观察、分析和研究。
在辅导老师的帮助下，我们查阅了有关资料，了解到植物的茎对自身有很多作用，重要的有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。
树木的茎主要由维管束构成。
茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。
接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计了试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。
经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个的圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。
近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。
同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。
以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。
在我们的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析的方法。
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树干解析方法将树干截成若干段，在每个横断面上可以根据年轮的宽度确定各年龄（或龄阶）的直径生长量。
在纵断面上，根据断面高度上的年轮数之差可以确定各年龄的树高生长量，从而可进一步算出各龄阶的材积和形数等。
这种分析树木生长过程的方法称为树干解析。
作为分析对象的树木称为解析木。
树干解析是研究树木生长过程的基本方法，在生产和科研中经常应用。
1）树干解析的外业工作
（1）解析木的选取与生长环境记载
解析木的选取应根据分析生长过程的目的和要求而定，一般选择生长正常、无病虫害、不断梢的平均木或优势木。
选取解析木的数量则依精度要求而定。
在解析木伐倒之前，应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅长度及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图。
（2）解析木的伐倒与测定
伐倒前，应先准确确定根颈位置和实测胸径，并在树干上标明胸高直径的位置和南北方向。
伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝在树干上的高度，然后打去枝丫，在全树干上标明北向。
测量树的全高和全高的1/4、1/2以及3/4处的带皮和去皮直径。
（3）截取圆盘
在测定树干全长的同时，将树干区分成若干段，分段的长度和区分段的个数与伐倒木区分求积法的要求一致。
通常采用中央断面区分求积法在每个区分段的中点位置截取圆盘。
在分析树木生长过程中，研究胸高直径的生长过程有着重要意义，故在胸高处必须截取圆盘。
所余不足一个区分段长度的树干为梢头木，在梢头底直径的位置也必须截取圆盘。
一般树高10米以下采用一米区分，如树高为8.4米，应在0米、0.5米、1.3米、1.5米、2.5米、3.5米、4.5米、5.5米、6.5米、7.5米、8.0米处截取圆盘；树高10米以上采用两米区分，如树高为13.1米，应在0米、1.3米、3.6米、5.6米、7.6米、9.6米、11.6米、12.6米处截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，不可偏斜。
以恰好在区分段的中心位置上的圆盘面作为工作面。
用来查数年轮和量测直径。
在圆盘的非工作面上表明南北向，并以分式形式注记，分子为标准地号和解析木号，分母为圆盘号和断面高度，
根颈处圆盘为0号盘，其它圆盘的编号应依次向上编号。
此外，在0号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等。
2）树干解析的内业工作
（1）查定各圆盘上的年轮个数
首先将圆盘工作面刨光（以便查数年轮），并通过髓心划出东西、南北两条直径线；然后查数各圆盘上的年轮个数。
其方法是：
①在0号圆盘的两条直线上，由髓心向外按每个龄阶（3年、5年或10年等）标出各龄阶的位置，到最后如果年轮个数不足一个龄阶的年数时，则作为一个不完整的龄阶。
②在其余圆盘的两条直线上，要由圆盘外侧向髓心方向查数并标定各龄阶的位置，从外开始首先标出不完整的龄阶位置（即0号圆盘最外侧的不完整龄阶），然后按完整的龄阶标出。