第3章 林分结构
第三章 林分结构
第一节 林分直径结构
为了研究复层异龄混交林分的直径结构规律，前苏联特烈其亚
科夫（Tpetb.B.B.，1927）提出了“森林分子”学说，主张把复杂
林分划分成若干个森林分子进行调查，研究森林分子的结构规律。 森林分子是指“在同一立地条件下生长发育起来的同一树种同一年
龄世代和同一起源的林木”。若某林分有两个树种，每个树种都分
第一节 林分直径结构
2.直径变动幅度
林分中各株林木胸径（di）与林分平均胸径（Dg）
的比值，称作相对直径（Ri），即
Ri ＝di ／Dg (4--1)
这样，林分平均直径（Dg）的Ｒ＝1.0，而林分内
最粗林木的相对直径Ｒmax=1.7～1.8倍，最细林木的相
对Ｒmin=0.4～0.5倍。
第一节 林分直径结构
第三章 林分结构
不论是人工林还是天然林，在未遭受到严重地干扰（如自然因
素的破坏及人工采伐等）的情况下，林分内部许多特征因子，如
直径、树高、形数、材积、树冠以及复层异龄混交林中的林层、 年龄和树种组成等，都具有一定的分布状态，而且表现出较为稳 定的结构规律性，在测树学中称它为林分结构规律（ law of stand structure）。因此，林分结构内涵着这些反映林分特 征因子的变化规律，以及这些因子之间的相关规律。探讨这些规 律，对森林经营技术、编制经营数表及林分调查都有着重要意义。
即林分中最粗林木直径一般为平均直径的1.7～1.8倍，最细
林木直径为平均直径的0.4～0.5倍。当然，林分直径变动幅度与林 龄有关，一般幼龄林的直径变幅大些，而成过熟林的直径变幅略小 些。根据这一特征，在同龄林调查中，可目测选定林分内最小或最 大树木，然后可依据最小或最大胸径实测值，分别与林分平均直径 （Dg）的关系估测林分平均直径（Dg）；另外，也可依据目测林 分平均直径（Dg），利用0.45 Dg（或1.75 Dg），确定林分 内最小（或最大）直径值，进而确定林分调查起测径阶及相应的径 阶距。
第三章林分调查与林分结构
林分年龄的确定
• 对于绝对同龄林分，林分中任何一株林木的年龄就是该 林分年龄；
• 对于相对同龄林或异龄林，通常以林木的平均年龄表示 林分年龄。可采用算术平均年龄和加权平均年龄。
• 混交异龄林，以主要树种或目的树种的年龄为主
• 对于复层混交林，通常按林层分别树种记载年龄，而以 各层优势树种的年龄作为林层的年龄。
• 调查方法：查考资料、现地调查、访问
（二）林层 （或林相）（storey）
——林分中乔木树种的树冠所形成的树冠层次 • 单层林(single-storied stand) ：明显地只有一个林
层的林分 • 复层林(multi- storied stand) ：具有两个或两个以
上明显林层的林分 • 在复层林中，蓄积量最大、经济价值最高的林层称
b. 幼树、灌木、活地被物及生物多样性调查 ：采用样方调 查法。
c. 土壤调查 ：在标准地内通过土壤剖面调查土壤。 d. 森林健康:对林分的灾害情况（火灾、病虫害）、树冠脱
叶、树叶颜色等森林健康因子进行调查。
2、内业
—各项林分调查因子计算
包括：林分平均直径、平均高、年龄、树种组成、 地位级（立地指数）、疏密度（郁闭度）、株数 密度、胸高断面积、蓄积量、材种出材量及出材 级等。
（1）每木检尺（ tally，每木调查） a. 确定径阶大小：一般为2cm； b. 确定起测径阶：一般为6径阶，即5.0cm为起测胸径； c. 分树种、林层、用材树、半用材树、薪材树等调查记录。 （2）测树高 a. 按株数径阶分布分配实测15~25株树的高与胸径；绘树高曲线或建立D— H方程； b. 测3株优势木高。 （3）测定郁闭度：“一步一抬头” （3）测定年龄：生长锥或伐倒标准木等方法。 （5）林分环境因子调查：幼树、下木、地被物、土壤、海拔、地形、坡 位、坡向、坡度等。
第三章 林分结构
第三章林分结构一、名词解释1.林分结构2.林分直径结构3.相对直径4.森林分子5.林分树高结构6.树高曲线方程7.林分结构规律8.树高表9.相对树高10.形高二、填空1.经过对各种树种不同条件的林分分析结果表明，不论树种、年龄、密度和立地条件如何，其林分平均直径在株数累积分布曲线上的位置大致在%～%，一般近于%处。
2.在同龄纯林中林木株数按树高分布具有棉线的结构及变化规律，一般呈现出。
3.林分直径结构是测定、研究、、以及这些因子生长的一个依据。
4.直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化，即幼龄林平均直径较小，直径正态分布曲线的偏度为；其峰度为；这种直径分布属于截尾正态分布。
5.林分平均直径的相对直径R= ，而林分内最粗林木的相对直径R max= , 而林分内最细林木的相对直径R min= 。
6.异龄林分中较常见的情况是最小径阶的树木株数，随着直径的增大，林木株数开始时，达到一定直径后，株数减少幅度＿，而呈现为＿曲线。
7.林分树高结构规律的特征是，相对树高R h=1时，相应的株数累积%近似于%，林分中的R max= ,R min= ，与直径相比，树高变幅较。
8.胸高形数和形率不仅是反映＿的重要干形指标，也是计算＿及的重要因子。
9.同龄纯林中的林木形率变动幅度一般为。
10.树木的形数和形率依胸径、树高的增加而。
三、简答1.简述同龄纯林的直径结构规律的特征和主要作用。
2.如何描述同龄纯林的直径结果？3.简述异龄混交林分的典型直径分布规律。
4.简述同龄纯林直径分布的拟合方法。
5.简述树木高与胸径的关系。
6.简述胸高形数和形率的结构。
7.简述胸高形数和形率随直径、树高的变化规律。
8.简述林分材积的变化规律。
9.简述林分内树干材积与断面积的关系。
10.简述研究林分结构的意义。
11.简述实验形数的特点及结构规律。
12.研究林木材积与直径关系有何意义？。
林分的特征结构
林分是指内部特征相同，与其周围有明显区别的一片具体的森林地段。
任何一个林区，都是由一个个林分组成的。
森林是一个较抽象的概念，林分是一个具体的森林地段，区别林分之间的差异，是通过下列内部特征来实现的。
一、林相林相：林分中乔木树种的树冠所形成的层次状况，也称林层。
（1）单层林：只有一个林冠层的林分，如一般的人工纯林；（2）复层林：有2个或2个以上林冠层的林分，如天然林和某些人工纯林；（3）连层林：林冠层次不清，上下连接构成垂直郁闭的林分，如热带雨林；（4）在复层林中，蓄积量最大，经济价值最高的林层称为主林层，其余林层称为副林层。
二、林龄及其结构林龄通常是指林分的平均年龄。
对于组成林层的各树种，分别求其平均年龄，但一般情况下是以优势树种的平均年龄阶段代表林分的年龄。
表示林分的年龄通常用龄级，龄级是根据不同的年龄阶段划分的年龄等级。
不同树种，龄级的长短不同，龄级的产地主要是根据树种的生长速度和寿命确定的。
生长慢。
寿命长的树种，如云杉、红松、楠木等20年为一个龄级；生长速度中等的树种，如马尾松、油松等10年为一个龄级；生长迅速的树种，如杉木等5年为一个龄级；生长很迅速的树种，如泡桐、桉树等2~3年为一个龄级；毛竹一般1~2年为一个龄级。
龄级自幼林起，用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……等表示。
林分年龄不同，林木的生物学、生态学特性不同，通常也可用下列等级表示林分年龄：幼龄林，干材林，中龄林，近熟林，过熟林。
林分中林木的年龄结构状况也是林分的重要性质特征。
林分内林木之间的年龄相同或者彼此之间的差异不超过一个龄级，称为同龄林；同龄林多为人工林，异龄林多为天然林。
三、密度、郁闭度和疏密度（1）密度：是单位面积上的株数，用株/h㎡表示；（2）郁闭度：是林冠投影面积与林地面积之比，用0~1.0表示，郁闭度反映林冠的闭合程度，在较大程度上决定林分的外貌特征和生产力水平；（3）疏密度：是现实林分的胸高断面积与标准林分胸高断面积之比。
疏密度用0~1.0表示，标准林分的疏密度是现实林分生产力和经营水平高低的反映。
《林分结构与培育》PPT课件
第三章 林分结构
第三章林分结构一、名词解释1.林分结构2.林分直径结构3.相对直径4.森林分子5.林分树高结构6.树高曲线方程7.林分结构规律8.树高表9.相对树高10.形高二、填空1.经过对各种树种不同条件的林分分析结果表明，不论树种、年龄、密度和立地条件如何，其林分平均直径在株数累积分布曲线上的位置大致在%～%，一般近于%处。
2.在同龄纯林中林木株数按树高分布具有棉线的结构及变化规律，一般呈现出。
3.林分直径结构是测定、研究、、以及这些因子生长的一个依据。
4.直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化，即幼龄林平均直径较小，直径正态分布曲线的偏度为；其峰度为；这种直径分布属于截尾正态分布。
5.林分平均直径的相对直径R= ，而林分内最粗林木的相对直径R max= , 而林分内最细林木的相对直径R min= 。
6.异龄林分中较常见的情况是最小径阶的树木株数，随着直径的增大，林木株数开始时，达到一定直径后，株数减少幅度＿，而呈现为＿曲线。
7.林分树高结构规律的特征是，相对树高R h=1时，相应的株数累积%近似于%，林分中的R max= ,R min= ，与直径相比，树高变幅较。
8.胸高形数和形率不仅是反映＿的重要干形指标，也是计算＿及的重要因子。
9.同龄纯林中的林木形率变动幅度一般为。
10.树木的形数和形率依胸径、树高的增加而。
三、简答1.简述同龄纯林的直径结构规律的特征和主要作用。
2.如何描述同龄纯林的直径结果？3.简述异龄混交林分的典型直径分布规律。
4.简述同龄纯林直径分布的拟合方法。
5.简述树木高与胸径的关系。
6.简述胸高形数和形率的结构。
7.简述胸高形数和形率随直径、树高的变化规律。
8.简述林分材积的变化规律。
9.简述林分内树干材积与断面积的关系。
10.简述研究林分结构的意义。
11.简述实验形数的特点及结构规律。
12.研究林木材积与直径关系有何意义？。
第三章森林结构特征与生态功能
第三章森林结构特征与生态功能▪⑴构成森林的植物成分▪枯立木：林木中常常由于自然枯死或感染病虫害而枯死的林木称为枯立木。
▪森林是以乔木为主的植物群落，除乔木树种外，其他植物成分还很多。
（一）立木层是所有乔木树种的总称。
每一株树木称为立木或林木。
立木层中的树种因其经济价值、作用和特点不同，又分为以下几类：▪优势树种又称建群树种。
它是群落中数量最多的树种，它决定着群落特点，支配环境。
▪主要树种：又称目的树种。
是符合人们经营目的的树种，一般具有最大的经济价值。
主要树种同时又是优势树种，但是有些天然林中，主要树种不一定数量最多；次生林中，往往缺少主要树种。
▪伴生树种：又称辅佐树种。
它是陪伴主要树种生长的树种，一般比主要树种耐荫，生长速度同步而终生高度略低。
伴生树种的作用主要是促使主要树种干材通直，抑制其萌条和侧枝发育。
在防风为主的防守林带中，伴生树种可增加树冠层的厚度和紧密度，提高防护效益。
▪次要树种：又称非目的树种。
它是群落中不符合经营目的要求的树种，经济价值低。
木材松软的软杂木多属次要树种。
次生林大多由次要树种组成。
▪先锋树种：稳定的森林被破坏后，迹地裸露，小气候剧变，稳定群落中的原主要树种难以更新，而不怕日灼、霜害的喜光树种，适者生存占据了地盘。
被誉为先锋树种。
（二）下木层▪下木即林内的灌木，但其高度一般终生不超过成熟林分平均高的一半（这一点是与幼树区别的重要标志）。
▪下木对防护、更新有重要影响，也具有经营上的意义。
(三) 地被物层▪死地被物层：指林地上的枯枝落叶层。
▪活地被物层：是林内的草本植物和半灌木、小灌木、苔藓、地衣、真菌等组成的植物层次，居林内最下层，往往又可分两个层次：草本层和苔藓层。
（四）层外植物▪又称层间植物。
是林内没有固定层次的植物成分。
如藤本植物、附生植物、寄生植物，以及土壤中的细菌、真菌、藻类等。
层外植物往往是湿热气候的标志。
层外植物利害具有双重性：有的具有很高的经济价值，有的缠绕在树干上可使林木致死，被称为“绞杀植物”。
第三章林分结构一、名词解释1相对直径2林分结构3地位指数4疏...
第三章林分结构
一、名词解释
1相对直径２林分结构
３地位指数４疏密度，地位级
５形高
二、填空
1形高（fh）随着林木的树高和而变化，当树越高而（fh）越。
2在相对直径处，最小相对直径，最大相对直径是，林分平均直径是。
3根据同龄纯林的直径结构规律，不论树种、年龄、密度和立地条件如何，林分平均直径的位置大致在株数累积的%处。
4直径分布是指同龄纯林直径分布的具体形态有时虽有所变化，但基本上都可以认为是遵从。
三、判断
1林分中树木中央直径与林分平均直径之比称为相对直径。
( )
2反映林分密度的尺度有立木度、疏密度和郁闭度。
（）
四、简答题
1 研究林分结构有何重要意义？
2 同龄纯林直径结构规律及其特点是什么？
3 林木高随胸径的变化规律是什么？在林分调查中有何作用？
4 胸高形数、形率随直径、树高的变化规律是什么？
5 实验形数有何特点？
6 研究林木材积与直径关系又何意义？
7简述郁笔度、疏密度的概念并说明测算步骤。
8图示：林分形高随树高的变化规律，林分林木累积株数百分比与相对直径的关系，林分平均高和林分平均年龄，同龄林的林分结构，形数与树高
9 试述研究同龄纯林的结构规律，为何以直径结构为基础？试述如何用数理统计及其
特征数研究直径分布，当前国内的状况如何？
10说明同龄林纯林林分生长规律。
11简述林分结构规律。
第三章林分结构
样地数
分布函数类型
正态 对数正态
威布尔
г分布
接受假设数
42
26
24
15
推翻假设数
3
24
26
35
样地数合计
45
45
45
45
接受率（％）
93.3
57.8
53.3
33.3
β分布 43 2 45 95.6
4.林分结构3 贝塔分布拟合特征数
马占相思林分直径结构贝塔分布主要特征数
Fitting result of βdistribution on A. mangium DBH structure
f (x)
1
e
xa 2
2b2
b 2
aD
b
幼龄林阶段林分平均直径较小， 直径分布常呈左偏，这种偏态 属于截尾正态分布。当林分平 均直径逐渐加大时，直径分布 就接近正态。
P68,F3-3
通过直径分布可以预估各个径阶 的株数，在生长量测定、收获预 估、材种测算以及抚育采伐量工 作中都起着十分重要的作用。
jp4_01 0.461 0.8 0.37 0.1619 2.9187 4.9697 3.42 50 49.9
jp1_01 0.142 -0.53 0.3897 0.1813 2.4299 3.8053 1.05 68 68.1
4.林分结构4 不同直径分布类型
不同直径分布林分样地径阶拟合株数对比
itting value on diameter groups with different distribution function 地块号 类型 均径 d4n d6n d8n d10n d12n d14n d16n d18n d20n 理论株 jp3_20 zt 6.2 5.4 26 9.2 0 0 0 0 0 0 40.6 jp3_20 dz 6.2 2.7 29 9.4 0 0 0 0 0 0 41.1 jp3_20 gm 6.2 4.8 27 9.6 0 0 0 0 0 0 41.4 jp3_20 bt 6.2 6.3 25 9.4 0 0 0 0 0 0 40.7 jp1_01 zt 10.1 0 0 15 34.6 16.9 1.6 0 0 0 68.1 jp1_01 wb 10.1 0 0 16.4 36.1 14.9 0.6 0 0 0 68 jp1_01 bt 10.1 0 0 17.8 32.2 16.3 1.8 0 0 0 68.1 jp2_01 zt 10.1 0 0 12.9 31.4 13.7 1 0 0 0 59 jp2_01 dz 10.1 0 0 11.2 32.7 11 4.2 0 0 0 59.1 jp2_01 bt 10.1 0 0 15.2 29.5 13.3 1.1 0 0 0 59.1 jp3_03 zt 14.6 0 0 0 1.7 7.2 14.4 12.4 5.4 0 41.1 jp3_03 dz 14.6 0 0 0 1 7.9 14.5 10.4 7.2 0 41 jp3_03 bt 14.6 0 0 0 2 8 12.6 12.6 5.8 0 41
第3章 理想的森林结构模式 (2)
法正林的条件太严格，现实林经过几个轮伐期才能实现 把现实林导成法正林，常因经济上的损失而陷于困境。
– 不到一定林龄的林分被提前采伐，几乎停止生长的老龄林分 不得不保留
然而，否定了法正林的人也并未提出代替否定法正林 的森林经理的指导原则。他们虽对法正林进行了批判 并加以破坏，但并未创造出一个可以代替的东西来。 Baader对此事实在他的论文中说：“永续性和法正林 者，是表里一体的概念。没有永续概念则不可能想出 法正林，相反，如果没有法正林概念也就没有永续。 没有法正林的永续，等于没有罗盘和舵的船在海上漂 流一样”。
纯从森林本身考虑问题，忽视外部环境的影响。
– 单纯考虑木材的永续利用，忽视森林多资源和多效
益的发挥。 – 法正状态维持的实质，只是保证采伐量与生长量之 间长期的静止的平衡，看待三量（生长量、蓄积量、 采伐量）的关系比较僵化。 – 片面把森林经理工作的全部内容归之于把现实林向 法正林诱导，并以实现法正林作为森林经营的最终 目的，为法正林而法正，缺乏现实意义。
法正林虽然是容易想象出的一种状态。但在森林经理 学中是一种卓越的思想，它为森林永续利用模拟了最 优的森林结构，揭示了森林资源物质再生产的内部规 律，长期以来，这种以同龄林为对象的目标模式，以 及作为森林生产组织的规范，一直是森林经理学的理 论基础，由此促进了森林经理的飞跃发展。
把森林导向法正林是森林经理的任务，这种时代一直 继续下来。
森林有法正龄级分配与法正生长量，则其所有 林木材积之和，即谓之法正蓄积。 法正蓄积与土地同为森林的重要资本，但因树 种、作业法、轮伐期、立地条件、经营法（如 关于抚育程度等）而有高低之别。
——回顾：法正林的前提
法正蓄积量的计算 在实际应用中，因计算的时间不同，可分为 春、夏、秋三种法正蓄积。
林学初中教材第二册第三章教学解析
林学初中教材第二册第三章教学解析林学是一门研究森林资源、森林生态及其保护与经营利用的学科，是培养学生环保意识和培养绿色发展观的重要内容之一。
林学初中教材的第二册第三章内容涵盖了林木生长的基本要素、林分结构和林木数量与密度的计算等。
本文将对该章节的教学解析进行介绍。
一、林木生长的基本要素林木的生长主要受到光、温度、湿度和土壤等环境因素的影响。
在教学过程中，可以通过PPT或实地考察的方式，向学生展示不同环境条件下树木的生长情况，让学生观察、感受环境因素对树木生长的影响。
同时，还可以通过实验，让学生了解光合作用、光周期与树木生长等相关知识。
二、林分结构的组成林分结构是指林木在空间上的分布情况和层次关系，可以分为上层乔木层、中层亚乔木层和下层灌木层。
在教学中，要引导学生了解不同层次的植物特点和分布规律。
可以通过展示图片，让学生观察并描述不同层次的植物外貌特征和生活习性，培养学生的观察力和描述能力。
三、林木数量与密度的计算林木数量与密度的计算是林业实践中常用的方法，对于合理规划林木资源和进行林木调查有着重要意义。
在教学中，可以通过示范和实践操作相结合的方式，引导学生学会计算单位面积内林木数量和密度的方法。
可以提供实际数据和工具，让学生进行实际计算练习，并引导学生分析结果和解读意义，培养学生的数据分析和问题解决能力。
结语通过对林学初中教材第二册第三章的教学解析，可以让学生了解林木生长的基本要素、林分结构的组成以及林木数量与密度的计算方法。
在教学过程中，教师可以采用多种方式进行教学，如图片展示、实地考察和实验等，增强学生的学习兴趣和参与度，帮助他们更好地理解和应用所学知识。
通过这种方式，可以提高学生对林学的认识和理解，培养他们的环保意识和绿色发展观，为未来的可持续发展做出贡献。
林分直径结构
第3章 林分结构［本章提要］本章将主要介绍林分结构中最基础、最重要的林分直径结构规律，并以人工林为对象，介绍林分直径结构规律、特征及其拟合方法。
在此基础上，简要地介绍树高、干形及材积等主要测树因子的结构规律及特征。
3.1林分直径结构3.1.1林分直径结构概述不论是人工林还是天然林，在未遭受到严重地干扰（如自然因素的破坏及人工采伐等），经过长期的自然生长枯损与演替的情况下，林分内部许多特征因子，如直径、树高、形数、材积、树冠以及复层异龄混交林中的林层、年龄和树种组成等，都具有一定的分布状态，而且表现出较为稳定的结构规律性，在测树学中称它为林分结构规律（law of stand structure ）。
因此，林分结构内涵着这些反映林分特征因子的变化规律，以及这些因子之间的相关规律。
探讨这些规律，对森林经营技术、编制经营数表及林分调查都有着重要意义。
在林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态，称作林分直径结构（Stand diameter structure ），亦称林分直径分布（Stand diameter distribution ）。
无论在理论上还是在实际上，林分直径结构是最重要、最基本的林分结构，不仅因为林分直径便于测定，而是因为林分内各种大小直径的树木的分配状态，将直接影响树木的树高、干形、材积、材种及树冠等因子的变化。
经研究也表明，上述各因子的结构规律与林分直径结构规律紧密相关。
在理论上它为许多森林经营技术及测树制表技术提供了依据。
在林分直径结构中，又以同龄纯林的直径结构规律为基础，而复层异龄混交林的直径结构规律要复杂得多。
因此，在林分直径结构中，主要研究同龄纯林的直径结构规律以及在营林技术中的作用。
同龄纯林的直径结构规律的重要作用主要体现在以下几个方面。
⑴林分材种结构与林分直径结构密切相关，并且对林分材种结构规律及特点，林分直径结构起着重要的作用。
它不仅决定各材种的分布比例，而且决定各材种的总材积呈。
东北林业大学测树学试题3
3.林层：林分中乔木树种的树冠所形成树冠层次称作林层。
4.单层林：只有一个树冠层组成的林分称作单层林。
11.异龄林：林分中树木年龄差异超过一个龄级，这样的林分称作异龄林。
三、简述题
1.同龄纯林直径结构规律的特征是什么？
同龄纯林直径结构近似遵从正态分布，直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化，即幼龄林平均直径较小，直径正态分布曲线的偏度为左偏（亦称正偏，即偏度值大于零）；其峰度为正值；这种左偏直径分布属于截尾正态分布。随着林分年龄的增加，林分算术平均直径（ ）逐渐增大，直径正态分布曲线的偏度由大变小，峰度也由大变小（由正值到负值），林分直径分布逐渐接近于正态分布曲线（正态分布曲线的偏度值及峰度值均为零）。
3.林分材积变化规律
⑴从林分总体看，如果以横坐标示胸径，纵坐标示各径阶的平均材积，绘制材积—径阶散点图，并把各点连接起来，则可以构成一条曲线，这条曲线称作材积—直径曲线。
⑵在各径阶内，材积变动范围很大。
四、论述题
1.林木高随胸径的变化规律
一般说，在林分中林木胸径越大，林木也越高，即林木高与胸径之间存在着正相关关系。其规律如下：
5. 胸高形数受干形和树高双重影响，而实验形数则只受干形影响，因此，实验形数比胸高形数相对稳定。
6.材积按径阶的分布序列与林木株数按直径的分布序列一样，具有近似正态分布曲线的特征。
二、概念题
1.林分直径结构：在林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态，称作林分直径结构（Stand diameter structure），亦称林分直径分布（Stand diameter distribution）。
测树学—第3章—林分结构
直径变动幅度旳数理统计解释
Dg2
D2
2
D 2 1
2 D2
D2
1
C
2 D
即：
1
Dg
D
1
C
2 D
2
林分直径分布为正态时，林木总株数旳99.7%位于 D 3
Dmax D 3 D 1 3CD
Dmin D 3 D 1 3CD
相对直径：
RDmax
Dmax Dg
配状态，称作林分树高构造，亦称林分树 高分布。
• 在同龄纯林中一般呈现出接近于该林分平
均高旳林木株数最多旳非对称性旳山状曲
线。
hi
• •
相 与对直树径高相（比R，h树）高＝变H幅D较小，Rh＝0.6~1.2
二、 林木高与胸径旳关系
林木高随胸径旳变化规律 ：
⑴树高随直径旳增长而增大。 ⑵在每个径阶范围内，林木株数按树高旳分布也
0.5
0.7
1.2
8.9
0.6
3.5
1.3
6.3
0.7
9.5
1.4
3.3
0.8
16.1
1.5
1.5
0.9
18.4
1.6
0.5
1.0
18.1
1.7
0.1
1.1
13.1
小叶水青冈累积分布曲线
三、异龄林直径构造
异龄混交林分中经典直径分布呈现为近似双曲线形式旳反 “J”形曲线，有时呈现为不对称旳单峰或多峰山状曲线。
3
（三）直径分布动态规律
直径正态分布曲线旳形状伴随林分年龄 旳增长而变化 ： • 平均直径（Dg）：由小→大； • 变动系数（CD）：由小→大； •态偏（度α3＝（0α）3）→：右左偏偏（（αα33<>00，，负正偏偏））；→正 • 峰度（α4）：高峰态（α4>0） →正态 （α4＝0） →低峰态（α4<0）。
最新第二、三章__林分调查与林分结构
算
术
A Ai N
林分起源的意义：
• 起源不同的林木其生长过程也不同，与萌生林相比，实生 林在幼小时生长较慢，以后生长加快，寿命较长，采伐年 龄一般也比萌生林大
• 实生林可以培养贵重的木材，一般树干通直，材质较好， 并且一般生活力和抵抗病虫害的能力较强。
• 对于同一树种而起源不同的林分，不仅采取的经营措施不 同，而且在营林中所使用的数表也不相同。
• 调查方法：查考资料、现地调查、访问
（二）林层 （或林相）（storey）
——林分中乔木树种的树冠所形成的树冠层次 • 单层林(single-storied stand) ：明显地只有一个林
层的林分 • 复层林(multi- storied stand) ：具有两个或两个以
上明显林层的林分 • 在复层林中，蓄积量最大、经济价值最高的林层称
表示 • 龄级（age class）是对林木年龄的分级，用罗马数字表示，I，
II，III…。 1)慢生树种以20年为一个龄级，如云杉、红松等； 2)生长速度中等的树种以10年为一个龄级，如白桦等； 3)生长较快的树种以5年为一个龄级，如杉木、杨树等； 4)生长很快的树种以2～3年为一个龄级，如桉树等。 • 龄组（age group）分：幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和 过熟林等
为主林层，其余为次林层。 • 林层序号以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……等表示。
如凉水林场云冷杉红松林，I层（红松），II层（云、 冷杉）
• 划分林层的标准
——《森林资源规划设计调查主要技术规定》（2003）中 规定划分林层的标准是： （1）各林层每公顷蓄积量大于30m3； （2）相邻林层间林木平均高相差20%以上； （3）各林层平均胸径在8cm以上： （4）主林层郁闭度大于0.3，其它林层郁闭度大于0.2。
03第三章 林分结构Y
桉树纸浆林
杨树大径材林
桉树大径材林
第一节
林分密度
三、确定密度的原则 1.林分密度与造林树种间的关系 喜光性、速生性、树冠特征、根系特征、干形和分枝特点等。
喜光而速生的树种宜稀，如杨树、落叶松等； 耐阴而初期生长较慢的宜密，如云杉、侧柏等； 干形通直而自然整枝良好的宜稀，如杉木、檫树等； 干形易弯曲且自然整枝不良的宜密，如马尾松、部分栎类树种； 树冠宽阔而且根系庞大的宜稀，如毛白杨、团花等； 树冠狭窄而且根系紧凑的宜密，如箭杆杨、冲天柏等。
第一节
林分密度
二、密度的作用-5 2.密度对林木生长的作用 （4）密度对林分干材产量的影响 对林分总产量的影响 系统密度管理法 ：通过造林密度的选择、幼林抚育管 理、疏伐、间伐等一系列调整密度的方法，使林分从第一次 进入合理密度开始，使其密度始终保持在合理密度范围之内， 即经多次密度调节最终达到主伐期。系统密度管理法的意义 就在于把竞争引起的能量消耗转化为生产,是提高林分生产 力的重要途径。
853 793 743 701 665 634 608
390mm
1342 1188 1063 959 872 798 734
250mm
930 824 737 665 604 553 509
第一节
三、确定密度的原则
3.林分密度与培育技术的关系
林分密度
就培育技术的总体而言，培育技术越细致，越集约，林木 就越速生，就越没必要密植。 4.林分密度与经济因素的关系 选择投入产出比最合理的造林密度，特别是商品林。
图3—3不同密度杉木林分 平均单株材积的阶段变化
当N趋于最大密度时，α值接近1.5,叫 3/2幂法则。 3/2幂法则与雷尼克公式是编制密度管理图表的主要基础。
测树cha03林分结构
测树cha03林分结构第三章林分结构林分结构规律（law of stand structure）在未遭受到严重地干扰，林分内部许多特征因子，都具有一定的分布状态，而且表现出较为稳定的结构规律性，称林分结构主要研究：（1）林木在林分中的空间占有状态－生态学（2）林木各调查因子按林木大小的分布状态－测树学各调查因子：直径、树高、形数、材积、树冠以及复层异龄混交林中的林层、年龄和树种组成等本章提要一、林分直径结构（一）定义（二）林分直径结构的意义（三）同龄纯林直径结构（四）异龄林直径结构（一）定义林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态，称林分直径结构（Stand diameter structure）林分直径分布（Stand diameter distribution）（二）林分直径结构的意义1.林分材种结构与林分直径结构密切相关2.林分直径结构与林分G和M3.林分直径结构与其它相关因子（如树高、断面积、干形和材积）的结构4.制定、检查营林措施效果的主要依据（三）同龄纯林直径结构1.直径正态分布2.描述直径分布的统计特征数3.直径分布动态规律4.直径变动幅度5.累积分布曲线1、直径正态分布近似正态的单峰有偏分布以林分算术平均直径为峰点、中等大小的林木株数占多数、向其两端径阶的林木株数逐渐减少的对称的山状曲线直径正态分布曲线的形状随着林分年龄的增加而变化不同年龄栎树林的直径分布2、描述直径分布的统计特征数林分算术平均直径：变动系数：偏度（skewness）：峰度（kurtosis）：3、直径分布动态规律随着林分年龄的增加而变化：平均直径（Dg）：由小→大；变动系数（C D）：由小→大；偏度（α3）左偏（α3>0，正偏）→正态（α3＝0）→右偏（α3<0，负偏）；峰度（α4）高峰态（α4>0）→正态（α4＝0）→低峰态（α4<0）。
直径分布动态规律4、直径变动幅度①相对直径（R i）：R i＝D i／Dg②反映竞争能力③最粗林木Ｒmax=1.7～1.8④最细林木Ｒmin=0.4～0.5⑤意义：目测Dg或Dmin、Dmax确定起测径阶和相应的径阶距（四）异龄林直径结构反“J”形曲线二、林分树高结构意义：受密度影响较小1.定义不同树高的林木按树高组的分配状态，称作林分树高结构（分布）2.规律同龄纯林：接近于该林分平均高的林木株数最多的非对称性的山状曲线相对树高（Rh）＝与直径相比，树高变幅较小，Rh＝0.6~1.2三、树木高与胸径的关系（一）变化规律（二）树高曲线方程（一）变化规律1.树高随直径的增加而增大。
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（五）累积分布曲线
• 自然径阶 ：将相对直径按0.1的阶距划分的径阶 。 小叶水青冈自然径阶的分布
自然径阶 株数（%） 自然径阶 株数（%）
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
0.7 3.5 9.5 16.1 18.4 18.1 13.1
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
k
1 c
Weibull分布参数矩解法：
• 因位置参数a（a=dmin）已知，采用胸径的前 二阶原点矩V1和V2可得：
V1 b1 a V2 b 2 2 2ab1 a 2Biblioteka • 联立方程组得迭代公式：
V2 1 (V1 a) 2 2 a(2V1 a)12 0 b (V1 a) / 1
H 1.3
a (1 bD c )
bD c
c
14
15 16
Korf (1939)
修正Weibull（Yang, 1978） Logistic (1838)
H 1.3 ae
H 1.3 a(1 ebD )
H 1 .3 a 1 be cD
17
18 19 20
一、林分直径结构的意义
1）林分材种结构与林分直径结构密切相关，并且 对林分材种结构规律及特点，林分直径结构起着 重要的作用。林分直径结构是编制林分材种出材 量表的基础。 2）林分直径结构规律是研究、推断相关因子（如 树高、断面积、干形和材积）的结构规律。 3）林分直径结构是测定、预测林分断面积和蓄积 及其生长过程的一个依据。 4）林分直径分布规律，可作为制定、检查营林措 施（如抚育间伐）效果的主要依据。
Weibull分布
Weibull分布参数最大似然估计法：
• 根据最大似然原理，由Weibull分布的pdf可得到：
n n n c c 1 1 xi ln(xi ) /( xi ) c n ln(xi ) i 1 i 1 i1
c b 1 ( x n i ) i 1
式中：a—位置参数（直径分布最小径阶下限值）； b—尺度参数； c—形状参数 参数求解方法：矩解法、最大似然估计法和百分位法
Weibull分布的性质：
• 在Weibull分布密度函数的参数中，其形状参数 c尤为重要，c取不同的数值其分布曲线形状类 型即不同，因此具有较大的灵活性和适应性。 1）当c<1时，为倒J型分布 ； 2）当c＝1时，化为负指数分布 ； 3）当c＝2时，化为x2分布 ； 4）当c＝3.6时，近似为正态分布 ； 5）当c→∽时，变为单点分布。
第3章 林分结构
内容提要
• 林分直径结构 • 林分直径分布拟合方法 • 林分树高结构
林分结构
• 林分在未遭受破坏的情况下，林分内部存在 着一些比较稳定的结构规律。 • 林分结构：指树木再林分中的分布状态 • 林分结构主要研究： （1）林木在林分中的空间占有状态－生态学 （2）林木各调查因子按林木大小的分布状态 －测树学
二、同龄纯林直径结构
（一）直径正态分布
• 静态分布－近似正态的单峰有偏分布：以林分算术平 均直径（D）为峰点、中等大小的林木株数占多数、向 其两端径阶的林木株数逐渐减少的对称的山状曲线
同龄纯林直径分布曲线
（一）直径正态分布
直径分布
截尾正态分布
（二）描述直径分布的统计特征数
• 林分算术平均直径：D • 变动系数： D
（1）正态分布
正态分布的概率密度函数(pdf)为：
f ( xi ) 1 2 e 2
x2 i
式中： x Di D i D
d—林木实测直径值；
D —林木算术平均直径；
δD
—林分直径标准差
（2）Weibull分布
三参数Weibull分布的概率密度函数(pdf)为：
0 c x a c 1 f ( x ) b x a b e c b xa x a, b 0, c 0
2 ( 实际值 理论值） 2 理论值 m
• 利用分布函数拟合直径分布。
二、异龄林直径分布拟合方法
• 相对直径法。 • 概率分布函数法 ：β分布和Weibull分布 函数 。 • 均衡异龄林可用负指数 函数：
f ( x) Keax
式中：a—林木株数在连续的径阶中减少的速率参数； K—林分的相对密度。
第二节 林分直径分布拟合方法
一、同龄纯林直径分布拟合方法 2 3 y a bx cx dx （一）相对直径法 ： （二）概率分布函数法 • 近20多年来，主要采用概率密度分布函数描述、 拟合林分直径分布。 • 可根据林分直径分布的具体形状特征和变化规律， 选用不同的概率密度分布函数，一般常用的分布 主要有： 正态分布、Weibull分布、Γ分布、β 分布、SB分布等。 • 林分生长和收获预估模型、林分直径动态预测模 型中，Weibull分布应用最广泛。
n
1 c
• 在拟合林分直径分布时，一般采用下列形式：
k k k c c 1 1 f x ln( x ) /( f x ) f ln( x ) i i i i c n i i i i 1 i1 i 1
1 c b n ( f i xi ) i 1
树高曲线方程
序号 11 12 13 方程名称 Levakovic (1935) Yoshida (1928) Ratkowsky and Reedy (1986) 树高曲线方程
H 1.3
H 1.3
a , d 1或2 (1 bD d ) c
a d (1 bD c )
树高曲线方程
序号 方程名称 树高曲线方程
H a b Dc
2.5
1
2 3
双曲线
柯列尔(Rоляср，1878) Goulding (1986)
H 1.3 aDb e cD
b H 1.3 a D
4
5 6 7 8 9
Schumacher(1939)
Wykoff 等人(1982) Ratkowsky （1990） Hossfeld (1822) Bates and Watts (1980) Loetsh 等人 (1973)
RD min Dmin D 1 3C D 1 3C D 1 1 Dg 2 2 2 2 D 1 CD 1 CD
Dmax D 3 D 1 3CD
的范围内:
当CD>1/3时，Ｒmin出现负值，成截尾正态分布
（五）累积分布曲线
• 采用相对直径表示林木直径时，若把各径阶内 林木株数同时也换算为相对值，并计算出各径 阶株数累积百分数。这样，便于将不同林分平 均直径、不同林木株数的林分置于相同尺度上 进行分析比较 • 经过对各树种不同条件的林分分析结果表明， 不论树种、年龄、密度和立地条件如何，其林 分平均直径（Dg）在株数累积分布曲线上的位 置大致在55%～64%，一般近于60%处。
第一节 林分直径结构
一、 林分直径结构的意义 • 林分直径分布（Stand diameter distribution）—林 分内林木株数按径阶的分配状态，也称作林分直径 结构。 • 林分直径结构是最重要、最基本的林分结构 • 林分直径便于测定，且林分内各种大小直径的树木 的分配状态，将直接影响树木的树高、干形、材积、 材种及树冠等因子的变化。 • 各因子的结构规律与林分直径结构规律紧密相关。
第三节 林分树高结构
一、林分树高结构规律 • 在林分中，不同树高的林木按树高组的分 配状态，称作林分树高结构，亦称林分树 高分布。 • 在同龄纯林中一般呈现出接近于该林分平 均高的林木株数最多的非对称性的山状曲 线。 hi • 相对树高（Rh）＝ H D • 与直径相比，树高变幅较小，Rh＝0.6~1.2
直径变动幅度的数理统计解释
2 2 2 D D D 1 D 1 C D D2
2 g 2 2 2
即：
Dg D 1 C
1 2 2 D
林分直径分布为正态时，林木总株数的99.7%位于 D 3
Dmin D 3 D 1 3CD 相对直径： D D 1 3C D 1 3C D RD max max 1 1 Dg 2 2 2 2 1 C D D 1 C D
Mitscherlich（1919）
Gompertz（1825） Richards(1959) Sloboda （1971）
H 1.3 a(1 becD )
H 1.3 aebe
cD
H 1.3 a(1 e cD ) b
直径分布动态规律
（四）直径变动幅度
• • • • • 相对直径（Ri） ：Ri＝Di／Dg 林分平均直径（Dg）的Ｒ＝1.0 林分内最粗林木的相对直径Ｒmax=1.7～1.8 最细林木的相对Ｒmin=0.4～0.5 即林分中最粗林木直径一般为平均直径的1.7～ 1.8倍，最细林木直径为0.4～0.5倍。 这一规律 可用于目测Dg或Dmin、Dmax
8.9 6.3 3.3 1.5 0.5 0.1
小叶水青冈累积分布曲线
三、异龄林直径结构
异龄混交林分中典型直径分布呈现为近似双曲线形式的反 “J”形曲线，有时呈现为不对称的单峰或多峰山状曲线。
冷杉异龄林直径分布
复层异龄混交林分的直径结构规律
• 森林分子 －“在同一立地条件下生长发育起来 的同一树种同一年龄世代和同一起源的林木”。 • 若某林分有两个树种，每个树种都分别属于同一 年龄世代，则此林分就是由两个森林分子组成。 • 如果某林分有两个树种，其中一个树种只有一个 年龄世代，另一个树种则分属两个不同的世代， 则此林分由三个森林分子组成。 • 在每个森林分子内部都存在着与同龄纯林一样的 结构规律，这为研究复杂林分结构规律的一个重 要进展。