测树学—第4章—立地质量及林分密度
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之间的残差图。在残差图中，超出±2倍标准差 以外的数据作为极端观测值予以剔除。
3．导向曲线的拟合 ．
• 在林分优势高生长曲线簇中，有一条代 表在中等立地条件下，林分优势高随林 分年龄变化的平均高生长曲线，这条曲 线称作导向曲线。 • 该曲线的形状近似呈“S”型，常用树木 生长方程来拟合这条曲线，主要候选模 型有：
大兴安岭落叶松天然林林型分布
第二节 地位指数表和地位级表的编制
• 在测树学中，评定有林地的生产潜力， 一般采用依据林分高与年龄的关系所编 制的地位级表或地位指数表，下面介绍 这两种表的编制方法。
一、地位指数表的编制方法
1. 资料的收集 （1）确定标准地的数量 ） 根据未来用表地区范围的大小及编表树种的生长状 况，确定标准地的数量，一般要求每个树种在300块以上 为宜。在编表地区内，分别树种，在不同年龄、不同立 地条件（如地形、地势、坡度、坡向、坡位或各种土壤 类型）上设置标准地。 （2）标准地选设条件 ）
⑶指示植被法
• 一定的植物经常与某种立地质量结合在一起，而不 存在于其它立地质量中，这种植物可称作指示种 • 常用于植被比较简单的而且指示植物较明显的高纬 度地区，如林型法用于北欧、俄罗斯远东地区和我 国大兴安岭地区。 • 评定依据是由于许多环境因子影响林分上层林木和 下层植被的生长，因此可以利用下层植物为特征为 有关的树木生长的立地质量提供信息。
（1）根据上层木树种间的关系评定立地质量 ） • 当所要研究的树种尚未生长在将要评定的立地 上时，只能采用间接的方法评定该树种在此立 地上的立地质量。 • 利用现有树种的林分优势木平均高（或林分条 件平均高）之间的回归关系，利用现有林分的 地位指数（或地位级）推算所评定树种在同样 立地上所具有的立地质量。 • 采用这种方法的前提是所评定的树种的生长型 和现实林分主要树种的生长型之间存在着密切 的关系，适合使用这种方法的最普通的关系为 两个树种的地位指数之间呈线性关系
小兴安岭红松天然林地位指数表 标准年龄：100年（单位：m） 标准年龄： 年 单位： ）
年龄 （年） 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 地 位 指 数 级 12 4.58～ 4.58～5.40 6.80～ 6.80～8.03 8.49～ 8.49～10.02 9.85～ 9.85～11.63 11.00～ 11.00～12.99 11.98～14.15 11.98～ 12.84～ 12.84～15.16 13.59～ 13.59～16.05 14.25～ 14.25～16.83 14.84～ 14.84～17.52 15.36～ 15.36～18.14 15.83～ 15.83～18.69 16.24～ 16.24～19.18 16.62～ 16.62～19.63 16.96～ 16.96～20.03 14 ～6.23 ～9.27 ～11.56 ～13.42 ～14.99 ～16.33 ～17.50 ～18.52 ～19.42 ～20.22 ～20.93 ～21.57 ～22.14 ～22.65 ～23.11 16 ～7.06 ～10.50 ～13.10 ～15.22 ～16.99 ～18.51 ～19.83 ～20.99 ～22.01 ～22.92 ～23.72 ～24.44 ～25.09 ～25.67 ～26.20 18 ～7.90 ～11.74 ～14.65 ～17.01 ～18.99 ～20.69 ～22.17 ～23.46 ～24.60 ～25.62 ～26.52 ～27.32 ～28.05 ～28.70 ～29.28 20 ～8.73 ～12.98 ～16.19 ～18.80 ～20.99 ～22.87 ～24.50 ～25.93 ～27.19 ～28.31 ～29.31 ～30.20 ～31.00 ～31.72 ～32.36 22 ～9.57 ～14.22 ～17.73 ～20.59 ～22.99 ～25.05 ～26.83 ～28.40 ～29.78 ～31.01 ～32.10 ～33.08 ～33.95 ～34.73 ～35.44 24 ～10.40 ～15.46 ～19.28 ～22.38 ～24.99 ～27.23 ～29.17 ～30.87 ～32.37 ～33.71 ～34.89 ～35.95 ～36.90 ～37.76 ～38.52
一、 立地和立地质量
• 立地质量则指在某一立地上既定森林或者其他 植被类型的生产潜力. • 一个既定的立地，对于不同的树种来说，可能 会得到不同的立地质量评价的结果。 • 立地的调查应包括两个内容，一个是立地的分 类，一个是立地质量的评价。一般来说，具体 的森林经营工作总是针对一定的树种和一定的 地理区域而言，因此，在林分调查中关于这部 分内容是以立地质量评价为主。
地位级法
• 地位级（Site class）——依据林分平均高（HD） 地位级（ ） 与林分年龄（A）的关系作为评定立地质量的标 志，所编制出的表称作地位级表。它是反映林 地生产力的一种相对度量指标。 • 地位级表上将同立地质量按相同年龄时林分条 件平均高的变动幅度划分为若干个级数，通常 为5～7级，以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……符号 来表示。 • 使用地位级表时，先测定林分平均高（HD）和 林分年龄（A），由地位级表上即可查出该林地 的地位级。 • 复层混交林，则应根据主林层的优势树种确定 地位级。
2. 资料的整理
• 将标准地调查结果，分别树种，将各标准地的 平均年龄(A)和优势木平均高(HT)建立计算机数 据库作为基础数据。 • 先将所收集的全部样木，大致按4：1（75%和 25%）的比例分成两组独立样本：编表样本和 检验样本，分别用于编制和检验地位指数表。 • 剔除异常数据：编表的数据是总体中的一组样 本，如有个别过大或过小的异常数ห้องสมุดไป่ตู้混杂进去， 编表的精度会受到影响。为此，必须剔除异常 数据以提高编表的质量。
2. 资料的整理
• 异常数据的剔除过程： 异常数据的剔除过程： （1）用计算机绘制平均年龄(A)和优势木平均 高(HT)的散点图，通过肉眼观察确定出明显远离 样点群的数据并删除，这类数据是属于因登记、 计算等错误而引起的异常值； （2）其次是用编表数据对某一导向曲线拟合， yi − yi 并绘制模型预估值( )与标准化残差( ) ˆ ˆ yi
第4章 立地质量和林分密度
内容提要
• 立地质量及其评价方法 • 林分密度指标
第一节 立地质量评价方法
一、 立地和立地质量 • 立地 立地—— “林地环境和由该环境所决定的林 林地环境和由该环境所决定的林 地上的植被类型及质量” 美国林学会， 地上的植被类型及质量”（美国林学会， 1971）。 ）。 • 立地是森林或其他植被类型生存的空间及与 相关的自然因子的综合。它有两个含义， 相关的自然因子的综合。它有两个含义， （1）立地这个词具有地理位置的含义 ） （2）它是指存在于一个特定位置的环境条 ） 生物、土壤、气候）的综合。 件（生物、土壤、气候）的综合。 • 立地在一定的时间内是不变的，而且，与生 立地在一定的时间内是不变的，而且， 长于其上的树种无关。 长于其上的树种无关。
⑵ 多元地位指数法（也称为综合法） 多元地位指数法（也称为综合法）
• 用以评定无林地或宜林地的立地质量。 • 这种方法是利用地位指数与立地因子之 间的关系建立多元回归方程，然后用以 评价宜林地对该树种的生长潜力。 • 主要根据地形、气候、土壤因子，采用 数量化理论建立 含定量和定性因子的多 元回归方程。
二、立地质量评定方法
（一） 直接评定法
（1) 根据林分蓄积量或收获量评定立地质量 采用这种方法时应将林分换算到某一相同密度 状态下才为有效。另外，这种评定方法一般适用 于同龄林。 • 利用固定标准地或根据林分蓄积量的历史记录评 定立地质量：利用固定标准地的蓄积量测定记录， 定立地质量 可以得到林分蓄积量及其生长量，将其换算为某 一标准林分密度状态下的蓄积和生长量，即可以 评定、比较林分的立地质量。 • 利用正常收获表的蓄积量估计值评定立地质量
（一）直接评定法
（2）利用林分高评定立地质量 利用林分高评定立地质量 • 生长在立地质量好的林地上的树木材积生长 树高生长也快。 快，树高生长也快。 • 林地生产力的高低与林分高之间有着紧密关系， 林地生产力的高低与林分高之间有着紧密关系， 在相同年龄时，林分越高， 在相同年龄时，林分越高，林地的立地条件越 林地的生产力越高。 好，林地的生产力越高。 • 树高也比较容易测定，与平均胸径及蓄积量相 树高也比较容易测定， 受林分密度影响较小。 比，受林分密度影响较小。 • 利用林分高已成为林业上最常采用的评定立地 质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。 质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。
地位级表
小兴安岭红松天然林地位级表
年 龄 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 地 Ⅰ 7 10—9 13—12 16—14.5 19—17 22—19.5 24.5—21.5 26—23 27.5—24.5 29—26 30—27 31—28 Ⅱ 6 8.5—7.5 11—10 13.5—12 16—14 18.5—16 20.5—17.5 22—19 23.5—20.5 25—22 26—23 27—24 5 7—6 9—8 11—9.5 13—11 15—12.5 16.5—14 18—15 19.5—16.5 21—18 22—19 23—20 Ⅲ 位 级 Ⅳ 3.5 5.5—4.5 7—6 8.5—7 10—8 11.5—9 13—10.5 14—11.5 15.5—12.5 17—14 18—15 19—16 Ⅴ 2.5 4—3 5—4 6—4.5 7—5 8—6 9.5—7 10.5—8 11.5—9 13—10 14—11 15—12
小兴安岭红松天然林地位指数曲线图
异型地位指数曲线
• 多形分离曲线 • 多形相交曲线
地位指数的优点
与地位级法相比，地位指数有以下优点： • 用优势高的绝对值来反映林分生产力等级，它给人 们一个直观反映立地质量的数量指标。 • 优势木高受林分密度和树种组成的影响较小，避免 了抚育间伐（下层间伐）的影响，且优势木平均高 的测定工作量比林分条件平均高的测定工作量小。 • 在使用过程中若发现其不能满足所用地区的最高或 最低要求，可按相同的指数级距加以补充。 缺点：不适合上层间伐的林分。
地位指数法
• 地位指数（Site index）用标准年龄（或基准 地位指数（ ） 年龄）时林分优势木平均高的绝对值作为评 定林地生产力的指标。所编制的数表，称为 地位指数表。 • 它是依据林分优势木的平均高（HT）与林 分年龄（A）的相关关系而编制的。 • 使用地位指数表时，先测定林分优势木平均 高和年龄，由地位指数表上即可查得该林分 林地的地位指数级。
（二）间接评定法
间接评定法是指根据构成立地质量的因子特性或 相关植被类型的生长潜力来评定立地质量的方 法，具体方法有： ⑴ 根据不同树种间树木生长量之间的关系进 行评定的方法。 ⑵ 多元地位指数法（也称为综合法）。 ⑶指示植被法。 • 当采用直接评定法时，要求生长在这一林地上 的目的树种至今一直存活着，否则，只能采用 间接评定方法。
标准地设置在同一起源的相对同龄纯林中（编表树种占7成以上）。 林分郁闭度在0.4以上的林分中设置。 标准地均匀分布在各年龄和各立地类型的林分中。
（3）标准地的形状、面积和调查内容 ）标准地的形状、面积和调查内容同本章第四节。
1. 资料的收集
（4）选测优势木 ） ①在林分中测定所有上层木的树高的算术平均值 作为优势木平均高。 ②在标准地中，每100m2的林地上测一株最高树木 的树高，其平均值作为优势木平均高。 ③在林分中测定20株以上的优势木（含亚优势木）， 以其平均值作为优势木平均高。 ④ 测定3—6株均匀分布在标准地或样地内的优势 木树高，以其平均值作为优势木平均高。 （5）选伐解析木 ） 各标准地内选伐平均木和优势木各一株作 树干解析。
之间的残差图。在残差图中，超出±2倍标准差 以外的数据作为极端观测值予以剔除。
3．导向曲线的拟合 ．
• 在林分优势高生长曲线簇中，有一条代 表在中等立地条件下，林分优势高随林 分年龄变化的平均高生长曲线，这条曲 线称作导向曲线。 • 该曲线的形状近似呈“S”型，常用树木 生长方程来拟合这条曲线，主要候选模 型有：
大兴安岭落叶松天然林林型分布
第二节 地位指数表和地位级表的编制
• 在测树学中，评定有林地的生产潜力， 一般采用依据林分高与年龄的关系所编 制的地位级表或地位指数表，下面介绍 这两种表的编制方法。
一、地位指数表的编制方法
1. 资料的收集 （1）确定标准地的数量 ） 根据未来用表地区范围的大小及编表树种的生长状 况，确定标准地的数量，一般要求每个树种在300块以上 为宜。在编表地区内，分别树种，在不同年龄、不同立 地条件（如地形、地势、坡度、坡向、坡位或各种土壤 类型）上设置标准地。 （2）标准地选设条件 ）
⑶指示植被法
• 一定的植物经常与某种立地质量结合在一起，而不 存在于其它立地质量中，这种植物可称作指示种 • 常用于植被比较简单的而且指示植物较明显的高纬 度地区，如林型法用于北欧、俄罗斯远东地区和我 国大兴安岭地区。 • 评定依据是由于许多环境因子影响林分上层林木和 下层植被的生长，因此可以利用下层植物为特征为 有关的树木生长的立地质量提供信息。
（1）根据上层木树种间的关系评定立地质量 ） • 当所要研究的树种尚未生长在将要评定的立地 上时，只能采用间接的方法评定该树种在此立 地上的立地质量。 • 利用现有树种的林分优势木平均高（或林分条 件平均高）之间的回归关系，利用现有林分的 地位指数（或地位级）推算所评定树种在同样 立地上所具有的立地质量。 • 采用这种方法的前提是所评定的树种的生长型 和现实林分主要树种的生长型之间存在着密切 的关系，适合使用这种方法的最普通的关系为 两个树种的地位指数之间呈线性关系
小兴安岭红松天然林地位指数表 标准年龄：100年（单位：m） 标准年龄： 年 单位： ）
年龄 （年） 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 地 位 指 数 级 12 4.58～ 4.58～5.40 6.80～ 6.80～8.03 8.49～ 8.49～10.02 9.85～ 9.85～11.63 11.00～ 11.00～12.99 11.98～14.15 11.98～ 12.84～ 12.84～15.16 13.59～ 13.59～16.05 14.25～ 14.25～16.83 14.84～ 14.84～17.52 15.36～ 15.36～18.14 15.83～ 15.83～18.69 16.24～ 16.24～19.18 16.62～ 16.62～19.63 16.96～ 16.96～20.03 14 ～6.23 ～9.27 ～11.56 ～13.42 ～14.99 ～16.33 ～17.50 ～18.52 ～19.42 ～20.22 ～20.93 ～21.57 ～22.14 ～22.65 ～23.11 16 ～7.06 ～10.50 ～13.10 ～15.22 ～16.99 ～18.51 ～19.83 ～20.99 ～22.01 ～22.92 ～23.72 ～24.44 ～25.09 ～25.67 ～26.20 18 ～7.90 ～11.74 ～14.65 ～17.01 ～18.99 ～20.69 ～22.17 ～23.46 ～24.60 ～25.62 ～26.52 ～27.32 ～28.05 ～28.70 ～29.28 20 ～8.73 ～12.98 ～16.19 ～18.80 ～20.99 ～22.87 ～24.50 ～25.93 ～27.19 ～28.31 ～29.31 ～30.20 ～31.00 ～31.72 ～32.36 22 ～9.57 ～14.22 ～17.73 ～20.59 ～22.99 ～25.05 ～26.83 ～28.40 ～29.78 ～31.01 ～32.10 ～33.08 ～33.95 ～34.73 ～35.44 24 ～10.40 ～15.46 ～19.28 ～22.38 ～24.99 ～27.23 ～29.17 ～30.87 ～32.37 ～33.71 ～34.89 ～35.95 ～36.90 ～37.76 ～38.52
一、 立地和立地质量
• 立地质量则指在某一立地上既定森林或者其他 植被类型的生产潜力. • 一个既定的立地，对于不同的树种来说，可能 会得到不同的立地质量评价的结果。 • 立地的调查应包括两个内容，一个是立地的分 类，一个是立地质量的评价。一般来说，具体 的森林经营工作总是针对一定的树种和一定的 地理区域而言，因此，在林分调查中关于这部 分内容是以立地质量评价为主。
地位级法
• 地位级（Site class）——依据林分平均高（HD） 地位级（ ） 与林分年龄（A）的关系作为评定立地质量的标 志，所编制出的表称作地位级表。它是反映林 地生产力的一种相对度量指标。 • 地位级表上将同立地质量按相同年龄时林分条 件平均高的变动幅度划分为若干个级数，通常 为5～7级，以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……符号 来表示。 • 使用地位级表时，先测定林分平均高（HD）和 林分年龄（A），由地位级表上即可查出该林地 的地位级。 • 复层混交林，则应根据主林层的优势树种确定 地位级。
2. 资料的整理
• 将标准地调查结果，分别树种，将各标准地的 平均年龄(A)和优势木平均高(HT)建立计算机数 据库作为基础数据。 • 先将所收集的全部样木，大致按4：1（75%和 25%）的比例分成两组独立样本：编表样本和 检验样本，分别用于编制和检验地位指数表。 • 剔除异常数据：编表的数据是总体中的一组样 本，如有个别过大或过小的异常数ห้องสมุดไป่ตู้混杂进去， 编表的精度会受到影响。为此，必须剔除异常 数据以提高编表的质量。
2. 资料的整理
• 异常数据的剔除过程： 异常数据的剔除过程： （1）用计算机绘制平均年龄(A)和优势木平均 高(HT)的散点图，通过肉眼观察确定出明显远离 样点群的数据并删除，这类数据是属于因登记、 计算等错误而引起的异常值； （2）其次是用编表数据对某一导向曲线拟合， yi − yi 并绘制模型预估值( )与标准化残差( ) ˆ ˆ yi
第4章 立地质量和林分密度
内容提要
• 立地质量及其评价方法 • 林分密度指标
第一节 立地质量评价方法
一、 立地和立地质量 • 立地 立地—— “林地环境和由该环境所决定的林 林地环境和由该环境所决定的林 地上的植被类型及质量” 美国林学会， 地上的植被类型及质量”（美国林学会， 1971）。 ）。 • 立地是森林或其他植被类型生存的空间及与 相关的自然因子的综合。它有两个含义， 相关的自然因子的综合。它有两个含义， （1）立地这个词具有地理位置的含义 ） （2）它是指存在于一个特定位置的环境条 ） 生物、土壤、气候）的综合。 件（生物、土壤、气候）的综合。 • 立地在一定的时间内是不变的，而且，与生 立地在一定的时间内是不变的，而且， 长于其上的树种无关。 长于其上的树种无关。
⑵ 多元地位指数法（也称为综合法） 多元地位指数法（也称为综合法）
• 用以评定无林地或宜林地的立地质量。 • 这种方法是利用地位指数与立地因子之 间的关系建立多元回归方程，然后用以 评价宜林地对该树种的生长潜力。 • 主要根据地形、气候、土壤因子，采用 数量化理论建立 含定量和定性因子的多 元回归方程。
二、立地质量评定方法
（一） 直接评定法
（1) 根据林分蓄积量或收获量评定立地质量 采用这种方法时应将林分换算到某一相同密度 状态下才为有效。另外，这种评定方法一般适用 于同龄林。 • 利用固定标准地或根据林分蓄积量的历史记录评 定立地质量：利用固定标准地的蓄积量测定记录， 定立地质量 可以得到林分蓄积量及其生长量，将其换算为某 一标准林分密度状态下的蓄积和生长量，即可以 评定、比较林分的立地质量。 • 利用正常收获表的蓄积量估计值评定立地质量
（一）直接评定法
（2）利用林分高评定立地质量 利用林分高评定立地质量 • 生长在立地质量好的林地上的树木材积生长 树高生长也快。 快，树高生长也快。 • 林地生产力的高低与林分高之间有着紧密关系， 林地生产力的高低与林分高之间有着紧密关系， 在相同年龄时，林分越高， 在相同年龄时，林分越高，林地的立地条件越 林地的生产力越高。 好，林地的生产力越高。 • 树高也比较容易测定，与平均胸径及蓄积量相 树高也比较容易测定， 受林分密度影响较小。 比，受林分密度影响较小。 • 利用林分高已成为林业上最常采用的评定立地 质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。 质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。
地位级表
小兴安岭红松天然林地位级表
年 龄 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 地 Ⅰ 7 10—9 13—12 16—14.5 19—17 22—19.5 24.5—21.5 26—23 27.5—24.5 29—26 30—27 31—28 Ⅱ 6 8.5—7.5 11—10 13.5—12 16—14 18.5—16 20.5—17.5 22—19 23.5—20.5 25—22 26—23 27—24 5 7—6 9—8 11—9.5 13—11 15—12.5 16.5—14 18—15 19.5—16.5 21—18 22—19 23—20 Ⅲ 位 级 Ⅳ 3.5 5.5—4.5 7—6 8.5—7 10—8 11.5—9 13—10.5 14—11.5 15.5—12.5 17—14 18—15 19—16 Ⅴ 2.5 4—3 5—4 6—4.5 7—5 8—6 9.5—7 10.5—8 11.5—9 13—10 14—11 15—12
小兴安岭红松天然林地位指数曲线图
异型地位指数曲线
• 多形分离曲线 • 多形相交曲线
地位指数的优点
与地位级法相比，地位指数有以下优点： • 用优势高的绝对值来反映林分生产力等级，它给人 们一个直观反映立地质量的数量指标。 • 优势木高受林分密度和树种组成的影响较小，避免 了抚育间伐（下层间伐）的影响，且优势木平均高 的测定工作量比林分条件平均高的测定工作量小。 • 在使用过程中若发现其不能满足所用地区的最高或 最低要求，可按相同的指数级距加以补充。 缺点：不适合上层间伐的林分。
地位指数法
• 地位指数（Site index）用标准年龄（或基准 地位指数（ ） 年龄）时林分优势木平均高的绝对值作为评 定林地生产力的指标。所编制的数表，称为 地位指数表。 • 它是依据林分优势木的平均高（HT）与林 分年龄（A）的相关关系而编制的。 • 使用地位指数表时，先测定林分优势木平均 高和年龄，由地位指数表上即可查得该林分 林地的地位指数级。
（二）间接评定法
间接评定法是指根据构成立地质量的因子特性或 相关植被类型的生长潜力来评定立地质量的方 法，具体方法有： ⑴ 根据不同树种间树木生长量之间的关系进 行评定的方法。 ⑵ 多元地位指数法（也称为综合法）。 ⑶指示植被法。 • 当采用直接评定法时，要求生长在这一林地上 的目的树种至今一直存活着，否则，只能采用 间接评定方法。
标准地设置在同一起源的相对同龄纯林中（编表树种占7成以上）。 林分郁闭度在0.4以上的林分中设置。 标准地均匀分布在各年龄和各立地类型的林分中。
（3）标准地的形状、面积和调查内容 ）标准地的形状、面积和调查内容同本章第四节。
1. 资料的收集
（4）选测优势木 ） ①在林分中测定所有上层木的树高的算术平均值 作为优势木平均高。 ②在标准地中，每100m2的林地上测一株最高树木 的树高，其平均值作为优势木平均高。 ③在林分中测定20株以上的优势木（含亚优势木）， 以其平均值作为优势木平均高。 ④ 测定3—6株均匀分布在标准地或样地内的优势 木树高，以其平均值作为优势木平均高。 （5）选伐解析木 ） 各标准地内选伐平均木和优势木各一株作 树干解析。