第9章-林分生长量的测定

第一节 林分生长量的概念及种类
• 林分生长通常是指它的蓄积的生长量而言，它 是由组成林分的树木材积消长的累积。 • 林分生长过程与树木生长过程截然不同，树木 生长过程属于“纯生”型；而林分生长过程， 由于森林存在自然稀疏现象，所以属“生灭 型”。 • 显然林分生长模型要比树木生长模型复杂的多。
一、森林自然稀疏现象
（二）材积差法计算林分蓄积生长量
• 应用一元材积表按下式计算各径阶材积差 （ ∆ V ）：
∆V = 1 (V2 − V1 ) 2C 2C
式中： V ——1cm材积差； ∆ V1 ——比该径阶小一个径阶的材积； V2 ——比该径阶大一个径阶的材积； C ——径阶距。 • 或利用材积式V=aDb计算各径材积差
×
n
二、林分表法
• 林分表法是通过前n年间的胸径生长量和现实 林分的直径分布，预估未来(后n年)的直径分布， 然后用一元材积表求出现实林分蓄积和未来林 分蓄积，两个蓄积之差即为后n年间的蓄积定 期生长量。 • 林分表法的核心是对未来直径分布的预估。由 于林木直径的生长，使林分的直径分布逐年发 生变化，即所谓林分直径状态结构的转移。通 常表现林木由下径级向上径级转移，故林分表 法又称为进级法
1）资料收集
(2)间隔期：依树木生长速度而定，一般 5～10年为宜。用生长锥测定胸径生长量， 为减少测定误差，n可稍大些。 (3)锥取方向：一般取南北2个方向。 (4)测定项目：应实测样木的带皮胸径（D， 0.1cm）、树皮厚度（B, 0.1cm ）及n个 年轮的宽度（L, 0.01cm ）。 在野外将木芯装入信封。
（一）胸径生长量的测定
• 一次调查法在不能考虑采伐、枯损及进 界生长量的条件下，林分生长取决于直 径分布和直径生长量。 • 由于受各种随机因素的干扰，胸径生长 的波动较大，应对胸径生长量分别径阶 作回归整列处理。
（一）胸径生长量的测定
1）资料收集 采用砍口法或生长锥法测定胸径生长量。 (1)样木数量 • 在调查总体内（地区、树种）随机抽样 或系统抽样时样木株数≥100株，且各径 阶均有样木。 • 一般分别林分类型取样。
（一）未来直径分布的预估
林分直径分布的变化取决于两个因素： • 林木直径生长量，决定移动量。一般假 设在同一径阶内，所有林木均按相同的 直径生长量ZD增长，即“径阶内所有林 木直径生长量与径阶平均生长量成正 比”。 • 各径阶内的株数分布，决定移动方式。
1）均匀分布法
• 假设各径阶内的树木分布呈均匀 分布状态(如图)。图中的矩形面 积代表任意一个径阶内的株数(n)， AB为径阶大小，用C表示。令X 等于AD，则 X＝n/C。BB’CC’的 面积代表移动的株数，DD’为直 径定期生长量，记为ZD。则:
一、材积差法
• 材积差法—将一元材积表中胸径每差lcm的材 积差数，作为现实林分中林木胸径每生长lcm 所引起的材积生长量，利用一次测得的各径阶 的直径生长量和株数分布序列，从而推算林分 蓄积生长量 的方法。 • 应用此法必须具备两个前提条件：一是要有经 过检验而适用的一元材积表；二是要求待测林 分期初与期末的树高曲线无显著差异。 • 用材积差法的步骤：胸径生长量的测定和整列、 各径阶株数分布、应用一元材积表计算蓄积生 长量。
（三）林分表法计算林分蓄积生长量存在的问题
1）用n年前的生长量代替未来n年的生长量， 用现在的净增量代替将来的毛生长量， 未计入枯损量，结果偏大； 2）预测间隔期内树高曲线应无明显变化。 3）该法预测直径生长量或断面积生长较准 确，单但对林分高生长、枯损和进界生 长预估很粗略。
三、一元材积指数法
• 在林分的生长发育过程中，林分林木株数随着 林龄的增加而减少的现象称为自然稀疏现象。 • 自然稀疏现象是林分生长过程中的必然现象， 也是林木竞争的反馈调节。 • 森林抚育，例如抚育间伐正是基于这一自然规 律所采取的人工调节措施(不属于自然稀疏)。 • 其他原因(指虫、病、风、冰、雪、火等灾害) 而死亡的林木，使得活立木株数随着林龄的加 大而减少的现象不属于自然稀疏现象 。
R' = R ⋅ f zd 1 f = 1+ (n2 − n1 )(1 ± ) 4n c 当n2>n1时，取“-”号 当n2<n1时，取“+”号
式中：n2——下一径阶株数（D＋C） n1——上一径阶株数（D－C）
n——该径阶株数
3）累积分布曲线法
直径的累计分布比较稳定，因此可通过预估未来直 径的累计分布来预测未来n年的林分直径分布。 具体步骤： (1) 计算各径阶的累积株数百分数。 (2)以各径阶的上限值及累积株数百分数绘制散点图，并 用折线连成现实林分累积频率分布曲线。 (3)依据胸径生长量与胸径的关系(经验方程)，计算出各 径阶上限所对应的胸径生长量及径阶上限生长。 (4)以各径阶上限生长与径阶原有累积株数百分数绘制散 点图(在原图上作“点”)、并用折线连成未来林分累 积频率分布曲线。 (5)从未来林分累积频率分布曲线上查出各径阶上限所对 应的累积株数百分数。 (6)根据未来林分的累积株数百分数，计算出未来林分的 直径分布
二、林分生长的特点
• 林分在其生长过程中有两种作用：1）活立木 逐年增加其材积，从而加大了林分蓄积量；2） 因自然稀疏或抚育间伐以及其它原因使一部分 树木死亡，从而减少了林分蓄积量。 • 林分生长(stand growth)通常是指林分的蓄积随 着林龄的增加所发生的变化。 • 而组成林分全部树木的材积生长量和枯损量的 代数和称为林分蓄积生长量(stand volume increment)。 • 林分蓄积生长量是使林分蓄积增加的所有活立 木材积生长量与枯损量（或间伐量）的差。
三、林分生长量的分类
(1)毛生长量 毛生长量(Gross growth)(记作 记作Zgr)，也称粗生长量， 毛生长量 记作 ， 它是林分中全部林木在间隔期内生长的总材积。 (2)纯生长量 纯生长量(Net growth)记作 记作(Zne)，也称净生长量。它 纯生长量 记作 ， 是毛生长量减去期间内枯损量以后生长的总材积。 (3)净增量 净增量(Net increase)(记作△)，是期末材积()和期初材 记作△ 净增量 记作 积()两次调查的材积差(即)。 (4)枯损量 枯损量(Mortality)(记作 记作Mo)，是调查期间内，因各种 枯损量 记作 自然原因而死亡的林木材积。 (5)采伐量 采伐量(Cut)(记作 记作C)，一般指抚育间伐的林木材积。 采伐量 记作 (6)进界生长量 进界生长量(Ingrowth)(记作 记作I)，期初调查时未达到起 进界生长量 记作 测径阶的幼树，在期末调查时已长大进入检尺范围之 内，这部分林木的材积称为进界生长量。
林分各种生长量之间的关系
∆ = Vb − Va
Z ne = ∆ + C = Vb − Va + C Z gr = Z ne + M 0 = Vb − Va + C + M 0
• 例如某落叶松天然林1995年、2000年两 次固定样地测定每公顷蓄积量为135m3， 140m3，期间的枯损量为2m3，采伐量为 20m3 。
2）非均匀分布法
• 在林分中各径阶内树木分布实际上并不 是均匀分布，在一般情况下，径阶内代 表树木分布的面积(株数)不是矩形，而是 近似于梯形 。 • 若直径分布为上升直线，用均匀分布法 计算结果偏小； • 若直径分布为下降直线，用均匀分布法 计算结果偏大。
2）非均匀分布法
• 经常采用的修正方法就是用改正系数（f）乘 以均匀分布的进级株数。修正式 ：
∆Vi = abDib −1
（二）材积差法计算林分蓄积生长量
1) 计算单株材积生长量：Zvi=△Vi×ZD 2) 计算径阶材积生长量：ZMi=ZVi×ni 3) 计算林分蓄积生长量： Z M = ∑ Z M 连年生长量：Z＝ZM/n 生长率： Va − Va −n 200
i
PM＝
Va + Va −n
3）林木胸径生长量的整列
• 根据D和ZD，可选择下列回归方程确定 林木胸径生长量方程：
Z D = a 0 + a1 D Z D = a 0 D a1 Z D = a 0 + a1 D + a 2 lg D Z D = a 0 + a1 D + a 2 D 2
• 利用胸径生长量方程，按径阶进行整列。
3）累积分布曲线法
（二）用林分表法计算林分蓄积生长量
• 由现实林分的直径分布和未来n年的林分直径分布， 查一元材积表可求得Mt和Mt+n。 • 计算n林分蓄积生长量：ZM＝ Mt+n－ Mt 。
• 计算连年生长量：Z＝ ZM /n • 生长率： Va − Va − n 200 PM＝ × Va + Va − n n
（一）胸径生长量的测定
2) 胸径生长量样木资料的计算 直接用野外测得的资料整列直径生长量 有下列问题： ①所测得的胸径生长量2L，实际上是去皮 胸径生长量 ②带皮胸径d是期末(t)时的胸径，应与胸径 n 生长量相对应的期中( t − 2 )时带皮胸径。
2) 胸径生长量样木资料的计算
(1)计算林木的去皮直径（d）：d＝D－2B (2)计算树皮系数（k）： K = ∑ D ∑d n (3)计算期中( t − )时带皮胸径 2 • 期中去皮直径： d‘＝d－L • 期中带皮直径： D‘＝k×d’ (4)计算带皮直径（定期）生长量ZD ： • 去皮直径生长量： Zd ＝2L • 带皮直径（定期）生长量：ZD ＝k×2L
第二节 一次调查法确定林分蓄积生长量
• 利用临时标准地(temporary sample plot)一次测得的数据计 算过去的生长量，据此预估未来林分生长量的方法，称作 一次调查法。 • 这种方法主要利用胸径的过去定期生长量间接推算蓄积生 长量，并用来预估未来林分蓄积生长量。适用于生长缓慢 的林分。 • 一次调查法要求：预估期不宜太长、林分林木株数不变。 • 一次调查法不能估计林分枯损量和采伐量。 • 包括：材积差法、林分表法、一元材积指数法、双因素法、 近似生长率法和单木生长率法。