第四章森林资源资产调查与核查XXXX-12修

福建农林大学林学院福建省福林咨询中心陈昌雄博士教授博导电话：[phone]E-mail:[e-mail]第四章森林资源资产调查与核查•森林资源资产评估的对象有单株树木和成片林子，现分别介绍单株树木材积和成片林子的蓄积如何测算。第一节树木材积测定•树木都是由树干、树根和枝叶所构成。从利用木材的观点出发，树干价值最高，且在整个树木体积中占比例最大，约占2／3，而根和枝叶只各占1／6左右，因此本节主要研究树干的材积测定方法。树干材积由材积三要素决定，即直径、高度、形状一、常用测树仪器（一）树干直径测定仪器树干直径(Diameter)是指垂直于树干轴的横断面的直径，用D或d表示。测定直径的常用仪器有轮尺、直径卷尺和检径尺(钩尺)等。1轮尺轮尺又称卡尺，有木制或铝合金制两种。其构造如图1—1所示，可分为固定脚、滑动脚和尺身三部分。固定脚固定在尺身一端，滑动脚可沿尺身滑动，尺身上有厘米刻度，根据滑动脚在尺身上的位置读出树干的直径值。图1-1轮尺1.固定脚2.滑动脚3.尺身4.树干横断面•轮尺不仅用于测定单株树木的直径，也可作为森林调查中测大量立木直径的工具，因而在测尺上一般都有二种刻度。一种是从固定脚内侧为零开始，按cm刻划。可精确到0.1cm，用以量测立木直径。另一种是径阶刻划，径阶整化常采用上限排外法，如表1—1径阶(cm)2cm径阶范围(cm)径阶(cm)4cm径阶范围(cm)21.0—2.942.0—5.943.0—4.986.0—9.965.0—6.91210.0—13.987.0—8.91614.0—17.9109.0—10.92018.0—21.9…┉┉…┉┉…┉┉…┉┉表1-1径阶范围划分轮尺测径时注意的事项：(1)测径时应使尺身与两脚所构成的平面与干轴垂直，且其三点同时与所测树木断面接触。(2)测径时先读数，然后再从树干上取下轮尺。(3)树干断面不规则时，应测定其互相垂直两直径，取其平均值为该树干直径。(4)若测径部分有节瘤或畸形时，可在其上、下的等距处测径取其平均值。2直径卷尺（围尺）通过围尺量测树干的圆周长，换算成直径。一般长1～3m，围尺采用上、下刻划。下部分刻普通米尺；上部分刻上与圆周长相对应的直径读数，也就是根据C＝πD的关系(C为周围长，D为直径)进行刻划。围尺比轮尺携带方便且测定值比较稳定，使用时，围尺要拉紧并与树干保持垂直。•3钩尺(检径尺)•钩尺是用来测定堆积原木小头直径的工具。使用时只要钩住木段断面积的边缘，使尺身通过断面的中心与另一端边缘相切的刻度即为该断面的直径。原木小头直径均以2cm进位，因而钩尺上刻有按2cm整化的径阶刻度。（二）测高器1布鲁莱斯测高器布鲁莱斯(BLume—Leiss)测高器是目前我国最常用的测高器，其构造如图1—3，测高原理为三角函数原理，如图1—4中所示。由图1—4可得全树高H为：(1-1)式中：AB—水平距；H=CB+BD；BD—眼高（仪器高)；α—仰角。眼高tgABH图1-3布鲁莱斯测高器构造1.制动按钮2.视距器3.瞄准器4.刻度盘5.摆针6.滤色镜7.起动钮8.修正表图1-4布鲁莱斯测高在布鲁莱斯测高器的指针盘上，分别有几种不同水平距离的高度刻度。在平地使用时，先要测出测点至树木水平距离，且要等于整数15、20、30、40m，测高时，按动仪器背面起动按钮，让指针自由摆动，用瞄准器对准树梢后，即按下制动钮，固定指针，在刻度盘上读出对应于所选水平距离的树高值，再加上测者眼高AE即为树木全高H。•在坡地上，先观测树梢，求得h1；再观测树基，求得h2。若两次观测符号相反(仰视为正，俯视为负)，则树木全高H=h1+h2，若两次观测值符号相同，则H=h1-h2。图1-5在坡地上测高（三）多用测树仪近二三十年，具有多用途的综合测树仪的研制取得了较大的进展。目前国内外已设计和生产了各种型号的多用测树仪，其共同特点是一机多能，使用方便，能测定树高、立木任意部位直径、水平距离、坡度和林分每公顷胸高断面积等多项因子，鉴于时间有限，这里不作介绍。•（四）生长锥•生长锥是测定树木年龄和直径生长量的专用工具，它由三部分组成：•1.锥柄•2.锥筒•它是锥的主体，它是一个中空的圆筒。先端有螺旋刀，用以锥入树干中。•3.探取杆•披针形，先端有细齿，用它将木条从筒中取出，以备查数年轮。生长锥的使用方法：先将锥筒装置于锥柄上的方孔内，用右手握柄的中间，用左手扶住锥筒以防摇晃。垂直于树干将锥筒先端压入树皮，而后用力按顺时针方向旋转，待钻过髓心为止。将探取杆插入筒中稍许逆转再取出木条，木条上的年龄数，即为钻点以上树木的年龄。加上由根颈长至钻点高度所需的年数，即为树木的年龄。二、树干形状（一）树干横断面的形状假设过树干中心有一条纵轴线，称为干轴，与干轴垂直的切面称为树干横断面，其面积称为断面积，记为g，所谓树干横断面的形状是指树干横断面的闭合曲线的形状。一株树自下而上，其横断面形状除靠近基部由于根部扩张多而不规整外，从面积对比结果看，总的认为近似圆形或更近似椭圆形。在实际工作中，不论用圆或椭圆公式求算树干横断面积都只能得到近似的结果。按圆形计算横断面积要大于或等于按椭圆计算的面积。图1-8树干横断面形状为了便于树干横断面积和树干材积计算，通常把树干横断面当做圆形。树干的平均粗度作为圆的直径。用圆面积公式计算树干横断面面积，其平均误差不超过±3％，这样的误差在测树工作中是允许的，因此树干横断面的计算公式为：(1-4)式中：g—树干横断面积；d—树干平均直径。24gd（二）树干纵断面的形状沿树干中心假想的干轴将其纵向剖开，即可得树干的纵断面。以干轴作为直角坐标系的x轴，以横断面的半径作为y轴，并取树梢为原点，按适当的比例作图即可得出表示树干纵断面轮廓的对称曲线，这条曲线通常称为干曲线(stemcurve)。树干纵断面形状实际上就是干曲线的类型。根据前人的研究，干曲线自基部向梢端的变化大致可归纳为：凹曲线、平行于x轴的直线、抛物线和相交于x轴的直线这4种曲线类型（如图1-9a）。•如果把树干当作干曲线以x轴为轴的旋转体，则相应于上述4种曲线的体型依次分别近似于截顶凹曲线体、圆柱体、截顶抛物线体和圆锥体(如图1-9b)。这4种体型在各树干上的相对位置基本是一致的，其变化是逐渐的，且因树种、年龄、立地条件不同所占的比例略有所差异。一般生长正常的树干以圆柱体和抛物线体占全树干的绝大部分，凹曲线体和圆锥体所占比例很小。据此特点，基本上可以按抛物线体和圆柱体的求积公式计算树干材积。图1-9a树干纵断面与干曲线图1-9b树干不同部位的干曲线及其旋转体A.相交于干轴的直线，圆锥体B.抛物线，抛物线体C.平行于干轴的直线，圆柱体D.内凹曲线，凹曲线体三、立木材积的近似测定（一）单株立木测定特点立木直径一般仅限于人们站在地面向上伸手就能方便测量到的部位，普遍取为成人的胸高位置，这个部位的立木直径称作胸高直径(diameteratbreastheight)，简称胸径（DBH)。测定胸径时应注意：•(1)在我国森林调查工作中，胸高位置在平地是指距地面上1.3m处。在坡地以坡上方1.3m处为准(如图1-14所示)。图1-14坡地胸高示意图•(2)胸高处出现节疤，凹凸或其他不正常的情况时，可在胸高断面上下距离相等而干形较正常处，测直径取平均数作为胸径值。•(3)胸高以下分叉的树，可以当做分开的两株树分别测定每株树胸径。•(4)胸高断面不圆的树干，应测相互垂直方向的胸径取其平均数（用轮尺时）。（二）平均实验形数法近似求立木材积测出立木胸径和树高，应用表1—2中所列各种树种的平均实验形数值，按下式求出立木树干材积：fhgV)3(3.1平均实验形数适用树种针叶树0.45云南松、冷杉及一般耐荫针叶树种0.43实生杉木、云杉及一般耐荫针叶树种0.42杉木（不分起源）、红松、华山松、黄山松及一般喜光稍荫针叶树种0.41插条杉木、天山云杉、柳杉、兴安岭落叶松、新疆落叶松、樟子松、赤松、黑松、油松、及一般喜光针叶树种0.39马尾松及一般喜光针叶树种阔叶树0.40杨桦、柳、水曲柳、蒙古栎、栎、青冈、刺槐、榆、樟、桉及其它一般阔叶树种；海南、云南等地混交林表1-2主要乔木树种平均实验形数表•（三）借用二元立木材积表近似求立木材积•根据立木的胸径和树高查二元立木材积表表3-2华北地区侧柏二元立木材积表（节录）V=0.000091972184D1.8639778H0.83156779H(m)D(cm)34567891040.0030.0040.0050.0050.0060.0070.0080.00860.0060.0080.0100.0120.0130.0150.0160.01880.0110.0140.0170.0200.0220.0250.0280.030100.0170.0210.0260.0300.0340.0380.0420.046120.0300.0360.0420.0480.0530.0590.064140.0400.0480.0560.0630.0710.0780.085160.0510.0620.0720.0810.0910.1000.110180.0770.0890.1010.1130.1250.136200.0930.1090.1230.1380.1320.166（一）伐倒木材种划分伐倒木剥去树皮且截去直径(去皮)不足6cm的梢头部分称作原条。原条按照用材需要，截成各种不同规格尺码的木段称作原木。原木经过割锯，加工成适用于不同用途的锯材。这些木材品种称作材种，即原条、原木、枕木及坑木等。对树干或原条进行材种的加工称作造材。四、原木和原条的材积测定另外，根据树干或木段的材质，规格尺码及有用性，又可分为经济材、薪材及废材。经济材系指树干或木段用材长度和小头直径(去皮)、材质符合用材标准的各种原木、板方材等材种的通称。薪材系指不符合经济材标准但仍可以作为燃料或木炭原料的木段。在木材生产和销售中，又把经济材和薪材统称作商品材。废材是指那些因病腐、有虫眼等缺陷，已失去利用价值的木段，树皮及梢头木。木材标准国家为了合理使用和正确计量木材，对不同材种的尺寸大小、适用树种、材质标准(材质等级)以及木材检验规则和用于计算材种材积的公式或数表等都作了统一规定，这种规定称为木材标准。木材标准分国家木材标准和地方木材标准，后者作为前者的补充规定。国家木材标准分为原木、杉原条、锯材三种。•（二）材种材积的测算•1．原木材积测算•(1)原木检尺：•检量原木的尺寸、计算材积的工作称为原木检尺，为了统一原木检尺标准，我国于1984年第二次颁布了《国标(GB)144.2—84原木检验、尺寸检量》，作为原木检尺的依据。①原木长度检量：检量原木长度时，应量测原木大小头两端断面之间最短处的距离。计量单位为米(m)，短材(原木长度小于8m)按0.2m进级；长材(原木长度大于8m)按0.5m进级。②原木直径检量：原木直径检量不采用中央直径，而是检量原木小头去皮直径。原木直径检量时，以2cm为增进单位，不足2cm，但满lcm时仍进位，不足lcm时而舍去。例如，原木小头直径检量为16.8cm，检尺径应为16cm,若原木小头直径检量为17.0cm则检尺径应为18cm。(2)原木材积计算：在生产中，原木的材积是根据原木检尺径长度由原木材积表中查得的。为了统一原木材积计算标准，国家制定了原木材积表(GB4814—84)，这个原木材积表适用于所有树种的原木材积计算。原木材积的计算公式分别为：10000)2.045.0(7854.02LDLV10000)]10()14(000125.0005.05.0[7854.0222DLLLLDLV检尺径自4-12㎝的小径原木检尺径自14㎝以上的原木式中V——原木材积（m3）L——原木检尺长（m）D——原木检尺径（㎝）原木材积表的形式和内容如表1—3所示。对于原木检尺长，检尺径超出原木材积表所列范围，但又不符合原条标准的特殊用途的圆材，根据国家木材标准中的规定(圆材材积计算公式)时，其材积