测树学第二章

第2章林分调查林分调查因子的基本概念及测算方法标准地调查内容、方法及工作步骤第1节林分调查因子1林分的概念森林（forest）—以乔木为主体，包括灌木、草本植物以及其他生物在内，占有相当大的空间，密集生长，并能显著影响周围环境的生物群落。林分（Stand）—将大面积的森林按其本身的特征和经营管理的需要，区划成若干个内部特征相同且与四周相邻部分有显著区别的小块森林。林分是区划森林的最小地域单位。划分林分的目的：不同林分所采取的经营措施不同，提高林分调查精度，提高森林经营强度。2林分调查因子的概念为了将大片森林划分为林分，必须依据一些能够客观反映林分数量和质量的特征因子，这些因子称为林分调查因子。林分调查(standsurvey)和森林经营中最常用的林分调查因子主要有：林分起源、林相、树种组成、林分年龄、林分密度、立地质量、林木的大小(直径和树高)、数量(蓄积量)和质量等。3林分调查因子及其测算方法3.1林分起源（Standorigin）3.1.1基本概念根据林分中的树木在其最初发育时所依靠的媒介的不同来划分，通常分为天然林和人工林。天然林（naturalstand）：由天然下种、人工促进天然更新或萌生所形成的森林。人工林（plantation）：由人工直播（条播或穴播）、植苗、分殖或扦插条等造林方式形成的森林。萌生林－萌生或根蘖实生林－种子起源插条植苗人工直播人工林天然林起源3.1.2林分起源的确定方法访问和考查已有的资料。现地调查：可根据林分特征进行判断。人工林有较规则的株行距，树种单纯，或者几个树种在林地上的分布具有某种明显的规律性，同时，树木年龄基本相同。天然林则相反，没有规则的株行距、林木分布也不均匀，若林分内有几个树种时，树种呈团状分布，一般林木年龄差别甚大。3.1.3需要注意的问题以飞播方式形成的森林也属人工起源。人工林采伐萌生后，形成的森林也属人工起源。3.1.4确定林分起源的意义起源不同的林木其生长过程也不同。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。3.2林层（林相）（Storey）3.2.1基本概念林层：林分中乔木树种的树冠所形成的树冠层次。单层林：明显地只有一个林层的林分。复层林：具有两个或两个以上明显林层的林分。主林层：在复层林中，蓄积量最大、经济价值最高的林层。次林层：在复层林中，主林层以外的林层。3.2.2林层表示方法林层序号以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……等表示。如云冷杉红松林，I层（红松），Ⅱ层（云、冷杉）3.2.3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。同龄的或由阳性树种构成的纯林、立地条件很差的林分多为单层林。异龄混交林、阴性树种组成的林分，尤其是经过择伐以后，易形成复层林。土壤气候条件优越的地方常形成多层的复层林。复层林可充分利用生长空间和光、热、水、养分条件，防护作用和抵抗力都较强。3.3树种组成（Speciescomposition）3.3.1基本概念树种组成：组成林分的树种成分。纯林：由一个树种组成或混有其他树种，但材积都分别占不到1成的林分。混交林：由两个或更多个树种组成的，其中每种树种在林分内所占成数均不少于1成的林分。树种组成系数：某树种的蓄积量（或断面积）占林分总蓄积量（或总断面积）的比重，通常用十分法表示，即各树种组成系数之和等于“10”。3.3.2组成系数的表达式由树种名称及相应的组成系数写成组成式，就可以将林分的树种组成明确表达出来。(1)在组成式中，各树种的顺序按组成系数大小依次排列，即组成系数大的写在前面，一般采用四舍五入法。6落4云(2)如果某一树种的蓄积量不足林分总蓄积的5％，但大于2％时，则在组成式中用“+”号表示；(3)若某一树种的蓄积少于林分总蓄积的2％时，则在组成式中用“-”号表示。6落4云+冷-桦3.3.3优势树种和主要树种优势树种：在混交林中，蓄积量比重最大的树种。主要树种（或目的树种）：在一个地区既定的立地条件下，最适合经营目的的树种。主要树种有时与优势树种一致，有时不一致。当林分中主要树种与优势树种不一致时，若两者蓄积相等，则应在组成式中把主要树种写在前面。3.3.4树种结构划分标准有时在组成式上要加年龄例：某复层混交林，Ⅰ层：总蓄积量为360m3，其中落叶松250m3，年龄120年，云杉110m3，年龄100年，则组成系数：落=250/360=0.69云=110/360=0.31Ⅱ层：总蓄积量为115m3，云杉110m3，80年，红松5m3，50年，则组成系数：云=110/115=0.955红=5/115=0.045组成式：Ⅰ：7落(120)3云(100)Ⅱ：10云(80)+红(50)3.4林分年龄（standage）3.4.1树木年龄树木的年龄：树木自种子萌发后生长的年数。确定树木年龄的方法主要有：1.伐倒树木，查数根颈部位的年轮数。2.查数轮生枝的方法确定树木年龄。3.利用生长锥钻取胸高部位的木芯，查数年轮数，此为胸高年龄，再加上树木生长到胸高时的年数，即为该树木的年龄。3.4.2龄级龄级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。3.4.3龄组龄组：为了便于开展不同经营措施和规划设计的需要，在森林资源调查中，把各个龄级再归纳为更大范围的组。可分为：幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林等。3.4.4林分年龄林分年龄：林分内林木的平均年龄。可用年、龄级或龄组来表示。同龄林：林木年龄相差不超过一个龄级的林分。同龄林又分：(1)绝对同龄林：林木年龄完全相同的林分，如人工林；(2)相对同龄林：组成林分的林木年龄相差不足一个龄级的林分。异龄林：林木年龄相差在一个龄级以上的林分，如天然林。全龄林：在异龄林中，又将由所有龄级的林木所构成的林分。即林木年龄分布范围即有幼龄、中龄、近熟林、成熟林及过熟林。3.4.5林分年龄的确定方法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。补充：凡天然更新所形成的林木，其平均年龄相差两个龄级以上的应划分为“世代”，用组成式表示。我国“森林专业调查办法（草案）”（1960）中规定，“同一树种在年龄相差两个龄级以上，胸径大于4cm，且第二世代蓄积不少于整个林层蓄积的20％时，应划分世代”。3.5平均胸径(averagediameteratbreastheight)3.5.1林分平均胸径反映林木粗度的基本指标。它并不是林木胸径的平均水平，而是林木平均胸高断面积对应的直径。其准确计算方法是根据每木调查的结果，计算出林分或标准地内全部林木断面积的总和与平均断面积，再求出对应的平均直径。式中：g—林分平均断面积；N—林分内林木总株数；G—林分总断面积；gi和di—第i株林木的断面积和胸径。NiiNiiNiigdNdNgNGNgD121211414141443.5.2林分算术平均胸径林分算术平均直径，是林木胸径的算术平均值，以d表示。NiidNd11N-林木株数di-第i株林木胸径平均胸径以cm为单位，记到小数点后一位。有时为了估算林分平均直径，也可以目测选出大体近于中等大小的林木3-5株，实测林木胸径，以其平均值作为林分平均直径。对于复层混交林，按林层分别树种计算平均直径，而各林层并不计算林层平均直径。☆林分平均直径永远大于算术平均直径。3.6平均高（averageheight）3.6.1基本概念林木的高度是反映林木生长状况的数量指标，同时也是反映林分立地质量高低的重要依据。平均高则是反映林木高度平均水平的测度指标。根据不同的目的，通常把平均高分为林分平均高和优势木平均高。平均高以m为单位，记载到小数点后一位。3.6.2林分平均高（1）条件平均高树高曲线：树木的高生长与胸径生长之间存在着密切的关系，两者之间的关系常用树高-胸径曲线来表示。这种反映树高随胸径变化的曲线称为树高曲线。横轴表示直径，纵轴表示树高。将计算出的各径阶的平均高，在方格纸上点出，并注明各点的株数，连接之并修成匀滑曲线。条件平均高：在树高曲线上，与林分平均直径（Dg）相对应的树高，称为林分的条件平均高，简称平均高（HD）。从树高曲线上根据各径阶中值查得的相应的树高值，称为径阶平均高。（2）加权平均高加权平均高：依林分各径阶林木的算术平均高与其对应径阶林木胸高断面积计算的加权平均数作为林分树高，称为加权平均高。这种计算方法一般适用于较精确地计算林分平均高。对于复层混交林分，林分平均高应分别林层、树种计算。3.6.3优势木平均高优势木平均高：林分中所有优势木或亚优势木高度的算术平均数，用HT表示。优势木平均高常用于鉴定立地质量，它不受抚育措施（下层抚育）的影响。确定方法：(1)在调查中可以在林分中选择3-5株最高或胸径最大的立木测定其树高取平均值。(2)在林分中每100m2或200m2选1株最高或胸径最大的树木测定其树高取平均值。3.7立地质量3.7.1基本概念立地质量：又称地位质量，是对影响森林生产能力的所有生境因子（包括气候、土壤和生物）的综合评价的一种量化指标。评定立地质量的方法和指标很多，通常有依据土壤因子、指示植物、林木材积或树高等划分立地质量的指标。经过多年的实践分析证明，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，林分愈高，林地的立地条件越好，林地的生产力越高。3.7.2地位级地位级：地位级是反映一定树种立地条件的优劣或林分生产能力的一种指标。一般分为五级，由高到低以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示。地位级越高，说明立地条件越好，其自然生产力也越高。林分地位级的确定，通常是用地位级表，根据林分的年龄和平均高得到。地位级表：依据既定树种的林分条件平均高（HD）与林分年龄(A)的关系，编制的划分林地质量或林分生产力等级的数表。同一林地，对于不同的树种而言，很可能是不同的地位级。如果是复层混交林，则应根据主林层的优势树种确定地位级。3.7.3地位指数地位指数：某树种林分在标准年龄（亦称基准年龄）时优势木达到的平均树高作为评定立地质量的指标。地位指数表：依据林分优势木的平均高与林分年龄的相关关系，以标准年龄时林分优势木平均高值作为划分林地质量或林分生产力等级的数表。地位指数曲线：用地位指数表中的数据所绘制的曲线。采用地位指数指标进行林分地位质量比较时，实际上就是各林分都以在标准年龄时优势木平均高的比较，优势木平均高越高，其地位质量越好。地位指数有以下优点：⑴以林分优势木高作为评定立地的依据，受抚育措施影响小，能较确切地反映林地生产力的差别。⑵直接用一定年龄的树高值表示，对林木生长状况有一个具体的数量概念，便于不同树种的比较。3.8林分密度3.8.1基本概念林分密度：单位面积林地上林木的数量。是反映林分中林木间拥挤程度的指标，说明林木对其所占空间的利用程度，是影响林木生长和木材产量的极重要因子。我国现行常用的林分密度指标主要有株数密度、疏密度和郁闭度。3.8.2株数密度