《测树学》实验课教学讲义

《测树学》实验课教学课件一、测树实验目的及实验要求实验目的实验要求通过测树学系列课程实验，使学生较全面地掌握测树学的森林计测技术和方法。为学生毕业后从事森林调查、林学研究工作和林业生产相关活动提供测树工具和技术支撑。实验课要求体现：“三性”－综合性、设计性、研究性，确保实验教学质量。通过实验具体掌握伐倒木、立木、原条、原木材积测定方法；熟识标准地作业过程，分析林分结构状况；掌握林分蓄积量、出材量的测算；掌握角规测树和森林抽样调查方法；熟识树干解析及树木生长量计算过程；接触林木生长及收获模型的拟合构建过程，胜任林业科研、教学、生产和实际森林调查需要。二、测树学实验组织结构图测树学课程组织结构图立木伐倒木单木材积标准木法材积表法形高表法林分蓄积林分单木生成量角规测树法森林抽样调查综合课程总目标三、测树学实验项目安排序号实验项目名称实验主要内容实验类型开出要求1伐倒木材积的测定伐倒木捡量，近似式、区分求积式验证必做2林分标准地调查标准地境界测定林分测树因子调查设计必做3林分蓄积量和出材量测定确定林分树高曲线；多方法测算蓄积量、出材量。验证必做4立木材积表的编制及导算拟合树高材积回归方程；编制二元材积表并由导算一元材积表。验证必做5角规测树调查角规测树技术方法及林分因子测算验证必做6解析法测算树木生长量解析木的采伐及年轮直径测定、生长分析。设计必做7森林抽样调查森林机械抽样、分层抽样估计总体。综合选做8材积差法测算林分生长量一元材积表应用、直径生长量表编制及材积差法。验证选做1.1实验一：伐倒木材积测定伐倒木－－树木伐倒后的主干状况实验目的：掌握近似法及区分求积法。测径工具:轮尺围尺与皮尺、森调手册1.3米高处的直径（胸径）。径阶整化采取上限排外法，如7.0-8.9cm为8径阶。树高采用皮尺量取1.2伐倒木材积测定公式•树干形状–树干横断面–树干纵断面–孔兹干曲线•树干近似求积式–胡伯尔公式–司马仑公式–牛顿李克近似求积式hgLgV2121hggLggVnn)(21)(2100LgggVn)4(61210XPY21.3树干区分求积式•中央断面积区分求积式•平均断面积区分求积式lglgVni31lglgggVnniin31)(2111101.4单株立木材积测定•累高法•望高法•形数法23.1323.1Rhgv223.1ghqghfV(Presslerreferenceheightmethod)1.5油锯伐木作业操作示范•垂•平•倒向•防护•安全1.6伐倒木直径捡量示范•任意高度•定位•直径卷尺•读数•记录2.1实验二：标准地调查作业标准地调查－－包括每木调查、测定树高、植被和土壤调查、林分环境因子、树木年龄及生长量测定等。分别树种、起源、年龄（或龄级）、活立木、枯立木测定每株树木胸径、并按整化径阶记录、统计，实验目的：掌握标准地调查作业过程，林分概念及林分调查因子测定方法。。工具:罗盘仪、测高器、花杆、围尺、皮尺、森调手册、计算器等。2.2标准地边界测定•标准地的选择•标准地的边界测量•标准地林分测定走进森林走进大自然2.3标准地调查-罗盘仪•罗盘仪•构造•使用2.4林分边界测量工具•皮尺•测绳2.5边界面积GPS测量仪•不同型号•纵坐标•横坐标•高程•路径2.6罗盘操制图景•罗盘仪•对中•整平2.7标准地边界测定图景•定向•量距离•花杆2.8罗盘操作图景•观测•瞄准•记录•读数2.9卡尺检量胸径示范•端平•垂直•相切•定高•读数2.10胸径检尺示范•1.3m处•--25cm2.11杉木林中测树调查•测边界•测胸径•测树高•记录2.12勃鲁莱测高器测定树高•瞄准•操作•测定•读数2.13花杆测定幼龄松树高度示范•上坡观测•举直花杆•读数记录2.14野外林分调查•目测•练习2.15调查测定记录•站位•瞄准•操作•测定•读数实验三：林分蓄积量出材量测定林分蓄积量－－一定面积林地上所有林木带皮材积的总和：用M=∑V表示林分出材量－－材分蓄积中针对各类型材种的生产去皮材积的数量大小。实验目的：掌握几种蓄积量计算方法工具：森调手册、林分检尺及测高材料、方格纸、计算器、曲线板。3.1林分蓄积量测算方法•一、标准木法•二、一元材积表法•三、二元材积表法•四、三元材积表法•五、标准表法•六、平均实验形数法3.2二元材种表法计算蓄积量径阶dj树种径阶株数nj径阶均高Hj断面积G蓄积量M单株g径阶Gj单株v径阶Mj68……3.3林分出材量测算方法•一、样木实际造材法•二、一元材种出材率表法•三、二元材种出材率表法•四、出材量表法•五、削度方程动态造材法3.4木材材种形式•商品材（经济用材、薪材）：•经济用材：（包括规格材、非规格材）•（1）规格材：•①大原木（材种）•②中原木•③小原木•（2）非规格材：短材及小材•薪材（薪炭材）•废材（包括皮、枝）3.5一元材种出材率表法计算出材量表djnjGjMj出材率P出材量规格材非规格材规格材非规格材68……P规×MjP非×Mj实验四：立木材积表编制及导算立木材积表－－依照树木胸径、树高、材积等因子之间的关系而建立起的反映立木平均带皮单株材积与胸径，树高等因子关系的数表。多种材积表：A、一元材积表：V=f（d）B、二元材积表：V=f（d、h）C、三元材积表：V=f（d、HL）4.2立木材积表的编制方法•树种林分标准地（n100块）•伐倒样木测定（n100）且各立地各径阶均要板有并区分求积。•样木径阶整理d、h、v•曲线走向绘制，粗选数学模型•模型拟合求参•材积回归方程检验可靠后推广应用。4.3立木二元材积表示范Dvh9m10111213148cm0.02730.03060.03380.03710.04050.0438100.04050.04540.05020.05510..06000.0650120.05590.06260.06930.07610.08290.0897140.07350.08220.09110.10000.10890.11791618材积v---volume4.4林分树高曲线绘制的步骤•林分测高材料整理•各径阶散点图的描绘•树高曲线修勻圆滑•树高曲线的应用4.5林分树高曲线绘制hd4.6二元材积表导算一元材积表•一、林分树高曲线绘制•二、粗选树高数学模型•三、树高模型拟合求参•四、二元材积表应用•五、一元材积表的导出实验五：角规测树调查角规测树－－测定林分的公顷断面积。－－利用具有一定规角的角规,测定林分每公顷具有不同样圆的计数木胸高断面积总和的测树方法。间接测定林分疏密度不确定的样园面积。目的：掌握角规测树技术：角规绕测，角规控制检尺方法。工具：多种角规、测高器、围尺、皮尺。5.1角规测树原理•相余－0•相切－0.5•相割－1•样园•同心园圆心E圆外木计为0株圆界木计为0.5株圆内木计为1株半径50Dg5.2角规测树形式•角规绕测法•角规控制检尺法5.3杆式角规测树示范•站位操作•瞄准胸径•杆式角规•判切割离•读数•0.5•1•05.4自动改平角规测树示范•站位操作•瞄准胸径•改平角规•判切割离•读数•0.5•1•05.5棱镜角规测树示范•站位操作•瞄准胸径•棱镜角规•判切割离•读数•0.5•1•05.6角规测树因子应用计算•公顷断面积：G/ha=Fgz=Fg∑zjFg/n∑zi（n个角规点）•公顷蓄积：M/ha=Fg/n∑（ziHfi）Fg/n∑(zijHfij－第i点第j径阶)•公顷株数：N/ha=g/n∑zi/D2×12732.4•=12732.4G/D2D－林分均径6.1实验六：树木生长量测定树干解析－－研究树木生长基本方法是比较不同树种生长，同一树种在不同立地条件或采取不同经营措施所获得的生长效果。林业生产和科研中常采用。实验目的：掌握树干解析的基本工作程序及其计算树木生长量的方法工具：伐木锯子、测高器、计算器、森调手册、围尺、皮尺，方格纸6.2解析木伐倒作业操作示范•垂直•光滑•截面•树皮•边材•心材6.3解析木系列园盘•梢底盘•中间盘•根颈盘•带皮•边材•心材•系列6.4解析木园盘工作面判读示范•年轮•光滑•截面•树皮•边材•心材6.5园盘截面示范•切面•髓心•边材•心材•年轮6.6园盘截面部分示范•截面•树皮•边材•心材6.7园盘半截面示范•截面•髓心•边材•心材•年轮6.8树木生长量测算•树木年龄测定•树木生长率•树干解析年轮数定法轮枝数定法造林档案法访问法因子相关推断法树木年龄测定方法6.9广西马杉桉树高生长比较图0481216202428323640马尾松杉木桉树6.10五种松树生长调查•松树－品种、品系标准地调查测定•4年林分树高、直径调查表（右表）树种苗1年生2年生3年生4年生HDHDHDHDHD湿地松0.220.660.762.671.554.102.254.53.426.93加勒比松0.150.330.481.701.153.162.044.423.016.19马尾松0.230.450.821.901.693.492.233.982.594.86桐棉松0.250.330.702.151.533.042.223.982.754.51浪水松0.270.460.782.261.613.532.364.043.105.586.11五种松树生长比较wub-gszh02468123456ah湿地松加勒比松马尾松桐棉松浪水松6.12树高生长月节律变化00.10.20.30.40.50.69101112123456789101112月份/month树高height/m实验七－－森林抽样调查•机械（系统）抽样•分层抽样•类型中心抽样•成数抽样•3P抽样7.1森林抽样调查方法•1森林抽样调查：•在森林调查的对象中，按照预先设定的一定精度（随机）抽取一定的数量的样本单元组成样本，调查样本之后，用样本对总体实行估计，用以推算全林（总体）总量的抽样调查方法。7.2森林抽样调查方法•2森林抽样方法：•简单随机抽样调查•森林系统抽样调查•森林分层抽样调查•森林成数抽样调查•森林两阶/三阶抽样调查•森林类型中心抽样调查7.3森林抽样调查方法•3森林抽样调查的特点：•调查对象的非全面性•调查对象确定的随机客观性•样本推测总体方法的科学性•抽样调查误差/或精度的可控性•调查方法的现实可行性：省工、钱、人力7.4森林抽样调查方法•4森林抽样调查相关概念：•①总体——调查对象的全部/或总和。•②单元——调查的最基本单位。一个样点。•3样本——从总体中抽出的用于调查的单元总和，即样本是由样本单元构成的。•4标志量——总体客观存在的某个标志的特征值•⑤样本标志量—样本标志的统计量，如平均值。•⑥样本容量——样本单元数的大小7.5森林系统抽样调查•5森林系统抽样实施方法A：•④地形图实地找点调查，可采用用角规控制检尺法或标准地法，测出样点的M/ha。•⑤角规控制检尺样点。•每样点测定：树种、d、h、SZ、hf•测算每样点M/ha：形高表法、数表法7.6森林系统抽样调查•6森林系统抽样调查B：•在森林调查总体中，按一定精度随机确定起点单元，并按一定的距离间隔抽取其它样本单元，在调查这些单元后，用以估计森林总体的方法。7.7森林系统抽样调查•7森林系统抽样实施方法C：•②系统抽样的单元数（抽多少点）•A、理论上单元数：n′=（UэC/E）2•B、实际单元数n=n′（1+10%）•③如何布点：即如何使n个落实在面积为A的总体中。本次n=190个样点•A、先计算一个点的代表面积S1=A/n=200ha/190=1ha•B、实地样点代表面积a：1ha=100×100M2•C、在/10000地形基本图上，样点间距：l=L/M=100/10000=1cmyi以此设计网格点网。•D、用网格（板）蒙1/10000地形图布点：针刺后加黑点及加小圈•E、总样本单元点的编号：由上到下1→n个排列好。。7.8森林系统抽样调查•8森林系统抽样实施方法C：•④地形图实地找点调查，可采