运用削度方程对人工杉木林分材积估算

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摘 要：杉树是一种生长迅速，适应性强，材质好，用途广泛，是南方重要的商品材树种之一。生长过程中受到立地条件、林分密度、栽培管理的差异，生长性状及材质是不一致的。削度方程是根据林分胸径、全高计算树干上各部位的直径为该干净位置距地面高的数学函数。在样地内运用削度方程估算活立木造材数量和质量较标准木法推算材积准确，简单明了。通过削度方程估算是评判生产管理措施、抚育间伐、森林质量的优劣，特别是近十年木材市场化来，青山拍卖前了解山场杉木造材数量和质量，掌握最终定价有至关重要的意义。

关键词：杉树；人工林；削度方程；材积

中图分类号：S791 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151032025

1 试验林的基本概况

杉木试验林位于永丰县潭头乡潭头村3-2小班，面积1.34hm2。属中亚热带气候，年均气温17.7°、最冷月平均气温5.9°、最热月平均气温32.1°。≥10°的积温 2500°，极端最低温度-6.3°年降水量1553L，年日照时数1649h；无霜期279t，是杉木中心产区地之一。

试验林海拔高度245m，地势平缓，全坡，坡向北，土壤肥沃深厚，排灌方便，交通便利。2003年春季造林，洞穴规格为40cm×40cm×40cm，株行距2m×2m。进行了扩穴培土、全刈、间伐等生产管理措施，并遭受2008年冰冻雪灾。

2 材料与试验方法

2.1 试验材料

为潭头村3-2小班为人工杉木林，郁闭度0.83。在林分中选择一个具有代表性的25.8m×25.8m标准样地。样地内每木检尺，最小检尺胸径为5cm，径阶为2 cm，径阶整化采用上限排外法。使用布鲁莱斯测高器测量样木的全高，同径阶各树高的平均值为径阶树高，树高尾数采用四舍五入整化为整数。林分平均直径Dg=16.4cm，平均树高H=16m，株数N=1140株/hm2，小班共计杉树1528株。

根据江西省井冈山地区杉木二元材积计算公式：及山场杉木伐倒去皮测量胸径后，不同规格的造材得出：a= 0.9218， b= -1.2094， c=0.2275。

2.2 统计分析方法

因条件限制，使用Excel 2003进行统计分析。

2.2.1 削度方程选用

d2/D2=a+b（h/H）+c（h/H）2

d为树干上各部位直径

h为树干上各部位直径距地面的高

D为胸径、H为全高

a、b、c为削度方程的参数

2.2.2 估计树干上任分段材积值为

V=A D2[[ah2+（b/2）（h22/H）+（C/3）（h32/H2）]-[ah1+（b/2）（h21/H）+（C/3）（h31/H2）]]

A=∏/40000=0.00007854

2.2.3 树皮率方程

根据各经阶样木的平均树皮率与经阶的关系，建立树皮率PB%方程，既

PB%=34.5952-5.056ln（D）

R= -0.8500

3 结果

在样地内采用削度方程计算杉木材积为9.1195 m3，标准木法是10.2030 m3。两种方法计算的结果相差竟达1.0835m3，存在显著的差异。经分析比较，造成的原因组要是：削度方程中的参数、系数都是在事件中经过检念和校正，具有较高的可靠性。而且对每个经级木造材计算累加值即为样地的材积，所得材积与真实的材积较为接近是可信任的。

标准木法是计算林分平均胸径后选择与林分平均胸径近似样木造材乘以样木株数得出样地材积。林分中没有完全相同的两株杉树，标准木法未充分考虑杉木树高和形数对造材的影响。具有较强的片面性，虽然简单易行，计算材积的可靠性较不高。

两种计算材积的差异，详见下表：

4 问题与讨论

4.1 削度方程能够较好地描述完整树干形状变化外

还可以估计树干上任意部位的直径、任意既定直径部位距树基的长度、树干上任意分段的材积和全树干材积。因此，在林业生产管理工作中，对中幼林抚育、间伐和森林质量和经济效益高低能够提供重要的参考依据。

4.2 削度方程充分考虑到树干病腐、弯曲、枝节等因素对出材率的影响

因而，这些方法只能严格限制在那些没有或基本上没有病腐、弯曲等缺陷、且枝节基本不影响出材率的林木，否则会使出材率偏高。利用削度方程计算材积适用于林龄一致，林分整齐的人工林。

4.3 削度方程计算材积比比木法准确可靠

但劳动强度大，时间长，且参数需要大量的造材和专业技术人员加以修订。电子计算机的普及可以模拟、修正数据，加载宏的运用大大减轻劳动强度和缩短工时。

参考文献

[1] 孟宪宇.测数学[M].北京：中国林业出版社，2006.