测树学第三章解读.ppt

4 林分木材结构规律 4.1 林分材积结构 由于林分径阶材积分布序列与林分直径分布序列有着密切关系，因此，材积按径阶的分布序列与林木株数按直径的分布序列一样，具有近似正态分布曲线的特征 * 将同一径阶内的林木再按材积的大小分成若干个组，则可以构成材积胸径相关表 * 材积变化规律： ⑴从林分总体看，如果以横坐标示胸径，纵坐标示各径阶的平均材积，绘制材积—径阶散点图，并把各点连接起来，则可以构成一条曲线，这条曲线称作材积—直径曲线。 ⑵在各径阶内，材积变动范围很大，例如36cm径阶内，材积变动范围为1.00～1.75m3，在48cm径阶内，材积变动范围为1.50～2.75m3。 ⑶如果以林分平均材积为100%，则最小径阶林木平均材积仅为20%，而最大径阶林木平均材积为270%。 * 林分材积结构近于正态分布，这为利用标准木法测定林分材积提供了理论依据。 另外，希弗尔采用相对断面积、相对材积与林木株数累积百分数的相关关系，分析了云杉林分林木断面积与材积的变化规律，其相对材积的变动幅度为0.23～2.45。当株数累积百分数在30％以上后，其相对材积和相对断面积非常近似。 * 4.2 林分内树干材积与断面积关系 根据材积三要素得知，材积为断面积及形高之乘积。因此，树干材积与断面积的关系密切，并呈线性相关。同样，林分材积与断面积的关系密切，并呈线性相关。 * 4.3 树干材积与直径关系 树干材积与直径的关系呈现为J型曲线。在测树学中，一般采用幂函数方程表达树干材积与直径的曲线关系。利用这一关系，可以编制地方材积表（亦称一元材积表）。 * 森林分子：在同一立地条件下生长发育起来的同一树种同一年龄世代和同一起源的林木。 森林分子学说：主张把复杂林分划分成若干个森林分子进行调查，研究森林分子的结构规律。 大量检验都充分证明，当把复杂林分划分成森林分子后，在每个森林分子内部都存在着与同龄纯林一样的结构规律，这一发现是研究复杂林分结构规律的一个重要进展。 * 我国对于异龄林分直径结构也进行了较深入地研究，如钱本龙（1984）研究岷山原始冷杉异龄林分直径结构，认为其林分直径分布为不对称的山状曲线。 * 孟宪宇（1988）利用内蒙古大兴安岭兴安天然落叶松林78块标准地资料，分析了林分直径结构，结果显示：若不分层时其林分直径分布为双峰山状曲线；而分层后各层的林分直径分布分别为单峰山状曲线。 * 综上所述，可以看出异龄林分直径结构比同龄林分要复杂得多，其分布曲线类型受林分年龄结构、树种特征及组成、更新方式及过程、自然灾害、采伐方式及强度、立地条件等多种因素影响。对于异龄林分直径分布，除了呈典型的反J型曲线外，还经常呈现为不对称的单峰或多峰团状曲线。 * 第二节 林分直径分布拟合方法 1 同龄纯林直径分布拟合方法 1.1 相对直径法 计算相对直径及株数累计百分数 绘制株数累计百分数曲线（肩形曲线） * 只要已知林分中任一林木的相对直径，就能求出小于这一直径的林木占林分总株数的百分数。相反，若已知株数累积百分数值，从肩形曲线上也能查出它所对应的相对直径，再根据林分平均直径就可计算出所对应的林木直径。 * 1.2 概率分布函数法 近20多年来，主要采用概率密度分布函数描述、拟合林分直径分布。 可根据林分直径分布的具体形状特征和变化规律，选用不同的概率密度分布函数，一般常用的分布主要有：正态分布、Weibull分布、Γ分布、β分布、SB分布等。 林分生长和收获预估模型、林分直径动态预测模型中，Weibull分布应用最广泛。 * 正态分布 正态分布的概率密度函数为： 式中： d—林木实测直径值； —林木算术平均直径； δD —林分直径标准差 。 * Weibull分布 三参数Weibull分布的概率密度函数为： 式中：a—位置参数（直径分布最小径阶下限值）； b—尺度参数； c—形状参数 参数求解方法：矩解法、最大似然估计法和百分位法 * * 2 异龄林直径分布拟合方法 相对直径法。 概率分布函数法：β分布和Weibull分布函数 。 * 美国迈耶(1953)研究了称作均衡异龄林的结构。迈耶指出，一片均衡异龄林趋于有一个可用指数方程表达的直径分布： 式中： Y-每个径阶的林木株数 X-径阶 a-林木株数在连续的径阶中减少的速率参数； K-林分的相对密度。 * 第三节 林分树高结构 树高与直径、材积的相关紧密，也较容易测定，而且树高生长受林分密度的影响较小，在很大程度上取决于立地条件的优劣。因此，在森林经营管理中，常常利用树高对立地条件反映比较灵敏的特点，而采用林分优势木高或林分条件平均高与