第八章 林分生长量的测定

《测树学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：测树学（英文）：Forest Mensuration课程编号：14241017课程学分：3.0课程总学时：48课程性质：专业基础课二、课程内容简介测树学是论述树木、林分、大面积森林及其原木产品的数量测算、质量评定和生长动态分析的理论与技术方法的一门学科，它为森林资源调查及其它林学相关学科提供研究、分析森林的测算理论、技术和方法，是林学专业的专业基础课；本门课程的主要内容包括：单株木及林分的4大量（材积或蓄积、出材量、生长量、生物量）的调查测算，林木及林分各因子的调查测算，林分结构调查，林分密度及林地质量评价，角规测树原理及其应用，林分生长收获预估等。

三、教学目标与要求本课程是林学专业的专业基础课，通过本门课程的学习要求学生掌握森林资源调查、评价的基本理论、方法和技术，能熟练开展森林的外业调查以及内业分析处理工作，理解林业数表编制的一般方法和程序，了解新技术（3S技术等）、新方法在林业中的发展前景及应用，为开展森林资源调查与评价及林学的其它相关学科的研究、分析服务，并进而为林学专业学生适应林业生产、成为合格的林业技术人员及研究人员奠定坚实基础。

四、教学内容与学时安排绪论（1学时）1. 教学目的与要求：掌握测树学的基本概念及其主要内容；理解测树学的主要任务及其对林学学科的重要意义；了解测树学的发展概况及其先验知识。

2. 教学重点与难点：重点：测树学的基本概念及主要内容；难点：测树学先验知识的学习和巩固。

一、测树学的概念和内容二、测树学的目的、任务三、测树学与其它学科的关系及其在林业中的地位四、测树学发展简史五、测树学中的误差、精确度及准确度六、测树学中的有效数字七、本书调查因子使用的计量单位及符号第一章单株树木材积测定（6学时）1. 教学目的与要求：掌握常见树木树高、直径测量仪器的原理及使用方法，伐倒木及立木材积的常规测定方法；理解树干干形及其研究方法，枝条、树皮及薪材材积的测定方法；了解测树新仪器、新方法，立木材积测定的其它方法。

测树学第一章 伐倒木和立木材积测定1.把树干近似成抛物线体，得到两个伐倒木材积测定公式：（1）平均断面积近似求积式：L d d L g n n )2(4g 21V 2200+=+=π）（（式中：树干干长为L ，干基底直径为d 0,干基底断面积为g 0,小头直径为d n ,小头面积为g n ）（2）中央断面近似求积式：L d L g V 221214π==公式来源：由干曲线式,取旋转积分而得y 2 = p x r ,取 r = 1,旋转积分而得误差性质：很显然，当r=1或0时，两式均无误差且相等；当r>1时，平均断面积式产生偏大误差，而中央断面积式则产生偏小误差； 当0<r<1 时，两式误差则与r>1的情况完全相反，即平均断面积式产生偏小误差，而中央断面积式则产生偏大误差。

2.区分求积的目标和方法：（1）目的：为了提高木材材积的测算精度，减小误差（2）原因：分段后每段的干形比较规整。

（3）方法：将树干区分成若干等长或不等长的区分段，使各区分段干形更接近于正几何体，分别用近似求积式测算各区分段材积，再把各区分段材积合计可得全树干材积。

在树干区分求积中，稍段不是一个区分段的部分视为梢头，用圆锥来计算其体积。

通常段长=2m 或1m ，段数大于等于五（3）公式：A.''131V l g g l n i i ∑=+= （式中：l 为区分段长度） B.()'11031g 21V l g l g g n n i i n +⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=∑-=3.测树高的方法：在布鲁莱斯测高器的指针盘上，分别有几种不同距离的高度刻度。

使用时，先要测出测点至树木的水平距离，且要等于10、15、20、30m 。

测高时，按动仪器背面启动按钮，让指针自由摆动，用瞄准器对准树梢后，稍停2-3秒待指针停止摆动成铅直状态后，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，即为树全高。

测树学（2750）自学考试教学大纲一、本课程性质与设置的目的（一）本课程的性质和特点测树学是研究树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、收获量的测定、预估和计算的科学。

是林学专业的必修课。

测树学是森林经理学、森林生态学、森林经营学的基础课程。

同时，也是整个林业科学的一门专业基础学科。

（二）本课程在专业中的地位、任务与作用本课程是林木专业学生必修的主干课程。

测树学的任务是：一是为森林调查中的木材数量和质量、林分结构和生长规律、质量评定、森林资源经济价值评价、森林资源动态及其发展趋势提供理论、方法和技术。

二是为各林业学科提供研究森林、分析森林的测算理论、方法和技术。

对自学者要按全日制普通高校相同课程的要求进行水平合格考试。

目的是检测课程应试者是否达到课程合格水平，是否掌握了解森林资源经济价值评价、森林资源动态及其发展趋势。

是否掌握测树学的理论和技术，是否学会树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、收获量的测定方法、步骤和关键技术要点。

（三）课程教学的基本要求1．理论知识方面重点掌握树木测定、林分调查、生长和收获预测的基本理论。

即测树因子、树干形状与求积式、材积三要素、林分调查、林分结构规律、树木材积和林分蓄积、立地质量评价、树木和林分生长量测定与预估的基本理论。

２．实验技能方面掌握树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、林分调查的基本方法，掌握林分生长量和收获量预估方法。

（四）本课程与相关课程的联系测树学是森林经理学、森林经营学的基础课程。

同时，也是整个林业科学的一门专业基础学科。

测树学内容涉及树木、林分及森林的测定理论、方法和技术，需要对大量观测数据进行分析处理，同时还要建立许多数学模型，因此，测量学、数学、数理统计学、电子计算机数据处理技术以及森林生态学都是本学科的基础。

在自学考试中应突出本课程的特点，特别是基本实践技能的掌握，以保证本课程内容的系统性和完整性。

本课程的基础知识是：1.基本概念；2.基本理论；3.基本技能- 1 -重点：测树因子；树干形状与求积式；材积三要素；林分调查；树木材积和林分蓄积测定；难点：林分结构规律；立地质量与林分密度；角规测树原理；林分生长量和收获量预估模型。

测树学第一章：单株树木材积测定立木：生长着的树木伐倒木：立木伐倒后打去枝桠所剩余的主干称为伐倒木。

径阶：在测定树木直径时，为了读数和统计方便，一般是按1、2、4cm分组，所分的直径组称为径阶。

胸径：成人的胸高位置的立木直径胸高形数：以胸高断面为比较圆柱体的横断面的形数称为胸高形数。

形率：树干上某一位置的直径与比较直径之比称为形率。

胸高形率：树干中央直径与胸径之比。

伐倒木区分求积法的目的：为了提高木材材积的测算精度或是减少材干求积的误差，根据干形变化的特点，可将树干区分成若干等长或不等长的区分段。

计算：中央断面积公式平均断面积公式第二章：林分调查林分调查因子：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特征的因子，这些因子称为林分调查因子。

常用的林分调查因子有：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（树高和胸径）、数量（蓄积量）和质量等。

根据林分起源，林分可分为天然林和人工林林层：林分中乔木树种的树冠所形成的树冠层次称作林相或林层。

树种组成：组成林分的树种成分称作树种组成。

根据林分的树木的年龄，林分可分为同龄林和异龄林同龄林：林木的年龄相差不超过一个龄级期限的林分。

年龄：树木自种子萌发后生长的年数。

林分密度：单位面积林地上林木的数量。

株树密度：单位面积上的林木株树称为株树密度疏密度：林分每公顷胸高断面积（或蓄积）与相同立地条件下标准林分每公顷胸高断面积（或蓄积）之比，称为疏密度郁闭度：林分中树冠投影面积与林地面积之比。

立地质量：地位质量，它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。

评价指标：地位级和地位指数地位级：是根据既定树种的林分条件平均高H 及林分年龄A由该树种的地位级表中查定的表示林地质量或林分生产力相对高低的等级。

是反映既定树种所在林地的立地条件优劣或林分生产能力相对高低的一种指标。

地位指数：是依据既定树种优势木平均高H 与林分年龄A由该树种地位指数表中查定的表示林地质量或林分生产力高低的指数，地位指数也是评定林地质量或林分生产力高低的一种指标。

测树学复习资料及题目第一章、绪论1、测树学的概念：测树学是以森林作为研究对象，研究单株木、林分、大面积森林以及原木产品的数量测算、质量评定和生长动态分析的理论与技术方法的一门学科。

2、测树学的目的：在分析树木形状、林分结构规律及林分特征因子之间关系的基础上，研究树木、林分的数量（材积或蓄积、生物量）、质量（材种出材量）及其生长量的测定理论、方法和技术。

3、测树学发展简史：(1)测树学的萌芽阶段：19世纪早中期，还没有形成完整的学科体系。

(2)形成和发展时期：19世纪末期开始，德国完成适用伐倒木和木材材积测定公式的理论推导和检验，确定了形数的概念和测定立木的材积公式，并且进行一些简单的测仪器的研制。

(3)成熟和稳定期：20世纪30年代以来，由于数理统计、遥感技术、抽样技术和电算技术的发展及广为应用，以及角规测树学理论技术陆续发展起来。

(4)新技术应用阶段：近10-20年来，随着电子计算机处理数据、航天遥感、动态预测、角规测树等新技术在森林调查中应用越来越广泛，这预示着一个新的时期的到来。

4、测树学的研究内容：主要包括树木和林分的蓄积量（材积）、材种出材量生长量及其生物量的测定理论、方法和技术。

5、测树学中的误差：从误差的来源分，分为过失误差、系统误差、偶然误差。

6、测树学中的有效数字运算规则：①加减乘除运算：结果保留位数与有效数字位数最少者相同。

②乘方或开方运算：结果有效数字位数不变。

③对数运算：对数尾数的位数应与真数的有效数字位数相同。

④表示分析结果的精密度和准确度时，误差和偏差只取一位或者两位有效数字。

⑤计算中涉及到常数π、e以及非测量值，如自然数、分数时，不考虑其有效数字的位数，视为准确数值。

⑥为提高计算的准确性，在计算过程中可暂时多保留一位有效数字，计算完后在修约。

运用电子计算器运算时，要对其运算结果进行修约，保留适当的位数，不可将显示的全部数字作为结果。

7、测树学所使用的符号和单位：第二章、单株树木材积测定1、基本测树因子：树木直径、树高、树干横断面积、树干材积。

测树学（复习）第一章 单株树木材积测定一、伐倒木：树木伐倒后横卧在地，砍去枝桠，留下的净干称为伐倒木三、近似求积式精度：精度高低为：牛顿式精度最高中央断面式中等平均断面式最差中央断面常出现“负误差”平均断面“正误差”四、区分求积式：把树干分成若干段，段长1或2m ，求出每段材积与梢头材积，再合计。

1、中央断面区分求积式： V=g 1l+g 2l+…+g n l+1/3g ’ ·l ’=(g 1+g 2+…+g n ) ·l+1/3g ’ ·l ’ g 1、g2、…、g n 为各区分段断面积，l 为区分段长，l ’为梢头长，g ’为梢头底面积 23、区分求积式的精度：在同一树干上，某个区分求积式的精度主要取决于分段个数的多少，断数愈多，则精度愈高。

一般区分段数以不少于5个为宜。

五、直径和长度的量测误差对材积计算的影响：对树干材积V= g L 求导，得：P v ＝2Pd+PL 当长度测量误差率与直径测量误差率相等时，直径测量误差对材积计算的影响比长度测量误差的影响大1倍。

六、形数：一般定义：树干材积与树干在某一处的比较圆柱体的体积之比称树干在该处的形数。

形数是表示树干形状的指数，它说明树干饱满度。

形数越大，说明越饱满。

1比，即： f1.3式中的胸高断面积，树高和胸高形数通称为立木材积的三要素。

（形数仅说明相当于比较圆柱体体积的成数，不能独立的具体反映树干的形状。

） 2、正形数：树干材积与树干某一相对高度（如0.1h ）处的比较圆柱体的体积之比，记为f n 正形数只与r 有关，而与树高无关。

克服了胸高形数依树高而变化的缺点。

能较好的反映不同的干形。

3实验形数的比较圆柱体的横断面为胸高断面，其高度为树高（h ）加3吸收了胸高形数量测方便和正形数不受树高影响两方面的优点。

实验形数的材积公式为： 大量的实验数据表明，实验形数比较稳定。

实验形数是一个树种的平均干形指标。

七、形率：定义：树干上某一位置的直径与比较直径之比。

绪论测树学：是研究树木材积、采伐木材积、林分蓄积、大森林蓄积以及树木和林量的确定方法。

误差：近似值和真值之差（误差=测算值－真值）。

过失误差：是由工作者过失引起的。

例如错误使用仪器、读错数字、计算错误等。

系统误差：由于某种原因引起一个不变的恒定误差值，并朝一个固定方向偏大或偏小。

偶然误差：此种误差的大小和正负符号完全是偶然的。

可看作是随机变数。

精确度(精密度)：指由于偶然误差而使观测值在其平均值周围的一致性程度。

准确度：表示测算求得的近似值与真值的接近程度。

——总误差第一章单株树木材积测定立木：生长着的树木（活立木、枯立木）。

伐倒木：立木伐倒后打去枝桠所剩余的主干。

材积：树干的体积（m3）。

基本测树因子：树木的直接测量因子（如树干的直径、树高等）及其派生的因子（如树干横断面积、树干材积、形数等）。

树干直径：垂直于树干轴上的横断面直径。

胸径：根茎至胸高位置处的直径（cm），我国和欧洲国家取距离根茎1.3m处的位置。

树高：树干根茎处至主干稍顶的长度（m）。

枝下高：树冠底部到地面的高度（m），可分为活枝高和死枝高。

冠幅：最大枝的宽度。

冠长：树冠长度,是指树冠顶部到底部的垂直长度，即树高与枝下高之差(CL=H-HCB) 。

冠长率：是指树冠长度占树高的百分数，CR=CL/Hx100树干横断面：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。

树干横断面形状：指树干横断面的闭合曲线的形状。

纵断面：沿树干中心假想的干轴将其纵向剖开，所得纵剖面的形状。

干曲线：围绕纵剖面的那条曲线。

形数：树干材积与比较圆柱体体积之比。

正形数：以树干材积与树干某一相对高(如0.1h)处的比较圆柱体的体积之比。

形率：树干上某一位置的直径与比较直径之比。

）：自地面到望点的高度。

望高（hR望点：树干上部直径恰好等于1/2胸径处的部位形点：将树干上部直径d为处的点。

第四章立地质量立地：是森林或其他植被类型生存的空间及与相关的自然因子的综合。

测树学（2750）自学考试教学大纲一、本课程性质与设置的目的（一）本课程的性质和特点测树学是研究树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、收获量的测定、预估和计算的科学。

是林学专业的必修课。

测树学是森林经理学、森林生态学、森林经营学的基础课程。

同时，也是整个林业科学的一门专业基础学科。

（二）本课程在专业中的地位、任务与作用本课程是林木专业学生必修的主干课程。

测树学的任务是：一是为森林调查中的木材数量和质量、林分结构和生长规律、质量评定、森林资源经济价值评价、森林资源动态及其发展趋势提供理论、方法和技术。

二是为各林业学科提供研究森林、分析森林的测算理论、方法和技术。

对自学者要按全日制普通高校相同课程的要求进行水平合格考试。

目的是检测课程应试者是否达到课程合格水平，是否掌握了解森林资源经济价值评价、森林资源动态及其发展趋势。

是否掌握测树学的理论和技术，是否学会树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、收获量的测定方法、步骤和关键技术要点。

（三）课程教学的基本要求1．理论知识方面重点掌握树木测定、林分调查、生长和收获预测的基本理论。

即测树因子、树干形状与求积式、材积三要素、林分调查、林分结构规律、树木材积和林分蓄积、立地质量评价、树木和林分生长量测定与预估的基本理论。

２．实验技能方面掌握树木材积、林分蓄积、树木和林分生长量、林分调查的基本方法，掌握林分生长量和收获量预估方法。

（四）本课程与相关课程的联系测树学是森林经理学、森林经营学的基础课程。

同时，也是整个林业科学的一门专业基础学科。

测树学内容涉及树木、林分及森林的测定理论、方法和技术，需要对大量观测数据进行分析处理，同时还要建立许多数学模型，因此，测量学、数学、数理统计学、电子计算机数据处理技术以及森林生态学都是本学科的基础。

在自学考试中应突出本课程的特点，特别是基本实践技能的掌握，以保证本课程内容的系统性和完整性。

本课程的基础知识是：1.基本概念；2.基本理论；3.基本技能- 1 -重点：测树因子；树干形状与求积式；材积三要素；林分调查；树木材积和林分蓄积测定；难点：林分结构规律；立地质量与林分密度；角规测树原理；林分生长量和收获量预估模型。

第八章林分生长量测定
一、名词解释
1.林分生长
2.自然稀疏
3.进界生长量
4.一次调查法
5.材积差法
6.一元材积指数法
7.林分表法
8.双因素法
9.林分蓄积生长量
10.毛生长量、纯生长量、净增量、枯损量、采伐量
11.保留木
12.生长量样木
13.固定标准地法
二、填空
1.测定林分生长量的方法较多，但基本上可以区分为和＿两类。

2.临时标准地法，又称为。

属于此类的方法有、、、和。

3.应用材积差法确定林分蓄积生长量时，必须具备两个前提条件：；。

4.林分表法又称为，其核心是。

5.林分生长量大致可以分为、、、＿、、。

6.双因素法师利用和两个影子来估计林分蓄
积生长量的方法。

三、简答
1.简述固定标准地法和临时标准地法的相同点和不同点。

2.简述利用材积差法确定林分蓄积生长量的步骤。

3.简述利用材积表法确定林分蓄积生长量的步骤。

4.简述利用双因素法确定林分蓄积生长量的原理及方法要点。

5.与树木生长相比林分生长的特点是什么？
6.简述林分生长量的种类以及各生长量之间的关系。

7.设置和测定固定标准地应注意哪些事项？
8.从林分直径生长的随机过程理论出发，解释林分表法的实质。

9.简述一元材积指数法确定林分蓄积生长量的步骤。

10.简述预估直径分布的方法。

11.简述胸径生长量的测定方法及具体步骤。

12.简述材积生长率与胸径生长率的关系，并简单论证。

13.简述林分表法确定林分蓄积生长量的步骤。