第二章 单株树木材积测定.ppt

第1章 单株树木材积测定 内容提要 基本测树因子 树干形状 伐倒木树干材积测定 立木材积测定 概述 树木是由树干（体积占60－70％）、树根（体积占15％左右）和枝叶（体积占15％左右）所构成 。 立木(standing tree) ：生长着的树木。 伐倒木(felled tree) ：立木伐倒后打去枝桠所剩余的主干。 材积：树干的体积。 第一节 基本测树因子 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：指垂直于树干轴的横断面上的直径（Diameter）。用D或d表示 胸高直径：位于距根颈1.3m处的直径，简称为胸径（DBH，diameter at breast height）。 树高（tree height）：树干的根颈处至主干梢顶的高度。 胸高断面积(basal area of breast-height) ：树干 1.3m处的断面积。 树干材积：指根颈以上树干的体积(volume)，记为V。 第二节 树干形状 树干直径随从根颈至树梢其树干直径呈现出由大到小的变化规律，变化多样。 影响因子：1）内因：遗传特性、生物学特性、年龄和枝条着生情况；2）外因（环境条件）：立地条件、气候因素、林分密度和经营措施等 任何规则的几何体，若要计算其体积必须先知其形状。 树干形状是由树干的横断面形状和纵断面形状综合构成。 一、树干横断面形状 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。 树干横断面形状近似圆形，更接近椭圆形。为了计算方便通常视其为圆形，平均误差不超过±3％。 树干横断面的计算公式为： 二、树干纵断面形状 （一）基本概念 纵断面：沿树干中心假想的干轴将其纵向剖，所得纵剖面的形状。 干曲线（stem curve）：围绕纵剖面的那条曲线。 干曲线方程－将干曲线用数学公式予以表达。 二、树干纵断面形状 干曲线自基部向梢端的变化大致可归纳为：凹曲线、平行于x轴的直线、抛物线和相交于y轴的直线这4种曲线类型。 干曲线围绕干轴旋转可得四种几何体：凹曲线体（D）、圆柱体（C）、截顶抛物线体（B）和圆锥体（A） 。 （二）干曲线式 （1）孔兹（Kunze、M.,1873）干曲线式 ： 式中 y —树干横断面半径； x—树干梢头至横断面的长度； P—系数； r—形状指数。 形状指数（r）的变化一般在0~3，当r分别取0、1、2、3数值时，则可分别表达上述4种几何体。 （二）干曲线式 （2）分段二次多项式（Burkhart and Max,1976） ： 式中 y =d2/D2； x=h/H； b1~b4—系数； d—在树干h高处的带(去)皮直径； h—地面起算的高度或至某上部直径限； D—带皮胸径(cm) ； H—全树高(m) 。 第三节 伐倒木树干材积测定 一、一般求积式 （一）树干完顶体求积式 1. 用下底断面（g0）和长度求体积 2. 中央断面（g0.5）和长度求体积 （二）截顶体求积式 1. 用两端断面积求体积 2. 用中央断面积求体积 二、伐倒木近似求积式 （一）平均断面积近似求积式 （Smalian ，1806 ） （二）中央断面积近似求积式（Huber，1825） （三）牛顿近似求积式 （Reiker, 1849） 伐倒木近似求积式的精度 以上三种近似求积式计算截顶木段材积时： 牛顿近似求积式精度虽高，但测算工作较繁； 中央断面近似求积式精度中等，但测算工作简易，实际工作中主要采用中央断面积近似求积式； 平均断面近似求积式虽差，但它便于测量堆积材，当大头离开干基较远时，求积误差将会减少。 三、伐倒木区分求积式 为了提高木材材积的测算精度，根据树干形状变化的特点，可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分段材积，再把各段材积合计可得全树干材积。该法称为区分求积法(measuremental method by section)。 在树干的区分求积中，梢端不足一个区分段的部分视为梢头，用圆锥体公式计算其材积。 （一）中央断面区分求积式 将树干按一定长度（通常1或2m）分段，量出每段中央直径和最后不足一个区分段梢头底端直径， ，利用中央断面近似求积式（1—10）求算各分段的材积 并合计： （二）平均断面区分求积式 根据平均断面近似求积式，按上述同样原理和方法，