森林计测学课程教学内容的思考

杨瑞 丰霞 何跃军 韦小丽

摘要：指出了森林计测学课程是林学专业的重要专业基础课，课程内容与其它学科之间交叉性大，且具有较强的实践操作性。结合社会时代发展和科技进步，围绕林学专业培养目标和森林计测学教学参考书的具体内容，对该门课程的教学内容提出了以下几点建议：根据社会生态文明建设的需要把生态理念教育融于课程教学之中，引入现代的各种测树仪器和测树方法，结合实际情况把各种数理统计软件与3S技术广泛渗透到课程内容当中。通过对教学内容的补充与完善，期望能进一步满足社会发展的需求。

关键词：森林计测学；林学；教学思考

中图分类号：G642

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）05-0206-03

1 引言

贵州大学林学院本科教育林学专业的培养目标是为林业、农业与生态环境保护等相关部门培养具有苗木培育、森林经营管理、森林病虫害防治、林木遗传与改良、森林资源保护与开发利用、城市林业建设和规划设计、自然保护区与园林管护等方面的基本理论和基本技能的高级科学技术人才。森林计测学作为林学专业的一门重要专业基础课，一方面国家各类森林资源调查的核心工作都主要包含于森林计测学的内容之中，另一方面该课程为林学专业的森林资源经营管理学、森林资源资产评估、森林培育学等课程提供分析研究的理论和技术方法，在林学专业教学体系的课程开设中具有举足轻重的地位和作用[1～3]。随着科学技术的发展和人类社会的进步，人们对森林的认识和需求也在发生变化，各种现代技术的发展及其在森林计测领域的应用，对森林计测学课程的内容也提出了新的要求。

2 森林计测学教学内容及特点

贵州大学林学院林学专业的森林计测学课程以孟宪主编的“测树学”（中国林业出版社，2006年4月第3版）作为参考书，教材的主要内容为单株树木材积测定、林分调查、林分结构、林分蓄积量、林分材种出材量、树木及林分生长量、生物量测定、林分生长和收获预估模型、立地质量及林分密度等，同时附录中有多元回归模型和森林资源调查方面的内容[3]。课程内容涉及到林木的生长发育变化解析，森林资源调查的生长、数量、质量、结构、生物量等测定理论、方法和技术。在课程内容中涉及到数理统计、物理学、植物学、树木学、测量学、现代控制论、遥感及计算机数据处理技术、森林生态学等相关基础知识[3，4]。学习本课程的学生要求熟练掌握与林业相关的一些测定方法，能够到野外开展各种林业资源调查、作业调查规划设计，森林群落特征调查等工作。森林计测学内容包括理论教学、实验测定与论证、综合实习及课程设计等诸多环节，具有较强的实践操作性以及在学科之间的交叉性大的特点。在教学过程中必须把理论与实验教学有机结合起来，才能使学生较好地领会课程的理论知识，掌握测定的方法及计算分析技能。

3 社会需求和科技的进步对森林计测学内容提出了新的要求

党的十八大报告明确提出，建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对环境污染严重、生态系统退化、资源约束趋紧的严峻形势，必须树立顺应自然、探索自然、尊重自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出的重要地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设秀美中国，实现中华民族经济的可持续发展。党的十八大报告中对生态文明建设的提出标志着我国已经从生态文明理论孕育阶段走进了生态文明实践建设的时代。林业是生态建设的主体和建设生态文明的主战场，必须切实担负起建设生态文明的历史重任。建设生态文明，是时代赋予林业的重要历史使命，也是林业建设发展过程中遇到的机遇和挑战，加之信息化技术日新月异的发展，新的测树仪器的使用，影像处理技术及地理信息科学、数理统计软件等各种新技术在林业事业中的应用，迫使森林计测学课程必须产生新的教学内容的变革才能满足社会发展的需要。

4 森林计测学教学内容的变革

高校作为思想政治教育和培养专业技术人才的主阵地，林学学科培养人才的目的就是使本专业学生成为未来高级林业专业人才的主体，要发挥其专业优势，将理论与实践充分结合，认清形势发展变化，具备现代化林业的思想，能敏锐地分析当前林业发展的形势与面临的挑战，拥有相应的知识储备，以便更好地为林业发展服务。因此，在林业学科专业教育方面，作为一名大学专业教师，要本着与时俱进的精神，围绕自己所承担的教学内容，积极开展适应社会发展趋势的教育教学改革，努力培养合格的适应林业发展需要的综合型林业专业人才。

4.1 融生态理念教育于课程教学内容之中

生态文明是继农业文明、工业文明之后人类文明发展的另外一种社会意识形态，是人类社会发展过程的价值追求。就人类生存的陆地生态空间而言，其生态环境建设的决定因素主要归功于植被、湿地、荒漠生态系统建设的好坏，这三大系统共同构成的现代化林业体系，在社会生态文明建设中发挥着至关重要的作用。生态环境建设的需求决定了我国林业发展方向从以木材生产为主转向以生态建设为主的新时期，林业肩负着改善生态环境和促进经济发展的双重使命。其林业发展战略思想观念的转变，预示着林学本科人才培养应由林木经营管理技术为主转向以经营管理技术与生态文明相结合的方向发展。作为林学专业的基础课，森林计测学课程内容要紧密结合当前林业变化发展的趋势和面临的机遇，让学生在学习过程中，融生态理念于课程内容当中，充分启迪学生在学习林木、森林生长变化等方法的同时，培植其生态文明价值观，对森林认识过程中经营技术和生态文明融会贯通，具备现代化林业思想，培养的林业专业人才知识结构在社会发展过程中的价值得以体现，发挥出其行业在社会发展过程中应有的功能与作用。

4.2 不同的测树方法改进与更新

传统教学参考书中介绍的测树工具如测量树高、树木年轮、树干解析等测树方法仪器操作简单，且大都采用人工肉眼或手动操作去完成，测定方法易受人为因素的影响，测量误差较大。随着电子计算机技术、新型电子仪器技术等的不断完善与改进，新型电子测树仪器在林业工作上得到了发挥。林木树高的测定方法上，不仅要求学生掌握布鲁莱斯测量高器的原理和应用，还应该加强学生掌握超生波测高器的原理和使用，林分速测镜的原理和使用。在树木生长量测定过程中，采用年轮分析仪，结合高分辨率的扫描成像技术，对树木生长锥芯或树木圆盘进行树木年轮与密度测定，然后将仪器分析测定的数据，结合相应专业技术软件进行统计分析，能够准确快速地得出相应的测定结果[2]。采用林木冠层分析仪，通过成像技术在野外对森林林冠层进行成像，找准其空旷地对比参数，结合图像投影设置其相应的成像参数，能准确地测出森林群落叶面积指数、平均叶倾角、冠层空隙度的变化。利用无棱镜全站仪、三维激光扫描仪等电子仪器扫描林木，结合激光扫描成像系统，利用专业系统软件可对立木的直径、树高、冠幅、冠长等测量因子进行测定，结合相应的软件分析功能可计算出林木树冠体积、森林的材积、生物量等结果[5]。冯种科[6]在利用角规测树过程中，考虑了林分蓄积量空间分布不均匀，用Voronoi图—泰森多边形法代替常规的算术平均法去估算林分的蓄积量，对角规测树方法进行了一定的改进，使林分蓄积总量在测定过程中达到的精度更高。上述这些测树方法的更新与改进，不但提高了测定的精度，同时在相应的数据处理软件系统中提高了数据测算的效率和准确度。

4.3 各种数理统计软件及“3S”技术的广泛应用

数理统计分析方法随着时代的发展在科学技术中的应用越来越广泛，森林计测学课程内容中，数理统计的分析与应用是课程的重要组成部分，比如测量的误差，抽样调查、估计，林木生长变化过程分析，各种林木材积表的编制和材种出材量表的编制，地位指数表的研究等，这些统计分析都属于传统的森林计测树内容，在分析计算过程中主要以笔算为主，由于其计算速度慢，在应用过程中受到极大的限制。随着计算机的普及和大量数理统计分析软件的出现，若还是采用传统的笔算方式去培养学生完成相关的教学内容，将来学生走上工作岗位后就很难胜任时代发展的需要，对自己所从事的专业技术工作就会产生直接的影响，甚至于被社会淘汰。各种测树技术的发展及人们对森林认识的逐渐深入，在对森林进行全面、准确的测定与分析已成为可能与必然，所获取各种复杂数据的表达、分析，要更多地应用各种统计分析软件去完成。 如在森林计测学课程中讲授“树干解析”时，传统的方法是要求学生除了应用计算器一步步地对树木的生长量、生长率、材积等的计算，还要在方格纸上画出树干纵剖面图、林木生长变化图等，顾丽[1]利用Forsat软件，运用其软件模块下的“树干解析”功能，直接实现了树干、材积、生长量、形数等的计算，还直接输出了课程内容中所需绘制的各类示意图。张雄清[7]利用森林一类清查不同年限的样地复查数据，利用SAS统计分析软件，对北京山区的油松生长模型参数进行研究与分析，构造了林分的年生长变化预测模型，对森林的可持续经营管理具有重要的指导意义。

随着“3S”技术为代表的空间信息技术的发展，在不同学科领域之间的相互渗透与融合，在林业领域方面也产生了巨大的影响，林业信息化和数字化已成为林业发展的必然趋势，“3S”林业信息化建设已成为林业工作内容中重要的组成部分。如李登秋[8]利用遥感驱动的生态过程模型，结合国家森林资源连续清查的调查数据和森林资源规划设计的调查数据，分别对江西省吉安市的森林生态系统生长量估算进行了对比分析，为认识研究区的森林生长空间分布差异及更新森林生物量提供了重要的帮助。再如，在实践生产中，林业土地利用监测、植被类型划分、森林资源生长动态变化监测与管理、林火预防、林业有害生物防治等方面，都可利用以“3S”技术为基础的各种遥感信息资料进行预测与分析，结合实际所测的信息资料进行具体的计算、分析，根据实际所需，实现林业的动态监测与管理，促进其林业资源数字化，更好地为林业建设服务。

5 结语

人才培养是大学的重要职责，大学的教育质量直接关系到大学人才的能力。在人才培养过程中，随着知识体系的多元化，社会发展需要的多样化与复杂化，对人才的培养提出了更高的要求。作为一名大学专业课教师，在对专业知识进行讲解与传授过程中，应具有前瞻性的眼光，结合自己涉及的专业实际和社会时代背景，对自己承担的教学内容应定期跟踪和分析其发展趋势，了解专业实际情况及在社会发展中的需求或应用的研究成果，紧跟社会发展需要，所传授的专业技术知识才能适应社会发展的现实要求。

参考文献：

[1]顾 丽.Forstat软件在《测树学》实践教学“树干解析”中的应用[J].教育科学论坛，2015，（33）：231～232.

[2]吴文友.测树学研究进展及教学对策[J].中国林业教育，2010，28（6）：59～62.

[3]孟宪宇.测树学[M].3版.北京：中国林业出版社，2006.

[4]白晋华，郭晋平.“测树学”课程教学环节改革初探[J].中国林业教育，2013，31（2）：68～70.

[5]谢鸿宇，赵耀龙，杨木壮，等.基于无棱镜全站仪的树冠体积算法[J].中南林业科技大学学报，2014，34（1）：12～17.

[6]冯仲科，郭清文，朱 萍.Voronoi图—泰森多边形法在角规测树中的应用[J].林业资源管理，2006，（3）：44～47.

[7]张雄清，雷渊才.基于定期调查数据的全林分年生长预测模型研究[J].中南林业科技大学学报，2010，30（4）：69～74.

[8]李登秋，居为民，郑 光，等.基于生态过程模型和森林清查数据的森林生长量估计对比研究[J].生态环境学报，2013，22（10）：1647～1657.