灌阳县杉木地径一元材积表的编制

陈 云

(广西壮族自治区灌阳县文市林业工作站，广西 灌阳 541600)

1 引言

建立“天上看、地上查、网上管”的森林督查制度，是保护森林资源和生态环境的有效手段，森林督查变化图斑70%～80%由采伐林木引起，伐区清理后，无法测量出伐倒木的胸径和树高，也就无法利用现有二元材积表计算出蓄积量。根据灌阳县2016年林地变更数据统计，杉木57616.28hm2，2016年采伐林木面积389.0 hm2，其中杉木362.7hm2，占92.3%。因此利用地径与胸径、树高关系数字模型计算出胸径、树高，并由杉木立木二元材积表导算出杉木地径一元材积表，对加强森林资源管理，执行林木采伐限额，加强行政执法，意义重大。

2 灌阳县基本地理概况

灌阳县位于广西东北缘，地处北纬25°10′32″～25°45′37″、东经110°43′16″～111°20′13″之间，东与湖南省的道县、江永县接壤，北与全州县毗邻，西与兴安、灵川县相接，南与恭城县相连，县境东西宽38.6 km，南北长90 km。全县土地总面积1837.3 km2，其中林业用地面积1471.3 km2，森林覆盖率75.73%，辖5镇4乡(其中有两个民族乡)，共138个行政村和3个居委会，1714个自然村，以及1个国家级自然保护区和一个省级自然保护区。

3 材料的收集和整理

灌阳县是广西境内森林资源比较丰富的区域之一，人工商品杉木林57616.28 hm2，占人工商品用材林92.3%，利用在1∶10000地形图上在公里网点中心布点方法在全县9个乡镇杉木人工林测量样木的树高、胸径、地径，每个中心点测量样木3～5株。使用测树围尺测量地径、胸径，由杉木树基部膨大变形，故在茎干基部0.1 m处测量地径，用D0.1表示，并进行双径阶整合；胸径用D1.3表示，取1位小数，树高BOSCHGLM150激光测距仪测量，用H表示，取1位小数，剔除部分数据异常和重复的植株样本，本次研究样本地径范围5.2～36.9 cm，胸径4.0～31.8 cm，树高4.6～23.6 m，共采集样本512个，其中480个样本用于拟合，余下32个的用验证关系数字模型(表1、2)。

表1 灌阳县杉木地径胸径树高数据

表2 Spss statistics 17.0分析描述统计量

4 研究的方法和结果

4.1 地径胸径关系模型及参数的获取

将表1数据中D0.1作为自变量，D1.3作为因变量输入curveExpert 1.4对各种模型进行拟合，并利用最小二乘法的原理进行回归性分析，最终根据杉木生长规律即地径胸径树高正相关关系，选择相关系数最大的方程。

线性方程y=a+bx是通过回归计算后r值达0.99949727，标准误差s为0.25985681为最优的，所以以此方程作为地径和胸径的数字相关模型。那么具体的模型表达式可以写为：

D1.3=a+bD0.1

(1)

式(1)中，表示胸径的是D1.3，而表示地径的是D0.1，a值为-0.4477200，b值为0.7220573,即D1.3=-0.4477200+0.7220573D0.1。

4.2 地径树高关系模型及参数的获取

将表1数据中D0.1作为自变量，H作为因变量输入curveExpert 1.4用同样方法进行拟合(图1、2)。

图1 地径胸径线性拟合

指数伴随模型y=a(1-e(-bx))是通过回归计算后r值达0.98409596，标准误差s为0.89627641为最优的，

图2地径树高线性拟合

所以以此方程作为地径和胸径的数字相关模型。那么具体的模型表达式可以写为：

H=a(1-e(-bD0.1))

(2)

式(2)中，H表示树高，D0.1表示树高，系数a值为27.9279358，b值为0.04688958。因此可写为：H=27.9279358(1-exp(-0.04688958D0.1))

4.3 地径一元材积表的编制

地径材积表的编制主要是将调查实践中获取的地径信息资料代入到上述模型公式中，分别计算出相应的胸径、树高。根据森林调查手册中广西杉木立木二元材积公式：

V=0.65671·10-4D1.769412H1.069769

(3)

利用上述数字模型公式根据地径分别计算出胸径、树高即可求算出材积。

4.4 数据分析

将余下的数据检验样本，按立木二元材积表求算出的材积作为真值，编制的地径一元材积表计算出的材积作为估计值，应用Spss statistics 17.0对计算出的真值、估计值进行显著差异性置信椭圆F检验，计算出f值为0.005，远小于在p=0.95时F分布值2.08，说明两组数据无显著差性差异(表3、4)。

表3独立样本检验

方差方程的 Levene 检验FSig.均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限假设方差相等0.0050.946-0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745假设方差不相等 -0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745

表4 组统计量

5 小结与探讨

(1)杉木人工林地径与胸径、树高呈紧密的相关关系，因此可利用地径与胸径、树高关系建立的数字模型，并通过数字模型计算出胸径、树高。通过现有的杉木立木二元材积表导算出的地径一元材积表，精度达到98%以上，可以满足在林业生产、伐区质量验收、森林督查无证采伐量计算等精度需要，可以作为工具书使用。

(2)此次研究样本主要来源于人工林林分。因此，计算伐区林木采伐量或计算包含大小不同或者不同削度的采伐木蓄积量时，可以通过测量地径，并对地径单径阶整合的方法进行，可以取得较高的精度。

(3)计算散生木或四旁树的蓄积量时，受计算数量的限制，可能偏差较大，仅可作为参考使用。

(4)在处理林木非法采伐案件或林木纠纷赔偿案件，被伐木数量少时或超出研究样本范围时，为取得理想的精度，可以在测量地径的基础上，结合对周围相似林分地径、胸径、树高测量，利用上述方法重新拟合计算出相关参数，导算出蓄积量。