隨機狀態下林分密度調查精度分析

姚瑤 范成剛

摘要 從林木隨機分布的角度對林分密度的調查精度進行了相關分析。分析指出，在天然的林分中，林木分布具有一定的隨機性，在一定面積的樣地中，林木株數服從泊松分布，并得出結論，林分密度調查精度的直接影響因子為調查的林木株數。

關鍵詞 隨機；林分密度；精度；泊松分布

中圖分類號 S757.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）27-09404-02

Stand Density Survey Precision Analysis under Random Condition

YAO Yao¹， FAN Chenggang²

（1. Forestry Station at Zhazuo Town， Guiyang， Guizhou 550201； 2. School of Forestry in Guizhou， Guiyang， Guizhou 550201）

Abstract The survey accuracy of the stand density was analyzed from angle of trees randomly distribution. The analysis pointed out that， in the natural forest， the forest is the random distribution， in a certain area of the plots， trees can be considered to obey a Poisson distribution， and draws the conclusion， the direct effect factors of stand density survey precision is the number of investigation on trees.

Key words Random； Stand density； Precision； Poisson distribution

在林分調查中，調查精度是一個重要的指標。不同的調查方法得出的調查結果往往差異很大^[1]。我國的基層林業工作者為了提高林分調查的準確性，提出了很多林業調查方法，但對林分調查的精度卻很難評價。

在林分調查中，林分密度是一個重要的因子，它不但影響森林經營所采用的措施對策，而且也影響林分蓄積量的大小^[2]。目前對于林分密度的調查精度難以評價。為此，筆者從林木隨機分布的角度對林分密度的調查精度進行了相關分析。

1 我國常用的林分調查方法及其對林分密度的影響

目前，常用的林分調查方法主要有圓形樣地每木檢尺法、方形樣地每木檢尺法及角規調查法等，一般采用隨機樣地調查法或典型樣地調查法。在調查中，尤以典型樣地調查法為主。在衡量調查精度時，一般采用現地復測，以兩者差值作為計算精度的依據，然而通常衡量的是樣地的調查精度，而不是整個林分的調查精度。

以上方法對林分密度調查精度的影響主要有以下方面：

①樣地調查點過密或過稀。調查中采用隨機取樣容易發生樣地調查點過密或過稀的現象，直接導致調查結果偏大或偏小。

②樣地形狀事先確定。對株行距規則的人工林而言，在采用方形樣地調查時，容易產生樣地形狀與林木分布不匹配而出現誤差。為此，有些地方提倡設方形樣地或樣帶時，采用與帶向或等高線呈一定角度的方法減少這種誤差的影響。

③樣地調查株數過少。在林分調查時，不管林分密度大或小，相關技術規程中一般規定了樣地面積、樣地總面積所占的比例或角規點的數量，而很少規定調查株數。筆者在研究中發現，影響林分密度的主導因子是調查株數，而非調查面積。在采用角規調查時，普遍存在的問題是調查株數偏少，因此我國許多地方不提倡角規調查。

2 林木在隨機狀態下的分布規律

在天然林分中，林木所在位置具有一定的隨機性，可近似認為是隨機狀態下的分布。林木在一定面積樣地中的分布遵循泊松分布規律，即在一定面積（S）內，林木株數（n）的多少具有如下的概率分布規律。

式中 ：P為樣地內有n株林木的概率；n為樣地內株數；s為樣地面積；k為林分密度。

根據泊松分布的規律，在樣地面積較大，樣地內林木株數較多的情況下，林木株數的分布近似為平均值μ=sk，方差σ²=sk的正態分布N（sk，sk）^[3]。

3 隨機狀態下樣地林木株數對調查精度的影響

為方便分析，設定有一林分，密度為k，現對面積為s的樣地進行林分密度調查，面積大小正好使株數平均值μ=50株，即：

s=μ/k

則樣地內調查為n株時的概率分布情況如表1及圖1所示。

由表1可以看出，在樣地內平均株數為50株時，樣地調查株數在36～64株之間的概率為P=95.2%，30～70株之間的概率為99.5%，如果要求可靠性為95%，株數誤差最大為14株，相對誤差為28%，株數調查精度為72%。

由表2數據分析可知，樣地調查時，林分密度的調查精度與調查株數關系緊密，調查株數多，精度提高，在可靠性為95%時，要達到90%以上的精度，調查株數必須達到400株以上，若要使調查精度達到95%以上，調查株數應達到1 600株以上。

以上是針對林木分布完全隨機，且樣點選擇也隨機的情況。而進行林分調查取樣時，一般采用典型取樣，對林分過密及過稀的地方不會設樣地進行調查，這明顯能提高調查的

精度。林木分布在總體上一般不屬完全隨機的狀

態，常受人工經營措施的影響，如按設計的株行距造林，撫育中的間密留稀，人工封育中的間密補缺等。因此，假定樣地內林木分布的誤差為隨機分布的1/2來衡量調查精度P1/2，在此前提下，樣地調查精度要求達到90%以上時，調查株數只要求為100株以上，調查精度要求達到95%以上時，調查株數只要求400株以上（表2）。

4 提高林分密度調查精度的建議

（1）對分布規則的人工林進行調查時，建議不設圓形或方形樣地調查，可只設樣點，對樣點處的林木采取平均株距與平均行距的調查方法。如必須采用方形樣地，樣地邊界應設在株行距中間，而不可事先確定其長寬值，這樣可避免因設置不科學而造成的位置誤差。

（2）對沒有明顯株行距的林分，在進行調查時，其影響精度的主要因子是樣地邊界位置誤差，這種誤差影響的大小與邊界長度占樣地面積的比例有關。總體來說，樣地面積越大，造成的誤差越小，因此設置圓形樣地調查比方形樣地調查效果好。同時，樣地面積應大一些，因為在相同的面積前提下，1個樣地的調查精度高于分成2個樣地的調查精度。

（3）應保證調查株數達到一定的數量。對林木分布不規則的林分，調查株數應在100株以上，對分布較規則的林分，根據調查方法的不同采取不同的株數。并且以調查株數作為指導設置樣地總面積大小的依據，改變以往只根據面積指導調查量大小的方法。采用角規調查時，其原理類似于圓形樣地，必須保證調查株數，同時，對林分密度過稀，1個角規點調查株數較少時，不宜采用角規調查方法。

參考文獻

[1] 張家和.伐區蓄積量調查方法的比較分析[J].林業科技開發，2001（3）：45-46.

[2] 陳登. 貴州基層林業實用技術[M].哈爾濱：東北林業大學出版社，2004.

[3] 賈乃光. 數理統計[M].北京：中國林業出版社，1986.