淺議木材材積的幾種測定方法

孟慶霞

摘 要：在木材生產、管理、銷售和使用過程中，僅量出尺寸大小，還不能滿足計量的需要。要得出木材數量多少的概念，必須利用木材的體積，就是一般所說的“材積”。為了更好的做好木材檢驗、管理工作，本文從木材材積測定基礎及木材材積測定方法兩個方面重點分析了木材材積的測定方法。

關鍵詞：單株伐倒木材積；單株立木樹干材積；薪炭材材積；測定；計算

樹木經濟利用的主要部分是樹干，因此研究測定樹干材積的原理和方法是測樹學的主要任務。材積是指任何形式的木材體積，包括立木、原木、原條、板方材等的體積。材積測算以單株木為對象，材積用立方米（m3）作為計算單位。本文以木材材積測定為基礎，對木材材積的測定技巧進行了研究。

1 材積測定基礎

樹干從基部到梢頭粗度逐漸減小，其減小速度的快慢構成了樹干的不同形狀。正確表達樹干的幾何形狀是測算樹干材積的基礎。為了分析樹干形狀，可沿樹干量測許多橫斷面的直徑，以直角坐標的x軸作為樹干軸。以y軸表示橫斷面的半徑，按適當比例作圖，即可得出表示樹干縱斷面輪廓的對稱曲線，通稱為干形曲線。

德國學者M.孔策1873年提出能分別表達上述幾種線型的干形曲線式：y2=pxr。在測樹工作實踐中，常引進削度、形數、形率等干形數量指標求算樹干材積和分別指標等級編制材積表，這些指標的含義如下：

1.1削度（T）

樹干自上而下逐漸減小的程度。分絕對削度和相對削度。絕對削度是樹干上相距1 m兩端直徑之差。相對削度通常以胸徑（d1.3）為100，其他各斷面之直徑（di）與其相比的百分數。削度值的大小直接影響材積和出材率。

1.2形數（f）

樹干材積與比較圓柱體之比。該圓柱體的高等于樹高。按圓柱體所取橫斷面在樹干上的位置可分胸高形數、正形數。胸高形數（f1.3）以樹干胸高斷面作為比較圓柱體的橫斷面所計算的形數。正形數（f1/10）以樹干基部1/10樹高處橫斷面為準計算的形數。最常用的是f1.3，它的大小反映了樹干粗度變化的快慢。胸高形數、胸高斷面積和樹干高度三者的乘積就是樹干材積。

1.3形率（q）

樹干上某一直徑與比較直徑之比。常用的是胸高形率（q2），指樹干中央直徑（d1/2）與胸徑（d1.3）之比。由于這一因子可通過直徑量測取得，又與f1.3存在緊密相關關系，所以常根據各種回歸式由q2推算f1.3。如 f1.3=q2，f1.3=q2+c等。式中c為一常數。

2 材積測定方法

大批量測定樹干材積，可根據所測定的立木胸徑（樹高1.3 m處的樹干直徑）和樹高或原木的小頭直徑和材長分別查相應的立木或原木材積表即得。板方材按實測長、寬、厚相乘或查板方材積表而得。單株伐倒木、單株立木樹干材積，薪炭材材積測定方法介紹如下：

2.1伐倒木樹干材積常用計算方法

2.1.1中央斷面求積式 也稱胡伯爾公式：V=g1/2L。量測樹干長L、在1/2L處量測直徑d1/2，計算出斷面積g1/2，代入公式求算材積V。

2.1.2平均斷面求積式 也稱斯馬林公式：用于截頂樹的量測，分別測定大頭直徑d0和小頭直徑dn，并求得斷面積g0和gn。

2.1.3截頂拋物體、圓錐體和凹面體求積式 也稱牛頓公式或里克公式：利用此式需量測大頭，中央和小頭3處直徑。

2.2單株立木樹干材積常用的計算公式

2.2.1胸高形數法 V=g1.3Hf1.3。式中V為樹干材積；g1.3為胸高斷面積；H為樹高；f1.3為胸高形數。形數一般是根據大量伐倒木的實測數據取得，經過數理統計整理，求得實驗回歸式，編制出不同樹種各直徑和樹高的形數表，在計算材積時查用。

2.2.2實驗形數法 V=g1.3（H+3）f3 實驗形數f3是根據大量資料的分析而得出的一個經驗系數，它隨樹高的變化要比胸高形數穩定得多，大部分樹種的f3集中在0.40～0.44之間。使用時可根據具體情況作常數對待。

2.2.3望高法 V=2/3gm（HR-1/2）式中Hr為望高（樹干基部至上部直徑等于1/2胸徑處的高度）；m為測點高（即胸高1.3 m，若從采伐點算起則為1.0 m）。此法不需要測定全樹高，只用儀器（如速測鏡）找到等于1/2胸徑處并測出Hr便可計算材積。

2.2.4丹琴略算法 對計算樹高25～30 m時的材積較為可靠。

2.3薪炭材材積測定

一般不用單根檢尺的方法測定材積，而把它們截成一定長度后堆放成垛，根據所占空間計算一垛的材積。按垛的長、寬、高所計算的空間體積稱層積材積，扣除材間空隙而求得的木材體積稱實積材積。層積材積可通過換算系數計算出實積材積。換算系數的大小與材積的直徑、彎曲和枝節有關。簡易測定方法有：

2.3.1相片網點測定法 將所要測定的木材垛橫斷面拍成相片，覆蓋網點板。統計木材斷面上所落點數與總點數的比例，即為實積系數。

2.3.2對角線比例測定法 在材垛的正面劃一個與垛高相等的長方形，在長方形兩對角線各牽一皮尺，沿皮尺在各木材頭上用粉筆劃一條線，量測材頭截線的總長度與對角線長度之比即為實積系數。

總之，隨著我國經濟的飛速發展，認真執行木材標準，做好檢驗、保管和調撥工作，實現管理標準化，以提高產品質量，使其更好地滿足國家和人民的需要。endprint