灌陽縣杉木地徑一元材積表的編制

陳 云

(廣西壯族自治區灌陽縣文市林業工作站，廣西 灌陽 541600)

1 引言

建立“天上看、地上查、網上管”的森林督查制度，是保護森林資源和生態環境的有效手段，森林督查變化圖斑70%～80%由采伐林木引起，伐區清理后，無法測量出伐倒木的胸徑和樹高，也就無法利用現有二元材積表計算出蓄積量。根據灌陽縣2016年林地變更數據統計，杉木57616.28hm2，2016年采伐林木面積389.0 hm2，其中杉木362.7hm2，占92.3%。因此利用地徑與胸徑、樹高關系數字模型計算出胸徑、樹高，并由杉木立木二元材積表導算出杉木地徑一元材積表，對加強森林資源管理，執行林木采伐限額，加強行政執法，意義重大。

2 灌陽縣基本地理概況

灌陽縣位于廣西東北緣，地處北緯25°10′32″～25°45′37″、東經110°43′16″～111°20′13″之間，東與湖南省的道縣、江永縣接壤，北與全州縣毗鄰，西與興安、靈川縣相接，南與恭城縣相連，縣境東西寬38.6 km，南北長90 km。全縣土地總面積1837.3 km2，其中林業用地面積1471.3 km2，森林覆蓋率75.73%，轄5鎮4鄉(其中有兩個民族鄉)，共138個行政村和3個居委會，1714個自然村，以及1個國家級自然保護區和一個省級自然保護區。

3 材料的收集和整理

灌陽縣是廣西境內森林資源比較豐富的區域之一，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地形圖上在公里網點中心布點方法在全縣9個鄉鎮杉木人工林測量樣木的樹高、胸徑、地徑，每個中心點測量樣木3～5株。使用測樹圍尺測量地徑、胸徑，由杉木樹基部膨大變形，故在莖干基部0.1 m處測量地徑，用D0.1表示，并進行雙徑階整合；胸徑用D1.3表示，取1位小數，樹高BOSCHGLM150激光測距儀測量，用H表示，取1位小數，剔除部分數據異常和重復的植株樣本，本次研究樣本地徑范圍5.2～36.9 cm，胸徑4.0～31.8 cm，樹高4.6～23.6 m，共采集樣本512個，其中480個樣本用于擬合，余下32個的用驗證關系數字模型(表1、2)。

表1 灌陽縣杉木地徑胸徑樹高數據

表2 Spss statistics 17.0分析描述統計量

4 研究的方法和結果

4.1 地徑胸徑關系模型及參數的獲取

將表1數據中D0.1作為自變量，D1.3作為因變量輸入curveExpert 1.4對各種模型進行擬合，并利用最小二乘法的原理進行回歸性分析，最終根據杉木生長規律即地徑胸徑樹高正相關關系，選擇相關系數最大的方程。

線性方程y=a+bx是通過回歸計算后r值達0.99949727，標準誤差s為0.25985681為最優的，所以以此方程作為地徑和胸徑的數字相關模型。那么具體的模型表達式可以寫為：

D1.3=a+bD0.1

(1)

式(1)中，表示胸徑的是D1.3，而表示地徑的是D0.1，a值為-0.4477200，b值為0.7220573,即D1.3=-0.4477200+0.7220573D0.1。

4.2 地徑樹高關系模型及參數的獲取

將表1數據中D0.1作為自變量，H作為因變量輸入curveExpert 1.4用同樣方法進行擬合(圖1、2)。

圖1 地徑胸徑線性擬合

指數伴隨模型y=a(1-e(-bx))是通過回歸計算后r值達0.98409596，標準誤差s為0.89627641為最優的，

圖2地徑樹高線性擬合

所以以此方程作為地徑和胸徑的數字相關模型。那么具體的模型表達式可以寫為：

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

(2)

式(2)中，H表示樹高，D0.1表示樹高，系數a值為27.9279358，b值為0.04688958。因此可寫為：H=27.9279358(1-exp(-0.04688958D0.1))

4.3 地徑一元材積表的編制

地徑材積表的編制主要是將調查實踐中獲取的地徑信息資料代入到上述模型公式中，分別計算出相應的胸徑、樹高。根據森林調查手冊中廣西杉木立木二元材積公式：

V=0.65671·10-4D1.769412H1.069769

(3)

利用上述數字模型公式根據地徑分別計算出胸徑、樹高即可求算出材積。

4.4 數據分析

將余下的數據檢驗樣本，按立木二元材積表求算出的材積作為真值，編制的地徑一元材積表計算出的材積作為估計值，應用Spss statistics 17.0對計算出的真值、估計值進行顯著差異性置信橢圓F檢驗，計算出f值為0.005，遠小于在p=0.95時F分布值2.08，說明兩組數據無顯著差性差異(表3、4)。

表3獨立樣本檢驗

方差方程的 Levene 檢驗FSig.均值方程的 t 檢驗差分的 95% 置信區間tdfSig.(雙側)均值差值標準誤差值下限上限假設方差相等0.0050.946-0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745假設方差不相等 -0.067620.947-0.00421870.0630143-0.1301830.121745

表4 組統計量

5 小結與探討

(1)杉木人工林地徑與胸徑、樹高呈緊密的相關關系，因此可利用地徑與胸徑、樹高關系建立的數字模型，并通過數字模型計算出胸徑、樹高。通過現有的杉木立木二元材積表導算出的地徑一元材積表，精度達到98%以上，可以滿足在林業生產、伐區質量驗收、森林督查無證采伐量計算等精度需要，可以作為工具書使用。

(2)此次研究樣本主要來源于人工林林分。因此，計算伐區林木采伐量或計算包含大小不同或者不同削度的采伐木蓄積量時，可以通過測量地徑，并對地徑單徑階整合的方法進行，可以取得較高的精度。

(3)計算散生木或四旁樹的蓄積量時，受計算數量的限制，可能偏差較大，僅可作為參考使用。

(4)在處理林木非法采伐案件或林木糾紛賠償案件，被伐木數量少時或超出研究樣本范圍時，為取得理想的精度，可以在測量地徑的基礎上，結合對周圍相似林分地徑、胸徑、樹高測量，利用上述方法重新擬合計算出相關參數，導算出蓄積量。