沙縣杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表的編制及應(yīng)用研究

康永武

（沙縣林業(yè)科技推廣中心，福建 沙縣 365500）

當(dāng)前，鑒于沙縣適用的杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表還不完善，缺乏科學(xué)的依據(jù)，對(duì)此，為了能給生產(chǎn)應(yīng)用提供相關(guān)的科學(xué)依據(jù)，文中收集了大部分資料，以此來進(jìn)行研究。

1 材料來源

文中選取自沙縣近年來主伐伐區(qū)設(shè)計(jì)材料來作為研制材料，小班總計(jì)為368個(gè)，每個(gè)小班都為杉木人工純林，對(duì)各小班的年齡、平均樹高、平均胸徑、每1 hm2株數(shù)、每1 hm2蓄積量、立地質(zhì)量等因子按照森林調(diào)查的技術(shù)來進(jìn)行測(cè)定，測(cè)樹因子的主要分布范圍是：年齡在 7～48a，平均胸徑 6～22.67cm；平均樹高 3.6～15.89m；株數(shù) 210～3630 株 /hm-2；蓄積量 6.75～268.65m3/hm-2。

2 生長方程的選擇

編制林分經(jīng)驗(yàn)收獲表的方法主要包括三種類型：一是圖解法。圖解法是對(duì)林分各個(gè)調(diào)查因子生長過程采用隨手曲線的方法來確定，但目前已很少用此方法，一般在過去計(jì)算手段較落后的情況下較常用。二是數(shù)式法。目前在模擬林分的生長過程中采用數(shù)式法最多。三是圖解法與數(shù)式法合用，將兩者方法結(jié)合來對(duì)各年齡階段的測(cè)樹因子進(jìn)行確定[1]。為方便計(jì)算機(jī)模擬，在本次沙縣杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表的編制中采用的是數(shù)式法，數(shù)式法相對(duì)來說最主要的是選擇合適的生長方程。目前，描述林分各因子生長過程所表示的方程很多，其中理查德方程的參數(shù)據(jù)有一定的生物學(xué)意義，經(jīng)過研究調(diào)查表明，理查德方程適應(yīng)性最強(qiáng)、準(zhǔn)確性最高。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國內(nèi)外生長收獲預(yù)估中。對(duì)此，選擇理查德方程來作為本文研究的基本模型，以此來構(gòu)建沙縣杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表，其形式如下：

在式（1）中：林分年齡表示為t；林分測(cè)樹因子表示為Y；其中k、c、A表示為參數(shù)。

3 林分因子模型的建立

立地質(zhì)量是森林生長與收獲預(yù)估關(guān)系較為密切的一個(gè)非常重要的因子，人工林的評(píng)價(jià)指標(biāo)較多采用的是地位級(jí)以及地位指數(shù)，但目前在生產(chǎn)上這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)并沒得到廣泛的運(yùn)用，根據(jù)森林資源調(diào)查的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，小班的立地質(zhì)量在本次研究中等級(jí)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類地，根據(jù)林分各測(cè)樹因子模型來建立立地類型，本次研制的杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表主要為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地，這主要是因?yàn)槭占牟牧先狈Β纛惖豙2]。

3.1 蓄積量模型

在經(jīng)營和森林調(diào)查中蓄積量是比較重要的一個(gè)因子，蓄積量也是收獲預(yù)估和森林生長的一個(gè)主要對(duì)象，所以，蓄積量模型的建立對(duì)編制經(jīng)驗(yàn)收獲表來說非常重要，用于林分蓄積量生長過程的描述模型較多，在此調(diào)查研究中選擇了理查德方程，根據(jù)收集的相關(guān)材料，如下表示為建立的三種立地類型的蓄積量模型：

式（2）（3）（4）中：M為每 1 hm2蓄積量；t為林分年齡；R為相關(guān)參數(shù)。

3.2 平均胸徑及平均樹高模型

在森林調(diào)查中，測(cè)樹的因子為平均樹高與平均胸徑，這兩個(gè)方面也是經(jīng)驗(yàn)收獲表必不可少的內(nèi)容。據(jù)調(diào)查研究，可利用理查德方程對(duì)這兩個(gè)測(cè)樹因子進(jìn)行描述。對(duì)此，根據(jù)林分蓄積量的建模方法和原理，并利用收集的建模材料建立杉木人工林平均樹高模型與林分平均胸徑，其模型表示如下：

平均胸徑模型：

平均樹高模型：

以上模型中：平均樹高表示為H,平均胸徑表示為D。

3.3 株數(shù)模型和斷面積的確定

雖然森林在不斷生長，但由于撫育間伐、自然稀疏及其他方面的原因，而使森林株數(shù)隨著時(shí)間的增加而逐漸減少，據(jù)調(diào)查，隨年齡的變化規(guī)律沙縣杉木人工林的株數(shù)一樣可利用理查德方程進(jìn)行描述，但參數(shù)C要變?yōu)樨?fù)值，根據(jù)收集的相關(guān)材料，其數(shù)模型為：

上述模型中：N表示為林分每1 hm2株數(shù)。

給定立地質(zhì)量等級(jí)，利用每1 hm2株數(shù)模型和平均胸徑模型來求出經(jīng)驗(yàn)收獲表中的各年齡株數(shù)及平均胸徑之后，G按林分每1 hm2斷面積表示為：

3.4 蓄積平均生長量、連年生長量以及生長率

對(duì)經(jīng)驗(yàn)收獲表中各年齡的蓄積量進(jìn)行確定后，對(duì)林分每1 hm2蓄積量的連年生長量、平均生長量以及生長率按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

公式（15）（16）（17）中：年齡表示為 t；間隔期表示為n；t年時(shí)和n年前蓄積量分別表示為Mt與M(t-n)。

對(duì)各立地質(zhì)量等級(jí)扣年齡的林分調(diào)查因子根據(jù)以上方法來進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果整理為統(tǒng)計(jì)表，表示為林分經(jīng)驗(yàn)收獲表，如表1～表3。

3.5 適應(yīng)性檢驗(yàn)

編制經(jīng)驗(yàn)收獲表完成之后，需檢驗(yàn)其適用性，以體現(xiàn)出其實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值[3]。其計(jì)算公式為：由于林分蓄積量在森林和經(jīng)營調(diào)查過程中屬于一個(gè)重要的因子。同時(shí)，林分蓄積量是對(duì)森林進(jìn)行經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估的重要依據(jù)，綜合體現(xiàn)了森林樹木的株數(shù)、平均胸徑以及平均樹高等。所以，林分蓄積量決定著經(jīng)驗(yàn)收獲表的使用價(jià)值。在這種情況下，應(yīng)采用未參加建模的材料來對(duì)蓄積量進(jìn)行適用性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的主要目的是獲得斷面積理論值，其檢驗(yàn)方法可通過小班的立地質(zhì)量等級(jí)和年齡在經(jīng)驗(yàn)收獲表中體現(xiàn)，文中用G來表示，并除以小班實(shí)際斷面積S,從而得到一個(gè)準(zhǔn)確的修正數(shù)，公式為K（K=G/S）,再利用修正系數(shù)與立地質(zhì)量等級(jí)和蓄積量相乘，從而在經(jīng)驗(yàn)收獲表中得出一個(gè)蓄積量預(yù)估值，以此來與實(shí)際值進(jìn)行比較，從理論值與實(shí)際值的差異顯著性F 檢驗(yàn)[4]。

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公式(18)中：理論蓄積量表示為x，實(shí)際蓄積量表示為y，供檢驗(yàn)的樣本數(shù)表示為n，實(shí)際蓄積量與理論蓄積量表示為a、b，y=a+bx為一元線性回歸方程中的2個(gè)參數(shù)。

4 經(jīng)驗(yàn)收獲表的應(yīng)用

收獲表在組織森林經(jīng)營工作中發(fā)揮著非常重要的作用，主要體現(xiàn)在：一是對(duì)經(jīng)營措施的效果進(jìn)行鑒定、對(duì)林地的地位進(jìn)行判斷、對(duì)森林經(jīng)營及育林工作進(jìn)行指南、對(duì)林分的蓄積量和生長量進(jìn)行查定以及對(duì)后期的生長狀態(tài)和收獲量做出準(zhǔn)確的預(yù)估，在本文中以一實(shí)例對(duì)經(jīng)驗(yàn)收獲表在生長收獲預(yù)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了描述，以此為小班資源數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)及更新提供一個(gè)可靠的依據(jù)[5]。

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杉木人工林林分每1 hm2蓄積量、平均樹高及平均胸徑的生長過程可利用理查德方程進(jìn)行客觀地描述，經(jīng)檢驗(yàn)證明編制的經(jīng)驗(yàn)收獲表較可靠、有效，對(duì)小班資源數(shù)據(jù)的更新與林分生長收獲預(yù)估很適用[6]。

[1]孟憲宇.測(cè)樹學(xué)[M]，北京：中國林業(yè)出版社，1966.

[2]陳平留.森林資產(chǎn)評(píng)估[M].成都:成都科技大學(xué)出版社,1996.

[3]胡宗慶.閩北杉木人工林經(jīng)驗(yàn)收獲表編著制及應(yīng)用[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24(3)：219-223.

[4]王冬梅.大青山實(shí)驗(yàn)局森林輪伐預(yù)估模型及其應(yīng)用[J].林業(yè)科學(xué)研究，1991，4(增刊)：50-56.

[5]謝惠琴.杉木生長模型建立與多元線性回歸的應(yīng)用研究[J].福建林業(yè)科技，2004，31(1)：34-37.

[6]吳載璋，吳錫麟.福建杉木人工林生長模型的研究[J].福建林業(yè)科技，2004，31(4)：11-14.