淺議木材材積的幾種測(cè)定方法

孟慶霞

摘 要：在木材生產(chǎn)、管理、銷(xiāo)售和使用過(guò)程中，僅量出尺寸大小，還不能滿足計(jì)量的需要。要得出木材數(shù)量多少的概念，必須利用木材的體積，就是一般所說(shuō)的“材積”。為了更好的做好木材檢驗(yàn)、管理工作，本文從木材材積測(cè)定基礎(chǔ)及木材材積測(cè)定方法兩個(gè)方面重點(diǎn)分析了木材材積的測(cè)定方法。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)沃攴サ鼓静姆e；單株立木樹(shù)干材積；薪炭材材積；測(cè)定；計(jì)算

樹(shù)木經(jīng)濟(jì)利用的主要部分是樹(shù)干，因此研究測(cè)定樹(shù)干材積的原理和方法是測(cè)樹(shù)學(xué)的主要任務(wù)。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(cè)算以單株木為對(duì)象，材積用立方米（m3）作為計(jì)算單位。本文以木材材積測(cè)定為基礎(chǔ)，對(duì)木材材積的測(cè)定技巧進(jìn)行了研究。

1 材積測(cè)定基礎(chǔ)

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

德國(guó)學(xué)者M(jìn).孔策1873年提出能分別表達(dá)上述幾種線型的干形曲線式：y2=pxr。在測(cè)樹(shù)工作實(shí)踐中，常引進(jìn)削度、形數(shù)、形率等干形數(shù)量指標(biāo)求算樹(shù)干材積和分別指標(biāo)等級(jí)編制材積表，這些指標(biāo)的含義如下：

1.1削度（T）

樹(shù)干自上而下逐漸減小的程度。分絕對(duì)削度和相對(duì)削度。絕對(duì)削度是樹(shù)干上相距1 m兩端直徑之差。相對(duì)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?jǐn)?shù)。削度值的大小直接影響材積和出材率。

1.2形數(shù)（f）

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

1.3形率（q）

樹(shù)干上某一直徑與比較直徑之比。常用的是胸高形率（q2），指樹(shù)干中央直徑（d1/2）與胸徑（d1.3）之比。由于這一因子可通過(guò)直徑量測(cè)取得，又與f1.3存在緊密相關(guān)關(guān)系，所以常根據(jù)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(shù)。

2 材積測(cè)定方法

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

2.1伐倒木樹(shù)干材積常用計(jì)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(cè)樹(shù)干長(zhǎng)L、在1/2L處量測(cè)直徑d1/2，計(jì)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(shù)的量測(cè)，分別測(cè)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(cè)大頭，中央和小頭3處直徑。

2.2單株立木樹(shù)干材積常用的計(jì)算公式

2.2.1胸高形數(shù)法 V=g1.3Hf1.3。式中V為樹(shù)干材積；g1.3為胸高斷面積；H為樹(shù)高；f1.3為胸高形數(shù)。形數(shù)一般是根據(jù)大量伐倒木的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)取得，經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)整理，求得實(shí)驗(yàn)回歸式，編制出不同樹(shù)種各直徑和樹(shù)高的形數(shù)表，在計(jì)算材積時(shí)查用。

2.2.2實(shí)驗(yàn)形數(shù)法 V=g1.3（H+3）f3 實(shí)驗(yàn)形數(shù)f3是根據(jù)大量資料的分析而得出的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，它隨樹(shù)高的變化要比胸高形數(shù)穩(wěn)定得多，大部分樹(shù)種的f3集中在0.40～0.44之間。使用時(shí)可根據(jù)具體情況作常數(shù)對(duì)待。

2.2.3望高法 V=2/3gm（HR-1/2）式中Hr為望高（樹(shù)干基部至上部直徑等于1/2胸徑處的高度）；m為測(cè)點(diǎn)高（即胸高1.3 m，若從采伐點(diǎn)算起則為1.0 m）。此法不需要測(cè)定全樹(shù)高，只用儀器（如速測(cè)鏡）找到等于1/2胸徑處并測(cè)出Hr便可計(jì)算材積。

2.2.4丹琴略算法 對(duì)計(jì)算樹(shù)高25～30 m時(shí)的材積較為可靠。

2.3薪炭材材積測(cè)定

一般不用單根檢尺的方法測(cè)定材積，而把它們截成一定長(zhǎng)度后堆放成垛，根據(jù)所占空間計(jì)算一垛的材積。按垛的長(zhǎng)、寬、高所計(jì)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(shí)積材積。層積材積可通過(guò)換算系數(shù)計(jì)算出實(shí)積材積。換算系數(shù)的大小與材積的直徑、彎曲和枝節(jié)有關(guān)。簡(jiǎn)易測(cè)定方法有：

2.3.1相片網(wǎng)點(diǎn)測(cè)定法 將所要測(cè)定的木材垛橫斷面拍成相片，覆蓋網(wǎng)點(diǎn)板。統(tǒng)計(jì)木材斷面上所落點(diǎn)數(shù)與總點(diǎn)數(shù)的比例，即為實(shí)積系數(shù)。

2.3.2對(duì)角線比例測(cè)定法 在材垛的正面劃一個(gè)與垛高相等的長(zhǎng)方形，在長(zhǎng)方形兩對(duì)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(cè)材頭截線的總長(zhǎng)度與對(duì)角線長(zhǎng)度之比即為實(shí)積系數(shù)。

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，認(rèn)真執(zhí)行木材標(biāo)準(zhǔn)，做好檢驗(yàn)、保管和調(diào)撥工作，實(shí)現(xiàn)管理標(biāo)準(zhǔn)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，使其更好地滿足國(guó)家和人民的需要。endprint