喬建勇，張 博，郭朝陽

（石家莊市林業(yè)局，河北 石家莊 050051）

林木出材量調(diào)查是林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計工作中的一項重要內(nèi)容。特別是隨著集體林權(quán)制度改革的不斷深入，林業(yè)產(chǎn)權(quán)交易日趨多元化，森林資源資產(chǎn)評估、林木產(chǎn)權(quán)流轉(zhuǎn)、林權(quán)抵押貸款、林木采伐工程拍買承包等活動逐漸增多，都需要精確確定木材的產(chǎn)量和市場價值，林木出材量調(diào)查甚至比傳統(tǒng)的林木蓄積量調(diào)查更為重要。理論上林木出材量調(diào)查方法主要有樣地伐倒木實際造材法、直接量測上部直徑計算材積法、材種出材率調(diào)查法等。這些方法或因為工作量太大，或因為適應性不強等原因，生產(chǎn)中普及率并不高。實際生產(chǎn)中主要還是靠調(diào)查人員經(jīng)驗估算為主，林木出材量調(diào)查還處于粗放估計階段。采用立木商品材出材量表調(diào)查林木出材量是以胸徑和規(guī)格材高度兩個因子確定規(guī)格材出材量，用總體出材率和規(guī)格材出材率的差值確定剩余非規(guī)格材（除規(guī)格材以外可用于加工、出售的非規(guī)格材、薪材，以下通稱非規(guī)格材）出材量的方法。與材種出材率表法相比，本方法建立在樣地每木調(diào)查的基礎(chǔ)上，具有操作簡便，使用靈活，針對性強等特點。

1 材料與方法

1.1 編表材料的選擇和處理

（1）材料選自承德及石家莊市常見的楊樹、刺槐、山楊、樺樹、柞樹、落葉松、油松、側(cè)柏等樹種，胸徑范圍5～30cm，立地質(zhì)量、密度中等，干形相對通直的樹木，共計240株樹木組成編表樣本。

（2）按照實際生產(chǎn)需求進行伐倒造材，分別量測干高1.3m帶皮直徑，樹木總高度、規(guī)格材高度。并按照干高0.5、1.5、2.5……處，分別量測帶皮直徑、去皮直徑。小頭4cm以上，長度1m以上側(cè)枝中徑。

（3）按照1m區(qū)分段，分別編制干高1、2、3……帶皮、去皮累積材積表。其中帶皮材積包括干基至樹梢全部帶皮主干材積（不含側(cè)枝），去皮材積包括干基至小頭直徑4cm（含側(cè)枝）全部去皮材積。

1.2 模型選擇和擬合

本次編制工作采取規(guī)格材、總材積量（含非規(guī)格材、薪材和側(cè)枝材）、林木蓄積一套樣本資料，單獨建模、分別編表的方法。SPSS軟件進行模型擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 立木材種出材量

選用符合規(guī)格材標準的區(qū)分段量測記錄資料，組成帶皮胸徑、干高、上部直徑（去皮）相關(guān)資料，建立規(guī)格材材種出材量樣本資料。根據(jù)模型篩選，在相同干高的情況下，胸徑與上部直徑基本呈直線關(guān)系；在相同胸徑的情況下，上部直徑與干高基本呈三次多項式曲線關(guān)系。綜合分析建立如下胸徑一干高—上部直徑數(shù)學模型：

式中：Dn—n米處去皮直徑；

D—帶皮胸徑；

L—材種高度；

a、b、c1、c2、c3、d1、d2、d3為參數(shù)。

模型擬合結(jié)果見表1。

按照上述模型分別預測的上部直徑，釆取1m區(qū)分段材積求積方法，建立胸徑一干高材積出材量表。

除分樹種編制材種出材量表外，還不分樹種編制了通用表（表2）。通用表主要用于其它樹種產(chǎn)材量調(diào)查。同時，在混交林調(diào)查時，使用通用表可簡化外業(yè)調(diào)查記錄、計算程序。

2.2 總產(chǎn)材量

分別小頭直徑4cm（薪材以上）、8cm（鋸材以上）計算總產(chǎn)材量。

分別建立小頭直徑4、8cm胸徑一累積材積樣本資料，采用如下模型對樣本資料進行回歸預測：

式中：V4—小頭直徑4cm以上累積材積（含側(cè)枝，不含樹皮材積）；

表1 主要樹種胸徑-上部直徑模型參數(shù)

表2 通用立木商品材出材量

V8—小頭直徑8cm以上累積材積（含側(cè)枝，不含去樹皮材積）；

D—胸徑；

a、b1、b2、b3為參數(shù)

模型擬合結(jié)果見表3。

2.3 林木蓄積量

選用主干（不含側(cè)枝）區(qū)分段帶皮直徑量測資料，組成胸徑一林木蓄積樣本資料，采用如下模型對樣本資料進行回歸預測：

式中：M—立木蓄積（含梢頭、樹皮，不含側(cè)枝的區(qū)分段累積材積）

D—胸徑

a、b—參數(shù)

模擬擬合結(jié)果見表4。

3 材種出材量表的應用

3.1 樣地調(diào)查

3.1.1 表格設(shè)置

分野外調(diào)查記錄表和內(nèi)業(yè)計算表。野外調(diào)查記錄表內(nèi)容包括徑階，分樹種胸徑檢尺記錄，材種高度記錄等欄目；內(nèi)業(yè)計算表包括徑階、分樹種檢尺株樹、蓄積，材種株樹、材積，非規(guī)格材、薪材株樹、材積等欄目。

3.1.2 外業(yè)調(diào)查

采用樣地調(diào)查法，樣地內(nèi)每木調(diào)查記錄胸徑、規(guī)格材材種高度兩個因子。

胸徑調(diào)查。按照常規(guī)樣地調(diào)查方法進行。

材種高度的調(diào)查。根據(jù)本區(qū)域現(xiàn)有樹種和規(guī)格，一般樹木規(guī)格材材種高度不超過8m，天然林不超過6m，2～4m居多。造材長度一般為2、4m等雙米整數(shù)。因此僅通過目估即可準確估算材種高度，方便快捷，幾乎不額外增加工作量。需要精確到米以下，或林木徑級較大、材種高度較高時，可借助滑桿、塔尺或?qū)I(yè)測高儀器量測。

表3 主要樹種總產(chǎn)材量模型參數(shù)

表4 主要樹種一元立木材積（蓄積）模型參數(shù)

3.1.3 外業(yè)記錄

對應相應的胸徑徑階和材種高度用“正”字號表示。材種高度的填寫可用數(shù)字表示，如2、4、8m等。如果某株樹木規(guī)格材高度為 6m，分 2、4m 兩段，可用（2+4）或（4+2）表示，以示于整段6m規(guī)格的區(qū)別；如果某株樹木規(guī)格材高度為6m，下部2m為廢材，上部4m可用，可記錄為-（2+4），計算時通過查表，用同徑級6m段減去2m段材積即可。

3.2 內(nèi)業(yè)計算

3.2.1 規(guī)格材出材量計算

對應胸徑、材種高度查《立木商品材出材量表》，分別計算各材種材積。

3.2.2 非規(guī)格材和薪材產(chǎn)材量的計算

（1）小頭直徑8cm以上非規(guī)格材出材量=小頭直徑8cm以上總出材量-規(guī)格材出材量

這部分木材一般作為鋸材加工原料或薪材。根據(jù)地域不同，不能利用的不統(tǒng)計在商品材出材量。

（2）小頭直徑4～8cm非規(guī)格材出材量=小頭直徑4cm以上總產(chǎn)材量-小頭直徑8cm以上非規(guī)格材出材量-規(guī)格材出材量

這部分木材一般為木片原料、薪材。根據(jù)地域不同，不能利用的不記入商品材產(chǎn)材量。注：如果蓄積量調(diào)查采用二元材積調(diào)查，或不同地區(qū)一元立木材積表與本表所用蓄積表有差異，要首先用蓄積量分別乘于相應出材率計算總材積量，再用上述方法分別計算相應出材量。

4 問題探討

（1）不同地域木材利用率不同。在人造板發(fā)達地區(qū)，甚至樹皮和樹根都被完全利用；而在偏遠的山區(qū)，受人力資源、交通運輸成本和人們?nèi)疾窳晳T的影響，一些較大規(guī)格的枝柴、廢材都被遺棄在山上。因此木材產(chǎn)材量調(diào)查應該體現(xiàn)因地制宜的特點。

目前較為精密實用的出材量調(diào)查方法主要是材種出材率表法，相關(guān)研究也比較多。方法又分為一元材種出材率表法和二元材種出材率表法。一元材種出材率表具有應用簡單，不需要額外增加野外調(diào)查工作量，適宜于大面積二類調(diào)查。對于不同地域間因用材高度、木材缺陷造成的產(chǎn)材量差異針對性不強；二元材種出材率表增加了樹高因子的測量，提高了不同地域因用材高度不同造成的材種出材量差異，但也沒有解決因木材缺陷造成的產(chǎn)材量差異。同時由于增加了樹高的測量，明顯增加了調(diào)查工作量，比借助儀器直接測量上部直徑節(jié)省不了多少工作量。同時，受工作量限制，如果選取樣本數(shù)量不足，也會造成一定的偏差。

采用立木商品材出材量表法調(diào)查林木產(chǎn)材量具有如下優(yōu)點：一是使用相對簡單靈活，野外調(diào)查只是在原有胸徑檢尺的基礎(chǔ)上，增加規(guī)格材材高的預測，一般采用目測方法，不需要增加特別大的工作量；二是在樣地調(diào)查過程中，全面調(diào)查每株樣木的規(guī)格材高度、木材缺陷，有效避免了不同地域因用材高度、木材缺陷造成產(chǎn)材量差異；三是隨著市場對木材需求的多樣化，一些客戶可能需要特種規(guī)格木材產(chǎn)量預測，使用本表可一定程度上滿足客戶定制規(guī)格的材種出材量調(diào)查。

（2）相對于林木上部直徑和基徑，胸徑是林木干形更為穩(wěn)定的部位，立木檢尺更方便。采用胸徑和材高估算林木材積理論上應比小頭直徑更接近于木材實際材積。因此，在編制原木材積表和立木材積表時，利用同一批樣本資料分別編制原木材積表、立木材積表（蓄積）、材種出材量表，可最大程度上保證表的一致性。

（3）在實際林分中，樹木主林冠上部主干受側(cè)枝量和側(cè)枝大小影響，上部直徑變動較大，有的甚至有兩主干、主干不明顯等現(xiàn)象，對規(guī)格材材種出材量預測產(chǎn)生較大影響。但在實際造材時，主林冠上部因枝杈造成疤節(jié)缺陷等多種原因一般不造規(guī)格材。

雖然主林冠上部規(guī)格材種數(shù)量預測變動較大，但包括枝杈材在內(nèi)的總材積量相對穩(wěn)定。采取總材積量（或出材率）減去規(guī)格材材種出量（或出材率）的方法計算剩余的材積（非規(guī)格材材積），可保障精度要求。

（4）枝杈材是樹木材積的重要組成部分，根據(jù)資料研究，樺樹、櫟類側(cè)枝材積約占樹木主干材積的24%左右，云杉22%左右，并且隨著胸徑的增加而增大，變化幅度在14%～30%之間。但多數(shù)側(cè)枝因短小和缺陷大，實際上被利用的比例并不大，因此傳統(tǒng)的立木材積估算一般不包括枝杈材?？紤]到生產(chǎn)實際有一定需求，本次編表將小頭直徑4cm以上，可利用的枝杈材納入編表范圍，與傳統(tǒng)方法相比，總出材率相對偏高。