謝世寶

（安徽省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，安徽 合肥 230031）

標(biāo)準(zhǔn)表是反映標(biāo)準(zhǔn)林分每公頃斷面積和蓄積量隨林分平均高變化而變化的林業(yè)數(shù)表，它是森林資源調(diào)查中用來確定林分疏密度和蓄積量的重要工具。自20 世紀(jì)50 年代始，國家林業(yè)部綜合調(diào)查隊(duì)就對主要林區(qū)的主要樹種編制了標(biāo)準(zhǔn)表，之后各省又相繼進(jìn)行了改進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)表主要應(yīng)用于森林經(jīng)理調(diào)查（即二類調(diào)查）。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理

以安徽省國外松栽培區(qū)域作為研究總體，依據(jù)其分布狀況和樹高級差數(shù)，在其栽培區(qū)域內(nèi)布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地122 個，要求標(biāo)準(zhǔn)地的林分疏密度在0.7 以上，且是同等條件下生長最好的，各個樹高級均有分布。按照標(biāo)準(zhǔn)地和標(biāo)準(zhǔn)表編制的要求，將標(biāo)準(zhǔn)地大小設(shè)置為666.7 m（25.82 m×25.82 m）后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查，記載測樹因子（林分年齡、平均胸徑、平均高、每公頃株數(shù)、斷面積和蓄積量）及立地環(huán)境因子等。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

繪制斷面積與平均高的散點(diǎn)圖，剔除異常數(shù)據(jù)，見圖1。經(jīng)過篩選共剔除4 塊標(biāo)準(zhǔn)地，剔除率為3.28%，小于5%，符合相關(guān)規(guī)定，樣本有效。最終有效標(biāo)準(zhǔn)地為118 塊，分別為：幼齡林32 個、中齡林40 個、近熟林 38 個、成熟林 8 個。

圖1 林分?jǐn)嗝娣e-平均樹高散點(diǎn)及擬合曲線

3 標(biāo)準(zhǔn)表的編制

3.1 編表原理

將林分蓄積量看成是樹高和總斷面積的函數(shù)，蓄積量和斷面積依樹高的變化可用直線相關(guān)表示。首先，以林分平均高為自變量，以每公頃胸高斷面積為因變量，采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，由最佳經(jīng)驗(yàn)方程得到樣本平均疏密度狀態(tài)下林分總斷面積曲線；其次，得到平均曲線提升到疏密度為1.0 時的斷面積G；最后，根據(jù)形高回歸式M=GHF，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)蓄積量。

3.2 編表方法

在編表允許的范圍內(nèi)，選擇一定數(shù)量的相同樹種的不同分布地區(qū)進(jìn)行實(shí)測，要求林分疏密度0.7以上，測得的數(shù)據(jù)按照特烈其亞柯夫法進(jìn)行編制標(biāo)準(zhǔn)表。

3.2.1 斷面積的確定

一是建立林分?jǐn)嗝娣e-平均高回歸模型。根據(jù)全部標(biāo)準(zhǔn)地資料，結(jié)合圖1 所示林分總斷面積與平均高散點(diǎn)圖的趨勢和已知實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型擬合林分每公頃總斷面積與平均高的關(guān)系，選用的方程有：

式中：a、a、a為待定參數(shù)；G 為林分每公頃胸高總斷面積；H 為林分平均高。

利用SPSS 數(shù)據(jù)處理軟件，根據(jù)118 塊有效標(biāo)準(zhǔn)地資料，采用加權(quán)回歸（權(quán)函數(shù)為w=1/H）求解各模型參數(shù)及評價指標(biāo)，結(jié)果見表1。

由表1 可以看出，4 個初選模型的相關(guān)性及預(yù)估精度均較高且顯著，同時各模型的總相對誤差RS值均在（-3%，3%）范圍內(nèi)，說明上述回歸模型均為有效模型。之后，根據(jù)各數(shù)學(xué)模型行為和殘差圖分布，可知模型④的綜合評價指標(biāo)較模型①、②、③好，故可以判定模型④為林分?jǐn)嗝娣e－平均高最優(yōu)回歸模型。

表1 林分?jǐn)嗝娣e－平均高回歸模型參數(shù)及評價指標(biāo)一覽

二是提升系數(shù)。根據(jù)最優(yōu)回歸模型，求出各林分對應(yīng)平均高的總斷面積理論值，此值即是編表樣本平均疏密度時的總斷面積，編制標(biāo)準(zhǔn)表必須將平均斷面積線提升為疏密度為1.0 時的總斷面積。

最大斷面積線提升的依據(jù)，是從各樹高級別中選幾塊總斷面積最大且年齡分布均勻的標(biāo)準(zhǔn)地，求算平均提升系數(shù)（q）。

式中：G—第i 標(biāo)準(zhǔn)地的實(shí)際斷面積；G—第i標(biāo)準(zhǔn)地對應(yīng)平均疏密度的理論斷面積。

將各樹高級的理論總斷面積乘以q值，則得標(biāo)準(zhǔn)林分疏密度為1.0 時的標(biāo)準(zhǔn)表斷面積（G）。

3.2.2 形高的確定

按（HF）=M/G求算各標(biāo)準(zhǔn)地的形高值，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及形高- 平均高散點(diǎn)圖趨勢（圖2）選擇式HF=aH+a作為形高回歸模型。

圖2 形高-平均高散點(diǎn)及擬合曲線

根據(jù)118 塊有效標(biāo)準(zhǔn)地資料，求解形高回歸模型參數(shù)及評價指標(biāo)，結(jié)果見表2 和圖3。

由表2 和圖3 可以看出，HF=2.088 0+0.353 68H模型回歸顯著，預(yù)估精度和相關(guān)性均較高，總相對誤差小，為有效模型；同時模型的誤差小，殘差分布較均勻，說明其擬合效果好，可以作為編制安徽省國外松斷面積蓄積量標(biāo)準(zhǔn)表的形高回歸模型。

表2 形高－平均高回歸模型參數(shù)及評價指標(biāo)一覽表

圖3 形高-平均高回歸模型殘差

3.2.3 蓄積量的確定

依據(jù)林分蓄積量與形高的關(guān)系，將提升后的標(biāo)準(zhǔn)林分的斷面積乘上對應(yīng)樹高的形高值，即可得到標(biāo)準(zhǔn)林分疏密度為1.0 時的標(biāo)準(zhǔn)表蓄積量，為M 標(biāo)=G（HF）

把林分平均高（H）分別代入上述各模型中，求出標(biāo)準(zhǔn)林分每公頃斷面積和蓄積量，按平均高從小到大順序排列，即得到國外松人工林標(biāo)準(zhǔn)表，見表3。

表3 國外松人工林標(biāo)準(zhǔn)

3.3 適用性檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)表的適用性，又隨機(jī)測設(shè)20 塊一般標(biāo)準(zhǔn)地，要求各種疏密度的標(biāo)準(zhǔn)地至少有一塊，按標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查方法與步驟進(jìn)行樣地調(diào)查，并計(jì)算出各標(biāo)準(zhǔn)地的平均高、每公頃斷面積和蓄積量，與用標(biāo)準(zhǔn)表法求得的蓄積量進(jìn)行比較確定其適用程度，計(jì)算平均系統(tǒng)誤差（REA），平均相對誤差絕對值（REAA）和預(yù)估精度（P），公式為：

結(jié)果表明，檢驗(yàn)指標(biāo)系統(tǒng)誤差REA =-0.09%，平均相對誤差絕對值REAA=0.11%，預(yù)估精度P=98.1%，表明標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)算的蓄積量與實(shí)際測量的蓄積值沒有顯著差異，且數(shù)值間準(zhǔn)表誤差小，精度高。因此可以得出，該標(biāo)準(zhǔn)表可以在森林資源調(diào)查設(shè)計(jì)中用來確定林分蓄積量。

4 結(jié)論

（1）用隨機(jī)測設(shè)的20 塊標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)表的適用性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果為系統(tǒng)誤差REA=-0.09%，平均相對誤差絕對值REAA=0.11%，預(yù)估精度P=98.1。表明標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)算的蓄積量與實(shí)際測量的蓄積量值沒有顯著差異，滿足森林蓄積量調(diào)查精度要求。

（2）標(biāo)準(zhǔn)表主要用于森林資源清查中確定林分疏密度和林分蓄積量，當(dāng)用角規(guī)繞測求得林分每公頃斷面積，同時測出林分平均高后，通過查標(biāo)準(zhǔn)表可簡便快速地確定林分每公頃蓄積量，提高工作效率。

（3）標(biāo)準(zhǔn)表更適用于大面積森林資源清查，當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)表確定某一具體林分蓄積量時，有可能會產(chǎn)生一定的誤差。但由于森林資源清查的面積大，林分?jǐn)?shù)量多，整體上測定的正負(fù)誤差會可以互相抵消，所以總體蓄積量可以滿足精度要求。