張金剛，朱秉軍

(集安市臺(tái)上鎮(zhèn)綜合服務(wù)中心，吉林 集安 134200)

立木材積表和材種出材率表是量測(cè)森林資源數(shù)量和質(zhì)量的度量衡，使用精確的度量衡對(duì)森林資源調(diào)查、森林資源采伐限額管理、森林資源檔案管理、控制森林資源消耗和提高森林資源利用率等都具有重大意義[1-3]。吉林省各地均有對(duì)不同樹種立木材積的研究[4-6]，鮮有全省立木材積編制的相關(guān)文獻(xiàn)。2015年12月9日前，吉林省森工和地方使用的立木材積表還是1992年和2003年編制并啟用的，由于生境、林分狀況變化大等原因，致使其適用精度下降，立木材積和出材量之間的矛盾越來越突出，為確保林業(yè)數(shù)表的精度，適應(yīng)林業(yè)發(fā)展的需要，急須開展編驗(yàn)立木材積表和材種出材率表的工作。吉林省立木材積、出材率表的編制為吉林省各林業(yè)局立木材積、出材率的計(jì)算提供可靠的依據(jù)。

1 樣木的選取單位、要求與數(shù)量

采用隨機(jī)和機(jī)械抽取編驗(yàn)樣木，量測(cè)樣木的根徑、胸徑、樹高，再造原條、原木(各材種)，以樣木為主要依據(jù)編制各樹種(組)徑階一元立木材積表、出材率表和根徑材積表。為避免木材浪費(fèi)，先在2014年冬明春伐區(qū)內(nèi)選取樣木，然后在明冬后春伐區(qū)內(nèi)選取，不足部分在伐區(qū)外選取。充分利用1992年以來的編表樣木資料，各縣(市、局)的伐倒木資料，凡符合本次編表要求的，在內(nèi)業(yè)編制過程中均可利用。

1.1 樣木選取單位

吉林省共55個(gè)地方局和18個(gè)森工局，根據(jù)森林資源分布、立地條件和林分狀況等結(jié)合行政區(qū)域，將吉林省劃分8個(gè)編制單位(表1)。

表1 吉林省各編表單位

1.2 樣木選取的要求

編表樣木和檢驗(yàn)樣木應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)林分分布、資源數(shù)量等狀況，相對(duì)均勻分布于編表區(qū)域和不同的立地條件(坡向、坡位、坡度、海拔、土壤類型和土壤厚度等)、經(jīng)營措施、林齡(齡級(jí))、樹高級(jí)和郁閉度等級(jí)內(nèi)。

編表樣木和檢驗(yàn)樣木選定必須根據(jù)現(xiàn)實(shí)林分分布、資源數(shù)量等狀況，采集樣木要均勻分布于編表區(qū)域；所采樣木必須是以該樹種為優(yōu)勢(shì)樹種的純林或混交林；所采集樣木必須分布在不同立地條件中，如不同海拔、坡向、坡位和坡度等；所采集樣木必須分布在不同的森林類型中，同時(shí)應(yīng)充分考慮林齡、郁閉度等級(jí)、樹高級(jí)和經(jīng)營措施等因素；樣木必須是生長正常、無斷梢、無分叉、無病蟲危害的有代表性的林木；所選樣木與林緣的距離應(yīng)大于樣木所在小班平均高；根據(jù)不同徑階的高徑比情況，確保同一徑階樣本單元數(shù)量按不同樹高級(jí)均衡分配；進(jìn)入鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、林場(chǎng)后，要及時(shí)了解今冬明春伐區(qū)(包括低改、撫育)的安排和分布，在有代表性的伐區(qū)內(nèi)選擇樣木。

1.2.1 樹種組的劃分

根據(jù)吉林省的森林結(jié)構(gòu)和各樹種的生長規(guī)律及生物學(xué)特征，劃分吉林省樹種(組)(表2)。

表2 吉林省樹種(組)劃分

1.2.2 量測(cè)比例的確定

1)合并的縣(市、區(qū))量測(cè)比例的確定。合并的縣(市、區(qū))各樹種、各徑階選取的樣木株數(shù)，根據(jù)各縣(市、區(qū))樹種(組)蓄積所占比例情況確定。三北地區(qū)人工楊樹各縣(市、區(qū))選取的樣木株數(shù)要平均分配。

2)量測(cè)樹種比例的確定。為了使編表數(shù)據(jù)符合實(shí)際，以樹種組編制的表，要按各縣(市、區(qū))的最新各樹種組成樹種蓄積表計(jì)算各樹種所占該樹種組比重作為選取樣木計(jì)劃，具體實(shí)施時(shí)要按樣木在常見分布的林分類型中選取樣木。

1.2.3 各樹種(組)選取徑階的確定

天然針葉(Ⅰ、Ⅱ)、天然闊葉(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)要求從4 cm選到60 cm；天然闊葉Ⅵ要求從4 cm選到50 cm；人工針葉(Ⅰ、Ⅱ)、人工落葉松從4 cm選到40 cm；人工楊樹要求從4 cm選到60 cm。以輪尺為準(zhǔn)一律從3.0 cm起測(cè)，徑階的確定同二類調(diào)查規(guī)程。

1.2.4 各徑階選取樣木樹高的確定

所選的樣木好、中、差都要有樣木分布(每個(gè)徑階的樹高分布要近似呈正態(tài)分布)。

2 樣木數(shù)量

每個(gè)收集單位各樹種(組)各徑階應(yīng)保證25株，其中：15株用于編表(新采集樣木10株，符合條件的過往資料5株)，10株用于驗(yàn)表(新采集樣木5株，符合條件的過往資料5株)。編表與驗(yàn)證的樣木要在不同的村(林班)選取，并分別記錄。其中：天然針葉(Ⅰ、Ⅱ)大于50 cm的大徑木每個(gè)徑階不應(yīng)少于5株；天然闊葉(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)大于50 cm的大徑木每個(gè)徑階不應(yīng)少于5株；天然闊葉Ⅵ大于40 cm的大徑木每個(gè)徑階不應(yīng)少于5株；人工針葉(Ⅰ、Ⅱ)、人工落葉松大于30 cm的大徑木每個(gè)徑階不應(yīng)少于5株；人工楊樹大于50 cm的大徑木每個(gè)徑階不應(yīng)少于5株；天然超過60 cm、人工超過40 cm的樹木盡量選取。

3 外業(yè)實(shí)施步驟

當(dāng)樣木選定后，按下列工序進(jìn)行工作。

1)樣木伐倒前應(yīng)編號(hào)，要嚴(yán)格控制胸高位置(用1.3 m桿標(biāo)定)，用粉筆或木材蠟筆畫出胸高位置(標(biāo)定的標(biāo)志要大于1/2胸圍長)，用輪尺、圍尺分別量測(cè)胸徑。用輪尺量測(cè)時(shí)，樹干不規(guī)則的樣木需取不同方向的平均值(輪尺與圍尺的直徑值不要強(qiáng)求一致，各自量多少記多少)。

2)伐木要嚴(yán)格控制伐根高，盡量在第一水根處采伐，原則上不得超過胸徑的1/3。另外，要注意樹倒方向，保證作業(yè)人員的安全。

3)樣木伐倒后，把枝丫材全部砍掉。以選取樣本所處的地理位置填寫。以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、林場(chǎng)為單位統(tǒng)一編號(hào)。選取樣木樹種的名稱以二類調(diào)查細(xì)則確定的樹種記錄，人工樹種在前面加“人”字。

4)用皮尺量伐倒木長，另外加伐根高度為樹高值或用皮尺1.3 m處對(duì)準(zhǔn)伐倒木的胸高標(biāo)志后向上量測(cè)樹高。用鋼卷尺量取伐根2個(gè)方向(橢圓長、短軸)的平均值(帶皮)。在1/2樹高處量測(cè)，即(量測(cè)伐倒木長度+伐根高)/2的直徑。查伐根年輪，以1 a為單位記錄(心腐時(shí)可目測(cè))。

5)量測(cè)第一水根至上鋸口的高度即伐根高。從伐倒木上鋸口量至樹梢，量測(cè)時(shí)如果發(fā)生斷梢等現(xiàn)象，需要復(fù)原后量測(cè)。在區(qū)分段中央直徑處用砍刀砍出缺口實(shí)測(cè)各段樹皮厚度(用鋼卷尺量測(cè))，用輪尺量測(cè)各段的帶皮、去皮中央直徑。量測(cè)記載帶皮、去皮梢頭木底徑，在區(qū)分段欄最后記載。量測(cè)、記錄梢頭木長度，2 m區(qū)分段的一般不應(yīng)大于3 m，1 m區(qū)分段的不應(yīng)大于2 m。

6)量取原條長度，要以整米數(shù)量測(cè)、記載，從根端鋸口上查口起量至梢部，拉長一條直線為原條長度(沿樹干量測(cè))。對(duì)于樹干摔斷的伐倒木，應(yīng)分段檢量(為半原條)，長度不足2 m的不予檢量。量取原條中央直徑。

4 內(nèi)業(yè)材料整理與計(jì)算

4.1 外業(yè)材料完整程度檢查

以收集編表樣木區(qū)域?yàn)閱挝唬謩e樹種(組)、徑階檢查樹種、徑階分布，看有無缺漏；在樹種(組)、徑階分布不漏的情況下，再檢查取樣是否合理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺漏或不合理時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充收集材料，以保證材料完整可靠。

外業(yè)期間，每天野外量測(cè)結(jié)束后，需整理當(dāng)天量測(cè)的樣木數(shù)，并累計(jì)各樹種各徑階的樣木株數(shù)(包括統(tǒng)計(jì)同一徑階在樹高上的分布株數(shù))，以便次日有計(jì)劃地選取樣木，每個(gè)樹種(組)各徑階的樣木數(shù)不超過計(jì)劃株數(shù)+3株。

4.2 樣木各因子計(jì)算

4.2.1 立木材積計(jì)算

利用圓柱體公式計(jì)算各段的材積，梢頭材積用圓錐體公式計(jì)算，區(qū)分段材積之和加上梢頭材積即立木材積。

4.2.2 原條材積(V)計(jì)算

V=(π/4)D2L(1/10 000)

式中：D為原條中央直徑；

L為原條長度。

4.2.3 原木材積計(jì)算

1)小頭直徑6～12 cm

V=0.785 4L(D+0.45L+0.2)2/10 000

2)小頭直徑14 cm以上

V=0.785 4L(D+0.5L+0.005L2+0.000 125L

(14-L)2(D-10))2/10 000

式中：D為檢尺徑；

L為材長。

4.3 一元立木材積表與出材率表的編制

4.3.1 一元立木材積表的編制

對(duì)各收集樣本單位的各樹種(組)建立樹高與直徑的回歸方程，根據(jù)H=a+bD+cD2或H=a+b/(D+k)等公式，求出樹高參數(shù)a、b、c或a、b、k，并計(jì)算方差，比較方差的大小，方差小者為選用的回歸方程，最后利用確定的方程式及參數(shù)計(jì)算出各編表單位的各樹種(組)、各徑階平均樹高估計(jì)值。 對(duì)收集樣本編表單位的樹高式進(jìn)行方差檢驗(yàn)，差異不顯著的可合并進(jìn)行編表。根據(jù)本省不同樹種(組)二元材積公式V=aDbHc，把各徑階的直徑和樹高代入二元表經(jīng)驗(yàn)方程；計(jì)算出各徑階平均單株材積并導(dǎo)出各樹種(組)一元立木材積表。

4.3.2 原條出材率表的編制

按原條出材率=原條材積/立木材積逐棵求出原條出材率Pv。再用Pv=a+bD+cD2或Pv=aDb公式求出各樹種(組)、各徑階的原條出材率。

4.3.3 原木出材率表的編制

編制方法原則上同原條出材率。

4.3.4 根徑材積表的編制

利用根徑與胸徑的回歸關(guān)系導(dǎo)算根徑材積表。

5 立木材積表、材種出材率表和根徑材積表的檢驗(yàn)與鑒定

為對(duì)材積表和材種出材率表進(jìn)行檢驗(yàn)，在收集的各樹種(組)每個(gè)徑階25株樣本中，抽出10株構(gòu)成一套檢驗(yàn)樣本，用以檢驗(yàn)導(dǎo)算出的一元立木材積表、材種出材率表和根徑材積表。 若系統(tǒng)誤差在±3%以內(nèi)，則所編的各種表可以使用，否則需查明原因進(jìn)行修正。檢驗(yàn)后的各種表應(yīng)由吉林省林業(yè)廳組織鑒定，鑒定合格后正式頒發(fā)使用。