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1、第四章立地质量评价与森林收获量测定本讲稿第一页，共三十二页第一节 立地质量评价一、立地（一、立地（SiteSite）和立地质量（）和立地质量（Site QualitySite Quality）1、立地立地在生态上又称作在生态上又称作“生境生境”：林地环境和由该环境所决定的林地：林地环境和由该环境所决定的林地上的植被类型及质量（美国林学会，上的植被类型及质量（美国林学会，1971）；）；立地立地是森林或其他植被类型的生存空间及与之相关的自然因子是森林或其他植被类型的生存空间及与之相关的自然因子的综合（马建路，的综合（马建路，1993）。）。2、立地质量立地质量：指在某一立地上既定森林：指在某一立
2、地上既定森林/其他植被的生产潜力。其他植被的生产潜力。“一一方水土养育着一方生物。方水土养育着一方生物。”3、立地调查：、立地调查：（1）立地分类；）立地分类；（2）立地质量评价。）立地质量评价。本讲稿第二页，共三十二页二、立地质量评价方法简介二、立地质量评价方法简介（一）直接评定法（一）直接评定法 直接用林分的直接用林分的收获量和生长量收获量和生长量的数据来评定立地质量。的数据来评定立地质量。1 1、根据林分、根据林分蓄积量蓄积量（或收获量）进行立地质量评定（或收获量）进行立地质量评定（1 1）根据固定标准地的长期观测或历史记录资料的评定方法；）根据固定标准地的长期观测或历史记录资料的评定方
3、法；（2 2）利用正常收获表的预估数据的评定方法。）利用正常收获表的预估数据的评定方法。2 2、根据、根据林分高林分高进行立地质量评定进行立地质量评定立地指数：年龄立地指数：年龄林分优势高；林分优势高；地位级：年龄地位级：年龄林分平均高林分平均高本讲稿第三页，共三十二页 间接评定法指根据构成立地质量的间接评定法指根据构成立地质量的因子因子特性或特性或相关植被相关植被类型的生长潜力类型的生长潜力来评定立地质量。来评定立地质量。1 1、根据不同树种间树木生长量之间的关系进行评定的方法、根据不同树种间树木生长量之间的关系进行评定的方法 则已知则已知A A树种的立地指数，就能推知树种的立地指数，就能推
4、知B B树种的立地指数。树种的立地指数。2 2、多元地位指数法、多元地位指数法3 3、植被指示法、植被指示法 植物植物环境环境（二）间接评定法本讲稿第四页，共三十二页第二节第二节 地位指数表编制地位指数表编制一、资料收集1、确定标准地数量：210300个，每一龄阶不少于30个，曲线两端龄阶必取。2、标准地选设条件：（1）标准地设置在同一起源的同龄纯林中；（2）林分郁闭度0.4以上；（3）标准地均匀分布在各种立地类型及各年龄的林分中。3、标准地形状、面积、调查（见标准地调查一节）4、选测优势木：每百平方米选一株，每块标准地内选测三株。5、选伐解析木：平均优势木和林分平均木各一株。本讲稿第五页，共
5、三十二页二、资料整理二、资料整理1、按龄阶（组）计算平均年龄、优势木平均高及各龄阶（组）树高标、按龄阶（组）计算平均年龄、优势木平均高及各龄阶（组）树高标准差；准差；2、剔除异常标准地、剔除异常标准地/优势木：优势木：以各龄阶（组）平均优势木高为准，以以各龄阶（组）平均优势木高为准，以 为范围剔除本龄阶（组）为范围剔除本龄阶（组）内数据异常的标准地内数据异常的标准地/优势木。优势木。3、以龄阶（组）为单位，重新整理，计算：、以龄阶（组）为单位，重新整理，计算：、本讲稿第六页，共三十二页三、曲线拟合三、曲线拟合1、选择拟合曲线导向曲线：对数曲线2、采用最小二乘法求解参数，得：a=-5.64281
6、8；b=16.180699；r=0.97448 3、最优导向曲线方程：本讲稿第七页，共三十二页四、四、标准年龄及地位指数级距的确定标准年龄及地位指数级距的确定 1、树高变动系数拟合2、标准年龄的确定 标准年龄（A0）是指树高生长趋于稳定并能灵敏反映立地差异的年龄。由下表可以看出，杉木生长到20年左右时，其树高变动系数较小，即表明树高生长趋于稳定。因此，将杉木标准年龄确定为20年。3、指数级距的确定：我国多采用1或2m为指数级距，一般地习惯上杉木立地指数级距常用2m。杉木各龄阶树高变动系数杉木各龄阶树高变动系数 本讲稿第八页，共三十二页五、地位指数表的编制五、地位指数表的编制标准差调整法标准差调
7、整法 1、拟合树高变动系数方程，计算标准差2、导算地位指数表 通常在标准年龄时，导向曲线的理论值恰好不为地位指数级数值，因此要确定标准年龄时的指数级的调整系数 故 其余指数级的调整系数为 本讲稿第九页，共三十二页导向曲线各龄阶树高调整值导向曲线各龄阶树高调整值 本讲稿第十页，共三十二页各地位指数曲线各龄阶树高计算表各地位指数曲线各龄阶树高计算表 本讲稿第十一页，共三十二页3 3、编制地位指数表、编制地位指数表 本讲稿第十二页，共三十二页第三节 林分密度与林分生长一、林分密度概述一、林分密度概述1 1、造林密度：单位面积造林地上栽植点或播种穴的数量，也叫初植密度、造林密度：单位面积造林地上栽植点
8、或播种穴的数量，也叫初植密度2 2、经经营营密密度度：人人工工林林生生长长过过程程中中单单位位面面积积上上立立木木的的数数量量，也也常常用用立立木木断断面积等的百分比来表示。面积等的百分比来表示。3 3、密度的意义、密度的意义 造林密度与林分形成的速度延续影响到林分的生长、发育、稳定性、造林密度与林分形成的速度延续影响到林分的生长、发育、稳定性、林分的产量、质量和生态效益、造林成本、种苗量、整地工程量、后期抚林分的产量、质量和生态效益、造林成本、种苗量、整地工程量、后期抚育管理工作量和资金投入有关系。育管理工作量和资金投入有关系。本讲稿第十三页，共三十二页二、林分密度指标二、林分密度指标 林分
9、密度指标是评定林分内林木间拥挤程度的尺度。林分中林木间的拥挤程度林分密度指标是评定林分内林木间拥挤程度的尺度。林分中林木间的拥挤程度取决于单位面积上林木株数、林木平均大小以及林木在林地上的分布。取决于单位面积上林木株数、林木平均大小以及林木在林地上的分布。1 1、株数密度、株数密度单位面积上的林木株数，常用每公顷上的林木株数单位面积上的林木株数，常用每公顷上的林木株数(N/hm(N/hm2 2)表示。表示。2 2、每公顷断面积、每公顷断面积林地上每公顷的林木胸高断面积之和，常用林地上每公顷的林木胸高断面积之和，常用G G（m m2 2/hm/hm2 2）表示。）表示。3 3、疏密度、疏密度林林
10、分分每每公公顷顷胸胸高高断断面面积积（或或蓄蓄积积）与与相相同同条条件件下下标标准准林林分分每每公公顷顷胸胸高高断断面面积积（或蓄积）之比值，以（或蓄积）之比值，以P P表示，即表示，即4 4、郁闭度、郁闭度林冠垂直投影面积与林地面积之比，反映林冠的郁闭程度及树木利用营养林冠垂直投影面积与林地面积之比，反映林冠的郁闭程度及树木利用营养空间的程度。空间的程度。本讲稿第十四页，共三十二页5 5、树冠竞争因子、树冠竞争因子Crown Competition Factor（CCF）林分中所有树木可能拥有的潜在最大树冠面积之和与林地面积的林分中所有树木可能拥有的潜在最大树冠面积之和与林地面积的比值。比值
11、。自由树（自由树（Open-growing tree）:在林分中空地上生长的树木在林分中空地上生长的树木自由树的树冠冠幅与树木胸径之间呈显著的线性正相关，且不随树木自由树的树冠冠幅与树木胸径之间呈显著的线性正相关，且不随树木年龄、立地条件的变化而变化。年龄、立地条件的变化而变化。CCF的具体确定方法的具体确定方法（1）利用自由树的冠幅（）利用自由树的冠幅（CW）与胸径（）与胸径（D）建立线性回归方程）建立线性回归方程 （2）计算树木潜在最大树冠面积（）计算树木潜在最大树冠面积（MCA）（3）求算）求算CCF值值本讲稿第十五页，共三十二页三、林分密度对林分生长的影响三、林分密度对林分生长的影响
12、一一般般来来说说，密密度度与与造造林林成成活活率率无无关关，具具有有群群状状配配置置时时有有影影响响，在在立地条件差而成活率较低时可适当增加造林密度，但是不能滥用。立地条件差而成活率较低时可适当增加造林密度，但是不能滥用。1 1、密度对郁闭的影响、密度对郁闭的影响 造林密度大，郁闭早，反之则晚。造林密度大，郁闭早，反之则晚。郁闭的早晚与树种、立地、经营条件有关。郁闭的早晚与树种、立地、经营条件有关。郁郁闭闭早早，可可以以减减缓缓杂杂草草与与林林木木的的竞竞争争，但但是是郁郁闭闭过过早早，会会引引起起林林木木分分化化和和自自然然稀稀疏疏，造造成成林林木木后后期期生生长长不不良良（树树冠冠发发育育
13、受受阻阻），速生的阳性树种表现得更为突出。，速生的阳性树种表现得更为突出。极极端端干干旱旱条条件件下下，不不能能要要求求树树冠冠早早郁郁闭闭，只只考考虑虑根根系系郁郁闭闭或或林林木个体的水分营养面积。木个体的水分营养面积。本讲稿第十六页，共三十二页2、密度对干、枝、叶量的影响、密度对干、枝、叶量的影响 密密度度增增加加，叶叶量量也也增增加加，但但达达到到一一定定数数量量后后叶叶量量几几乎乎保保持持不不变；变；如如果果始始终终保保持持密密度度不不变变，随随林林龄龄增增加加，林林分分的的总总叶叶量量也也不不变变，单单株的叶量也不变，会影响到林木的直径和材积生长株的叶量也不变，会影响到林木的直径和材
14、积生长 林分密度越大，地上部分的总生产量中，枝条所占的比例越小，林分密度越大，地上部分的总生产量中，枝条所占的比例越小，干材所占比例越小，径级也越小。兼顾用材时要考虑工艺成熟时的干材所占比例越小，径级也越小。兼顾用材时要考虑工艺成熟时的材种规格。材种规格。本讲稿第十七页，共三十二页3 3、密度对树冠生长发育的影响、密度对树冠生长发育的影响 密密度度对对树树冠冠的的生生长长发发育育有有较较大大的的影影响响。密密度度越越大大，平平均均冠冠幅幅越越小小。密度较高的林分冠幅生长较早衰。密度较高的林分冠幅生长较早衰。各各种种不不同同密密度度林林分分的的平平均均冠冠幅幅到到一一定定年年龄龄后后，各各自自保
15、保持持在在一一定定的的水平上，不再有太大的变化。水平上，不再有太大的变化。N=10000/(CWS)N=10000/(CWS)4 4、密度对根系生长的影响、密度对根系生长的影响 密密度度过过大大，会会影影响响到到林林木木的的根根系系发发育育，根根系系的的水水平平分分布布范范围围小，垂直分布也浅，甚至全林地的总根量也少。小，垂直分布也浅，甚至全林地的总根量也少。一般来说，随密度增加总根量、各级根量度减少。一般来说，随密度增加总根量、各级根量度减少。本讲稿第十八页，共三十二页5、密度对高生长的影响、密度对高生长的影响 密度对高生长的影响较为复杂，研究结论不太一致。密度对高生长的影响较为复杂，研究结
16、论不太一致。“有越密越高的趋势有越密越高的趋势”，英国学者。，英国学者。“低密度的林分具有较高的高生长低密度的林分具有较高的高生长”，丹麦学者。，丹麦学者。“在在一一定定的的、较较稀稀的的密密度度范范围围内内，由由稀稀到到密密，促促进进高高生生长长，在在过过密的情况下，增加密度，抑制高生长密的情况下，增加密度，抑制高生长”，苏联学者。，苏联学者。密度对高生长的一般规律密度对高生长的一般规律1 高高生生长长对对密密度度的的反反映映与与树树种种的的喜喜光光性性、分分枝枝特特性性、顶顶端端优优势势有关。有关。较较耐耐阴阴的的树树种种、侧侧枝枝粗粗壮壮、顶顶端端优优势势弱弱的的树树种种，在在一一定定的
17、的密密度度范范围围内内，随密度的增加有促进高生长的作用。随密度的增加有促进高生长的作用。本讲稿第十九页，共三十二页密度对高生长的一般规律密度对高生长的一般规律2 不不同同立立地地条条件件，特特别别是是不不同同的的土土壤壤水水分分条条件件，可可能能使使林林木木对对密密度度有有不不同同的的反反映映。过过稀稀时时杂杂草草的的竞竞争争作作用用使使树树木木生生长长受受阻阻，过过密密时时树树木木之之间间对对水水分分的的竞竞争争使使树树木木生生长长受受阻阻。在在湿润的地方密度对高生长作用不甚明显。湿润的地方密度对高生长作用不甚明显。密度对高生长的一般规律密度对高生长的一般规律3 密密度度对对高高生生长长的的
18、作作用用主主要要取取决决于于林林木木所所处处的的密密度度范范围围。喜喜光光速速生生树树种种，高高密密度度抑抑制制高高生生长长，但但在在造造林林初初期期，适适当当加加大大密密度度可以促进高生长。可以促进高生长。本讲稿第二十页，共三十二页密度对高生长的一般规律密度对高生长的一般规律4 一般来说，密度对高生长的影响作用，要比其它指标的影一般来说，密度对高生长的影响作用，要比其它指标的影响作用响作用小小。在一定的密度范围内，密度对高生长的影响不大。在一定的密度范围内，密度对高生长的影响不大。例子：杉木例子：杉木 100300株株/亩，马尾松亩，马尾松100900株株/亩，林分平均高亩，林分平均高无明显
19、差别。无明显差别。本讲稿第二十一页，共三十二页6、密度对胸径生长的影响、密度对胸径生长的影响显著显著 在竞争作用的密度以上，密度越大、直径生长越小。在竞争作用的密度以上，密度越大、直径生长越小。密度对胸径的作用随密度对胸径的作用随林龄林龄而增加。而增加。密密度度对对直直径径生生长长的的影影响响与与林林木木个个体体的的营营养养面面积积有有关关，与与冠冠幅幅、叶叶量量的的影响相一致。影响相一致。CWD=a+bD Reineke N=aD-b logN=ablogD a、b参数；参数；N单位面积株数；单位面积株数；D林分平均直径林分平均直径他研究了他研究了14 个树种之后，得到个树种之后，得到 lo
20、gN=1.605logD+K K因树种而变的常数因树种而变的常数 本讲稿第二十二页，共三十二页7、密度对材积生长的影响、密度对材积生长的影响 单株单株材积：材积：V=(/4)D2HfV单株材积；单株材积；D直径；直径；H树高；树高；f形数；形数；单株材积与密度：单株材积与密度：1/V=AN+B V=KN-aV单株材积；单株材积；N株数；株数；A、B、K、a参数参数 D随密度增加而减小，随密度增加而减小，f随密度增加而增加随密度增加而增加 例：苏联欧洲松，例：苏联欧洲松，250030000株株/hm2,f由由0.6180.689;杉木林，杉木林，2504250株株/hm2，f由由0.4540.5
21、53 密度对单株材积的作用规律与直径相同，密度对单株材积的作用规律与直径相同，随密度的增加而减小。随密度的增加而减小。本讲稿第二十三页，共三十二页8、密度对林分蓄积量的影响、密度对林分蓄积量的影响 M=VN M=N(/4)D2Hf M=KN1-a=KN-b 1/M=A+B/N N株数株数 蓄积量与单株材积、立木数量有关，二者互为消长。蓄积量与单株材积、立木数量有关，二者互为消长。在在林林分分充充分分郁郁闭闭以以前前，林林分分的的产产量量随随密密度度的的增增加加而而增增加加，立立木木的的数量起主导作用。数量起主导作用。在在林林分分充充分分郁郁闭闭以以后后，林林分分的的产产量量不不因因密密度度的的
22、增增加加而而产产生生明显的差异。明显的差异。本讲稿第二十四页，共三十二页 密度达到一定程度以后，单株材积、立木数量二者达到平衡，密度达到一定程度以后，单株材积、立木数量二者达到平衡，到成熟林阶段时，到成熟林阶段时，不同密度林分的产量非常接近不同密度林分的产量非常接近，蓄积量保持，蓄积量保持在一定的水平上，不再随密度的增加而上升。这个量主要取决于树在一定的水平上，不再随密度的增加而上升。这个量主要取决于树种、立地、栽培管理技术。即种、立地、栽培管理技术。即最终产量恒定法则最终产量恒定法则。最大密度线最大密度线 实践中林分的密度不可能无限增加，随密度增加必然导致竞争实践中林分的密度不可能无限增加，
23、随密度增加必然导致竞争产生自然稀疏调节林分密度。产生自然稀疏调节林分密度。各阶段的最大密度和这个密度相适应的单株材积关系：各阶段的最大密度和这个密度相适应的单株材积关系：VKN3/2 即即二分之三法则、自然稀疏线、最大密度线二分之三法则、自然稀疏线、最大密度线。本讲稿第二十五页，共三十二页9 9、密度对生物量的影响、密度对生物量的影响 符合最终产量恒定法则符合最终产量恒定法则 一一般般在在幼幼林林阶阶段段，干干、枝枝、叶叶等等的的干干物物质质产产量量随随密密度度增增加加而而增增加加，但在一定密度以后就保持在一定的水平上。但在一定密度以后就保持在一定的水平上。在在一一定定的的密密度度范范围围内内
24、，任任何何密密度度范范围围内内的的林林分分，其其生生物物产产量量最终是一定的。最终是一定的。1010、密度对干形、材质的影响、密度对干形、材质的影响 干形：密度大形数高，尖削度小干形：密度大形数高，尖削度小 节疤：密度大，节疤小节疤：密度大，节疤小 材质：密度大，树干饱满，干形通直，早晚材不同。材质：密度大，树干饱满，干形通直，早晚材不同。本讲稿第二十六页，共三十二页第四节 收获表的编制与应用一、林分生长量与收获量概述1 1、概念：、概念：（1 1）林分生长量：林分在一定期间内变化的量；）林分生长量：林分在一定期间内变化的量；（2 2）收获量：在某一时刻利用（如采伐）时，由林分可以得到的森林服
25、）收获量：在某一时刻利用（如采伐）时，由林分可以得到的森林服务（如木材）总量。务（如木材）总量。2 2、影响林分生长量和收获量的因子：、影响林分生长量和收获量的因子：（1 1）物种及其组成；）物种及其组成；（2 2）林龄；）林龄；（3 3）林地生产潜力；）林地生产潜力；（4 4）林地利用程度；）林地利用程度；（5 5）森林经营措施。）森林经营措施。本讲稿第二十七页，共三十二页二、林分生长和收获预估模型分类二、林分生长和收获预估模型分类 根据模型根据模型模拟对象模拟对象不同以及不同以及构成因子构成因子的特性，将林分生长和收获模型分为三类：的特性，将林分生长和收获模型分为三类：1、全林分全林分生长
26、模型生长模型 用以描述全林分总量（如断面积、蓄积量）及平均单株木生长过程（如平均直径生长过用以描述全林分总量（如断面积、蓄积量）及平均单株木生长过程（如平均直径生长过程）的生长模型，亦称第一类模型。又可分为程）的生长模型，亦称第一类模型。又可分为可变密度可变密度生长模型及生长模型及正常或平均密度正常或平均密度林分林分生长模型。生长模型。2、径阶分布径阶分布模型模型 以径阶分布模型（亦称直径分布模型）为基础而建立的林分生长、收获模以径阶分布模型（亦称直径分布模型）为基础而建立的林分生长、收获模型，亦称第二类模型。型，亦称第二类模型。3、单木生长单木生长模型模型 用以描述单株木的生长过程的模型，又
27、可分为与距离无关的单木生长模型和与用以描述单株木的生长过程的模型，又可分为与距离无关的单木生长模型和与距离有关的单木生长模型两种。距离有关的单木生长模型两种。本讲稿第二十八页，共三十二页三、固定密度全林分模型简介三、固定密度全林分模型简介 全林分模型最早产生于欧洲，全林分模型最早产生于欧洲，1919世纪世纪8080年代的德国。年代的德国。（一）基本概念（一）基本概念1 1、正常收获表正常收获表（法正收获表）（法正收获表）：反映：反映正常林分正常林分各主要调查因子各主要调查因子生长过程的数表。生长过程的数表。正常林分正常林分：指郁闭度（疏密度为：指郁闭度（疏密度为1.01.0）、林木生长健康且林
28、木在林地）、林木生长健康且林木在林地上分布较为均匀的林分。上分布较为均匀的林分。2 2、经验收获表经验收获表（现实收获表）：以现实林分为对象，以现实林分（现实收获表）：以现实林分为对象，以现实林分中的具有平均密度状态的林分为基础所编制的收获表。中的具有平均密度状态的林分为基础所编制的收获表。本讲稿第二十九页，共三十二页（二）收获表的基本形式：（二）收获表的基本形式：本讲稿第三十页，共三十二页（三）收获表的编制（三）收获表的编制收集编表材料150块以上的标准地；每块标准地林木株数为100300株；各地位级或地位指数中应选设30块以上的标准地。建立模型编制收获表模型检验YesNo本讲稿第三十一页，共三十二页（四）收获表的应用（四）收获表的应用 收获表主要用于指导森林经理实践及近似估计现实林分的生长量和收获量。收获表现实林分经营效果检查、评定动态预估确定现实林分的年龄和立地质量、总断面积查收获表表中林分总断面积、蓄积量、生长量现实林分疏密度计算计算现实林分蓄积现实林分生长量喜光树种中性树种耐荫树种0.6 0.70.8 0.91.0 1.1校正系数K取值表计算本讲稿第三十二页，共三十二页