陳紹玲 林笑雨 梁文慧 鄭龍川

(1．福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福建 福州 350003；2．福建省長泰縣林業(yè)局，福建 長泰 363900)

森林是寶貴的自然資源，其數(shù)量直接反映出一個國家或地區(qū)的森林擁有量和森林生產(chǎn)力。森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查是林業(yè)的基礎(chǔ)性工作，其質(zhì)量直接關(guān)系到森林資源連續(xù)清查的成果。為了更精準(zhǔn)的確定森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查中胸徑測量的精度范圍，本文根據(jù)福建省已開展的8次森林資源連續(xù)清查規(guī)術(shù)規(guī)定和5次縣(市)森林資源調(diào)查技術(shù)規(guī)定中的精度要求，結(jié)合福建省地方森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查用表，利用每木檢尺株數(shù)允許誤差株數(shù)和誤差最大蓄積量值，經(jīng)擬合推算不同胸徑測量誤差值，以判斷外業(yè)調(diào)查中的胸徑測量的精度，為統(tǒng)一森林資源連續(xù)清查(抽樣調(diào)查)復(fù)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法提供參考。

1 歷次調(diào)查誤差精度要求

從福建省歷次森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查胸徑測量精度最常用的范圍(表1，表2)可以看出，歷次精度<8 cm的檢尺株數(shù)最多不超過3株，占?xì)v次精度要求的61.5%；胸徑≥20 cm的樹木，胸徑測量誤差<1.5%，測量誤差1.5%～3%的株數(shù)不能超過總株數(shù)的5%；胸徑<20 cm的樹木，胸徑測量誤差<0.3 cm，0.3 cm≤測量誤差≤0.5 cm的株數(shù)不得超過總株數(shù)的5%，也占?xì)v次精度要求的61.5%。

2 采用數(shù)學(xué)模型合理計算株數(shù)蓄積

《福建省地方森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查用表》中“福建省一元立木材積公式”類型區(qū)(二)分闊葉樹、馬尾松、杉木3類樹種計算立木材積。

式中，V為林木的蓄積量，D為胸徑。

本文中，為了便于區(qū)分，不同優(yōu)勢樹種的林木蓄積量分別以VD闊、VD馬、VD杉表示，如單株胸徑8 cm林木的蓄積量分別以V8 cm闊、V8 cm馬、V8 cm杉表示，所涉及的胸徑單位統(tǒng)一為cm，蓄積量單位統(tǒng)一為m3。

當(dāng)胸徑<8cm時，檢尺株數(shù)最多不超過3株，計算可得胸徑8cm以下林木最大蓄積量誤差為：3×V8 cm闊=0.059 7、3×V8 cm馬=0.054 9、3×V8 cm杉=0.047 7。同法可計算胸徑20 cm林木的單株蓄積量V20 cm闊、V20 cm馬、V20 cm杉。

當(dāng)林木胸徑≥20cm時，以20 cm為標(biāo)準(zhǔn)，胸徑測量誤差范圍為0.3 cm～0.6 cm，不同樹種可選胸徑誤差臨界值為19.4 cm、19.7 cm、20.3 cm、20.6 cm；當(dāng)林木胸徑<20cm時胸徑測量誤差范圍為0.3 cm～0.5 cm，不同樹種可選胸徑臨界值為19.5cm、19.7cm、20.3cm、20.5cm。計算可得各樹種蓄積量極限值(表3)。

表3 各樹種株數(shù)蓄積量極限值

3 最合理誤差株數(shù)確定

3.1 各類樹種允許誤差最大株數(shù)的確定

將不同樹種可選取胸徑所對應(yīng)蓄積量VD與胸徑20 cm林木所對應(yīng)蓄積量V20cm相減，求得其蓄積量差值VA，并乘以株數(shù)n(n=0，1，2，，...，10)，得出n株林木蓄積差n×VA，用VA1，...，VA10代表，取絕對值。計算結(jié)果表明，不同種類樹種其絕對值蓄積量誤差與3株8cm林木蓄積量最接近，其中，闊葉樹胸徑19.4 cm時，允許誤差株數(shù)最大株數(shù)為4株；馬尾松胸徑20.5 cm時，允許誤差株數(shù)最大株數(shù)為4株；杉木胸徑19.4 cm時，允許誤差株數(shù)最大株數(shù)為3株。

3.2 統(tǒng)一允許誤差株數(shù)的確定

表4 三類樹種蓄積量標(biāo)準(zhǔn)差總和值

由表4可知，當(dāng)胸徑取值為20.5 cm，株數(shù)為4株時，∑|V△|值最小，說明三類樹種的胸徑標(biāo)準(zhǔn)差最小。因此，允許誤差株數(shù)為4株是最合理株數(shù)。

4 胸徑8 cm以上可允許誤差株數(shù)確定

根據(jù)《福建省地方森林資源監(jiān)測體系抽樣調(diào)查用表》蓄積量計算公式，在允許誤差株數(shù)情況下計算，分別得出三類樹種蓄積量最接近3株8 cm時的樹種蓄積量(表5)?？梢姡悩浞N9cm≤胸徑<12 cm時，可允許誤差最大株數(shù)為1株；三類樹種胸徑<9 cm時，可允許誤差最大株數(shù)為2株。

表5 胸徑8 cm以上可允許誤差株數(shù)的蓄積量

5 可允許單株胸徑誤差確定

利用公式計算闊葉樹、馬尾松、杉木3類樹種單株林木胸徑≤40 cm的立木蓄積量。計算中涉及兩個值，即設(shè)定值、隨機(jī)值。當(dāng)10. 0cm≤胸徑<20.0 cm時，設(shè)定值為20.0 cm，隨機(jī)值在10.0～20.0；當(dāng)20. 0cm≤胸徑<30.0 cm時，設(shè)定值為30.0 cm，隨機(jī)值在20.0～30.0 cm；以此類推。不同隨機(jī)值與設(shè)定值和所對應(yīng)的蓄積量及胸徑分別為V1、V2和D1、D2，則此時產(chǎn)生的蓄積量差值VM=V1-V2，胸徑差值DM=D1-D2，將VM與3株不同樹種胸徑8 cm時的林木蓄積量V8cm闊=0.059 7、V8cm馬=0.054 9、V8cm杉=0.047 7作比對，選擇最接近對照組胸徑值，同時，將V1、V2所對應(yīng)的兩個胸徑值D1、D2相減，即可以確定此時的胸徑差值DM(表6)。

表6 可允許單株胸徑誤差

分析可知，設(shè)定胸徑的蓄積量減去隨機(jī)胸徑所對應(yīng)蓄積量的值，與3株8 cm林木蓄積量最接近時，它們的胸徑差值隨胸徑的增大而減少；當(dāng)胸徑<20 cm、20 cm≤胸徑<30 cm且兩株同種樹種胸徑差值分別在2 cm、1 cm以內(nèi)時，兩株樹的蓄積量差值與誤差3株8 cm同種林木的蓄積量相比基本上不會超過。所以，檢尺胸徑<20 cm誤差2 cm內(nèi)和20 cm≤胸徑<30 cm誤差1 cm內(nèi)，誤差值基本在允計范圍內(nèi)。

6 測量誤差3%時其誤差蓄積量與原胸徑蓄積量的比值

當(dāng)胸徑取值為D時，其對應(yīng)的蓄積量為VD，則其D±3%D所對應(yīng)的蓄積量為VD+3%D、VD-3%D，設(shè)P1=(VD-VD+3%D)/VD，P2=(VD-VD-3%D)/VD，3種樹種的計算結(jié)果如下所示：

闊葉樹：當(dāng)D=20時，P1=-7.6%，P2=-7.3%；…；當(dāng)D=100時，P1=-6.4%，P2=-6.2%

馬尾松：當(dāng)D=20時，P1=-7.8%，P2=-7.5%；…；當(dāng)D=100時，P1=-6.7%，P2=-6.5%

杉 木：當(dāng)D=20時，P1=-8.2%，P2=-7.8%；…；當(dāng)D=100時，P1=-7.0%，P2=-6.7%

由上可知，當(dāng)胸徑取值為≥20 cm時，其對應(yīng)的蓄積量差的比值波動不大。

7 結(jié)論

綜上所述，結(jié)合調(diào)查過程中出現(xiàn)的機(jī)率，在不影響精度要求的基礎(chǔ)上，本文經(jīng)計算分析確定建立了符合實際情況、切實可行的精度要求，具體如下。

(1)胸徑<8 cm的檢尺株數(shù)，允許誤差為5%，最多不超過3株；對胸徑>8 cm的檢尺株數(shù)分為三種情況：胸徑<9 cm的檢尺株數(shù)，允許誤差為5%，最多不超過2株；胸徑<12 cm的檢尺株數(shù)，允許誤差為5%，最多不超過1株；胸徑≥12 cm的林木株數(shù)不允許有誤差。

(2)胸徑<20 cm的樹木，胸徑測量誤差<0.3 cm，0.3 cm≤測量誤差<0.5 cm的株數(shù)不允許超過總株數(shù)的5%，在此精度要求內(nèi)，經(jīng)計算分析擬合最合理株數(shù)不超過4株。

(3)根據(jù)誤差3株8 cm蓄積量計算，胸徑20 cm以下誤差2 cm以內(nèi)，允許誤差株數(shù)1株，20 cm≤胸徑<30 cm，允許誤差株數(shù)1株。

(4)同一條件允許誤差值達(dá)最大值時，只能允許其一。