1. 材积材积测定方法
大批量测定树干材积时,可根据所测定的立木胸径(树高1.3米处的树干直径)和树高或原木的小头直径和材长,分别查询相应的立木或原木材积表,从而快速获得所需数据。对于板方材,可以通过实测长、宽、厚相乘或查询板方材积表来计算。而对于伐倒木、单株立木树干材积和薪炭材材积的计算,有不同的公式和方法。本文将详细介绍其中的几种计算方式。
伐倒木树干材积的计算方法有以下几种:
1. 中央断面求积式,也称为胡伯尔公式:公式为V=g1/2L。其中,L为树干长,d1/2为在树干长的一半处量测的直径,g1/2为断面积。通过代入公式计算出材积V。
2. 平均断面求积式,也称为斯马林公式。适用于截顶树的量测。分别测定大头直径d0和小头直径dn,计算断面积g0和gn。
3. 截顶抛物体、圆锥体和凹面体求积式,也称为牛顿公式或里克公式。需要量测大头、中央和小头三处直径。
4. 赫斯菲尔德公式:公式为FC=CA。量测树长1/3处直径和小头直径。若取带梢树干,则gn=0,公式简化为G=CB。
5. 按区分段计算材积公式。将树干按一定长度(如1米或2米)分成若干段,分别量测每段的中央直径,并量梢头底直径和梢长。
单株立术材积常用的计算公式有:
1. 胸高形数法:公式为V=g1.3Hf1.3。其中,V为树干材积;g1.3为胸高断面积;H为树高;f1.3为胸高形数。形数通常根据大量伐倒木的实测数据整理得出,编制成不同树种各直径和树高的形数表,在计算材积时进行查询使用。
2. 实验形数法:公式为V=g1.3(H+3)fэ。实验形数fэ根据大量资料分析得出,它随树高的变化比胸高形数更为稳定,大部分树种的fэ集中在0.40~0.44之间。在使用时,可根据具体情况将fэ视为常数。
3. 望高法。根据Hr(树干基部至上部直径等于1/2胸径处的高度)和m(测点高,即胸高1.3米,若从采伐点算起则为1.0米),计算材积。此法只需使用仪器(如速测镜)找到1/2胸径处并测量Hr,无需测定全树高。
4. 丹琴略算法。适用于计算树高25~30米时的材积,对于该高度范围的材积计算较为可靠。
薪炭材材积的测定一般采用堆垛的方式,根据所占空间计算一垛的材积。计算空间体积称层积材积,扣除材间空隙而求得的木材体积称实积材积。层积材积可通过换算系数计算实积材积。换算系数大小与材积的直径、弯曲和枝节有关。简单测定方法包括:
1. 相片网点测定法:将木材垛横断面拍成相片,覆盖网点板,统计断面上所落点数与总点数的比例,即为实积系数。
2. 对角线比例测定法:在材垛的正面划一个与垛高相等的长方形,在长方形两对角线各牵一皮尺,沿皮尺在各木材头上用粉笔划一条线,量测材头截线的总长度与对角线长度之比,即为实积系数。
任何形式的木材体积,包括立木、原木、原条、板方材等的体积。广义的材积还包括枝桠、伐根等。树木经济利用的主要部分是树干,因此研究测定树干材积的原理和方法是测树学(见测树)的主要任务。材积测算以单株木为对象;全林分树木材积的总和称作蓄积量,简称蓄积。材积和蓄积是森林经营利用的基本经济指标。