森林系統抽樣調查實踐教學研究

王紅梅

摘 要：森林抽樣調查是《測樹學》課程的重點內容之一，具有實踐性強的特點。在教學過程中如何將理論與實踐有機的結合，做到學以致用，是教學過程需要解決的問題。本文主要就森林系統抽樣調查的基本知識及教學實踐中的操作過程進行了介紹，旨在為學生的實踐活動提供指導。

關鍵詞：系統抽樣 實踐教學 測樹

1.森林調查簡介

為了了解和掌握森林資源信息（森林資源的種類、數量、質量、生長規律、環境條件等自然屬性和林種、權屬等非自然屬性，）為科學合理開展森林資源經營管理提供前提條件和依據，需要對森林資源進行調查。

由于森林面積遼闊，地形復雜，數量多，變化大；森林大多屬于自然變異，是數量統計的合適抽樣對象；抽樣調查又可以用最少的工作量達到預期的精度要求，成本低，效率高，精度高；諸多的原因使得在森林的調查中通常采用的是抽樣調查的方法。

森林抽樣調查是森林調查的一種方法。以數理統計為理論基礎，在調查對象中，按照要求的調查精度，在總體中抽取一定數量的單元（樣地）組成樣本，通過對樣本的量測和調查來推算調查對象的方法。森林系統抽樣是經常用到的調查方法。

森林系統抽樣指在N個單元的有限總體中，隨機的確定起點后，按照嚴格的、預先規定的間隔或圖示抽取樣本單元組成樣本，用以估計總體。也稱機械抽樣。

由于森林系統抽樣，簡單易行，定位方便，樣本單元分布均勻，代表性較強，一般精度較簡單隨機抽樣高。因此，在《測樹學》課程的實踐教學內容安排中，該項內容為必做。

2.調查地點選取

調查地點通常選擇在：校內實訓基地——江蘇農博園生態林區。

江蘇農博園園區占地面積近4000畝，建成了“五區”（無土草毯示范區、設施農藝區、應時鮮果區、生態林區、循環農業區）“二館”（都市農業館、農耕文化館）“二山莊”（禾木山莊、農林山莊）等近30多個景點，現為國家AAA級風景區、全國農業旅游示范點、江蘇省首批自駕游基地、江蘇省四星級鄉村旅游示范點、全國職教實訓基地、江蘇省科普教育基地。

江蘇農博園已成為江蘇農林職業技術學院學生實習的場所、教師科研的平臺、科技示范的窗口、產業發展的龍頭、農業生態觀光的景區。

其中生態林區為江蘇農林職業技術學院林業技術專業學生的教學實踐提供了場所。

3.實踐教學操作程序

此實踐教學項目由于所需學時較多，工作量較大，因此，安排在教學實習中進行。

教學程序如下：

3.1在課前進行分組，一般6人一個組，每個組組長一名，負責組內成員的分工合作

3.2實踐內容的講解

3.3踏查，并粗略劃定調查范圍

3.4外業調查：總體范圍的調查，各組分別進行測定，最終選取一個測量結果較準確的組的數據用于調查用圖的繪制。利用系統抽樣的方法進行抽樣與布點。將確定出的總抽樣點數除以6所得數據作為每個組外業調查的樣點數。一般每個組負責3個樣點。

3.5內業計算：各組分別進行各個樣點數據的繪總，最后將各組數據進行匯總，并估計調查總體的數量。

在整個實踐過程中，教師進行全程的指導。

4.系統抽樣的操作過程

4.1確定調查總體的境界，求算面積

調查范圍選擇在農博園生態林區面積較大，地勢條件好的林地。

可根據已有的圖面資料，把調查總體的境界線準確地勾繪出來可作為調查用圖。在農博園生態林區調查實踐中，通常采取的方法為傳統的方法：在踏查的基礎上，用統一規格的木樁定樁圈定測量方法，用羅盤儀測定角度，用測繩測量長度，將測定結果手繪成圖，用求積儀或透明方格紙按圖幅的理論面積控制平差法計算。

4.2確定樣地形狀和大小

森林抽樣調查中樣地形狀種類很多。在農博園生態林區森林資源調查實踐教學中，通常采用方形、圓形、角規、六株木樣地。

方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04公頃，角規樣地采用角規控制檢尺。

4.3確定樣地數量

樣地數量的確定既要滿足精度要求，又要使工作量最小，在森林調查中，由于總體面積一般較大，抽樣比一般小于5%，通常采用重復抽樣公式，

[JZ]n=[SX（]t2c2[]E2[SX）]

式中n為樣地數量；t為可靠性指標；E為允許的相對誤差；c為總體蓄積量的變動系數。

由于教學實踐的學時有限，嚴格按照上述方法確定出來的樣地數量較多，工作量較大。所以，在教學實踐中，通常固定抽樣樣地數量。

4.4布點

布點是將確定出的樣地數量嚴格按照隨機或等概的原則，按機械法布設在該調查總體內。在實踐過程中用圖采用的是羅盤儀測量的平面圖，根據計算的圖上樣點間距按等距網點法布點（即在布點圖上確定隨機起點后，按圖上樣點間距繪制方格網，其交點即為樣地位置）。

布點結束后，可在某一樣地周圍找一個明顯的地物標作為工作的起點，由圖上量出此明顯地物標至該樣地的水平距離和方位角。

4.5樣地定位

到現場找到有明顯地物標的工作起點，用羅盤儀定向，測尺量距，引出樣點位置。

引線量測一般取直線法，如量距坡度在5度以上必須改算成水平距。當量測時遇到障礙難以通過時，可采用折線法。量測記錄應首先記上從圖上量得的起點到樣點的方位角及距離，以后各樣點按先后順序逐點記載。

在樣點實地定位后，要檢查樣點定位是否正確，檢查方法可對照圖面資料，看樣點在圖上位置與實際測量落點所找到的現地位置是否相符，如不相符，必須進一步檢查原因，檢查羅盤儀磁針是否靈敏，測量方法距離是否有錯，引線起點與地形圖上是否相符等。

4.6樣地設置和調查

4.6.1樣地形狀和大小

森林抽樣調查中樣地形狀種類很多，在本實踐教學中，采用方形、圓形、角規和六株木樣地。

方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04公頃，角規樣地采用角規控制檢尺。

方形樣地的設置：采用對角線量測法。用羅盤儀在樣點中心測角，以皮尺在對角線上量距確定樣地的四個頂角。樣地的邊長為20米，對角線長28.28米，1/2對角線長14.14米，在樣地的四周界外用白粉筆作記號以明確邊界。

圓形樣地設置：由同一中心點向八個方向拉開測繩或皮尺。并在外圍的林木上用紅粉筆作記號，明確邊界。在坡地上應改正成水平距離。圓形樣地面積0.04公頃，半徑是11.29米。

角規樣地的設置：觀測者站在樣地中心點對樣圓內胸徑在5cm以上的喬木樹種逐一進行控制檢尺，分別樹種記載。

六株木法的檢尺操作：2人用皮尺及圍尺由近及遠依次量測樣點最近的六株樹木的胸徑及第六株樹干中心至樣點的水平距離，報給記錄員，分別樹種記錄。

起測徑階一律定為6cm，即5cm以上的樹木檢尺，5cm以下的樹木為幼樹不檢尺。

4.6.2埋設地物標

樣地周界確定后，對固定樣地在其中心及四周角埋設標樁，在標樁上寫明樣地號和調查時間。并在離中心點最近的一株樹上，用紅漆寫上樣地號，同時在樣地調查卡片上注明該樹離樣點的距離和位置，每一株檢尺樹木都要用紅漆統一編號注記，以便下次復查。

4.6.3樣地調查

樣地調查項目較多，因《測樹學》的實踐教學中專門安排有標準地調查的教學實踐，樣地調查涉及的項目在標準地調查中均已涉及，因此，在抽樣調查實踐中著重在蓄積量調查。

工作順序是：在同一樣地中心，先做方形樣地，然后再做圓形樣地，最后做角規樣地。方形樣地和圓形樣地的每木檢尺同標準地調查。

角規控制檢尺的操作：一人用角規站在樣地中心按順時針方向逐株瞄準控制檢尺樹的胸高位置。凡樹干大于或等于角規缺口的計數；另一人在胸徑處量測實際胸徑值。另外兩人用皮尺量測檢尺樹至樣點中心的水平距離，報給記錄員。按此順序逐株量測。

對邊緣角規檢尺樹的取舍：本實踐中用斷面積系數為1.0的角規，即檢尺樹的胸徑厘米值大于水平距離米值的2倍才算一株檢尺樹；剛好等于2倍，為0.5株；小于2倍，不計數。

4.7內業計算

4.7.1面積計算

用網點板計算閉合導線的平面圖即為林業用地面積。

4.7.2蓄積量計算

方形、圓形樣地用相應樹種的一元材積表計算每個樣地的蓄積。

角規控制檢尺的蓄積：根據控制檢尺樹的胸高直徑，及徑階平均高，查相應樹種組的而二元材積表，得到單株木材積，計算徑階材積，所有徑階累加得樣地內蓄積。并進一步計算為每公頃蓄積。

4.7.3總蓄積量及抽樣誤差的計算

將各組測定的樣地材料匯總，根據方形、圓形、角規等四種樣地資料分別按樣地每木調查用表，樣地每木調查匯總表計算，并比較四種樣地的抽樣精度。

5.結論

森林資源調查和監測的抽樣調查方法很多，各種方法的適應性、精度和效率也不完全相同。課堂的學習受到學時的限制，因此，在實踐教學過程中必須有選擇的進行。而系統抽樣調查方法因其存在簡單易行，定位方便，樣本單元分布均勻，代表性較強，一般精度較簡單隨機抽樣高等諸多優點，成為了《測樹學》課程實踐教學中必選的內容。本文的論述為測樹學的教學工作和學生的實踐操作提供較為詳盡的參考資料。

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