系統(tǒng)抽樣調查在森林蓄積量測定中的應用

王紅梅　鄭巧　于健

摘要以江蘇省農博園濕地松生態(tài)林區(qū)典型地段為調查研究對象，應用系統(tǒng)抽樣的方法進行布點，樣地測設及調查。運用CAD繪圖軟件對調查總體求算面積，運用一元材積表對調查結果進行匯總，并探討了不同形狀樣地調查數(shù)據(jù)的抽樣估計精度。結果表明：利用CAD繪圖軟件繪圖并求算面積的方法較傳統(tǒng)手工繪圖的方法簡便，準確。不同形狀樣地的調查數(shù)據(jù)的估計精度非常接近，考慮到方形樣地測設較簡單，因此，建議在森林的系統(tǒng)抽樣調查中選用方形樣地。

關鍵詞系統(tǒng)抽樣；蓄積量；測樹

中圖分類號S757.2文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）12-03588-03

基金項目江蘇省大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目（2012）。

作者簡介王紅梅（1976- ），女，河北任丘人，副教授，碩士，從事林業(yè)技術專業(yè)教學與科研工作。

森林資源調查的目的是了解和掌握森林資源的種類、數(shù)量、質量、生長規(guī)律、環(huán)境條件等自然屬性和林種、權屬等非自然屬性[1]，并為科學合理開展森林資源經(jīng)營管理提供前提條件和依據(jù)。

由于森林面積遼闊，地形復雜，數(shù)量多，變化大，且森林大多屬于自然變異，是數(shù)量統(tǒng)計的合適抽樣對象，而抽樣調查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，因此在森林調查中通常采用的是抽樣調查的方法。森林抽樣調查是林業(yè)生產(chǎn)的基本工作，它是以數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎，在調查對象（總體）中，按照要求的調查精度，在總體中抽取一定數(shù)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(tǒng)抽樣具備簡單易行，定位方便，樣本單元分布均勻，代表性較強等優(yōu)點，在實際應用中受到了使用者的青睞，其應用范圍也越來越廣，成為森林調查中經(jīng)常用到的調查方法[2-3]。

1調查地點選取

調查地點選擇在江蘇農博園生態(tài)林區(qū)。江蘇農博園現(xiàn)為國家AAA級風景區(qū)、全國農業(yè)旅游示范點、全國職教實訓基地、江蘇省科普教育基地、江蘇農林職業(yè)技術學院教學科研場所，其中生態(tài)林區(qū)為林業(yè)技術專業(yè)學生的實訓課程提供了場所。

2系統(tǒng)抽樣的操作過程

2.1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(tài)林區(qū)成片林面積較大、地勢條件較好的地段。調查總體的境界線確定采取的是傳統(tǒng)的方法：在踏查的基礎上，用統(tǒng)一規(guī)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，將測定結果轉換成CAD繪圖數(shù)據(jù)繪制成圖，并利用CAD軟件求算林地面積[4]。

2.2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(tài)林區(qū)森林資源調查中，采用方形、圓形2種樣地。方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04 hm2。

2.3確定樣地數(shù)量樣地數(shù)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計算樣地數(shù)量[5]：

n=t2c2E2

式中n為樣地數(shù)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(shù)。由于嚴格按照上述方法確定出來的樣地數(shù)量較多，工作量較大，所以，在實踐中采用了固定抽樣樣地數(shù)量為18個[6]。

2.4布點布點是將確定出的樣地數(shù)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[4-5]。采用羅盤儀測量的平面圖，計算圖上樣點間距，按等距網(wǎng)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(wǎng)，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，在圖上量出此明顯地物標至該樣地的水平距離和方位角。

2.5樣地定位到現(xiàn)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°以上必須改算成水平距。當量測遇到障礙難以通過時，可采用折線法[7]。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(xiàn)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、測量方法是否有錯、引線起點與地形圖上是否相符等。

2.6樣地設置和調查

2.6.1樣地形狀和大小。方形樣地和圓形樣地的面積一律采用0.04 hm2。

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4個頂角。樣地的邊長為20 m，對角線長28.28 m，1/2對角線長14.14 m，在樣地的四周界外用白粉筆作記號以明確邊界[8]。

圓形樣地設置：由同一中心點向8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 hm2，半徑是11.29 m。

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

2.6.2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。在離中心點最近的1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1株檢尺樹木都要用紅漆統(tǒng)一編號注記，以便下次復查。

2.6.3樣地調查。樣地調查中著重調查蓄積量。在同一樣地中心，先調查方形樣地，然后再調查圓形樣地，對樣地每木檢尺并記錄。

2.7內業(yè)計算

2.7.1面積計算。用CAD繪圖軟件繪制林地平面圖，并求算林地面積。

2.7.1.1數(shù)據(jù)轉換。羅盤儀導線測量數(shù)據(jù)不能直接用于CAD繪圖，必須對其數(shù)據(jù)進行轉換，轉換方法為：

CAD繪圖所需角度=90°-平均方位角（平均方位角0～180°）；

CAD繪圖所需角度=450°-平均方位角（平均方位角180°～360°）。

2.7.1.2CAD繪圖步驟。

（1）多段線繪制林地面域：①啟動AutoCAD后，在菜單欄里單擊“繪圖”工具欄上的“多段線”工具按鈕。②“命令/提示行”的提示為“指定起點：”，可以在屏幕的合適位置上單擊鼠標左鍵，則該點成為多段線的起點。③“命令/提示行”的提示為“指定下一點或[圓弧（A）/半寬（H）/長度（L）/放棄（U）/寬度（W）：]”，可在屏幕的合適位置上單擊鼠標左鍵或者用相對極坐標的方法輸入另1個點，則該點為多段線的第2個點。此處用相對極坐標法確定各點位置，測站2和測站1距離為d，測站2和測站1之間的角度為表中計算出的CAD繪圖所需角度a，則測站2相對于測站1的相對極坐標可用@d

（2） CAD繪圖軟件求算林地面積：①工具-查詢-面積（圖1）。根據(jù)提示，選擇“對象”（輸入o），然后點擊之前形成的“面域”。 ②面積、周長都有了，但是需要注意的是此處面積的單位為mm2，周長也是以mm為單位的。

圖1面積求算示意2.7.2蓄積量計算。方形、圓形樣地均采用相應樹種的一元材積表計算每個樣地的蓄積，然后求算18塊樣地的平均蓄積量。利用m總=m樣地S樣地×S總求算調查總體的蓄積量。

2.7.3不同樣地蓄積的精度比較。標準差計算公式為：S=（mi-m）2n-1，標準誤差Sm=Sn，絕對誤差Δ=1.96Sm，相對誤差E= Δm，估計精度P=1-E[5，9]。

3結果與分析

3.1林地面積羅盤儀導線測量數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)轉換后，用于CAD繪圖的數(shù)據(jù)結果見表1。經(jīng)CAD繪圖并計算林地面積為：44 239.802 m2。

3.2蓄積量18塊樣地蓄積量調查結果見表2。

4結論與討論

經(jīng)系統(tǒng)抽樣調查，獲得了調查總體林分的蓄積量，圓形樣地為：1 179.521 6 m3，方形樣地為：1 089.283 5 m3。2種調查結果雖不完全一樣，但經(jīng)估計精度的計算，2種方法的估計精度非常接近，因此，均可以用于調查總體蓄積的估計。

系統(tǒng)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、精度高等諸多優(yōu)點，成為了林分蓄積量測定中常用的方法。方形樣地由于其測試方便，精度滿足林業(yè)調查的需要，因此，在森林系統(tǒng)調查中樣地設置建議為方形[10]。

安徽農業(yè)科學2014年參考文獻

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