森林資源二類調查數據的經驗收獲表編制及應用

蔣麗秀，溫小榮，陳玉體，鄭 勇，謝小杰

(南京林業大學 森林資源與環境學院，南京 210037)

在林分生長過程中，各測樹因子會隨年齡發生一定的變化，為掌握森林生長變化規律，對森林資源檔案進行更新，有效方法則是研制林分收獲表。經驗收獲表是以現實林分為對象，以平均密度林分為基礎編制的一種收獲表。該表能充分反映出編表地區相應樹種林分蓄積及測樹因子隨年齡變化的具體情況[1-3]。而使用森林資源二類調查數據來研制經驗收獲表，不僅可以充分利用數據資源，同時也解決了林木資產評估對生長過程表的需要[4]。因此，本文以杉木人工純林為研究對象，采用浙江省縉云縣2009年森林資源二類調查小班數據來進行編表，并對所編經驗收獲表在林木資產評估中的應用進行了探討。

1 研究地概況

縉云縣位于浙江省南部腹地、麗水市東北部，地處北緯28°25′～28°57′，東經119°52′～120°25′之間；地貌類型多為山地、丘陵；全縣基本屬亞熱帶氣候，四季分明，溫暖濕潤，日照充足；年平均降水量1 437 mm，無霜期245 d；土壤類型主要以紅壤、黃壤、巖性土、潮土和水稻土為主；縉云縣屬于我國東部濕潤林區，其常綠闊葉林主要樹種為甜楮(Castanopsiseyrei)、木荷(SchimasuperbaGardnetChamp)、苦楮(Castanopsissclerophylla)等；常綠和落葉闊葉混交林樹種主要為化香樹(PaltycarystrobilaceaSieb.etZucc.)、光皮樺(Betulaluminifera)和青岡樹(Cyclobalanopsisglauca(Thunb.)Oerst.)；針葉樹種有黃山松(PinustaiwanensisHayata)、馬尾松(Pinusmassonian)、杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)、柳杉(Cryptomeriafortunei)等。其中，杉木和馬尾松占全縣森林面積的95%以上。

2 研究方法

2.1 數據收集及預處理

(1)

式中：Si為第i齡級林分因子標準差；Yij為第i齡級中第j株樹的林分因子(j=1，2，3…，)；ni為第i齡級株數或者樣地數。

2.2 編表方程選擇

經驗收獲表的編制方法主要有圖解法、數式法以及2種方法相結合使用。由于早期計算方法落后，一般使用圖解法，隨著科學技術的進步，數式法逐漸成為了主流。此法關鍵是選用適當的生長方程來建立林分各測樹因子的生長模型，以此來模擬林分生長過程[6]。為便于計算機模擬，本文采用數式法來進行編表。并提供5種生長理論方程為本次林分生長候選模型。首先，將參與建模數據隨機分成編表(230個小班)和檢驗(80個小班)兩部分。將編表小班相應數據帶入各式進行擬合處理，以相關指數(R)最大、回歸剩余標準差(SSE)最小為原則選出最優模型。根據表1結果顯示，本次建模中Logistic方程在胸徑、樹高及蓄積3個因子擬合效果最好。

表1 各林分因子生長模型擬合結果

2.3 立地質量的評定

立地指數是依據基準年齡時優勢木高的絕對值來評定林地生產力的指標。反映了同一樹種在不同立地條件下林分優勢木高的生長情況，故其林分調查因子主要為年齡和立地質量相關的函數[7]。本文采用立地指數曲線模型，求得結果見公式(2)。

(2)

式中：HT為優勢木平均高；SI為立地指數；t為林分實際年齡；t1(20 a)為林分的標準年齡。

3 模型的擬合和分析

3.1 胸徑、樹高及材積模型

胸徑和樹高是森林調查中最基本的因子，是確定林分產量的重要依據[8]。在方程中y分別設為胸徑、樹高和材積，t為林分年齡，a，b為待定參數，而a是一個與立地指數相關的參數，設a=b1SIb2。采用DPS多元非線性麥夸特迭代擬合技術，求得各參數后代入方程結果見公式(3)至公式(5)。

(3)

(4)

(5)

3.2 單位蓄積模型

林分蓄積是森林調查和林木資源資產評估中最重要的因子，也是森林生長和收獲預估的主要對象[9]。故在編表時，蓄積量模型的建立至關重要。采用Logistic方程擬合蓄積模型，求得結果見公式(6)。

(6)

3.3 單位面積株數及斷面積

單位面積株數對林分產量的高低有直接影響。故林木株數也是編表的重要因素[10]。單位面積株數N(株/hm2)和斷面積G(m2)可通過單位面積蓄積M(m3/hm2)、單株平均材積V(m3/株)和林分平均胸徑D(cm)計算而得，計算公式如公式(7)和公式(8)。

(7)

(8)

3.4 蓄積平均生長量、連年生長量和生長率

確定各年齡林分蓄積之后，按公式(9)～(11)求出杉木人工林每公頃蓄積量的平均生長量、連年生長量及生長率。以立地指數SI=10為例，將各年齡擬合方程求得結果編制成表即為縉云縣杉木人工林經驗收獲表，計算結果見表2。

(9)

(10)

(11)

式中：t為年齡；n為間隔期；。Mt和Mt-n分別為t年時蓄積和n年前的蓄積量。

表2 杉木人工林經驗收獲表(SI=10 m)

4 結果分析

4.1 實用性檢驗

表3 經驗收表蓄積量精度檢驗表

4.2 經驗收獲表應用

經驗收獲表為制定杉木人工林經營周期提供了依據。由表2可知，蓄積平均生長量隨著年齡不斷增加，在20 a達到最大值。說明杉木人工林在地位指數SI=10 m時數量成熟齡為20 a。一般而言，林分蓄積在數量成熟齡后幾年再進行采伐不會影響蓄積收獲，但能很好地改善木材材質。從表2中可以看出杉木在20～26 a年平均生長量下降不大，隨后則減少較明顯。因此，按數量成熟齡來確定杉木經營周期，其適宜主伐年齡為26 a。

經驗收獲表也可以預估林分伐期蓄積收獲，對林木資產評估具有十分重要的意義。林木資產評估是根據森林資產實際情況、市場動態資料以及對現在和未來多因素分析的基礎上，對林木資產進行市場價值估算[11-12]。通過該方法可了解森林經營效果，推動森林資產合理流動和優化配置，達到可持續利用的目的。舉例說明：有一片杉木人工林，地位指數10 m，年齡16 a，公頃蓄積93.749 m3/hm2，26 a時主伐，期間不間伐。對該林分進行資產評估。由于該林分為杉木中齡林，宜采用收益現值法來進行評估。計算公式見(12)。

(12)

式中：En為林木資產評估值；K為調整系數；Au為標準林分U年主伐時的純收入；Da和Db為標準林分第a、b年間伐純收入；Ci為第i年的營林成本；U為經營期；n為林分年齡，p為利率。

經調查，麗水市杉木相關技術經濟指標如下：出材率，規格材50%，非規格材15%；市場價，規格材900元/m3，非規格材600元/m3；成本，管護費每年750元/hm2，采伐集材成本230元/m3；稅費，森林植物檢疫費為調運木材統一計征價的2‰；伐區設計費、木材(出材)10元/m3；銷售、管理費為銷售收入的5%。通過16 a年現實蓄積與經驗收獲表上查得的相應蓄積值來計算修正系數得K=1.029 6，采用公式(12)計算得出該杉木林資產評估值為22 908.5元/hm2。

5 結論與討論

采用5種生長理論方程對林分樹高、胸徑和蓄積進行擬合，結果顯示Logistic方程擬合所得的相關指數(R)最大、回歸剩余標準差(SSE)最小，即擬合效果最好。說明該模型比較符合縉云縣杉木林分生長狀況。在建模時，各林分因子擬合結果中的R值均大于0.9，表明各因子擬合方程中實際數據與預測數據之間的相關程度較高，方程具有較好的擬合優度。對編制所得的經驗收獲表進行適用性檢驗在誤差范圍內，可應用于本縣杉木人工林收獲預估，但其它地方不一定適用，因此，在使用前必須先經過適用性檢驗才能進行生產應用。在用材林林木資產評估中，應用收獲現值法對中齡林進行林木資產評估，其關鍵在于主伐時的產量預估，行之有效的方法則是編制經驗收獲表。

通過地位指數分別編制經驗收獲表，比較符合森林資源調查和實際經營情況，也便于生產應用。而運用森林資源二類調查數據進行編表不僅在理論上可行，同時也能滿足林分因子預估精度要求，再者，森林生長狀況會隨著時間不斷發生變化，使用新一輪二類調查數據檢驗經驗收獲表的精度，在保證其適用性同時，不僅充分運用了森林調查資源，大大減少了在單獨調查中物資消耗，也為縉云縣杉木人工林的長期經營決策提供了保證。

【參 考 文 獻】

[1]胡宗慶.閩北杉木人工林經驗收獲表編制及應用[J].福建林學學報，2004，24(3)：219-223.

[2]章允清.衛閩林場杉木人工林經驗收獲表的研制[J].福建林業科技，2009，3(33)：47-51.

[3]孟宗憲.測樹學[M].北京：中國林業出版社，1996：267-293.

[4]朱雅寒，黃慶豐.基于森林資源二類調查數據的杉木人工林收獲表編制[J].安徽農業大學學報，2012，39(2)：1-5.

[5]馬豐豐，賈黎明.北京山區側柏人工林立地指數表的編制[J].北京林業大學學報，2008，30(6)：78-82.

[6]張惠光.福建柏人工林經驗收獲表編制及應用[J].林業資源管理，2012，3：61-65.

[7]謝 華，黃慶豐，周根土，等.濕地松人工林經驗收獲表的編制[J].安徽農業大學學報，2007，34(2)：235-238.

[8]牟順泰.小隴山林區華山松天然林現實收獲表的編制[J].甘肅科技，2009，22(25)：175-176.

[9]金德凌，江希鈿.經驗收獲表及其在用材林資產評估中的應用[J].福建林學學報，2001，21(1)：36-39.

[10]廖棁武，林秀鳳.永定縣馬尾松人工林經驗收獲表編制及用材林資產評估的應用研究[J].林業勘察設計，2012(2)：18-21.

[11]陳留平.森林資產評估[M].成都：電子科技大學出版社，1996，130-145.

[12]金錢榮，趙憲桃.收益現值法在森林資源資產評估中的應用研究[J].內蒙古林業調查設計，2011，34(6)：23-27.