森林計測學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的思考

楊瑞 豐霞 何躍軍 韋小麗

摘要：指出了森林計測學(xué)課程是林學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容與其它學(xué)科之間交叉性大，且具有較強的實踐操作性。結(jié)合社會時代發(fā)展和科技進步，圍繞林學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標和森林計測學(xué)教學(xué)參考書的具體內(nèi)容，對該門課程的教學(xué)內(nèi)容提出了以下幾點建議：根據(jù)社會生態(tài)文明建設(shè)的需要把生態(tài)理念教育融于課程教學(xué)之中，引入現(xiàn)代的各種測樹儀器和測樹方法，結(jié)合實際情況把各種數(shù)理統(tǒng)計軟件與3S技術(shù)廣泛滲透到課程內(nèi)容當中。通過對教學(xué)內(nèi)容的補充與完善，期望能進一步滿足社會發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：森林計測學(xué)；林學(xué)；教學(xué)思考

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）05-0206-03

1 引言

貴州大學(xué)林學(xué)院本科教育林學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標是為林業(yè)、農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境保護等相關(guān)部門培養(yǎng)具有苗木培育、森林經(jīng)營管理、森林病蟲害防治、林木遺傳與改良、森林資源保護與開發(fā)利用、城市林業(yè)建設(shè)和規(guī)劃設(shè)計、自然保護區(qū)與園林管護等方面的基本理論和基本技能的高級科學(xué)技術(shù)人才。森林計測學(xué)作為林學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，一方面國家各類森林資源調(diào)查的核心工作都主要包含于森林計測學(xué)的內(nèi)容之中，另一方面該課程為林學(xué)專業(yè)的森林資源經(jīng)營管理學(xué)、森林資源資產(chǎn)評估、森林培育學(xué)等課程提供分析研究的理論和技術(shù)方法，在林學(xué)專業(yè)教學(xué)體系的課程開設(shè)中具有舉足輕重的地位和作用[1～3]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會的進步，人們對森林的認識和需求也在發(fā)生變化，各種現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展及其在森林計測領(lǐng)域的應(yīng)用，對森林計測學(xué)課程的內(nèi)容也提出了新的要求。

2 森林計測學(xué)教學(xué)內(nèi)容及特點

貴州大學(xué)林學(xué)院林學(xué)專業(yè)的森林計測學(xué)課程以孟憲主編的“測樹學(xué)”（中國林業(yè)出版社，2006年4月第3版）作為參考書，教材的主要內(nèi)容為單株樹木材積測定、林分調(diào)查、林分結(jié)構(gòu)、林分蓄積量、林分材種出材量、樹木及林分生長量、生物量測定、林分生長和收獲預(yù)估模型、立地質(zhì)量及林分密度等，同時附錄中有多元回歸模型和森林資源調(diào)查方面的內(nèi)容[3]。課程內(nèi)容涉及到林木的生長發(fā)育變化解析，森林資源調(diào)查的生長、數(shù)量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、生物量等測定理論、方法和技術(shù)。在課程內(nèi)容中涉及到數(shù)理統(tǒng)計、物理學(xué)、植物學(xué)、樹木學(xué)、測量學(xué)、現(xiàn)代控制論、遙感及計算機數(shù)據(jù)處理技術(shù)、森林生態(tài)學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)知識[3，4]。學(xué)習本課程的學(xué)生要求熟練掌握與林業(yè)相關(guān)的一些測定方法，能夠到野外開展各種林業(yè)資源調(diào)查、作業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計，森林群落特征調(diào)查等工作。森林計測學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)、實驗測定與論證、綜合實習及課程設(shè)計等諸多環(huán)節(jié)，具有較強的實踐操作性以及在學(xué)科之間的交叉性大的特點。在教學(xué)過程中必須把理論與實驗教學(xué)有機結(jié)合起來，才能使學(xué)生較好地領(lǐng)會課程的理論知識，掌握測定的方法及計算分析技能。

3 社會需求和科技的進步對森林計測學(xué)內(nèi)容提出了新的要求

黨的十八大報告明確提出，建設(shè)生態(tài)文明，是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的長遠大計。面對環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化、資源約束趨緊的嚴峻形勢，必須樹立順應(yīng)自然、探索自然、尊重自然、保護自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設(shè)放在突出的重要地位，融入經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)各方面和全過程，努力建設(shè)秀美中國，實現(xiàn)中華民族經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。黨的十八大報告中對生態(tài)文明建設(shè)的提出標志著我國已經(jīng)從生態(tài)文明理論孕育階段走進了生態(tài)文明實踐建設(shè)的時代。林業(yè)是生態(tài)建設(shè)的主體和建設(shè)生態(tài)文明的主戰(zhàn)場，必須切實擔負起建設(shè)生態(tài)文明的歷史重任。建設(shè)生態(tài)文明，是時代賦予林業(yè)的重要歷史使命，也是林業(yè)建設(shè)發(fā)展過程中遇到的機遇和挑戰(zhàn)，加之信息化技術(shù)日新月異的發(fā)展，新的測樹儀器的使用，影像處理技術(shù)及地理信息科學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計軟件等各種新技術(shù)在林業(yè)事業(yè)中的應(yīng)用，迫使森林計測學(xué)課程必須產(chǎn)生新的教學(xué)內(nèi)容的變革才能滿足社會發(fā)展的需要。

4 森林計測學(xué)教學(xué)內(nèi)容的變革

高校作為思想政治教育和培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的主陣地，林學(xué)學(xué)科培養(yǎng)人才的目的就是使本專業(yè)學(xué)生成為未來高級林業(yè)專業(yè)人才的主體，要發(fā)揮其專業(yè)優(yōu)勢，將理論與實踐充分結(jié)合，認清形勢發(fā)展變化，具備現(xiàn)代化林業(yè)的思想，能敏銳地分析當前林業(yè)發(fā)展的形勢與面臨的挑戰(zhàn)，擁有相應(yīng)的知識儲備，以便更好地為林業(yè)發(fā)展服務(wù)。因此，在林業(yè)學(xué)科專業(yè)教育方面，作為一名大學(xué)專業(yè)教師，要本著與時俱進的精神，圍繞自己所承擔的教學(xué)內(nèi)容，積極開展適應(yīng)社會發(fā)展趨勢的教育教學(xué)改革，努力培養(yǎng)合格的適應(yīng)林業(yè)發(fā)展需要的綜合型林業(yè)專業(yè)人才。

4.1 融生態(tài)理念教育于課程教學(xué)內(nèi)容之中

生態(tài)文明是繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后人類文明發(fā)展的另外一種社會意識形態(tài)，是人類社會發(fā)展過程的價值追求。就人類生存的陸地生態(tài)空間而言，其生態(tài)環(huán)境建設(shè)的決定因素主要歸功于植被、濕地、荒漠生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的好壞，這三大系統(tǒng)共同構(gòu)成的現(xiàn)代化林業(yè)體系，在社會生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需求決定了我國林業(yè)發(fā)展方向從以木材生產(chǎn)為主轉(zhuǎn)向以生態(tài)建設(shè)為主的新時期，林業(yè)肩負著改善生態(tài)環(huán)境和促進經(jīng)濟發(fā)展的雙重使命。其林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思想觀念的轉(zhuǎn)變，預(yù)示著林學(xué)本科人才培養(yǎng)應(yīng)由林木經(jīng)營管理技術(shù)為主轉(zhuǎn)向以經(jīng)營管理技術(shù)與生態(tài)文明相結(jié)合的方向發(fā)展。作為林學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課，森林計測學(xué)課程內(nèi)容要緊密結(jié)合當前林業(yè)變化發(fā)展的趨勢和面臨的機遇，讓學(xué)生在學(xué)習過程中，融生態(tài)理念于課程內(nèi)容當中，充分啟迪學(xué)生在學(xué)習林木、森林生長變化等方法的同時，培植其生態(tài)文明價值觀，對森林認識過程中經(jīng)營技術(shù)和生態(tài)文明融會貫通，具備現(xiàn)代化林業(yè)思想，培養(yǎng)的林業(yè)專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)在社會發(fā)展過程中的價值得以體現(xiàn)，發(fā)揮出其行業(yè)在社會發(fā)展過程中應(yīng)有的功能與作用。

4.2 不同的測樹方法改進與更新

傳統(tǒng)教學(xué)參考書中介紹的測樹工具如測量樹高、樹木年輪、樹干解析等測樹方法儀器操作簡單，且大都采用人工肉眼或手動操作去完成，測定方法易受人為因素的影響，測量誤差較大。隨著電子計算機技術(shù)、新型電子儀器技術(shù)等的不斷完善與改進，新型電子測樹儀器在林業(yè)工作上得到了發(fā)揮。林木樹高的測定方法上，不僅要求學(xué)生掌握布魯萊斯測量高器的原理和應(yīng)用，還應(yīng)該加強學(xué)生掌握超生波測高器的原理和使用，林分速測鏡的原理和使用。在樹木生長量測定過程中，采用年輪分析儀，結(jié)合高分辨率的掃描成像技術(shù)，對樹木生長錐芯或樹木圓盤進行樹木年輪與密度測定，然后將儀器分析測定的數(shù)據(jù)，結(jié)合相應(yīng)專業(yè)技術(shù)軟件進行統(tǒng)計分析，能夠準確快速地得出相應(yīng)的測定結(jié)果[2]。采用林木冠層分析儀，通過成像技術(shù)在野外對森林林冠層進行成像，找準其空曠地對比參數(shù)，結(jié)合圖像投影設(shè)置其相應(yīng)的成像參數(shù)，能準確地測出森林群落葉面積指數(shù)、平均葉傾角、冠層空隙度的變化。利用無棱鏡全站儀、三維激光掃描儀等電子儀器掃描林木，結(jié)合激光掃描成像系統(tǒng)，利用專業(yè)系統(tǒng)軟件可對立木的直徑、樹高、冠幅、冠長等測量因子進行測定，結(jié)合相應(yīng)的軟件分析功能可計算出林木樹冠體積、森林的材積、生物量等結(jié)果[5]。馮種科[6]在利用角規(guī)測樹過程中，考慮了林分蓄積量空間分布不均勻，用Voronoi圖—泰森多邊形法代替常規(guī)的算術(shù)平均法去估算林分的蓄積量，對角規(guī)測樹方法進行了一定的改進，使林分蓄積總量在測定過程中達到的精度更高。上述這些測樹方法的更新與改進，不但提高了測定的精度，同時在相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)中提高了數(shù)據(jù)測算的效率和準確度。

4.3 各種數(shù)理統(tǒng)計軟件及“3S”技術(shù)的廣泛應(yīng)用

數(shù)理統(tǒng)計分析方法隨著時代的發(fā)展在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣泛，森林計測學(xué)課程內(nèi)容中，數(shù)理統(tǒng)計的分析與應(yīng)用是課程的重要組成部分，比如測量的誤差，抽樣調(diào)查、估計，林木生長變化過程分析，各種林木材積表的編制和材種出材量表的編制，地位指數(shù)表的研究等，這些統(tǒng)計分析都屬于傳統(tǒng)的森林計測樹內(nèi)容，在分析計算過程中主要以筆算為主，由于其計算速度慢，在應(yīng)用過程中受到極大的限制。隨著計算機的普及和大量數(shù)理統(tǒng)計分析軟件的出現(xiàn)，若還是采用傳統(tǒng)的筆算方式去培養(yǎng)學(xué)生完成相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，將來學(xué)生走上工作崗位后就很難勝任時代發(fā)展的需要，對自己所從事的專業(yè)技術(shù)工作就會產(chǎn)生直接的影響，甚至于被社會淘汰。各種測樹技術(shù)的發(fā)展及人們對森林認識的逐漸深入，在對森林進行全面、準確的測定與分析已成為可能與必然，所獲取各種復(fù)雜數(shù)據(jù)的表達、分析，要更多地應(yīng)用各種統(tǒng)計分析軟件去完成。 如在森林計測學(xué)課程中講授“樹干解析”時，傳統(tǒng)的方法是要求學(xué)生除了應(yīng)用計算器一步步地對樹木的生長量、生長率、材積等的計算，還要在方格紙上畫出樹干縱剖面圖、林木生長變化圖等，顧麗[1]利用Forsat軟件，運用其軟件模塊下的“樹干解析”功能，直接實現(xiàn)了樹干、材積、生長量、形數(shù)等的計算，還直接輸出了課程內(nèi)容中所需繪制的各類示意圖。張雄清[7]利用森林一類清查不同年限的樣地復(fù)查數(shù)據(jù)，利用SAS統(tǒng)計分析軟件，對北京山區(qū)的油松生長模型參數(shù)進行研究與分析，構(gòu)造了林分的年生長變化預(yù)測模型，對森林的可持續(xù)經(jīng)營管理具有重要的指導(dǎo)意義。

隨著“3S”技術(shù)為代表的空間信息技術(shù)的發(fā)展，在不同學(xué)科領(lǐng)域之間的相互滲透與融合，在林業(yè)領(lǐng)域方面也產(chǎn)生了巨大的影響，林業(yè)信息化和數(shù)字化已成為林業(yè)發(fā)展的必然趨勢，“3S”林業(yè)信息化建設(shè)已成為林業(yè)工作內(nèi)容中重要的組成部分。如李登秋[8]利用遙感驅(qū)動的生態(tài)過程模型，結(jié)合國家森林資源連續(xù)清查的調(diào)查數(shù)據(jù)和森林資源規(guī)劃設(shè)計的調(diào)查數(shù)據(jù)，分別對江西省吉安市的森林生態(tài)系統(tǒng)生長量估算進行了對比分析，為認識研究區(qū)的森林生長空間分布差異及更新森林生物量提供了重要的幫助。再如，在實踐生產(chǎn)中，林業(yè)土地利用監(jiān)測、植被類型劃分、森林資源生長動態(tài)變化監(jiān)測與管理、林火預(yù)防、林業(yè)有害生物防治等方面，都可利用以“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)的各種遙感信息資料進行預(yù)測與分析，結(jié)合實際所測的信息資料進行具體的計算、分析，根據(jù)實際所需，實現(xiàn)林業(yè)的動態(tài)監(jiān)測與管理，促進其林業(yè)資源數(shù)字化，更好地為林業(yè)建設(shè)服務(wù)。

5 結(jié)語

人才培養(yǎng)是大學(xué)的重要職責，大學(xué)的教育質(zhì)量直接關(guān)系到大學(xué)人才的能力。在人才培養(yǎng)過程中，隨著知識體系的多元化，社會發(fā)展需要的多樣化與復(fù)雜化，對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。作為一名大學(xué)專業(yè)課教師，在對專業(yè)知識進行講解與傳授過程中，應(yīng)具有前瞻性的眼光，結(jié)合自己涉及的專業(yè)實際和社會時代背景，對自己承擔的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)定期跟蹤和分析其發(fā)展趨勢，了解專業(yè)實際情況及在社會發(fā)展中的需求或應(yīng)用的研究成果，緊跟社會發(fā)展需要，所傳授的專業(yè)技術(shù)知識才能適應(yīng)社會發(fā)展的現(xiàn)實要求。

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