木材材積計算方法探討

古興玉

摘要：指出了樹木材積是伐根以上樹干的材積，木材材積是原木生產和銷售的重要數據，主要通過分析現用木材材積的計算方法，探討了材積計算方法的科學性和實用性，以提高木材材積計算的精準度，對現實具有指導性意義。

關鍵詞：木材；材積；計算方法

中圖分類號：S758.3

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）23-0097-02

1 引言

樹木是由樹干、樹根和枝葉三部分構成，從木材的利用角度來說，樹干的使用價值最高。樹木的形狀會因各種因子而有所不同，比如，樹種、樹齡、生長立地條件、經營措施等。針葉樹種和闊葉樹種的木材干形也有所不同，針葉木材通直圓滿，闊葉木材多為彎曲。在木材檢量中，不能因為樹干的形態不同而采用不一樣的材積計算公式。林木的材積受其大小和材質等因素影響，因此，在造材時通常根據木材標準所規定的尺寸和材質要求進行造材。從統計學的角度來看，把樹干假設為某種幾何體[1]，利用幾何材積公式來計算是可以接受的，但是要保證其統計精度。

2 木材材積檢量的基礎

一般樹干的干形通常有飽滿、尖削、通直、彎曲等形狀。在對材積進行測量工作時，主要是對樹木樹干部分進行測量。而木材樹干存在從基部到梢頭逐漸減小的特征，造成這些樹干形狀差異的原因與樹種、立地條件、氣候因子、林分密度、經營措施等有關。通常通過制作幾何圖形來求算其材積，即以樹干中心為假想的干軸縱線x作為縱斷面，以樹梢為原點，橫斷面的半徑作為y軸，做成的曲線稱為干曲線。而且還會通過削度、形數及形率[1]等干形數量指標來進行測算。

3 木材材積的計算

伐倒木剝去樹皮且除去直徑不足6 cm的梢頭部分稱作原條，按造材要求鋸成不同規格尺碼的木段叫做原木。原木經過加工適用于不同用途的鋸材，這些木材品種叫做材種。根據木材材質、規格尺碼或有用性，可分為薪材、廢材及經濟材。一般市場上伐倒木材積檢量主要是經濟材和薪材材積的測定。

3.1 木材標準法

國家為了正確計量木材，對不同材種的尺寸大小、適用樹種及檢測規則和材積公式等作了統一規定。這一標準稱為木材標準，分別為原木（含杉原條）、鋸材2種。

3.1.1 原木材積測算

原木分為直接用原木、特級原木、加工用原木三大類。在生產中，倒伐木應該根據標準要求所需要的尺寸和材質進行造材，對樹干進行檢量。在檢量原木長度時，應測量原木兩端斷面最短處的距離，計量單位為m，原木長度小于8 m的短材按0.2進級，稱之為短材；原木大于8 m的長材按0.5進級，稱之為長材。一般情況下，原木在加工為方材、板材或其他用途材時，通常是以小頭去皮直徑為準進行造材，所以原木直徑檢量是測量小頭去皮直徑，以小頭斷面上通過中心的最小直徑定位檢尺徑，以2 cm為增進單位，把滿1 cm但不足2 cm的增進，實際尺寸不足1 cm的舍去。

在生產過程中，原木的材積由原木材積表差得的，為了統一原木材積計算，國家頒布的《原木材積法》適用于所有樹種的原木材積計算。

檢尺徑在4～12 cm的小徑原木材積計算公式為：

V=0.7854L×（D+0.45L+0.2）2÷10000（1）

檢尺徑在14 cm以上的小徑原木材積計算公式為：

V=0.7854L×（D+0.5L+0.005L2+0.000125L ×（14-L）2×（D-10））2÷10000（2）

式中V為原木體積m3，L為原木長度m，D為原木小頭直徑cm；檢尺徑按2 cm進級。

3.1.2 杉原條材積計算

在我國南方，主要的用材樹種之一是杉木，多數是以原條為主，其檢量方法與原木有所區分。國家為了統一檢量，專門頒布了《杉原條檢驗》和《杉原條材積表》。杉原條長度檢量從鋸口至梢端短徑足6 cm以上，滿1 cm進，不足1 cm舍去；直徑檢量應在離鋸口2.5 m處以2 cm進位，不足1 cm時滿1增進，不足1 cm舍去。在檢量時，如有夾皮、外傷和樹節脫落等凹陷部分，應檢量其原型，如遇到有樹瘤、樹節等不正常現象，應移到正常部位再檢量。

檢尺徑自10 cm以上的杉原條材積由公式為：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（3）

檢尺徑為8 cm的杉原條材積計算公式為：

V=0.4902×L÷100（4）

檢尺徑自10 cm以上的杉原條材積公式為 ：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（5）

式中V為原木體積m3，L為原木長度m，D為原木小頭直徑cm。

3.1.3 鋸材檢量

在木材生產中，根據造材需求，根據鋸材的長度、寬度、及厚度友《鋸材材積表》直接得出，其公式為：

V=L·W·T/1000000（6）

式（6）中V為鋸材材積（m3）；L為鋸材長度（m）；W為鋸材寬度（mm）；T為鋸材厚度（mm）。

3.2 材積表法

在木材材種材積實際測定中，通常會伐倒一定數量的木材來實際造材，并通過其長度、直徑來測量。一般情況下會采用預先編制好的材積表來計算，目的是為了提高工作效率。材積表是根據按樹干材積與其三要素之間的回歸關系編制而成，其中三要素為胸徑、樹高和干形（三個因子）。只有胸徑一個因子與材積的回歸關系編制的而成的表稱為一元材積表；胸徑、樹高兩個因子與材積建立的回歸關系表稱之為二元材積表；胸徑、樹高、干形三因子編制成的表稱之為三元材積表。

3.2.1 一元材積表的應用

一元材積表由來通常有兩種，一種是隨機抽取100～300株倒伐木，測量其胸徑D并區分求材積V，并用材積公式V=aDb，求解參數a，b；另一種是通過二元材積表導算出一元材積表。伐倒木的材積計算一般是以一定數量測其單株直徑，統計其徑階數，以徑階株樹乘材積表中相應徑階的單株平均材積，再計算各徑階材積的總和值即得到木材材積。

3.2.2 二元材積表的應用

一元材積表是以胸徑為自變量編制的材積表，它不考慮樹高的影響。但是實際上林木的材積是受到樹高、面積、形數的影響的[3]。二元材積表就綜合考慮到樹高、胸徑兩個因子的影響。二元材積表的應用一般要經過調查取得每個徑階的株樹及樹高曲線，這樣就可以從二元材積表中查出個徑階的單株平均材積，再乘以該徑階的株樹，即可算出該徑階的林木材積。

3.3 薪材材積測定

木材用作燃料或者木炭原料的稱之為薪材[4]。薪材一般是以樹皮、枝條、梢頭等為材料，薪材在我國還沒有統一的標準。形狀不規則的薪材很難用樹干求積法來測定其材積，一般先把薪材按照一定長度截成段，然后堆放成垛，根據每垛所占空間來計算材積。或者是整車過磅，記錄其空車重、凈重、總重，把結果給檢尺員。

4 結語

總之，隨著我國經濟的增長和人們對木材需求的日益增大，立足于木材產業的長遠發展，木材公司更應該高要求高標準對待木材里檢量，利用現代計算機、計算器進行數據統計可減少因數據龐大而造成的失誤，加強檢尺員培訓，要求其持證上崗，并能夠正確使用計算器、計算機，加強對木材材積精度的計算，盡量避免粗略計算造成損失，這樣才能實現木材檢量工作的實質作用，保證檢量出來的木材質量、數量達到要求，最終實現木材管理的標準化、產業化。

參考文獻：

[1]趙彤堂，董曉剛.長白山主要闊葉樹種樹干形和樹干材積結構[J].吉林林業科技，1984（1）.

[2]楊海峰，王 剛.諸多材積公式的比較[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2009（3）.

[3]向建華.我區現有一、二元立木材積表應用偏差問題煩人探討[J].中南林業調查規劃，1996（1）.

[4]成俊卿.木材學[M].北京：中國林業出版社，1985.