我国一元立木材积表基本现状分析与估计误差检验_曾伟生.pdf
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1、立木材积表是森林资源调查监测的重要基础数表。一元立木材积表在国家森林资源连续清查中已经应用了40 多年,目前的适用性如何一直未进行过系统检验。对现行一元立木材积表的基本现状,从数量、分区、树种及材积式类型等方面进行分析,并利用 138 911 株测高样木数据对大部分一元立木材积表进行检验。结果表明:国家森林资源连续清查中应用的一元立木材积表总数达到 707 个,按省级行政区分布数量相差悬殊,从 3 171个不等;有 18 个省级行政区划分了若干个编表总体,而其它省级行政区则是以行政区范围为总体;各省级行政区编表树种组数量也存在较大差异,最少的才3 个,最多的达到31 个;编表所用模型达到25
2、个,但近九成的一元立木材积表是基于其中 5 个模型编制的;全部一元立木材积表约七成超出了 5%的允许误差限,31 个省级行政区及四大森工集团的材积估计误差有 10 个超出了 10%的范围,其中负偏最大的为 14.86%,正偏最大的为 23.22%。基于分析结果,建议在本次清查期末对现行的一元立木材积表进行一次全面而系统的适用性检验,并对已存在显著偏差的一元立木材积表进行统一修订,从编表总体划分、树种分组、材积式类型等方面进行优化调整,同时还应积极推进材积估计方法从一元表向二元表转变。关键词:一元立木材积表;森林连续清查;树高曲线;材积估计误差中图分类号:S758.62文献标识码:A文章编号:1
3、002 6622(2023)02 0043 07DOI:10 13466/j cnki lyzygl 2023 02 006收稿日期:2022 12 26;修回日期:2023 03 04基金项目:国家财政专项“森林资源监测与评价”(2130207)作者简介:曾伟生(1966 ),男,湖南涟源人,博士,教授级高级工程师,主要从事森林资源调查监测方面的研究工作。Email:Analysis of General Status and Examination of EstimationErrors for One-Variable Tree Volume Tables in ChinaZENG We
4、isheng,YANG Xueyun(Academy of Forestry Inventory and Planning,National Forestry and Grassland Administration,Beijing 100714,China)Abstract:Tree volume tables are important basic tools in forest inventory and monitoring One-variable treevolume tables have been used in continuous forest inventories(CF
5、Is)of China for more than 40 years,butwe have never systematically tested the applicability in nowadays In this paper,the general status ofcurrently used one-variable tree volume tables were analyzed from the aspects of quantity,zoning,treespecies,and model type;and most of one-variable tree volume
6、tables were examined by using the tree heightdata of 138 911 sample trees The results showed that the total number of one-variable tree volume tablesused in Chinas CFI reached 707,and the number of provincial volume tables varied greatly,from 3 to 171;there were 18 provincial regions divided into se
7、veral modeling populations,while others were based on wholeprovincial regions;there were also great differences in the number of tree species groups for developing tree林业资源管理第 2 期volume tables in each provincial region,with the least being 3 and the most being 31;a total of 25 modelswere used to dev
8、elop tree volume tables,but nearly 90%of the tree volume tables were based on 5 models;about 70%of the one-variable tree volume tables exceeded the allowable error limit of 5%,and 10 of 31provincial regions and four forest industry groups exceeded the range of 10%of the volume estimationerrors,among
9、 which the maximum negative bias was-1486%and the maximum positive bias was 2322%Based on the results of analysis,it is suggested that at the end of this inventory,a comprehensive andsystematic applicability test should be carried out on the current one-variable tree volume tables;and unifiedrevisio
10、n should be made on the tree volume tables with significant deviation,so as to optimize and adjust thedivision of modeling populations,tree species grouping and the volume model type;and the change of volumeestimation method from one-variable table to two-variable table should be actively promotedKe
11、y words:one-variable tree volume table,continuous forest inventory,tree height curve,volume estimationerror立木材积表是最基础的林业计量数表。1977年农林部颁布实施立木材积表1 行业标准后,1978 年农林部印发了全国森林资源连续清查主要技术规定,明确要求立木材积估计“以部颁二元立木材积表为准。各省、区、市可根据立地条件、林木生长情况统一划分区域,导算编定一元立木材积表。”此后,各省级行政区导算了在森林资源连续清查中应用的一元立木材积表2。从20 世纪70 年代末开始一直到现在,各省级行
12、政区森林资源连续清查的材积估计,全部统一采用了当时导算的一元立木材积表。关于一元立木材积表因长期使用而可能产生偏差的问题,已有学者开展过一些研究3 6,但尚未引起足够重视。第九次全国森林资源清查(20142018 年)结束后,从 2021 年开始,正在一体化推进全国林草生态综合监测工作。可以说,目前正处在从旧体系向新体系转变的过渡期。在这一转型时期,我们有必要对沿用了 40 多年的一元立木材积表的基本现状开展一次全面分析,并对其材积估计误差进行检验,以期为在今后的全国林草生态综合监测工作中对材积估计方法进行改进和完善提供决策依据。1一元立木材积表基本现状分析根据 一元立木材积表编制技术规程7,
13、一元立木材积表的编制方法有两种:一是建立树高胸径回归模型(树高曲线),再将其代入二元立木材积模型,间接得到材积胸径回归模型;二是根据样木的胸径和树高先得到二元材积估计值,再直接建立材积胸径回归模型。当年一元立木材积表导算,大部分省级行政区是采用方法一,少部分省级行政区采用方法二,也有同一省级行政区这两种方法兼用的。以下,针对 31 个省级行政区的一元立木材积表的基本现状,从数量、分区、树种、材积式类型等 4 个方面进行分析。1.1材积表的数量31 个省级行政区共有一元立木材积表 707 个。其中,黑龙江省最多,达到 171 个(黑龙江省地方单位 82 个,龙江森工 49 个,大兴安岭国有林区
14、40个);吉林省次之,为 59 个(吉林省地方单位 36 个,吉林森工23 个);湖南省最少,仅3 个。各省级行政区一元立木材积表个数如图 1 所示。1.2材积表的分区北京、天津、河北、山西、上海、江苏、山东、湖南、广东、海南、重庆、贵州、西藏等 13 个省级行政区,编制一元立木材积表时,没有考虑省级行政区以下再分区域的问题。其它 18 个省级行政区都不同程度考虑了分区编表,其中:1)一元立木材积表最多的黑龙江省,地方单位副总体分 10 个区、森工副总体分 4 个区、大兴安岭国有林区副总体分 5 个区。2)吉林省地方单位分 6 个区、森工分 2 个区。3)内蒙古地方单位分 2 个区、森工分 5
15、 个区。4)福建、江西分 5 个区。5)浙江、安徽、湖北分 4 个区。44第 2 期曾伟生等:我国一元立木材积表基本现状分析与估计误差检验图 1各省级行政区一元立木材积表个数Fig1 The number of one-variable tree volume tables by provincial region6)其余10 个省级行政区根据树种的不同,都进行了不同程度的分区。如:云南省的云南松(Pinus yun-nanensis)分 6 个区、栎类(Quercus spp.)和其它阔分 5个区、冷杉(Picea spp.)/油杉(Keteleeria fortunei)/华山松(Pinu
16、s armandii)分2 个区、其它树种不分区;河南省仅刺槐(obinia pseudoacacia)分山区/平原 2 个区、其它树种不分区;另外8 个省级行政区的情况介于云南和河南二者之间。1.3材积表的树种1)各省级行政区一元立木材积表涉及的树种(组)数量,与一元立木材积表数量及分区情况直接相关。例如:不分区的北京、山西,一元立木材积表数量为 13个和14 个,就表示涉及的树种(组)分别为 13 个和 14个;分4 个和5 个区的浙江、江西,虽然一元立木材积表数量为 12 个和 15 个,但涉及的树种(组)都为 3 个(杉、松、阔)。2)也有为同一树种(组)分 2 3 段编制 2 个或
17、3个一元立木材积表的。例如:河北18 个一元立木材积表实际只涉及13 个树种(组),其中5 个树种(组)分2段各编制了2 个;河南21 个一元立木材积表实际只涉及9 个树种(组),除了刺槐分山区/平原 2 个区外,栎类分2 段编制了2 个,榆树(Ulmus spp)、杨树(Populusspp)、泡桐(Paulownia spp)、其它阔叶树及平原区刺槐分3 段各编制了3 个,仅有3 个树种(组)各编1 个。各省级行政区一元立木材积表涉及的树种(组)数量如图2 所示。图 2各省级行政区一元立木材积表涉及的树种数量Fig 2 The number of tree species covered
18、by one-variable tree volume tables by provincial region54林业资源管理第 2 期从图 2 各省级行政区一元立木材积表涉及的树种(组)数量看,有 3 个省仅分杉、松、阔 3 个大类,有 8 个省级行政区不超过 5 个树种组,有 19 个省级行政区不超过 10 个树种(组),只有重庆、四川、黑龙江、云南 4 个省级行政区在 15 个以上,其中四川最多(重庆于 1997 年从四川独立出来成为直辖市,故与四川等同),达到 31 个之多。从四川省涉及的31 树种(组)看,对国家标准分类8 的树种组“栎类”进一步细分了麻栎(Quercus acuti
19、ssima)、石栎(Lithocarpus glaber)、栓皮栎(Quercus variabilis)、青冈(Quercus glauca)、水青冈(Fagus longipetiolata)、高山栎(Quercus semicarpifolia)、丝栗(Castanopsisfargesii)/锥栗(Castanea henryi)等 7 类,硬阔类增加了槭 树(Acer spp.)、鹅 耳 枥(Carpinus turczani-nowii),软阔类增加了桤木(Alnus cremastogyne),相当于 31 个树种组中有 10 个是在国家标准之外细化分类的。1.4材积式的类型早期
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