森林系统抽样调查实践教学研究

王红梅

摘 要：森林抽样调查是《测树学》课程的重点内容之一，具有实践性强的特点。在教学过程中如何将理论与实践有机的结合，做到学以致用，是教学过程需要解决的问题。本文主要就森林系统抽样调查的基本知识及教学实践中的操作过程进行了介绍，旨在为学生的实践活动提供指导。

关键词：系统抽样 实践教学 测树

1.森林调查简介

为了了解和掌握森林资源信息（森林资源的种类、数量、质量、生长规律、环境条件等自然属性和林种、权属等非自然属性，）为科学合理开展森林资源经营管理提供前提条件和依据，需要对森林资源进行调查。

由于森林面积辽阔，地形复杂，数量多，变化大；森林大多属于自然变异，是数量统计的合适抽样对象；抽样调查又可以用最少的工作量达到预期的精度要求，成本低，效率高，精度高；诸多的原因使得在森林的调查中通常采用的是抽样调查的方法。

森林抽样调查是森林调查的一种方法。以数理统计为理论基础，在调查对象中，按照要求的调查精度，在总体中抽取一定数量的单元（样地）组成样本，通过对样本的量测和调查来推算调查对象的方法。森林系统抽样是经常用到的调查方法。

森林系统抽样指在N个单元的有限总体中，随机的确定起点后，按照严格的、预先规定的间隔或图示抽取样本单元组成样本，用以估计总体。也称机械抽样。

由于森林系统抽样，简单易行，定位方便，样本单元分布均匀，代表性较强，一般精度较简单随机抽样高。因此，在《测树学》课程的实践教学内容安排中，该项内容为必做。

2.调查地点选取

调查地点通常选择在：校内实训基地——江苏农博园生态林区。

江苏农博园园区占地面积近4000亩，建成了“五区”（无土草毯示范区、设施农艺区、应时鲜果区、生态林区、循环农业区）“二馆”（都市农业馆、农耕文化馆）“二山庄”（禾木山庄、农林山庄）等近30多个景点，现为国家AAA级风景区、全国农业旅游示范点、江苏省首批自驾游基地、江苏省四星级乡村旅游示范点、全国职教实训基地、江苏省科普教育基地。

江苏农博园已成为江苏农林职业技术学院学生实习的场所、教师科研的平台、科技示范的窗口、产业发展的龙头、农业生态观光的景区。

其中生态林区为江苏农林职业技术学院林业技术专业学生的教学实践提供了场所。

3.实践教学操作程序

此实践教学项目由于所需学时较多，工作量较大，因此，安排在教学实习中进行。

教学程序如下：

3.1在课前进行分组，一般6人一个组，每个组组长一名，负责组内成员的分工合作

3.2实践内容的讲解

3.3踏查，并粗略划定调查范围

3.4外业调查：总体范围的调查，各组分别进行测定，最终选取一个测量结果较准确的组的数据用于调查用图的绘制。利用系统抽样的方法进行抽样与布点。将确定出的总抽样点数除以6所得数据作为每个组外业调查的样点数。一般每个组负责3个样点。

3.5内业计算：各组分别进行各个样点数据的绘总，最后将各组数据进行汇总，并估计调查总体的数量。

在整个实践过程中，教师进行全程的指导。

4.系统抽样的操作过程

4.1确定调查总体的境界，求算面积

调查范围选择在农博园生态林区面积较大，地势条件好的林地。

可根据已有的图面资料，把调查总体的境界线准确地勾绘出来可作为调查用图。在农博园生态林区调查实践中，通常采取的方法为传统的方法：在踏查的基础上，用统一规格的木桩定桩圈定测量方法，用罗盘仪测定角度，用测绳测量长度，将测定结果手绘成图，用求积仪或透明方格纸按图幅的理论面积控制平差法计算。

4.2确定样地形状和大小

森林抽样调查中样地形状种类很多。在农博园生态林区森林资源调查实践教学中，通常采用方形、圆形、角规、六株木样地。

方形样地和圆形样地的面积一律采用0.04公顷，角规样地采用角规控制检尺。

4.3确定样地数量

样地数量的确定既要满足精度要求，又要使工作量最小，在森林调查中，由于总体面积一般较大，抽样比一般小于5%，通常采用重复抽样公式，

[JZ]n=[SX（]t2c2[]E2[SX）]

式中n为样地数量；t为可靠性指标；E为允许的相对误差；c为总体蓄积量的变动系数。

由于教学实践的学时有限，严格按照上述方法确定出来的样地数量较多，工作量较大。所以，在教学实践中，通常固定抽样样地数量。

4.4布点

布点是将确定出的样地数量严格按照随机或等概的原则，按机械法布设在该调查总体内。在实践过程中用图采用的是罗盘仪测量的平面图，根据计算的图上样点间距按等距网点法布点（即在布点图上确定随机起点后，按图上样点间距绘制方格网，其交点即为样地位置）。

布点结束后，可在某一样地周围找一个明显的地物标作为工作的起点，由图上量出此明显地物标至该样地的水平距离和方位角。

4.5样地定位

到现场找到有明显地物标的工作起点，用罗盘仪定向，测尺量距，引出样点位置。

引线量测一般取直线法，如量距坡度在5度以上必须改算成水平距。当量测时遇到障碍难以通过时，可采用折线法。量测记录应首先记上从图上量得的起点到样点的方位角及距离，以后各样点按先后顺序逐点记载。

在样点实地定位后，要检查样点定位是否正确，检查方法可对照图面资料，看样点在图上位置与实际测量落点所找到的现地位置是否相符，如不相符，必须进一步检查原因，检查罗盘仪磁针是否灵敏，测量方法距离是否有错，引线起点与地形图上是否相符等。

4.6样地设置和调查

4.6.1样地形状和大小

森林抽样调查中样地形状种类很多，在本实践教学中，采用方形、圆形、角规和六株木样地。

方形样地和圆形样地的面积一律采用0.04公顷，角规样地采用角规控制检尺。

方形样地的设置：采用对角线量测法。用罗盘仪在样点中心测角，以皮尺在对角线上量距确定样地的四个顶角。样地的边长为20米，对角线长28.28米，1/2对角线长14.14米，在样地的四周界外用白粉笔作记号以明确边界。

圆形样地设置：由同一中心点向八个方向拉开测绳或皮尺。并在外围的林木上用红粉笔作记号，明确边界。在坡地上应改正成水平距离。圆形样地面积0.04公顷，半径是11.29米。

角规样地的设置：观测者站在样地中心点对样圆内胸径在5cm以上的乔木树种逐一进行控制检尺，分别树种记载。

六株木法的检尺操作：2人用皮尺及围尺由近及远依次量测样点最近的六株树木的胸径及第六株树干中心至样点的水平距离，报给记录员，分别树种记录。

起测径阶一律定为6cm，即5cm以上的树木检尺，5cm以下的树木为幼树不检尺。

4.6.2埋设地物标

样地周界确定后，对固定样地在其中心及四周角埋设标桩，在标桩上写明样地号和调查时间。并在离中心点最近的一株树上，用红漆写上样地号，同时在样地调查卡片上注明该树离样点的距离和位置，每一株检尺树木都要用红漆统一编号注记，以便下次复查。

4.6.3样地调查

样地调查项目较多，因《测树学》的实践教学中专门安排有标准地调查的教学实践，样地调查涉及的项目在标准地调查中均已涉及，因此，在抽样调查实践中着重在蓄积量调查。

工作顺序是：在同一样地中心，先做方形样地，然后再做圆形样地，最后做角规样地。方形样地和圆形样地的每木检尺同标准地调查。

角规控制检尺的操作：一人用角规站在样地中心按顺时针方向逐株瞄准控制检尺树的胸高位置。凡树干大于或等于角规缺口的计数；另一人在胸径处量测实际胸径值。另外两人用皮尺量测检尺树至样点中心的水平距离，报给记录员。按此顺序逐株量测。

对边缘角规检尺树的取舍：本实践中用断面积系数为1.0的角规，即检尺树的胸径厘米值大于水平距离米值的2倍才算一株检尺树；刚好等于2倍，为0.5株；小于2倍，不计数。

4.7内业计算

4.7.1面积计算

用网点板计算闭合导线的平面图即为林业用地面积。

4.7.2蓄积量计算

方形、圆形样地用相应树种的一元材积表计算每个样地的蓄积。

角规控制检尺的蓄积：根据控制检尺树的胸高直径，及径阶平均高，查相应树种组的而二元材积表，得到单株木材积，计算径阶材积，所有径阶累加得样地内蓄积。并进一步计算为每公顷蓄积。

4.7.3总蓄积量及抽样误差的计算

将各组测定的样地材料汇总，根据方形、圆形、角规等四种样地资料分别按样地每木调查用表，样地每木调查汇总表计算，并比较四种样地的抽样精度。

5.结论

森林资源调查和监测的抽样调查方法很多，各种方法的适应性、精度和效率也不完全相同。课堂的学习受到学时的限制，因此，在实践教学过程中必须有选择的进行。而系统抽样调查方法因其存在简单易行，定位方便，样本单元分布均匀，代表性较强，一般精度较简单随机抽样高等诸多优点，成为了《测树学》课程实践教学中必选的内容。本文的论述为测树学的教学工作和学生的实践操作提供较为详尽的参考资料。

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