系统抽样调查在森林蓄积量测定中的应用

王红梅　郑巧　于健

摘要以江苏省农博园湿地松生态林区典型地段为调查研究对象，应用系统抽样的方法进行布点，样地测设及调查。运用CAD绘图软件对调查总体求算面积，运用一元材积表对调查结果进行汇总，并探讨了不同形状样地调查数据的抽样估计精度。结果表明：利用CAD绘图软件绘图并求算面积的方法较传统手工绘图的方法简便，准确。不同形状样地的调查数据的估计精度非常接近，考虑到方形样地测设较简单，因此，建议在森林的系统抽样调查中选用方形样地。

关键词系统抽样；蓄积量；测树

中图分类号S757.2文献标识码A文章编号0517-6611（2014）12-03588-03

基金项目江蘇省大学生实践创新训练计划项目（2012）。

作者简介王红梅（1976- ），女，河北任丘人，副教授，硕士，从事林业技术专业教学与科研工作。

森林资源调查的目的是了解和掌握森林资源的种类、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[1]，并为科学合理开展森林资源经营管理提供前提条件和依据。

由于森林面积辽阔，地形复杂，数量多，变化大，且森林大多属于自然变异，是数量统计的合适抽样对象，而抽样调查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，因此在森林调查中通常采用的是抽样调查的方法。森林抽样调查是林业生产的基本工作，它是以数理统计为理论基础，在调查对象（总体）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。森林系统抽样具备简单易行，定位方便，样本单元分布均匀，代表性较强等优点，在实际应用中受到了使用者的青睐，其应用范围也越来越广，成为森林调查中经常用到的调查方法[2-3]。

1调查地点选取

调查地点选择在江苏农博园生态林区。江苏农博园现为国家AAA级风景区、全国农业旅游示范点、全国职教实训基地、江苏省科普教育基地、江苏农林职业技术学院教学科研场所，其中生态林区为林业技术专业学生的实训课程提供了场所。

2系统抽样的操作过程

2.1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成片林面积较大、地势条件较好的地段。调查总体的境界线确定采取的是传统的方法：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，将测定结果转换成CAD绘图数据绘制成图，并利用CAD软件求算林地面积[4]。

2.2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中，采用方形、圆形2种样地。方形样地和圆形样地的面积一律采用0.04 hm2。

2.3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计算样地数量[5]：

n=t2c2E2

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，在实践中采用了固定抽样样地数量为18个[6]。

2.4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[4-5]。采用罗盘仪测量的平面图，计算图上样点间距，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，在图上量出此明显地物标至该样地的水平距离和方位角。

2.5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°以上必须改算成水平距。当量测遇到障碍难以通过时，可采用折线法[7]。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、测量方法是否有错、引线起点与地形图上是否相符等。

2.6样地设置和调查

2.6.1样地形状和大小。方形样地和圆形样地的面积一律采用0.04 hm2。

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4个顶角。样地的边长为20 m，对角线长28.28 m，1/2对角线长14.14 m，在样地的四周界外用白粉笔作记号以明确边界[8]。

圆形样地设置：由同一中心点向8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 hm2，半径是11.29 m。

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

2.6.2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。在离中心点最近的1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1株检尺树木都要用红漆统一编号注记，以便下次复查。

2.6.3样地调查。样地调查中着重调查蓄积量。在同一样地中心，先调查方形样地，然后再调查圆形样地，对样地每木检尺并记录。

2.7内业计算

2.7.1面积计算。用CAD绘图软件绘制林地平面图，并求算林地面积。

2.7.1.1数据转换。罗盘仪导线测量数据不能直接用于CAD绘图，必须对其数据进行转换，转换方法为：

CAD绘图所需角度=90°-平均方位角（平均方位角0～180°）；

CAD绘图所需角度=450°-平均方位角（平均方位角180°～360°）。

2.7.1.2CAD绘图步骤。

（1）多段线绘制林地面域：①启动AutoCAD后，在菜单栏里单击“绘图”工具栏上的“多段线”工具按钮。②“命令/提示行”的提示为“指定起点：”，可以在屏幕的合适位置上单击鼠标左键，则该点成为多段线的起点。③“命令/提示行”的提示为“指定下一点或[圆弧（A）/半宽（H）/长度（L）/放弃（U）/宽度（W）：]”，可在屏幕的合适位置上单击鼠标左键或者用相对极坐标的方法输入另1个点，则该点为多段线的第2个点。此处用相对极坐标法确定各点位置，测站2和测站1距离为d，测站2和测站1之间的角度为表中计算出的CAD绘图所需角度a，则测站2相对于测站1的相对极坐标可用@d

（2） CAD绘图软件求算林地面积：①工具-查询-面积（图1）。根据提示，选择“对象”（输入o），然后点击之前形成的“面域”。 ②面积、周长都有了，但是需要注意的是此处面积的单位为mm2，周长也是以mm为单位的。

图1面积求算示意2.7.2蓄积量计算。方形、圆形样地均采用相应树种的一元材积表计算每个样地的蓄积，然后求算18块样地的平均蓄积量。利用m总=m样地S样地×S总求算调查总体的蓄积量。

2.7.3不同样地蓄积的精度比较。标准差计算公式为：S=（mi-m）2n-1，标准误差Sm=Sn，绝对误差Δ=1.96Sm，相对误差E= Δm，估计精度P=1-E[5，9]。

3结果与分析

3.1林地面積罗盘仪导线测量数据，经数据转换后，用于CAD绘图的数据结果见表1。经CAD绘图并计算林地面积为：44 239.802 m2。

3.2蓄积量18块样地蓄积量调查结果见表2。

4结论与讨论

经系统抽样调查，获得了调查总体林分的蓄积量，圆形样地为：1 179.521 6 m3，方形样地为：1 089.283 5 m3。2种调查结果虽不完全一样，但经估计精度的计算，2种方法的估计精度非常接近，因此，均可以用于调查总体蓄积的估计。

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、精度高等诸多优点，成为了林分蓄积量测定中常用的方法。方形样地由于其测试方便，精度满足林业调查的需要，因此，在森林系统调查中样地设置建议为方形[10]。

安徽农业科学2014年参考文献

[1] 周兴元.测树技术[M].北京：中国农业出版社，2010.

[2] 何尤刚，季秀仙.森林抽样调查模拟实习初探[J].中等林业教育，1999（1）：26-27.

[3] 董晓云.森林系统抽样技术运用中的几个问题[J].林业调查规划，1992（2）：40-42.

[4] 夏国华.系统抽样与分层抽样的比较分析[J].江西林业科技，2002（5）：52-55.

[5] 于峰，张彬，代启光.简述系统抽样调查在三类调查中的应用[J].林业勘察设计，2003（2）：41-42.

[6] 陈志生，白忠义，吴立群.系统抽样在苗木调查中的应用[J].防护林科技，2000（4）：58-60.

[7] 郝向东.浅谈系统抽样与分层抽样[J].统计与信息论坛，1996（4）：61-64.

[8] 蔡希林.AutoCAD2006实用教程[M].北京：清华大学出版社，2006.

[9] 王迎，李健华，王利，等.五种森林蓄积量调查方法的比较[J].山东林业科技，1997（8）：64-65.