木材材积计算方法探讨

古兴玉

摘要：指出了树木材积是伐根以上树干的材积，木材材积是原木生产和销售的重要数据，主要通过分析现用木材材积的计算方法，探讨了材积计算方法的科学性和实用性，以提高木材材积计算的精准度，对现实具有指导性意义。

关键词：木材；材积；计算方法

中图分类号：S758.3

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）23-0097-02

1 引言

树木是由树干、树根和枝叶三部分构成，从木材的利用角度来说，树干的使用价值最高。树木的形状会因各种因子而有所不同，比如，树种、树龄、生长立地条件、经营措施等。针叶树种和阔叶树种的木材干形也有所不同，针叶木材通直圆满，阔叶木材多为弯曲。在木材检量中，不能因为树干的形态不同而采用不一样的材积计算公式。林木的材积受其大小和材质等因素影响，因此，在造材时通常根据木材标准所规定的尺寸和材质要求进行造材。从统计学的角度来看，把树干假设为某种几何体[1]，利用几何材积公式来计算是可以接受的，但是要保证其统计精度。

2 木材材积检量的基础

一般树干的干形通常有饱满、尖削、通直、弯曲等形状。在对材积进行测量工作时，主要是对树木树干部分进行测量。而木材树干存在从基部到梢头逐渐减小的特征，造成这些树干形状差异的原因与树种、立地条件、气候因子、林分密度、经营措施等有关。通常通过制作几何图形来求算其材积，即以树干中心为假想的干轴纵线x作为纵断面，以树梢为原点，横断面的半径作为y轴，做成的曲线称为干曲线。而且还会通过削度、形数及形率[1]等干形数量指标来进行测算。

3 木材材积的计算

伐倒木剥去树皮且除去直径不足6 cm的梢头部分称作原条，按造材要求锯成不同规格尺码的木段叫做原木。原木经过加工适用于不同用途的锯材，这些木材品种叫做材种。根据木材材质、规格尺码或有用性，可分为薪材、废材及经济材。一般市场上伐倒木材积检量主要是经济材和薪材材积的测定。

3.1 木材标准法

国家为了正确计量木材，对不同材种的尺寸大小、适用树种及检测规则和材积公式等作了统一规定。这一标准称为木材标准，分别为原木（含杉原条）、锯材2种。

3.1.1 原木材积测算

原木分为直接用原木、特级原木、加工用原木三大类。在生产中，倒伐木应该根据标准要求所需要的尺寸和材质进行造材，对树干进行检量。在检量原木长度时，应测量原木两端断面最短处的距离，计量单位为m，原木长度小于8 m的短材按0.2进级，称之为短材；原木大于8 m的长材按0.5进级，称之为长材。一般情况下，原木在加工为方材、板材或其他用途材时，通常是以小头去皮直径为准进行造材，所以原木直径检量是测量小头去皮直径，以小头断面上通过中心的最小直径定位检尺径，以2 cm为增进单位，把满1 cm但不足2 cm的增进，实际尺寸不足1 cm的舍去。

在生产过程中，原木的材积由原木材积表差得的，为了统一原木材积计算，国家颁布的《原木材积法》适用于所有树种的原木材积计算。

检尺径在4～12 cm的小径原木材积计算公式为：

V=0.7854L×（D+0.45L+0.2）2÷10000（1）

检尺径在14 cm以上的小径原木材积计算公式为：

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

式中V为原木体积m3，L为原木长度m，D为原木小头直径cm；检尺径按2 cm进级。

3.1.2 杉原条材积计算

在我国南方，主要的用材树种之一是杉木，多数是以原条为主，其检量方法与原木有所区分。国家为了统一检量，专门颁布了《杉原条检验》和《杉原条材积表》。杉原条长度检量从锯口至梢端短径足6 cm以上，满1 cm进，不足1 cm舍去；直径检量应在离锯口2.5 m处以2 cm进位，不足1 cm时满1增进，不足1 cm舍去。在检量时，如有夹皮、外伤和树节脱落等凹陷部分，应检量其原型，如遇到有树瘤、树节等不正常现象，应移到正常部位再检量。

检尺径自10 cm以上的杉原条材积由公式为：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（3）

检尺径为8 cm的杉原条材积计算公式为：

V=0.4902×L÷100（4）

检尺径自10 cm以上的杉原条材积公式为 ：

V=0.39（3.50+D）2（0.48+L）÷10000（5）

式中V为原木体积m3，L为原木长度m，D为原木小头直径cm。

3.1.3 锯材检量

在木材生产中，根据造材需求，根据锯材的长度、宽度、及厚度友《锯材材积表》直接得出，其公式为：

V=L·W·T/1000000（6）

式（6）中V为锯材材积（m3）；L为锯材长度（m）；W为锯材宽度（mm）；T为锯材厚度（mm）。

3.2 材积表法

在木材材种材积实际测定中，通常会伐倒一定数量的木材来实际造材，并通过其长度、直径来测量。一般情况下会采用预先编制好的材积表来计算，目的是为了提高工作效率。材积表是根據按树干材积与其三要素之间的回归关系编制而成，其中三要素为胸径、树高和干形（三个因子）。只有胸径一个因子与材积的回归关系编制的而成的表称为一元材积表；胸径、树高两个因子与材积建立的回归关系表称之为二元材积表；胸径、树高、干形三因子编制成的表称之为三元材积表。

3.2.1 一元材积表的应用

一元材积表由来通常有两种，一种是随机抽取100～300株倒伐木，测量其胸径D并区分求材积V，并用材积公式V=aDb，求解参数a，b；另一种是通过二元材积表导算出一元材积表。伐倒木的材积计算一般是以一定数量测其单株直径，统计其径阶数，以径阶株树乘材积表中相应径阶的单株平均材积，再计算各径阶材积的总和值即得到木材材积。

3.2.2 二元材积表的应用

一元材积表是以胸径为自变量编制的材积表，它不考虑树高的影响。但是实际上林木的材积是受到树高、面积、形数的影响的[3]。二元材积表就综合考虑到树高、胸径两个因子的影响。二元材积表的应用一般要经过调查取得每个径阶的株树及树高曲线，这样就可以从二元材积表中查出个径阶的单株平均材积，再乘以该径阶的株树，即可算出该径阶的林木材积。

3.3 薪材材积测定

木材用作燃料或者木炭原料的称之为薪材[4]。薪材一般是以树皮、枝条、梢头等为材料，薪材在我国还没有统一的标准。形状不规则的薪材很难用树干求积法来测定其材积，一般先把薪材按照一定长度截成段，然后堆放成垛，根据每垛所占空间来计算材积。或者是整车过磅，记录其空车重、净重、总重，把结果给检尺员。

4 结语

总之，随着我国经济的增长和人们对木材需求的日益增大，立足于木材产业的长远发展，木材公司更应该高要求高标准对待木材里检量，利用现代计算机、计算器进行数据统计可减少因数据庞大而造成的失误，加强检尺员培训，要求其持证上岗，并能够正确使用计算器、计算机，加强对木材材积精度的计算，尽量避免粗略计算造成损失，这样才能实现木材检量工作的实质作用，保证检量出来的木材质量、数量达到要求，最终实现木材管理的标准化、产业化。

参考文献：

[1]赵彤堂，董晓刚.长白山主要阔叶树种树干形和树干材积结构[J].吉林林业科技，1984（1）.

[2]杨海峰，王 刚.诸多材积公式的比较[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（3）.

[3]向建华.我区现有一、二元立木材积表应用偏差问题烦人探讨[J].中南林业调查规划，1996（1）.

[4]成俊卿.木材学[M].北京：中国林业出版社，1985.