基于ArcGIS应用六棵树抽样调查方法

吴伟超

摘要    以中德财政合作森林可持续经营项目为例，详细阐述了六棵树抽样调查方法的应用。该方法可覆盖整个林分，并具有代表性。该点状抽样调查的优点是测量误差小，能很好地解决常规方法（如固定的样方或样圆）在山区困难立地條件下设置固定样方或样圆不方便、精确度差的难题。

关键词    ArcGIS;六棵树抽样调查法;样地;样线;目标树

林分调查通常采用标准地调查方法，按作业小班面积的2%设置标准地，每块标准地的面积不小于0.1 hm2，在标准地内进行每木检尺调查胸径、树高等各项林分因子，综合多个标准地调查结果，确定作业小班蓄积量。六棵树抽样调查法是在林分中沿预先按规则布设的调查样线等距离确定样地中心点，在每个中心点选择距中心点最近的6棵树进行测量，多点综合确定林分蓄积量。现将该方法介绍如下。

1    工具准备

Windows 7以上操作系统、ArcGIS 10.2软件、卫星图片、1∶10 000电子地形图、手持GPS、激光测距仪、坡度仪以及皮尺等。

2    样地数量确定

样地数量取决于林分面积，一般在4～25个之间。样地数量计算方法：样地数=4+0.7×林分面积（hm2）。例如，一个林分面积为10 hm2，则需设立11个样地。

3    样线和样地布设

用ArcGIS在准备调查的小班图上（1∶10 000电子地形图）布设调查样线。样线应该横穿等高线（即几乎垂直等高线），穿越林分全部典型区域（如林分的稀密、高矮、粗细，坡度的大小，土层的薄厚等）。样线可以为多条，每一条样线的两端应离开林缘。布好样线后，测量计算样线总长度。样地间距可用样线总长度除以需布设的样地个数求得。如样线总长度为10 cm（相当于现地1 000 m），那么10 hm2林地图上样地间距为0.9 cm，现地间距为90 m。根据已布好的样线和确定的样地间距，在样线上布设样地点且等距离分布。然后导出每个样地点坐标用于外业调查[1]。

4    六棵树抽样调查

4.1    6棵树的确定

将ArcGIS 10.2软件导出的样地点坐标导入手持GPS测量仪，寻找样地点，用带有铁尖头的花杆临时插记样地中心点。标记距离样地中心点最近的6棵树（起测径阶≥5 cm），并测量其胸径，将每株树的树种和胸径（精度为0.1cm）填写在外业调查表中。距离最远的第6棵树最关键，其决定样地面积的大小，进而影响公顷株数和蓄积数据的准确程度。用皮尺或激光测距仪测量第6棵树（最远的那棵）轴心距样地中心的水平×距离（第6棵树的距离为样地中心到第6棵树胸高部位样地内缘树皮的水平距离加第6棵树胸高半径）。在不能测量水平距离的情况下，则测量坡度，并用坡度修正表（以度为单位测量坡度）中的修正因子修正距离，以米为单位保留2位小数记录距离。测量距离要准确，特别是当距离本身就很短时，保持中心花杆垂直于水平面。遇到距离相近、很难确定的第6棵树，通过测量比较来确认[2]。

4.2    林分平均高度测量

选择一株平均高度的树，在距离这棵树大概树高的地方，测量水平距离及与树顶和树基的角度（百分比）。如果树基低于水平视线，则2个值相加;如果高于水平视线，则用树顶的角度减去树基的角度。树高可通过水平距离乘以测量结果即可。例如，水平距离6.5 m，与树顶的夹角82%，与树基的夹角9%，树高为6.5×（0.82+0.09）=6.5×0.91=5.915 m。

5    目标树抽样调查

目标树调查是在6棵树调查的基础上以目标树为经营对象，采伐干扰树（影响目标树生长发育的Ⅱ、Ⅲ级木），不予理睬 Ⅳ、Ⅴ级木;抚育强度可通过每株目标树采伐1～2株干扰树，也可没有干扰树，结合技术规程株数、蓄积采伐控制强度上限指标加以确定[3];在6棵树调查确定样点、6棵树并调查后，确定距离样地中心最近的一棵目标树（也可能是已经测量过的6棵树之一），然后确定这棵目标树的干扰树并测量其胸径，测量结果填入六棵树抽样调查表（表1），同时对目标树和干扰木做不同标记。目标树以300～450株/hm2为宜。

6    内业计算

以第6棵树水平距离为半径计算面积，以6棵树的胸径、树高指标利用一元立木材积表计算样地蓄积，综合全部样地结果，推算全林蓄积[4]。

7    结论

这是一个可覆盖整个林分并具有代表性的方法。该点状抽样调查的优点是测量误差小，能很好地解决常规方法（如固定的样方或样圆）在山区困难立地条件下设置固定样方或样圆不方便、精确度差的难题。

8     参考文献

[1] 森林经营技术规程：DB21/T 706-2009[EB/OL].[2019-12-21].https：//max.book118.com/html/2019/0528/7044113121002030.shtm.

[2] 标准地调查技术规则：DB2100B65001-1989[EB/OL].[2019-12-21].http：//www.forestry.gov.cn/portal/lykj/s/1716/content-184931.html.

[3] 森林抚育规程：GB/T15781-2015[EB/OL].（2018-06-03）[2019-12-21].https：//wenku.baidu.com/view/d77eaa8e846a561252d380eb6294dd88d0d23d91.html.

[4] 国家林业局造林绿化管理司，中国林业科学研究院资源信息所.森林抚育规程解读：森林抚育规程实施技术指南[M].北京：中国林业出版社，2016.