一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法技术

本发明专利技术公开了一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法，采用系统抽样法加样线随机全旋的设计，分0～0.6 cm、0.6～2.5 cm、2.5～7.6 cm三个径级点数倒细木质可燃物，≥7.6 cm倒粗木质可燃物测截交点直径，只需点数，不需收集可燃物、称量和烘干等繁琐步骤；同时，提出了可燃物深度、腐殖质深度的测量要求；通过可燃物载量计算公式的追本索源，建立了完全使用米制单位的样线截平面法森林倒木质可燃物载量计算公式，厘清可燃物径级划分可简约小数位数、样线长度可以调整的原理，减少径级划分和样线长度硬套英制单位产生的过多小数位数，设置了每种可燃物的精度要求，提高森林可燃物外业调查效率。

A sample line cutting plane method for measuring the load of forest combustible materials

The invention discloses a forested wood fuel load line cutting plane measurement method, using systematic sampling and random sample line circle design, 0 ~ 0.6, 0.6 ~ 2.5 cm cm, 2.5 ~ 7.6 cm three diameter points down fine wood fuel, not less than 7.6 cm coarse woody fuel can be measured intercept point diameter, only points, do not need to collect fuel, weighing and drying the tedious steps; at the same time, put forward the measurement of combustible depth, the depth of humus; through the fuel load calculation formula of the chase cable source, set up completely the use of metric units line plane cutting method of forest wood fuel formula down loading, clarify the combustible size division principle simple decimal, line length can be adjusted, reduce the diameter and sample line length divided rigidly imperial units produce more decimal digits, set up The precision requirements of each kind of combustibles are required to improve the efficiency of the investigation of forest combustibles.

【技术实现步骤摘要】
一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法
本专利技术属于森林生态领域，涉及森林倒木质可燃物的分类调查和载量计算，具体涉及森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量。
技术介绍
森林倒木质可燃物载量调查，可以为森林防火、木材利用、森林经营决策提供基础的信息。二十世纪四十年代以来，西方科学家对森林可燃物调查方法进行了大量深入研究，至六十年代末，可燃物样线调查方法逐步成型。可燃物与样线的夹角θ对载量估计有很大影响，若θ＝π/2，可燃物与样线相交的可能性最大、交点截面积最小；如果θ＝0，可燃物与样线相交的可能性为零、交点截面积无穷大；可燃物与样线相交的概率密度与sinθ正相关，可燃物与样线交点截面积与sinθ负相关，样线全旋设置才能消除夹角对载量的影响。Wagner1968(Thelineintersectmethodinforestfuelsampling)用样线旋转π/2积分得到可燃物载量计算基本公式。样线法原理涉及立体几何和微积分，特别难理解，但理解后的使用非常简单。Brown1974在“HandbookforInventoryingDownedWoodyMaterial”中细化了可燃物调查的步骤和英制计算方法。森林防火监测的实用技术资料绝大多数以英制单位编写，使用英寸、英尺、链、英亩等中国人不习惯的单位，生搬硬套显得非常幼稚；比如英制单位中以小于0.25in作为1h可燃物划分界限，国内就有学者将1h可燃物定义为直径0.635cm以下颗粒；但实际上森林可燃物监测从来不要求精确到0.01cm；控制和减少小数位数是提高可燃物调查效率和增加调查面积的必然选择，也是调查设计者是否有经验、有资格从事调查工作的体现。国内森林防火理论和技术方法奇缺，森林可燃物调查一直使用样方收获法，费时费力且不准确；引进消化成熟的调查方法，可以少走弯路，减少在黑暗中的摸索，提升我国森林可燃物的管理水平，形成适合中国森林特征的可燃物调查和计算规范。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前森林可燃物调查中存在的技术问题，旨在提供一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法，其特征在于：包括倒木质径级划分、样线全旋设计、截平面布置、可燃物深度测量、腐殖质深度测量、点数规则、调整系数确定、可燃物载量计算工序，主要操作步骤如下：(1)倒木质径级划分直径＜7.6cm的倒木质可燃物分3个径级点数：0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm，该径级划分足够细微，且正好对应许多林火模拟模型中的1h、10h、100h时滞倒木质可燃物；直径≥7.6cm的倒木质可燃物每木测量其实际直径；(2)样线全旋设计从山下向山上布设川线(transect)如图1中虚线所示，川线平行间隔100m，以系统抽样法在川线上随机起点、等距间隔40m设置抽样点,逐一在每个抽样点打下小号钢钎，固定皮尺起始端，见图1；用掷骰子法随机决定每个抽样点的样线方向，骰子上的1、2、3、4、5、6点分别对应样线与川线夹角0、30、60、90、120、150度；样线随机旋转是后面公式计算必须满足的前提条件；在抽样点确定样线方向后，沿确定的方向拉皮尺，皮尺与地面平行，样线长11米，样线上垂直于大地的、距地面1.8m高的截平面(planarintersect)为一个样方(plot)；每个地区的调查至少需要15～20个样方，一般要求样本平均值误差小于总体真实平均值的20％；(3)截平面布置每个截平面从抽样点开始的0～0.9m调查可燃物深度，0.3m和1.2m两点调查腐殖质深度，0～1.8m点数0～0.6cm、0.6～2.5cm可燃物个数，0～3m点数2.5～7.6cm可燃物个数，0～11m测量截平面截交的≥7.6cm可燃物交点直径(图2)；避免扰动抽样点周边可燃物，测量部位应未被踩踏、翻动过；记录抽样点的角度坡度；(4)可燃物深度测量从抽样点开始的0～0.9m分三个0.3m区间记录3次可燃物深度(图2)，精度±3cm；可燃物深度指区间内死可燃物最高截交点到区间内凋落物底层的垂直距离，高过1.8m的不算，凋落物包含森林地面上刚落下的树叶、松针、树皮、果实、花粉球等；(5)腐殖质深度测量用塑料直尺在距离抽样点0.3m和1.2m的截平面下方两点测量腐殖质深度，精度±3mm，如果这两点有树桩则向下平移0.3m测量；腐殖质包括半分解、全分解凋落物；若朽木的中轴线在腐殖质层，则腐殖质层深至朽木最底部；若朽木的中轴线在腐殖质层之上的凋落物层，则朽木不算腐殖质，按下面“(6)b”的朽木点数；(6)点数规则a、点数倒细木质可燃物点数与截平面相交的0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm三个径级的倒木质可燃物个数，径级划分以可燃物在截交点的可燃物自身直径为准，自身直径与倒木质可燃物长轴线垂直；如果倒细木质可燃物数量极多，则采用二分法二次抽样，只点数二分之一的可燃物；b、倒粗木质可燃物测量测量所有与截平面相交的直径≥7.6cm的倒木质可燃物的自身直径，在截交点测量，精度±2cm，用直尺衡量即可；分朽木、良木两种分别记录；如果倒死粗木质可燃物数量极少、每个抽样点不到1条，先试着延长样线到15m，如果仍然不行则改用传统样方法来测倒粗木质可燃物，每个均测直径和长度得到体积；c、倒木质可燃物包括折断倒下的枝条、树干，仍然与活立木相连的死枝不算；如果折断的枝丫挂在树上，离地面高于1.8m的不算；弯曲枝条与样线相交两次以上的，每次都算；如果截平面与倒木质可燃物末端少许相交，算半个；球果、树皮、松针、草、花粉球均不算倒木质可燃物，它们是由“(4)”测量的凋落物；(7)优势种记录记录抽样调查区0～2.5cm倒木质可燃物组成的前三优势种，估计各种所占比例，在后面的计算中将根据这些信息决定各径级细木质可燃物的平均直径和比重；缺乏直径平均值信息的树种，在现场测每个径级的平均直径，混交林某一径级倒死细木质可燃物的平均直径计算公式为：d2＝p1d12+p2d22+p3d32；式中：d-为复合平均直径，p1、p2、p3-为三个优势种所占比例，d1、d2、d3-为三个优势种各自的平均直径；如果没有优势种平均直径数据，采用以下d2近似值：0～0.6cm，d2＝0.1cm2；0.6～2.5cm，d2＝1.9cm2；2.5～7.6cm，d2＝17.8cm2；(8)调整系数确定a、坡度系数cBrown(1974)根据百分比坡度计算坡度系数，本方法将其改为我国惯用的角度坡度，并以图3表示；本方法适用于坡度较小、通视性较好的森林；如果坡度较大或通视性不好，则用可燃物类似的坡度较小、通视性较好的林地调查数据进行推算；b、起翘系数a对于非砍伐型森林，0～7.6cm的倒细木质可燃物的起翘系数为1.13,≥7.6cm的倒粗木质可燃物的起翘系数为1.00；对于砍伐枝桠型森林，0～0.6cm，a＝1.25～1.40；0.6～2.5cm，a＝1.13～1.25；2.5～7.6cm，a＝1.10～1.22；≥7.6cm，a＝1.00；c、比重系数s不同气候带的木材比重可以从IPCC等来源获取，松林倒木质可燃物的比重为：0～2.5cm，s＝0.48；2.5～7.6cm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法，其特征在于：包括倒木质径级划分、样线全旋设计、截平面布置、可燃物深度测量、腐殖质深度测量、点数规则、优势种记录、调整系数确定、可燃物载量计算工序，主要操作步骤如下：(1)倒木质径级划分直径＜7.6cm的倒木质可燃物分3个径级点数：0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm，该径级划分足够细微，且正好对应许多林火模拟模型中的1h、10h、100h时滞倒木质可燃物；直径≥7.6cm的倒木质可燃物每木测量其实际直径；(2)样线全旋设计从山下向山上布设川线，川线平行间隔100m，以系统抽样法在川线上随机起点、等距间隔40m设置抽样点,逐一在每个抽样点打下小号钢钎，固定皮尺起始端，见图1；在抽样点确定样线方向后，沿确定的方向拉皮尺，皮尺与地面平行，样线长11米，样线上垂直于大地的、距地面1.8m高的截平面为一个样方；(3)截平面布置每个截平面从抽样点开始的0～0.9m调查可燃物深度，0.3m和1.2m两点调查腐殖质深度，0～1.8m点数0～0.6cm、0.6～2.5cm倒木质个数，0～3m点数2.5～7.6cm可燃物个数，0～11m测量截平面截交的≥7.6cm可燃物交点直径(图2)；记录抽样点的角度坡度；(4)可燃物深度测量从抽样点开始的0～0.9m截平面分三个0.3m区间记录3次可燃物深度(图2)，精度±3cm；可燃物深度指区间内死可燃物最高截交点到区间内凋落物底层的垂直距离，高过1.8m的不算，凋落物包含森林地面上刚落下的树叶、松针、树皮、果实、花粉球等；(5)腐殖质深度测量用塑料直尺在距离抽样点0.3m和1.2m的截平面下方两点测量腐殖质深度，精度±3mm，如果这两点有树桩则向下平移0.3m测量；腐殖质包括半分解、全分解凋落物；若朽木的中轴线在腐殖质层，则腐殖质层深至朽木最底部；若朽木的中轴线在腐殖质层之上的凋落物层，则朽木不算腐殖质，按下面“(6)b”的朽木点数；(6)点数规则a、点数倒细木质可燃物点数与截平面相交的0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm三个径级的倒木质可燃物个数，径级划分以可燃物在截交点的倒木质可燃物自身直径为准，自身直径与倒木质长轴线垂直；b、倒粗木质可燃物测量测量所有与截平面相交的直径≥7.6cm的倒木质可燃物的自身直径，在截交点测量，精度±2cm，用直尺衡量即可；分朽木、良木两种分别记录；c、倒木质可燃物包括折断倒下的枝条、树干，仍然与活立木相连的死枝不算；如果折断的枝丫挂在树上，离地面高于1.8m的不算；弯曲枝条与样线相交两次以上的，每次都算；如果截平面与倒木质可燃物末端少许相交，算半个；球果、树皮、松针、草、花粉球均不算倒木质可燃物，它们是由“(4)”测量的凋落物；(7)优势种记录记录抽样调查区0～2.5cm倒木质可燃物组成的前三优势种，估计各种所占比例，在后面的计算中将根据这些信息决定各径级细木质可燃物的平均直径和比重；缺乏直径平均值信息的树种，在现场测每个径级的平均直径，混交林某一径级倒细木质可燃物的平均直径计算公式为：d...

【技术特征摘要】
1.一种森林倒木质可燃物载量的样线截平面测量方法，其特征在于：包括倒木质径级划分、样线全旋设计、截平面布置、可燃物深度测量、腐殖质深度测量、点数规则、优势种记录、调整系数确定、可燃物载量计算工序，主要操作步骤如下：(1)倒木质径级划分直径＜7.6cm的倒木质可燃物分3个径级点数：0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm，该径级划分足够细微，且正好对应许多林火模拟模型中的1h、10h、100h时滞倒木质可燃物；直径≥7.6cm的倒木质可燃物每木测量其实际直径；(2)样线全旋设计从山下向山上布设川线，川线平行间隔100m，以系统抽样法在川线上随机起点、等距间隔40m设置抽样点,逐一在每个抽样点打下小号钢钎，固定皮尺起始端，见图1；在抽样点确定样线方向后，沿确定的方向拉皮尺，皮尺与地面平行，样线长11米，样线上垂直于大地的、距地面1.8m高的截平面为一个样方；(3)截平面布置每个截平面从抽样点开始的0～0.9m调查可燃物深度，0.3m和1.2m两点调查腐殖质深度，0～1.8m点数0～0.6cm、0.6～2.5cm倒木质个数，0～3m点数2.5～7.6cm可燃物个数，0～11m测量截平面截交的≥7.6cm可燃物交点直径(图2)；记录抽样点的角度坡度；(4)可燃物深度测量从抽样点开始的0～0.9m截平面分三个0.3m区间记录3次可燃物深度(图2)，精度±3cm；可燃物深度指区间内死可燃物最高截交点到区间内凋落物底层的垂直距离，高过1.8m的不算，凋落物包含森林地面上刚落下的树叶、松针、树皮、果实、花粉球等；(5)腐殖质深度测量用塑料直尺在距离抽样点0.3m和1.2m的截平面下方两点测量腐殖质深度，精度±3mm，如果这两点有树桩则向下平移0.3m测量；腐殖质包括半分解、全分解凋落物；若朽木的中轴线在腐殖质层，则腐殖质层深至朽木最底部；若朽木的中轴线在腐殖质层之上的凋落物层，则朽木不算腐殖质，按下面“(6)b”的朽木点数；(6)点数规则a、点数倒细木质可燃物点数与截平面相交的0～0.6cm、0.6～2.5cm、2.5～7.6cm三个径级的倒木质可燃物个数，径级划分以可燃物在截交点的倒木质可燃物自身直径为准，自身直径与倒木质长轴线垂直；b、倒粗木质可燃物测量测量所有与截平面相交的直径≥7.6cm的倒木质可燃物的自身直径，在截交点测量，精度±2cm，用直尺衡量即可；分朽木、良木两种分别记录；c、倒木质可燃物包括折断倒下的枝条、树干，仍然与活立木相连的死枝不算；如果折断的枝丫挂在树上，离地面高于1.8m的不算；弯曲枝条与样线相交两次以上的，每次都算；如果截平面与倒木质可燃物末端少许相交，算半个；球果、树皮、松针、草、花粉球均不算倒木质可燃物，它们是由“(4)”测量的凋落物；(7)优势种记录记录抽样调查区0～2.5cm倒木质可燃物组成的前三优势种，估计各种所占比例，在后面的计算中将根据这些信息决定各径级细木质可燃物的平均直径和比重；缺乏直径平均值信息的树种，在现场测每个径级的平均直径，混交林某一径级倒细木质可燃物的平均直径计算公式为：d2＝p1d12+p2d22+p3d32；式中：d-为复合平均直径，p1、p2、p3-为三个优势种所占比例，d1、d2、d3-为三个优势种各自的平均直径；如...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小荣，彭玉华，谭一波，欧芷阳，何琴飞，
申请(专利权)人：广西壮族自治区林业科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45