树干解析
第七章树木生长量测定习题
第七章 树木生长量测定习题一、填空题1．施耐德材积生长率的公式为 ，式中 。
2．树木生长包括 、 、 基本过程。
3．Logistic 方程 、Gompertz 方程 和单分子式 。
4．树木生长量分为 、 、 、 、 等五类。
5．某解析木长7.9米，用一米区分段区分，则梢头长度是 米。
6．一定期间内某调查因子的生长量即为 生长量。
7．总平均生长量是 被 所除之商。
8．典型的树木总生长量曲线是呈 形。
9．树木生长率是某调查因子的 生长量与 的百分比。
10．测定树干材积的三要素 、 、 。
二、名词解释1．树木的生长方程2．理论生长方程3．树干解析4．普雷斯勒生长率公式5．定期平均生长量三、简答题1．Richards 生长方程的生物学假设。
2．简述树木生长的特点。
3．简述树木年龄的测定方法。
4．树木连年生长量和平均生长量之间的关系。
四、论述题1．推导说明Mistcherlich （单分子式）生长方程（)1(kt e A y --=式中：A ，k 为方程参数；y 为林木大小；t 为年龄）性质，并说明其适用于描述何种生长曲线类型。
2．推导说明理查德生长方程（c kt e A y )1(--=式中：A,k,c 为方程参数；y 为林木大小；t 为年龄）性质，并说明其适用于描述何种生长曲线类型。
五、证明题1．推导Gompertz 生长方程,并讨论其性质。
2．树木的生长率与时间平方的倒数成正比，试推导该生长方程，并讨论其性质。
(提示：请代入边界条件求特解)六、计算题1．某一树高3年,6年和9年时的总生长量分别为1.2cm,2.6cm,5.0cm, 试求各龄阶平均生长量及连年生长量。
2．有两株树做树干解析（按等长区分），一株H=29.3米，一株H=8.7米，问各树梢底径位置及截取圆盘的个数。
3．一株落叶松人工林树高总生长方程为：t e H /64.185.32-= 试计算该树30年（t=30）时的树高连年生长量。
4．某一株树高3年和6年时的总生长量分别为1.0m ，2.6m ，试计算5年时的树高。
实验十 树干解析
1.2解析木的选取与测定
解析木的选取 选取2种优势树种的优势木，中等木和被压木各1 株，即每块标准地共选择解析木6株。 解析木的测定 在每块标准地附近、具有相同生长条件的林分中 按所计算的各优势树种的平均胸径和树高，选取 冠形良好、生长正常、无病虫害的解析木。在解 析木伐倒以前，应记载它所处的立地条件、林分 状况、伐倒前，应先准确确定根颈位置，并在树 干上标明胸高直径的位置和南北方向。
树干解析
截取圆盘
树干解析
1.2解析木的选取与测定
圆盘扫描 将圆盘带回实验室，用扫描仪扫描后将图像输入 计算机，使用年轮分析系统（WinDENDROTM V6.5）测量南北和东西两个垂直方向上的各圆盘 年轮数和各年轮的宽度。将上述解析木测定因子 填入到解析木调查表中.
1.3生物量的测定
① 树干生物量测定 树干鲜重在野外采用全部称重法。具体方法： 称取各区分段的树干鲜重，精确到0.1Kg，各区分 段的总和即为全树干的鲜重。 在各区分段中央位置截取圆盘，作为样品并称其鲜 重。 将圆盘的树皮剥下，作为树皮样品，再称其鲜重， 将去皮圆盘和皮样品置于105℃恒温下烘干6－8小 时至恒重。
1.3生物量的测定
⑤
I.
含碳率的测定
将烘干的树干、枝、叶、根、倒木、灌木、草本、 枯枝落叶、半分解层的样品各50克左右装到塑料 袋中，并标注样品名称。 将取回的样品进行粉碎：树叶、枯叶和半分解物可 以直接用小型粉碎机进行粉碎，粉碎完所得到的样 品过100目的筛子，重复此步骤直至样品全部从 100目筛子通过； 以上粉碎后的植物样品放入烘箱，在105℃下烘6 小时，然后在电子分析天平上称取样品50mg左右， 将其放入和碳氮分析仪（multi N/C 2100S）配套 的坩埚，并对坩埚进行编号，依次放入碳氮分析仪 进行含碳率测定。
基于Excel函数及图表工具的树干解析方法
基于Excel函数及图表工具的树干解析方法梁林峰【摘要】根据树干解析计算原理,利用Excel函数和图表工具,建立树干解析木各龄阶树高、梢长、梢底直径和材积计算模板,通过解析木生长过程分析数据,可以直接利用其图表工具绘制胸径、树高、材积生长量曲线和树干纵断面图.该模板适合于任何区分方式的解析木计算,具有界面直观、易于理解、操作简单的特点.单纯利用Excel工作表即可完成树干解析的全部工作.【期刊名称】《林业调查规划》【年(卷),期】2015(040)006【总页数】6页(P11-16)【关键词】树干解析;Excel函数;图表工具;计算模板;解析木生长过程;生长曲线;树干纵断面【作者】梁林峰【作者单位】山西省林业调查规划院,山西太原030012【正文语种】中文【中图分类】S711;S758.1;S758.6树干解析是林业调查、森林经营、科研教学等工作中的一项重要内容，是研究树木生长过程的基本方法。
其内业计算可以用图解法手工计算，或用计算器编程计算[1]，也可以利用Basic、VB、Delphi等多种语言编制的计算机程序来完成[2-4]，但手工或用计算器计算，其手段较落后，精度偏低，且无法自动制图，而利用计算机语言进行编程又比较繁琐，对非专业人员来讲无法实现，即使获得计算程序，也受操作系统以及软件成本限制，无法实现普遍使用。
目前国内计算机使用最为普遍的Microsoft Office软件中的Excel电子表格组件，不仅具有强大的数据处理和计算功能，而且具有图表制作功能，其计算结果直观易懂，便于使用者学习算法、分析算法和改进算法。
笔者利用Excel软件的内置函数和图表工具，建立了树干解析木各龄阶树高、梢长、梢底直径和材积计算模板，列出了树干解析计算的所有公式函数，绘制了胸径、树高、材积生长量曲线和树干纵断面图，解决了单纯利用Excel工作表完成树干解析全部内业计算分析的问题。
各龄阶树高、梢底直径均采用内插法按比例计算，材积生长率采用普雷斯勒生长率公式，各龄阶梢头长度、材积及各因子生长过程值计算采用常规方法[5-6]。
4-2 树干解析
2、测量各个龄阶的直径
• 每个圆盘都要用直尺、卡尺沿东西、 南北方向量取各龄阶直径，分别记入 表格的相应栏内。单位用厘米，精度 取小数点后一位。
断面
圆高
盘
d
号 年轮
SN 20.7 平均 19.7
E W 15.7
SN 17.8 平均 16.8
E W 14.0
SN 15.6 平均 14.8
E W 11.8
SN 12.4 平均 12.1
E W 8.8
SN 10.0 平均 9.4
E W 6.8
SN 7.6 平均 7.2
E W 4.8
SN 5.2 平均 5.0
d 6 / 0.0792 0.0443 0.0344 0.0230 0.0139 0.0081 0.0039
14.6
11.8 0.0275 12.4
12.1
8.8 0.0176 9.4
9.1
5.6 0.0101 6.2
5.9
3.4 0.0055 3.4
3.4
0.0023
d
V
10
11
17.0
/
19.4
18.2
13.5 0.0563 14.5
14.0
9.8 0.0335 10.4
10.1
7.8 0.0230 8.6
盘直径时，用下面直径和相应高度按比 例求出。
梢底直径也可按图解法测定。
6、计算各调查因子各种生长量
• 用生长量公式分别计算各龄阶的树高、直 径和材积总平均生长量和定期平均生长量。 用普莱斯勒生长率公式计算各龄阶的材积生 长率。用形数公式计算各龄阶的形数。把计 算结果填入相应栏中。
测树学复习重点
测树学复习重点（1）中央断面积式：（2）平均断面积式：式中：为树木材积，为树干长度，、及分别为树干中央和两端的横断面积，按计算，为树干直径。
直径单位：cm，保留一位小数。
树高：m，保留2位小数。
体积：小数4-5位有效数字注：公式来源是把树干当做抛物线体。
由干曲线式，取旋转积分而得。
关于上两个基本公式的误差性质：·很显然，当r=1 或0 时，两式均无误差且相等；·当r>1 时，平均断面积式产生偏大误差，而中央断面积式则产生偏小误差；·当0<r<1 时，两式误差则与r>1 的情况完全相反，即平均断面积式产生偏小误差，而中央断面积式则产生偏大误差。
继而得出如下牛顿经验公式：区分求积的目的：为了提高木材材积的测算精度或是减少材干求积的误差，根据树干形状变化的特点，可将树干区分成若干等长或不等长的区分段。
形数：树干材积与比较圆柱体体积之比称为形数⑴胸高形数：以胸高断面积为比较圆柱体的横断面的形数称为胸高形数。
以f1.3表示，其表达式为：f1.3=V/g1.3h 式中：g=π/4d21.3 g1.3为树干胸高断面积，h为树高转换成相应的立木材积式：V= f1.3 g1.3h⑵实验形数：林昌庚提出实验形数作为一种干形指标。
实验形数的比较圆柱体的横断面为胸高断面，其高度为树高(h)加3m ，记为f 3。
按照形数一般定义其表达式为：f 3 =V/ g1.3 （h+3）⑶形率：树干上某一位置的直径与比较直径之比称为形率。
其一般表达式为：q x=d x/d z(式中：q x—形率，d x—树干某一位置的直径，d z—树干某一固定位置的直径，即比较直径)，由于所取比较直径的位置不同，而有不同的形率。
分胸高形率、绝对形率。
⑷胸高形率：树干中央直径d1/2与胸径d1.3之比称为胸高形率。
用q2表示：q2= d1/2 / d1.3胸高形数与胸高形率的关系：（1）f1.3= q22（此式是把树干当作抛物线体时导出的）；（2）f1.3= q2 - c（c≈0.2）；（3）f1.3=0.140+0.66q22 +0.32/q2h.(此式为希费尔公式，应用较广)测树高的方法：（1）布鲁莱斯测高法的方法：布鲁莱斯测高器是目前我国最常用的测高器。
树干解析实习报告
树干解析实习报告本次树干解析实习，我有幸参与了一家新型创新企业的工作，负责的是树干解析方面的项目。
在实习的两个月中，我得到了很多的经验和学习机会，下面就对此作一些总结和分享。
一、实习内容我们的公司主要从事的是树干解析方面的研究工作，我所参与的项目是针对树木生长特征的分析与预测。
该项目的主要目标是通过对树木生长的各项因素进行数据分析，提高我们对树木生长趋势的预测能力，为森林资源保护提供更加精准的数据支持。
在实习期间，我的主要工作是将已有的树木生长数据进行整理和分析，并对数据进行可视化展示，使得数据可以更加易于理解和应用。
同时，我也参与了团队内部的数据思维训练和交流分享，并通过课程学习和现场实践，逐渐了解了树木生长预测的相关知识和技能。
二、所学到的知识和技能在这次实习中，我学到了很多与树干解析相关的知识和技能。
其中，最主要的包括：1.数据分析与处理的方法。
在项目中，我们需要对大量的树木生长数据进行分析和处理，我学会了如何使用专业的软件和工具进行数据的清理、预处理、统计和可视化等工作，这为后续的数据分析工作提供了有力支持。
2.机器学习的应用。
在树木生长预测的项目中，机器学习技术是必不可少的，我了解了机器学习的基本概念和分类模型，并参与了模型的训练和优化工作，不断提高了模型的准确度和稳定性。
3.团队协作的能力。
在实习期间，我有机会与各个岗位的同事一起工作，从中了解了团队协作的重要性和方法，学会了如何与不同风格和技能的同事合作，如何适应团队的文化、工作节奏和管理方式。
三、实习心得通过这次树干解析实习，我对未来的职业规划有了更加清晰的思路。
首先，我意识到数据分析和机器学习技术在新型创新企业中愈加重要，不论在人工智能、物联网、金融科技等领域，都需要这些技能。
其次，在一个高速发展的行业中，对于知识和技能的更新和适应也是必不可少的。
最后，团队协作和人际沟通的能力也是工作中非常关键的一环，需要时常进行思考和练习。
本次实习让我深刻体会到了“学以致用”的重要性，只有将所学习的理论知识应用于实际工作中，才能够获取更多的实践经验和知识积累。
第七章——树木生长量测定
平均生长量的主要用途 ：
(1)可根据同一生长期平均生长量的大小来比较不同树种在 同一条件下生长的快慢或同一树种在不同条件下生长的快
慢。
(2)材积平均生长量是说明平均每年材积生长数量的指标。 在树木或林分整个生长过程中，平均生长量最高的年轮叫 数量成熟龄，是确定林木采伐年龄的依据之一
三、连年生长量与平均生长量的关系
生长量相等，即Z(t)＝θ(t)时，两条曲线相交。对树木材积来 说，两条曲线相交时的年龄即为数量成熟龄。
(4) 在总平均生长量达到最高峰以后，连年生长量永远小于平
均生长量，即Z(t)＜θ(t) 。
第五节 树木生长率
一、生长率的定义
生长率是树木某调查因子的连年生长量与其总生 长量的百分比，它是说明树木相对生长速度的， 即 Z (t )
• 如上例中的Richards方程：
1 dZ (t ) d 2 y (t ) A c c 1 A 1 2 rc y (t )1 ( ) 1 ( )( )c 2 dt dt y (t ) c y (t )
• 若令
dZ (t ) 0 dt
• 由此可得
V g H f V g H f
• 即： P Pg PH Pf 2PD PH Pf V • 假设在短期间内形 数变化较小(即)，则材积生长率近
D2
用
g
同除上式的两边，得
Pg 2PD
即断面积生长率等于胸径生长率的两倍
三、各调查因子生长率之间的关系（2）
（2）树高生长率(PH)与胸径生长率(PD)的关系 假设树高与胸径的生长率之间关系满足相对生长D(t ) dt
即林木的树高与胸径之间可用如下幂函数表示
树干解析
实验一树干解析一、基本概念1、树干解析沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘,根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测,计算树木各因子(胸径、树高、材积等)各种生长量(总生长量、平均生长量、连年生长量等),拟合生长方程或绘制生长曲线,分析树木生长过程。
2.平均生长量与连年生长量的关系(1)当平均生长量随年龄增加而增加时,连年生长量大于平均生长量;(2)当平均生长量取得极值时,连年生长量与平均生长量相等;(3)当平均生长量岁年龄增加而下降时,连年生长量小于平均生长量;(4连年生长量波动幅度比平均生长量大,峰值较平均生长量大且早。
二、树干解析的外业工作1、解析木选择、生长环境记载一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。
2、解析木伐倒与测定伐倒前,准确标明根颈位置,实测胸径,并在树干上标明胸高位置与南北(或其它)方向。
应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系,并绘制树冠投影图等。
伐倒后,先测定由根颈至第一个死枝与活枝的长度,然后打去枝丫,在全树干上标明统一方向(如北向等)。
测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径,必要时需用称重法求出枝条材积。
3、解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段,区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似,通常在每个区分段中央处截取圆盘。
由于胸高直径的生长过程就是树干解析重要因子之一,故胸高处必须截取圆盘,不足一区分段长的树干顶部为梢头,在梢头底位置也需截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直,以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面,用于查数年轮与量测直径。
圆盘厚度视树干直径大小而定,一般以22～～55cmcm为宜。
在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度,根颈处圆盘为00号盘,其它圆盘应依次向上编号。
此外,在00号圆盘上应加注树种、采伐地点与时间等。
三、树干解析的内业工作1.查定各圆盘年轮个数将圆盘工作面刨光(以便查数年轮),过髓心划相互垂直两个方向直径线,查数各圆盘年轮个数。
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水土保持与生态工程专业三年级姓名日期2015/11/22
实验一树干解析
一、基本概念
1.树干解析
沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘，根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测，计算树木各因子（胸径、树高、材积等）各种生长量（总生长量、平均生长量、连年生长量等），拟合生长方程或绘制生长曲线，分析树木生长过程。
2.平均生长量与连年生长量的关系
(1)当平均生长量随年龄增加而增加时，连年生长量大于平均生长量；
(2)当平均生长量取得极值时，连年生长量与平均生长量相等；
(3)当平均生长量岁年龄增加而下降时，连年生长量小于平均生长量；
(4连年生长量波动幅度比平均生长量大，峰值较平均生长量大且早。
二、树干解析的外业工作
1. 解析木选择、生长环境记载
一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。
2.解析木伐倒与测定
伐倒前，准确标明根颈位置，实测胸径，并在树干上标明胸高位置和南北（或其它）方向。
应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图等。
伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝的长度，然后打去枝丫，在全树干上标明统一方向（如北向等）。
测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径，必要时需用称重法求出枝条材积。
3.解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段，区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似，通常在每个区分段中央处截取圆盘。
由于胸高直径的生长过程是树干解析重要因子之一，故胸高处必须截取圆盘，不足一区分段长的树干顶部为梢头，在梢头底位置也需截取圆盘。
截锯圆盘应尽量与干轴垂直，以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面，用于查数年轮和量测直径。
圆盘厚度视树干直径大小而定，一般以22～～55cmcm为宜。
在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度，根颈处圆盘为00号盘，其它圆盘应依次向上编号。
此外，在00号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等。
三、树干解析的内业工作
1.查定各圆盘年轮个数
将圆盘工作面刨光（以便查数年轮），过髓心划相互垂直两个方向直径线，查数各圆盘年轮个数。
方法是：
⑴在00号盘两条直径线上，由髓心向外按每个龄阶（33年、55年或1010年等）
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标出各龄阶位置，剩余年轮个数若不足一个龄级年数，则作为不完整龄阶。
⑵在其余圆盘的两条直径线上，要由圆盘外侧向髓心方向查数并标定各龄阶的位置，首先标出不完整龄阶位置，然后标出完整龄阶。
2.标定各圆盘各年轮年龄并量测各年（或龄阶,下同）直径
量测各圆盘两条直径线上各龄阶的直径，取两个方向上同一龄阶的直径平均数为该龄阶直径。
3. 计算生长至各圆盘高度所需年数并计算各年树高
树龄与各圆盘的年轮数之差，近似作为树木生长到该断面高度所需要的年数，即表格中第（5）列数据的值是用50-（4）得来。
根据断面高度（纵坐标）以及生长到该断面高度所需要的年数（横坐标）绘出树高生长过程曲线，各龄阶树高，可从曲线图上查出，也可用内插方法按比例算出，详细计算结果见文末图表。
4.绘制树干纵断面图
以直径为横坐标，树高为纵坐标，绘纵断面图，纵断面图直径与高度比例要恰当。
5.计算各年树干材积
各龄阶材积按伐倒木区分求积法计算。
除最大年龄带皮和去皮材积可直接计算
水土保持与生态工程 专业 三 年级 姓名 日期 2015/11/22
外，其它各龄阶材积计算，首先需要确定某具体龄阶的梢头长度，它等于该龄阶树高减去等长区分段的总长度，由此可知梢头底断面在树干哪个具体位置，然后再根据梢头底断面位置来确定梢头底直径大小，它可从树干纵断面图上查出，也可根据圆盘各龄阶直径量测记录用内插法按比例算出。
在所给表格中，40年树木的材积公式计算如下：
依次类推可算出其余各年份树木材积。
6 计算各年胸径、树高、材积平均生长量与连年生长量
7计算各年材积生长率、胸高形数并绘制相应生长曲线
一般情况下，应包括胸径、树高和材积的总生长量、连年生长量和平均生长量，并计算材积生长率。
计算公式如下：
年龄 胸径 树高 材积
平均生长量 连年生长量 平均生长量 连年生长量 平均生长量 连年生长
量 10 0.000 0.000 0.090 0.09 0.000003 0.00003 20 0.075 0.150 0.125 0.16 0.000028 0.00005 30 0.196 0.440 0.186 0.31 0.000286 0.00080 40 0.210 0.250 0.240 0.40 0.007565 0.02168 50 0.200 0.160 0.230 0.22 0.001076 0.00236 树龄 10 20 30 40 50 Pv(%) 20 17.97 17.59 15.14 5.6 f 1.3
1.24
0.56
0.57
0.58
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8绘制胸径、树高及材积总生长量曲线以及它们的平均生长量与连年生长量曲线为了更直观地表示各因子随年龄的变化，可将各种生长量绘成曲线图。
树龄（年）10 20 30 40 50
胸径总生长量（cm） 1.5 5.9 8.4 10
树高总生长量(m) 0.9 2.5 5.6 9.6 11.8
材积总生长量(m3) 0.00003 0.00058 0.00858 0.03026 0.05381
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圆盘号圆盘
高度
(m)
年轮
数
达圆盘
高年数
各龄阶直径 (cm)
50
40 30 20 10
带皮去皮
（1）（2
）
（3
）
（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）
0 0.0 50 0 12.9 12.1 10.5 6.6 2.9 1.1
1 1.3 35 15 10.0 9.5 8.4 5.9 1.5
2 3.6 25 25 9.
3 8.8 7.
4 3.0
3 5.6 20 30 8.0 7.6 5.9
4 7.6 17 33 6.4 6.0 3.3
5 9.
6 10 40 4.0 3.6
6 10.6 5 45 2.1 1.9
各龄阶树高(m) 11.8 9.6 5.6 2.5 0.9 各龄阶梢头长度(m) 1.2 1 1 2.5 0.9 各龄阶梢头底直径(cm) 2.1 1.9 1.7 1.5 2.9 1.1 各龄阶树干材积(m3) 0.05381 0.04745 0.03026 0.00858 0.00055 0.00003。