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1、主 一九八年一第四期南京林产工业学院学报 JOURNAL OF NANJING TECHNOLOGICAL COLLEGE OF FOREST PRODUCTS 用点抽样进行森林连续清查的研究林昌庚彭世捺(南京林产工业学院刘世荣邹步明广西林业勘测设计院Na4 1 9 8 1 用点抽样进行森林连续清查，国内外都有采用。如“席卷美国南部的森林清查新体系“5 J和北欧三国的全国性连续清查都是以点抽样为基础。我国广西1977年开始的各级森林连续清查也采用了点抽样(角规控制检尺。实践表明，用点抽样进行连续清查，不仅可能产生蓄积偏小误差，还可能产生断面积生长量的测算方法和精度问题2J。因此，国内外对此法的
2、实践可行性存在着疑义。有必要对此法的实践可行性在理论和实践上作进一步的研究。本文主要探讨了点抽样的效率、偏差及估计资源变化的方法和精度问题。所用资料是以广西自治区用点抽样进行连续清查的2909个样点的生产性调查数据为基础，因为只有这样才能真正检验出这种方法在实践中所产生的问题，并找出相应解决办法。此外，为了对比分析，1980年复查时从全区2909个固定样点中又系统抽取了约%的样点共717个)，以样点为中心设置了面积为一市亩的方形样地717块进行每木调查，用之与相应样点的角规控制检尺调查结果作对比分析。同时还进行了一些模拟试验和理论分析。研究结果介绍如下s一、关于点抽样的效率对点抽样的具体效率问
3、题，目前许多研究者有着不同的评价。我们的研究表明，点抽样并没有一种固定不变的效率，受森林状况和试验方法影响极大。据L.R.格罗森堡在美国南部的试验川，断面积系数K= 10平方英尺/英亩(2.30米2/公顷的点抽样与面积%英亩(约0.1公顷的样地抽样相比，前者材和、变动系数为96%，后者为87%。为达到相同的精度，前者虽要增加20%的样地，ff!量翻IJ时间则少得多。据R.H.肯德尔等人在加拿大的试验4)为得到相同精度的断面积估计值，对于异龄林，K= 10平方英尺/英亩的点抽样所需样点数是0.2英亩约0，08公顷)常规样地的3.1倍，f费可(2)个别地段大径木密集，单位面积蓄积很高。这两种极端情
4、况的林地如果被抽中，对方形样地的效率影响极大，而对点抽样则影响不大尤其是前者)0本区711块样地中就膏两决这样的样地，单位面积上的平均蓄积量分别达500和2 接2根据2909个样点求得的广西全区不同K值的变动系撇 KI 1 I4 I25 9 变动系数(%)I 180.9 队12川| 肌3肌3700立方米，其蓄积值落在8倍样本标准差之外的区间里。如果去掉这两块样地，则有下列结果z中k唱EeFH 町t川2.25 4 - 188.4 200.6 这时，与表1中相应的变动系数相比，不同K值的点抽样变动系数下降很少(4%左右)，而方形样地的变动系数则下降很多(28%)，其变动系数减小到与K=2.25的点
5、抽样相接近。可见点抽样在直径变化大、林相复杂的森林中的变动要稳定得多。其原因在于z点抽样是一种与林木直径大小成比例的不等概率抽样，它的扩大圆半径随直径大小而变化。在上述林分中，点抽样的扩大圆半径急剧增加，扩大困面积(相应于样地面积)也相应迅速扩大，从而缓和了变动，即点抽样有一定的应变能力，其可变样圆面积随直径的粗细而伸缩。而方形样地则不具备这一特点。例如，假定有一株胸径150厘米的树落于一市亩方形样地内，换算成一公顷面积，这一株树就会使该样地每公顷蓄现增加三百多立方米，而用角规测树，若K= 1，这株树不管直径有多大，每公顷只能有一平方米断面积，只能增加蓄积二十多立方米，从而大大缩小了极值，降低
6、了变动系数。这正是在林相很复杂情况下点抽样效率远高于方形样地的一个极重要原因。广西就属于这种情况。变动系数的这一特点在一定程度上也反映在不同龄组的变化上(见表3)。费3用材林不同龄组不同K值的点抽样与方形样地的变动系数对比AOOOO-nU Qd。ophu-哼4从表3可营出I(1)幼林蓄积变动系数最大，中龄次之，最低是成熟林;(2)不同K值的点抽样变动系数之间的差别也以幼林最大，成熟林最小;(3)与不同K的点抽样相比，幼、中龄林方形样地的效率最好，变动系数与K= 2.25的点抽样相接近，成熟林则方形样地效率很低，变动系数比K=9的点抽样还大。 广西各不同地区的变动系数调查值变化更大，极端的情况是
7、s百色地区方形样地的变动系数比任一种K值的点抽样都大，而河池地区则反过来，方形样地的变动系数比任一种K值 -a一的点抽样都小见表。产生这种极不正常现象的原因除森林状况不同外-样地数不够多所引起的较大抽样误差显然起着重要作用。费4广西不同地区不同K值点抽样和方形样地的蛮动系戴对比 可1 2.25 4 I 9 I方形样地样c“ IC，/C方c“ IC，/C方c“ IC，/C方c“ IC，/c方c“IC，/C方c“IC，/c方地(%) I C%) (%) I C%) (%) I C%) (%) 1 C%) 1(%) I C%) 1(%) I C%) 数全区179.5 83 190.6 88 238.
8、8 110 717 桂林139.2 98 145.5 102 152.5i 107 165.81 116 183.8 129 142.51 100 98 玉林164.6 100 178.3 108 176.91 108 195.31 119 235.4 143 164.5 100 59 南宁180.,( 97 180.1 96 186.6 100 197.4 106 218.1 117 186.7 100 108 梧州134.7 73 127.9 69 140.6 76 144.3 78 185.7 101 184.5 100 92 柳州179.8 96 189.4 101 202.5 108
9、 232.6 124 246.6 132 187.5 100 87 钦州194.0 121 213.6 133 246.1 153 250.2 156 294.6 183 160.9 100 57 百色177 .1 76 186.0 79 190.7 82 196.3 84 216.7 93 233.7 100 137 河池230.5 103 250.1 111 260.0 116 282.6 126 287.5 128 224.6 100 79 根据以上试验结果可得出结论s点抽样的效率受森林状况影响很大，林相愈复杂，林木直径变化愈大尤其在林区中存在特大径木时)，成熟林比重愈大，点抽样效率愈高
10、。因此，不能脱离具体森林对象而抽象地谈论多大的K值点抽样效率可相当于多大面积的方形样地，一市亩面积的方形样地的变动系数有时可能低于K=l的点抽样，有时则可能高于K=9的点抽样，变化很大。此外，为了确切了解某一具体林区的点抽样效率，样本单元数必须充分多，否则难以反映真实情况。二、关于点抽样的偏羞点抽样在理论上的无偏性早已被许多研究者所确证。正如F.洛茨所指出的“从理论观点讲，毕特利希的角度计数法是一种绝对无偏的抽样方法“6。在这方面我们也做了一个模拟试验。把直径不同的样木值随机散布在方格纸上，然后在此纸上系统布设了36个模拟角规观测点，分别按K=l、2.25、4、6.25、9进行模拟角规观测试验
11、，结果如表5。囊5不同断面积系擎的点抽样模拟试验结果K 111I 4 I 9 平均断面积(米z/公顷)115.43 1 15.8剖115.28 14.7刊6 15.50 % I 100 I 102.5 99.0 95.7 100.5 从表5可看出，尽管由不同K值求得的平均每公顷断面积不完全相等，但差别很小，且与K值大小无关，显然是抽样误差而不是偏差造成。这一结果表明，点抽样只要实践中能认真仔细执行，没有漏测和错测，则不论用何K值，都可求得总体的无偏估计值。遗憾的是，正如F.洛茨所指出的“经验表明，角度计数法往往被执行得太不仔细“IU, 一4-司i飞L, -哺因此往往产生偏差，且大多为偏小误差。
12、据日本西川匡英等人试验61与全林实测相比，K=4的点抽样结果偏小-2.5%，K =2.25的偏小-5.5%，二者均在抽样误差限以内。据日本神户喜久、西汉正久的试验51K = 4的点抽样与方形样地面积0.04一0.1公顷调查结果相比，平均蓄积偏小-2.7一-9.9%，且10次试验中有3次差异显著(t检验)，与圆形样地相比，则有大有小。从国内已发表的试验结果看，点抽样与全林实测相比，几乎全都偏小。如云南1974年试验!81,K = 1的角规调查偏差为-24.1%。湖北的两次试验7，91，K=1的偏差分别为-17.6%和-2.5%。广西1976年的试验也有类似情况11。各次试验的偏差大小差异很大，显
13、然与林相复杂程度和工作仔细程度以及试验方法有关。从理论上判断，对于角规控制检尺，如果象广西连续清查这样，用皮尺量水平距，围尺量胸径胸高位置是实测根颈以上1.3米处)，则由点抽样所得总体蓄积一般只会产生人为偏小误差，极少可能产生偏大误差。这是因为由样点中心到检尺木的水平距由于坡度等因素的影响通常容易量得偏大，加上地形复杂，下术多，有些检尺木距样点中心太远，使应计数的控制检尺木极易漏测而极少可能多测。如果这种依据一般推理所得的判断是正确的，则广西根据K=l的角规控制检尺求得的全自治区总蓄积应该会有偏小误差。有必要想出妥当办法对这一重要问题进行严格的检验。(-)关于点抽样锦量问题的检验为了检验上述判
14、断是否正确，考察广西的点抽样生产性成果是否确实存在偏小误差，我们采用了两种试验办法:(1)根据每个样点K=l的各检尺木的胸径以及样点到检尺木的水平距的实测值，在内业按照K= 2.25、4、6.25、9对胸径和水平距比值的不同要求，分别挑选出各种K值的相应检尺术，并据之求算出不同K值的各个样点蓄积和总体蓄积。如果K=l的外业观测存在着漏测偏差，!i!U当内业扩大K值后，必能在一定程度上排除这种漏测，使内业由较大K值求得的总体蓄积大于外业直接由K=l观测求得的总体蓄积。(2)把不同的K值求得的总体蓄积与相应位置上方形样地求得的结果进行对比，以与第(1)种检验方法相对照.根据717块方形样地及与之相
15、应的角规点观测结果对比情况见表6。费6由方形样地和不同K值求得的广西全区和不同地区平均每公顷曹职X(米3)对比哼t-OXU哼，. 样地数-H倒四川归盯町um 到纠副叫叫叫叫叫叫叫叫Mta-唱i咱i1i咱id/一-632480283耳川-一咛dnukd咛dnvqdnu到UH刀二x-1lv 4J-Rua4qaoOS仗 i-9“01A14409白1iqu1i-ni9归一-qdvQU。OAVOVA丛ZQd-Et-54 9-EJ一 209962509=-oQdooad月t且uou- =一-44103282OK工VA-dJJUJJJJJJn吨Uan-nuuaA哩，n-4咽qr“唱An4|lill|hMl阳
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