全 文 ：第 1 卷 第 3 期
1 9 8 8 年 6 月
林业 科学研究
FO R E ST R ESE A RCH
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3
1 9 8 8
微机技术在林带规划设计中的应用 .
防护林带和林网在午早、 半干旱地区对农田起着重要的保护作用。 多年来 , 人们一直在
研究具有最佳防护效果的林带和林网 , 但多数研究都很难在生产上应用推广 。 为此 , 周士威
等人从 1 9 8 0年开始着手研究解决这一问题 , 最后提出了一个新的定量指标—隙 高 比 (即行内株间的平均树冠间隙与林带平均高的比值 ) , 这一指标的提出 , 不仅解决了防护林营造和管
理上存在 的某些问题 , 也为在防护林的规划设计巾应用微机技术奠定了基础 。本文旨在该研究
的基础上 , 编制了一套应用于防护林规划设计的程序 。
一、 关于除高比的研究
林带的动力效应是林带的主要作用。 因此 , 一般用于描述林带防护效果的指标大多与透
风量有关。 很明显 , 对于具有相对规则冠形的树种来说 , 如果株距、 树高和冠径相同 , 其透
风量近于等值(假设树冠内枝叶稀疏程度均等、 行数和行距相同 , 栽植图式一致 )。 本文给出
三种具有规则冠形的模式图 , 在这三种基本模式中 , 株距、 树高和冠径三个因子相互联系 ,
只要有一个因子发生变化 , 透风量就会改变 , 从而影响到防护距离。 这三个因子是生产上经
常应用的 , 也易于测定 。 因此 , 这三个因子可做为评价林带防护效益的定量指标 , 以控制林带
的疏透度 。
厂
义 玉匕飞乞(模式一》 (模式二 )
三种不同冠形 的模式
(模式三 )
在隙高比的研究过程中, 我们发现 , 对某一树种来说 , 在环境条件大致相同时 , 某一年
的树高和冠幅相差不大 。 因此 , 在上述三个因子中 , 株距是一个很重要的指标 , 隙高比就是
在此基础上提出的。 不同行数 , 具有不同隙高比的林带 , 其防护效果以有效防护距离的大小
为评价指标进行野外实侧和风洞验证 , 从中选取各行内具有最大防护效果的隙高比值做为最
佳隙高比的理论值(隙高比研究中所采用的模式见图 1 模式三) 。 以此来推出各年内应具有的
最佳株距 , 从而保证林带处于最佳防护效果的状态 。
如果我们将隙高比值 、 树高、 冠径 、 冠间隙和株距分别用 x ‘、 H 、 D 、 X 和 L 来 表示 ,
则通过下面二个公式计算 , 可得出 1 一 8 行的林带在各年龄应具有的最佳株距 :
X 了= H 才x 价
Lj = 刀i + X j
本文于1 9 8 8 年元月 6 日收到 。
· 本 文承蒙 中国林业科学研究院林业研究所研究员高尚武和副研究员周 士威 的指导 , 特此致谢。
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式中下标 i 和 i分别代表 1 一 8 行和年龄 。
二 、 利用除高比计算最佳株距的程序
通过野外实测和风洞验证 , 我们得到 l一 8行的最佳隙高比值分别为 x = 0 . 0 、 x : 二 0 . 04 、
x s “ 0 . 0 8 、 x 一 “ 0 。 1 3 、 x : = 0 . 1 5 、 x 。 = 0 。 1 9 、 x , = 0 。 2 3 、 x a = 0 。 2 8 。
通过上述简介 , 我们刘一用隙高比经换算得到各年龄下应具有的最佳株距 , 来进行防护林
的规划设计和管理有了明确的认识 。 采用这种方法的关键是计算某一树种(必 须 是具有类似
于模式三冠形的树种 ) 一主各年龄下的干均树高和平均冠径 。 为此 , 我们用 B A SI C语言编了一
套程序(见图 2 ) , 该程序由四部分组成 :
第一部分是墓础数据输入 。 基础数据包括各树龄组下的平均树高和平均冠径以及树龄组
范围 。 首先洽出调查的样本组数 , 了而后按要求由键盘输入数据 。每输完一组数据可重复检查 ,
确认无误后迸入下一组数据的输入 。
牛二部分和第三部分是计算平均树高和平均冠径 , 分别采用夕“ A + B + C分和 万 = A尸 两
种类型曲线来回归模拟。 需说明的是本程序中 , 平坟 一扮高是用 G ra m er ,s 规 贬回归法 , 故要
求 G 今 o , 当 G 二 0 时 , 程序会自动返回最初输数状态 。 在这 种 情 况 下 , 使用者可根据情
况增加或减少一组样本数据后继续输入数据进行计算 。
笙四部分是按公式要求计算各条( 1 一 8 1寸)林带在各年龄下应具有的最佳株距 。
三 、 应用实例与问题讨论
根据野外调查得下表 :
裹 1 新班杨各年龄下的平均树离和平均冠径
树 龄 , a 、 ; , : } , 1 1 ; { : 7
高(了n 、
径( m )
4 8
g 1 ⋯’:::了 ⋯’: :今村冠
起动程序 , 按显示屏的提示输入数据 , 其结果 (包括显示屏和打印机)如下 :
R U N
防护 林带设计程序
输入午龄一川高 , 冠径 样本组数 5
输入样本巾蚁大 , 最小年龄 M A X , M IN 17 4
输入年龄数据
A G E ( l) = 4
A G E (2 ) = 8
A G E (3 ) = 1 1
A G E (4 ) = 14
A G E (5 ) = 17
需要重新检查年龄数据吗 ?
检查— Y , 不检查— N N输入树高数据
3 期 程致力 : 微机技术在林带规划设计巾的应用 3 4 7
一—一一 -一 , 泥 - - 一~ 一一—
X l( 1 ) 0
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入l〔7 ) 二 今 . : 3 X l‘吕
X l(3》二 0 。0 8
X I( 6 ) = 0
. 飞白
开 始
r 样本组傲 N
. 大皿刁年胎M A X .M I卜
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年幼A G E (I)
材高SC ( I)
冠径G J (I)
I> MA X ?
是
否
冠 f.1 味 X (I) 二 S G 〔IJ* X l(J- )
株距 L (l) 二 X (I) + G J (l、
S C r l, 一 A G E (I)应幼似合 子程 序 I
打印 L (互夕
R E T U R N 子性序 兀
G J (!)一A C E( I)曲线拟合
R E T U R 入
幼 束
图 2 程序流程图
SG (1 ) 二 3
.
7 7
SG (2 ) = 7
.
4 8
SG (3 ) = 1 1
。
9
SG (4 ) = 17
。
l
SG (5 ) = 1 9
。
2
需要重新检查树高数据吗 ?
检查— Y , 不检查— N N输入冠径数据
G J (l) = 0
。
7 5
G J (2 ) = 0
.
9 1
G J (3 ) = 1
.
1 6
G J (4 ) = 1
。
3 7
G J (5 ) = 1
.
4 4
需要重新检查冠径数据吗 ?
检查— Y , 不检查— N N上述打印结果为理论值 , 具体设计时 , 要根据实际情况来处理 。 这部分内容 请 参阅《钵
3 4 8
表 2
林 业 科 学 研 究 1 卷
各条 ( 1 一 8 条 )防护林在各年龄下应其有的株距
蒙 株距(m )
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‘ 1 5 } ‘ 7 , } 1 1 } 1 2
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带防风效应的实验》一文 (林业科学 , 19 87 , 23 ( 1 ) ) 。
本程序是 在 I BM PC / X T 微机上通过的。 如果在其它类型计算机上运行 , 则需对程序
的某些指令加以修改。 此外 , 第二部分和第三部分为子程序 , 所以 , 可根据实际情况 , 自行
选择其它适宜的曲线来拟合树高和冠径。
根据公式可看出 , 冠径误差对计算结果影响很大 。 因此 , 对用回归方法来拟合冠径的精
度要求比树高要大 。
需指出的是 , 本方 法适用于任何树种 , 只要满足模式三所示的冠形 。 确定了林带的树种
(用于模拟树高和冠径 ) 、 行数和行距 , 运用最佳隙高比就能设计和营造出具有较好防护性能
的林带 。
(中I 林科院林研所 程致力 )
《观 赏 树 木 修 剪 技 术》
邹长松 编若
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