现代电子称重技术发展对森林收获计测的影响

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森林生长量与收获量计测是衡量、评价森林经营成效的重要基赐必要环节。传统上，森林生长量与收获量计测是通过直接量测树干直径、高度等收稿 日期 ：2013-0l-07；修回日期 ：2013-03-12作者简介：薛秀康(1963-)，男，江苏泰兴人，高工，从事造林学、生态学的研究，以及森林资源资产评估调查、核查等工作。Email：xiukangxue###hotmail.con第2期 薛秀康：现代电子称重技术发展对森林收获计测的影响 47性状指标，在分析研究树木形状、林分结构规律及林分特征因子之间关系的基础上，通过建立的经验公式或数学模型估算树干体积，即树木材积、林分蓄积量，其计量单位为立方米。在我国，到 目前为止，木材生产运输、木材交易流通、伐木工人计薪计酬、依法编制的木材采伐限额、森林生长量和消耗量调查预测、林木采伐许可证上规定的采伐量指标等均以立方米为单位计量、计价。我国现行的林业法律、法规、标准、规程、规范、经营数表中，木材计量也都是以立方米为单位，立方米通行天下，以重量对木材计量、计价尚未进入林业政策制定者、科研人员的视野。欧美等发达国家亦是如此(美国和英国、加拿大等英制国家采用板英尺作为木材计量、计价单位)。这可能与木材成为商品之初首先以家具、建筑材料出现有关。但是，这种局面正在悄悄发生变化。

随着森林分类经营工作的进-步深入，为了保护环境，保护天然林资源和生物多样性，各国政府都在采取措施旧能不采或少采天然林，鼓励发展木材替代品，鼓励发展定向培育的工业原料林。在木材消耗结构中，建筑、家具等行业以体积计 的原木原材的消耗量在世界木材及其制品贸易中所占比重呈现逐年下降的趋势。而以重量为计量计价单位的纸与纸浆、木片、松香、橡胶等木制品及非木制品的全球贸易量和所占比重却呈现逐年上升的趋势。世界木浆生产-直保持稳定增势，年增长率约为 1.45%lj↑年来，在我国南方很多地区，例如广西(速生桉树纸浆材、胶合板材，1t折算为0.9m )、江苏苏北地区(速生杨树胶合板材)、安徽滁州市(马尾松、麻栎等树种纸浆材、胶合板材、薪炭材)的交易中，市场上的买卖双方多以重量而不是材积计量计价。以材积计量计价有其固有的局限性，如材积量测的客观公正性、数表的适用性、效率低下等，不仅制约现代市抄济的发展，对市场交易的公平、公正原则也是-大挑战，而且不能适应现代社会的快节奏。应该说，立方米逐渐淡出市场是历史的必然。下面从森林收获计测的历史、现代电子称量技术的发展应用、木材及木制品以体积或重量计量计价的优缺点等方面来分析森林收获计测计价走向重量时代的必然性，以及对林业行业发展方方面面的影响。

1 森林收获计测技术发展历史森林收获计测是个古老的命题，人类对树木计测技术与方法的探索从未停止过。木材是森林培育收获的最主要产品。木材成为商品的早期，计量方法是粗放的。早在几百年前，法国用垛(标准垛约 128立方英尺，相当于3.62m )、德国用两匹马牵引-车装载量为单位计量烧材材积。树木的体积与其直径、高度、干形(尖削度与圆满度)等有关。

因此 ，在实际工作中，森林收获计测通常是抽样实测-定数量树木的直径、高度、干形等指标，通过建立树木体积与这些指标的数学模型，按树种(组)编制测树数表，再按直径(单-指标，-元)，或直径 高度(二元)，或直径高度干形指标(三元)查表确定。数表的精度撒于编表基础数据的代表性、准确性、统-性和选用的数学模型的适用性。据文献记载，世界上最早问世的原木材积表是我国的龙泉码价”，即以杉木原条的粗度、长度和缺陷的有无及大小等来评定，以两”为单位，确定码价后，乘以两”的时价，算出价格。在构成龙泉码价表的测树因子中，眉高(1.7m)围是主要因子，对码价变化起主导作用。它们之间的关系是：码价随眉高围的增加而增加。龙泉码价创始于17世纪40年代中国明代崇祯年间的江西龙泉(现名遂川县)，后相沿成习，成为长江流域杉木产区的木材计量标准，历时300余年，直到1954年我国政府规定木材计量改用公制，全国统-采用以立方米为木材计量、计价单位时，龙泉码价终以封建陋规”废除-2 J。真正现代意义上的原木材积表于 18世纪中叶在欧洲问世。

1786年J.G.克吕尼茨以中央断面积求积式编成了原木材积表(圆柱体积表)。由于测定中央直径不便，其后以小头直径为准的原木材积表得到迅速发展。19世纪初德国林学家 H.V.科塔提出了 树干材积撒于胸径、树高和干形”的理论，并于 1804年发表了第-个现代形式的立木材积表。传统的原木板英尺(长、宽各 1英寸，厚 1英寸)材积表于林业资源管理 第 2期1825年已在美国纽约州使用了，即按原木小头直径和材长预估能锯出以板英尺为单位的板方材积的数表。我国于 1952年编制了第-个全国-般原木材积表，1960年国家林业部颁布了我国第-个测树数表，即杉原条标准和杉原条材积表，其后陆续编制颁布了杉木、马尾松等主要用材树种的-元(带皮胸径)、二元(带皮胸径、树高)、三元(带皮胸径、树高、干形指标)立木材积表、材种出材量表、林分蓄积量表等系列森林计测数表，这些数表在林业生产、科研中得到广泛应用。-元材积表具有使用简便的优点，但 由于没有考虑树高和干形的变化 ，计量材积的精确度欠佳。由于二元材积表考虑树高对立木材积的影响，且树木干形与胸径、树高密切相关，不把干形因子直接作为独立变量编表，理论误差不大，因此发展较快，并成为多数国家的基本材积表。三元材积表同时考虑树高和干形因子，计量材积精度较高，但使用不太方便。综观森林计测技术发展历史，人类虽上下求索几百年，迄今为止，尚没有找到-个既有较高的精度，又可以免除繁重的林木检尺环节的技术方法。尤其需要指出的是，几乎所有的测树数表都只在-定条件下适用，这增加了数表使用的局限性和风险性。虽然已有各种各样的测树数表的存在，但在生产实践中，很容易发现其仍不够用，原因很简单，我国幅员辽阔，各地立地条件千差万别，树种繁多。对于除杉木、马尾松、速生桉、速生杨等主要造林树种以外的绝大多数用材树种，特别是阔叶树，全国绝大多数省区仍使用比较粗放的、按树种组编制的-元材积表。

2 称重技术的应用与发展使木材计量从体积转向重量成为可能森林收获计测与林产品交易以重量计量计价的实现得益于称重技术的应用发展。目前，国内很多衡器厂家都能生产高精度的电子称重设备(电子地磅)。-般电子地磅的误差可以控制在 1% -5%的范围内。北京华瑞京科生产的电子称地磅称重3 O00kg，误差只有 0.5kg(0.02%)。电子地磅广泛应用于冶金、化工、铁路、港 口及工矿企业等。厂家能够根据用户的特定需要，研究开发专门的汽车称重系统，配备智能化称重显示仪表、大屏幕显示器、打愈等，具自动校正，归零去皮功能，适用于路政交警超载检查、路桥收费、厂矿企业原料进出等。

深圳汇银实业开发有限公司生产的WIS系列便携式静动态汽车称重系统采用数字化称重传感器与秤台-体化设计，称重检测精度达 ±2%，称重台的外型尺寸只有 72era x 55em x 3cm，重量只有 25kg(单个)。特别是称重台的高度只有 3em左右，所需引桥很短。因此该系统便于携带、运输以及安装使用。青岛东亚电子衡器有限公司生产的模拟式 SCS全电子汽车衡最大称重量可达200t，具体称重参数如表 1所示。上述厂商生产开发的汽车称重系统完全能够满足木材及其制品交易称重的需要，可大大提高交易效率，大大降低交易成本，充分体现交易的公平、公正原则。

表 1 青岛东亚电子衡器有限公司模拟式 SCS全电子汽车衡称量参数3 基于测树数表以材积计量计价方法的局限性虽然基于测树数表，以材积计量计价这种方法目前在木材采运、交易中广泛应用，但其局限性是比较明显的，主要表现在测树数表模型质量与精度、通用性与适用性、木材检尺的客观性与公正性等方面仍不尽如人意，人的主观因素对计测结果有相当程度的影响。以材积计量计价的前提条件是必须要有-套适用于本地区的测树数表，要进行繁琐的木材检尺，二者缺-不可。

3.1 测树数表使用有-定的局限性第2期 薛秀康 ：现代电子称重技术发展对森林收获计测的影响 49编制原木、原条、立木材积表等测树数表的 目的是研究和建立材积与其它各因子的相关关系，把难以测定的材积指标表示为容易量测的树干直径、长度等因子的函数形式，列出相关数表，供计量材积时查用。数表中所列数值是大量单根木的平均材积值，对某-个体来说，都存在大小不同、有正有负的误差。因此，使用材积表应以测量许多个体求其总材积为目的，才能保证必要的精度，而且森林面积越大，计量个体越多，总材积的测算精度越高；反之，计量个体越少 ，总材积的测算误差越大。样本选取与数量、模型拟合方法以及模型评价是决定测树数表模型质量与精度的3个重要方面。理论上讲，由于-般树种分布范围较广，林木生长受气候、地形、立地条件、经营管理水平等因素影响，各地区间林木生长过程、干形等指标存在较大的差异，不可能编制出-套放之四涸为准的测树数表来 ，只有专门为本地区编制的测树数表才可以放心使用，而且最好是分树种编制。在实际工作中，这是很难做到的。如果本地区(省)没有现成的数表，通常的做法是本地区(省)参照邻近地区(省)编制的数表。

如果邻近地区(省)也没有，只好采用全国的，计测误差无可避免，精度无法保证。

目前，生产上使用的测树数表大多数是20世纪80年代前后根据原始天然林林分结构编制的，比较适合于天然林的估测计量。当前我国森林主要以天然次生林、人工林，特别是人工速生丰产用材林和短轮伐期工业原料林为主，其林分结构、干形指标与天然林存在较大的差异，沿用老表对当前林分进行估测计量和经营指导，效果显而易见L3 J。由于受当时林业数表编制工具、手段和技术 的局限，早期的测树数表精度较低，使用允许误差限较大，适合粗放式森林经营管理，对于市抄济条件下的林权流转、抵押拍卖、折价入股等需要精准评估森林、林木、林地的实物量和价值量时，用早期的数表估测的结果与实际情况有较大的出入，应用效力较低。

3.2 编制和修订测树数表需要相当大的人力 物力财力的投入编制和修订测树数表是-项浩繁的工程，少则1年，多则几年。尤其是全国性的数表编制，需要在不同的地区布点选样，需要很多单位通力合作，需要大量伐树量测，需要进行大量投资。正因为如此，我国只有杉木、马尾松等主要用材树种编制有相对完整的测树数表，而全国很多地区、其它很多树种的测树数表至今仍是空 白。由于没有稳定的资金来源渠道，我国林业测树数表编制、修订工作受到严重影响，制约了数表建设的系列化、标准化和规范化进程。这种情况势必削弱以材积计量计价的地位，为以重量计量计价提供了舞台。

3.3 木材检尺工作繁重 效率低 其客观性亦倍受争议在森林采运、交易中，商品材的产量和价值通过木材检尺来确定和统计。木材检尺是检量原木或原条的尺寸和缺陷，以确定其材积和等级的计量作业。木材检尺员是林区-个技术工种，虽然劳动强度比办公室工作人员大得多，工作机械重复，枯燥乏味，但曾经是-个肥差”。由于检尺过程缺少监管，不阳光，不透明，多与少，劣与优，全由检尺员说了算。-些贪心的检尺员利用手中掌握的自由裁量权”谋取私利，或多装少算”或少装多算”，或以好充次”或以次充好”，人为因素左右木材计量计价结果，其客观性与公正性屡受质疑。自2006年起，大兴安岭新林林业局在木材销售环节中普遍采取了数码照相稽查技术 ，销售装车时给每节木材照相，对检尺的全过程实施数字化管理，将检尺员置于有效监控之下，这样就有效地避免了人情尺”、利益尺”现象，减少了木材交易中的人为因素。-些揩惯了公家油的人，手中的尺子再也吃不开”了，只好知难而退。据了解，采用这-措施后，该局先后有32名木材检尺员主动要求调离岗位，占全部人员的16%，每年可为该局挽回1 000多万元的经济损失 J。这则消息从-个侧面说明了木材检尺工作曾经的乱象。

有研究表明 j，木材检尺使用的方法不同，计量计价结果也有较大的差异。采用国家标准原木检尺方法与南方-些地区实际使用的原木检尺方法进行比较和分析，不标准的原木检尺进位方法降低了木材规格和材积，损害了林农和国家利益，干扰了林业资源管理工作。

50 林业资源管理 第2期3.4 基于现代汽车称重系统以重量计量计价的优势木材成为商品之初，假如现代汽车称重系统就已经存在的话，不知道木材计量计价是以体积还是以重量为单位，这 当然无从探究。市抄济社会里，交易必须遵循公平、公开、公正的原则。基于现代汽车称重系统、以重量对木材及其它林产品计量计价，比之材积立方米检尺计价，消除了人为暗箱操作的可能性，更为客观、准确、快捷、高效，并大幅降低成本。因此，日益赢得市郴易各方的青睐。

毕竟，衡器或者天平，在人们心 目中是-个标准尺度。现在-般电子地磅的误差可以控制在 1% ～5%范围内，-次过磅动辄十数吨，量之大，足以满足现代社会的快节奏。或许有人担心此法在突出重量的同时，忽视了木材的规格、缺陷等。诚然，对于天然林，由于林木分化差异较大，这种担心不是多余的。但对于定向培育的速生丰产工业原料林来说，由于采用无性系造林，轮伐期短，林分分化较小，木材的规格、缺陷相对于数量来讲居于次要地位，特别是纸浆原料林 ，对木材重量的关注要高于材积。不可否认的是，-些采用速生丰产措施培育的人工用材林 ，相对于天然状态下生长的同-树种，材积生长率增加不少，但木材比重却有不同程度的下降，即速生的木材相对松软，天然生长的木材相对致密。如果单纯以材积计价，不考虑木材密度，不能体现客观公正的原则。在这种情况下，以重量计测计价则更客观公正■且，地球上各地的重力加速度 g变化不大，基本为常数；相比之下，当以体积计价时，不同的检尺方法能产生较大 的误差 - 。

4 森林收获计测发展展望党的十八大”确立的大力推进生态文明建设和《中共中央关于完善社会主义市抄济体制若干问题的决定》，都要求不断改革完善森林采伐管理等各项管理制度，以逐步适应社会主义市抄济体制。在经济转型时期和改革开放时代，林业部门的决策者应以创新的意识，坦荡的襟怀，对林业新事物、新现象，加以正确引导，重视现代科学技术在提升森林经营管理水平，提高林业综合竞争能力中的作用，在修订相关林业法律、法规、标准、规范时，增加以重量对木材采运、交易计量计价的内容，组织编制常见树种立木蓄积量与重量转换系数表，使重量计量计价在木材及其制品生产与流通各个环节、林业碳 [、林业执法等方面发挥更加积极的作用。

在木材及其制品生产与流通各个环节上，目前市场上以重量计量计价已十分普遍，应该说，市场已走在国家相关技术规定、规范、标准的前列，市场经济力量正在形成推动对国家相关技术规定、规范、标准进行修订、修改的力量。所谓存在即是真理，作者呼吁林业主管部门在修订相关林业法律、法规、标准、规范时，增加以重量对木材计量计价的内容。

温室效应及全球气候变化是 21世纪人类社会可持续发展面临的重大挑战之-。应对气候变化既是履行国际义务、彰显负责任大国形象的需要，也是国内调整经济结构、转变发展方式、实现科学发展的需要。林业碳汇在应对全球气候变化上具有特殊的重要作用，在我国应对气候变化谈判中也发挥了积极重要的作用，为我国履行减排义务、维护发展权益做出了积极贡献。森林是最经济的吸碳器，每年吸收的二氧化碳相当于全球每年化石燃料排放二氧化碳总量的1/3 J。增加森林碳汇可大大降低减排总成本，减轻工业、能源减排压力，为开发低成本工业减排技术赢得时间。因此，尽管各国、各个经济体在《联合国气候变化框架公约》谈判中争吵不休，无法达成-致，但各国-致赞同在减缓气候变暖的过程中进-步发挥森林的重要作用，加强对森林碳储量的监测↑日，国家发展与改革委员会已政策决定加强碳 [监测等基础能力建设 ，积极探索将林业碳汇纳入到全国碳交易体系的市锄制，为我国林业改革发展以及林业碳汇的持续增加创造条件。21世纪林业碳汇将成为碳排放贸易的主体，林业碳汇也将成为推动我国林业纵深发展的新的推动力，而林业碳汇计量计测的基础是干物质重量。由此可见，森林生长量与收获量以重量计测前景广阔。

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(上接第 50页)在林业执法方面，现行《中华人民共和国森林法实施条例》第六章法律责任第三十八条、第三十九条规定，盗伐、滥伐森林或者其它林木的处罚和量刑，以立木材积或株数作出判罚。如果执法人员在现场抓获盗伐者，人赃俱获，-般可根据盗伐木的胸径、树高或由伐桩的直径推算胸高直径，再查立木材积表求立木材积，进而进行处罚。但大多数情况不是在现场抓到盗伐者，而是在运输途中，很难确定被盗木的胸径、树高，若沿用前述方法确定盗伐木的株数或材积，必须首先让盗伐者指认作案现场，找出全部伐桩，聘请林业专业调查设计单位调查，不仅费时费力，增加执法成本，更为重要的是，不能给盗伐者及时有效的惩罚。若存在某-树种立木材积与重量相关关系数表，以重量推算材积，可以当场给盗伐者及时、精准的惩罚，大大缩短执法周期，有效地打击盗伐者。