Pengira Basal Area untuk Pokok Hutan

Pengenalan

Pengira basal area adalah alat penting untuk jurutera hutan, ekologi, dan pengurus hutan untuk mengukur ketumpatan pokok dan struktur hutan. Basal area mewakili kawasan keratan rentas batang pokok pada ketinggian dada (biasanya 1.3 meter atau 4.5 kaki di atas tanah) dan merupakan ukuran asas dalam inventori dan pengurusan hutan. Pengira ini membolehkan anda dengan cepat menentukan basal area pokok individu atau keseluruhan plot hutan dengan memasukkan diameter pada ketinggian dada (DBH) setiap pokok. Dengan memahami basal area, profesional perhutanan dapat membuat keputusan yang berinformasi mengenai operasi penipisan, pengambilan kayu, penilaian habitat hidupan liar, dan pemantauan kesihatan hutan secara keseluruhan.

Mengukur basal area memberikan pandangan berharga tentang ketumpatan pokok dalam hutan, persaingan antara pokok, dan potensi hasil kayu. Ia berfungsi sebagai representasi yang lebih tepat tentang penghunian hutan daripada sekadar mengira jumlah pokok, kerana ia mengambil kira ruang sebenar yang diduduki oleh batang pokok. Pengira basal area kami menyederhanakan pengiraan kritikal ini, menjadikannya boleh diakses untuk kedua-dua profesional dan pelajar dalam bidang ini.

Apa itu Basal Area?

Basal area ditakrifkan sebagai kawasan keratan rentas batang pokok yang diukur pada ketinggian dada (1.3 meter atau 4.5 kaki di atas permukaan tanah). Untuk satu pokok, ia mewakili kawasan "hirisan" hipotesis melalui batang pokok pada ketinggian dada. Apabila dikira untuk satu kelompok hutan, basal area mewakili jumlah semua basal area pokok individu, biasanya dinyatakan dalam meter persegi per hektar (m²/ha) atau kaki persegi per ekar (ft²/acre).

Konsep basal area adalah sangat berguna kerana:

• Ia menyediakan ukuran standard untuk ketumpatan hutan
• Ia berkorelasi dengan baik dengan isipadu dan biomassa kelompok
• Ia menunjukkan tahap persaingan antara pokok
• Ia membantu dalam menentukan intensiti penipisan yang sesuai
• Ia berfungsi sebagai input untuk pelbagai model pertumbuhan hutan

Formula Pengiraan

Basal area bagi satu pokok dikira menggunakan formula:

$\text{Basal Area} = \frac{\pi}{4} \times \text{DBH}^2$

Di mana:

• Basal Area diukur dalam sentimeter persegi (cm²) atau meter persegi (m²)
• DBH (Diameter pada Ketinggian Dada) diukur dalam sentimeter (cm)
• π (Pi) adalah kira-kira 3.14159

Untuk aplikasi perhutanan praktikal, basal area sering ditukar kepada meter persegi menggunakan:

$\text{Basal Area (m²)} = \frac{\pi}{4} \times \text{DBH}^2 \times \frac{1}{10000}$

Pembahagian oleh 10,000 menukarkan sentimeter persegi kepada meter persegi.

Bagi satu kelompok hutan, jumlah basal area adalah jumlah basal area semua pokok individu:

$\text{Total Basal Area} = \sum_{i=1}^{n} \text{Basal Area}_i$

Di mana n adalah bilangan pokok dalam kelompok.

Kes Luar Biasa dan Pertimbangan

• Pokok yang sangat kecil: Pokok dengan DBH kurang daripada 1 cm akan mempunyai basal area yang boleh diabaikan tetapi mungkin masih dikira dalam inventori hutan yang komprehensif.
• Pokok yang sangat besar: Pokok tua dengan diameter besar menyumbang secara tidak seimbang kepada jumlah basal area satu kelompok.
• Batang tidak bulat: Formula ini menganggap keratan rentas pokok adalah bulat, yang mungkin tidak tepat untuk pokok dengan bentuk tidak teratur atau akar yang bertumpu.
• Ralat pengukuran: Ralat kecil dalam pengukuran DBH boleh menyebabkan ralat yang ketara dalam pengiraan basal area disebabkan oleh istilah kuasa dua dalam formula.

Cara Menggunakan Pengira Ini

Pengira basal area kami direka untuk menjadi intuitif dan mudah digunakan. Ikuti langkah-langkah ini untuk mengira basal area pokok individu atau plot hutan:

1. Masukkan diameter pokok: Masukkan diameter pada ketinggian dada (DBH) untuk setiap pokok dalam sentimeter. Anda boleh menambah sebanyak mungkin pokok yang diperlukan dengan mengklik butang "Tambah Pokok".

2. Lihat hasil individu: Pengira akan segera mengira basal area untuk setiap pokok semasa anda memasukkan diameter.

3. Dapatkan jumlah basal area: Pengira secara automatik menjumlahkan basal area semua pokok dan memaparkan jumlah basal area dalam meter persegi.

4. Visualisasikan data: Pengira termasuk komponen visualisasi yang membantu anda memahami sumbangan relatif setiap pokok kepada jumlah basal area.

5. Salin hasil: Gunakan butang "Salin Hasil" untuk menyalin basal area yang dikira untuk digunakan dalam laporan atau analisis lanjut.

Petua untuk Pengukuran yang Tepat

• Ukur DBH pada ketinggian tepat 1.3 meter (4.5 kaki) di atas permukaan tanah di sisi bukit pokok.
• Gunakan pita diameter (d-tape) untuk pengukuran DBH yang paling tepat.
• Untuk pokok dengan batang tidak teratur, ambil beberapa pengukuran dan gunakan purata.
• Kecualikan pokok dengan DBH kurang daripada ambang minimum yang relevan untuk inventori anda (biasanya 5 atau 10 cm).
• Untuk pokok yang condong, ukur DBH secara tegak lurus kepada paksi batang.

Kes Penggunaan

Pengiraan basal area adalah penting dalam pelbagai aplikasi perhutanan dan ekologi:

Pengurusan Hutan

Jururawat hutan menggunakan basal area untuk:

• Menentukan ketumpatan kelompok dan tahap pengisian
• Merancang operasi penipisan untuk mengoptimumkan pertumbuhan pokok
• Menilai isipadu kayu dan potensi hasil
• Memantau pertumbuhan hutan dari semasa ke semasa
• Membangunkan dan melaksanakan preskripsi silvikultur

Penyelidikan Ekologi

Ahli ekologi dan penyelidik menggunakan basal area untuk:

• Mengkuantifikasi struktur dan komposisi hutan
• Mengkaji persaingan antara spesies pokok
• Menilai kualiti habitat untuk hidupan liar
• Memantau perubahan dalam ekosistem hutan
• Menilai penyimpanan dan penyerapan karbon

Pemuliharaan dan Pemulihan

Pengamal pemuliharaan menggunakan basal area untuk:

• Menetapkan keadaan asas untuk kawasan terlindung
• Memantau kejayaan projek pemulihan hutan
• Menilai impak gangguan seperti kebakaran atau penyakit
• Merancang strategi pemuliharaan untuk jenis hutan terancam
• Membandingkan struktur hutan di pelbagai lokasi

Aplikasi Contoh

1. Inventori Kayu: Seorang jururawat hutan mengukur DBH semua pokok dalam plot sampel untuk mengira jumlah basal area, yang membantu menganggarkan isipadu dan nilai kayu.

2. Keputusan Penipisan: Dengan mengira basal area semasa satu kelompok (contohnya, 30 m²/ha) dan membandingkannya dengan basal area sasaran (contohnya, 20 m²/ha), seorang jururawat hutan dapat menentukan berapa banyak yang perlu ditipiskan.

3. Penilaian Habitat Hidupan Liar: Penyelidik menggunakan pengukuran basal area untuk mencirikan struktur hutan dan menilai kesesuaian habitat untuk spesies yang memerlukan ketumpatan hutan tertentu.

4. Penyerapan Karbon: Saintis menggunakan basal area sebagai pembolehubah input dalam model yang menganggarkan jumlah karbon yang disimpan dalam ekosistem hutan.

5. Pemantauan Kesihatan Hutan: Dengan menjejaki perubahan dalam basal area dari semasa ke semasa, pengurus dapat mengesan penurunan kesihatan hutan akibat penyakit, serangga perosak, atau perubahan iklim.

Alternatif kepada Basal Area

Walaupun basal area adalah metrik yang banyak digunakan dalam perhutanan, beberapa ukuran alternatif atau pelengkap wujud:

Indeks Ketumpatan Kelompok (SDI)

SDI mengambil kira kedua-dua bilangan pokok dan saiznya, menjadikannya berguna untuk membandingkan kelompok dengan struktur umur yang berbeza. Ia dikira menggunakan:

$\text{SDI} = N \times \left(\frac{\text{QMD}}{25}\right)^{1.605}$

Di mana N adalah bilangan pokok per hektar dan QMD adalah diameter purata kuadratik.

Ketumpatan Relatif (RD)

RD membandingkan ketumpatan semasa satu kelompok dengan ketumpatan maksimum yang mungkin untuk pokok dengan saiz dan spesies tersebut. Ia membantu menentukan bila satu kelompok hampir mencapai keadaan penipisan diri.

Indeks Kawasan Daun (LAI)

LAI mengukur jumlah kawasan satu sisi tisu daun per unit kawasan permukaan tanah. Ia berguna untuk mengkaji produktiviti hutan dan penyerapan cahaya.

Indeks Nilai Kepentingan (IVI)

Digunakan dalam kajian ekologi, IVI menggabungkan ukuran ketumpatan relatif, dominasi relatif (biasanya berdasarkan basal area), dan frekuensi relatif untuk menilai kepentingan ekologi keseluruhan spesies dalam satu komuniti.

Sejarah Basal Area dalam Perhutanan

Konsep basal area mempunyai sejarah yang kaya dalam pembangunan amalan perhutanan moden:

Pembangunan Awal

Penggunaan basal area sebagai metrik perhutanan bermula pada awal hari perhutanan saintifik pada abad ke-18 di Jerman. Jurutera hutan Jerman Heinrich Cotta (1763-1844) adalah antara yang pertama mengembangkan kaedah sistematik untuk inventori dan pengurusan hutan, meletakkan asas untuk pengukuran kuantitatif seperti basal area.

Standardisasi pada Abad ke-19

Menjelang pertengahan abad ke-19, jurutera hutan Eropah telah menetapkan kaedah standard untuk mengukur diameter pokok dan mengira basal area. Konsep ini tersebar ke Amerika Utara dengan penubuhan sekolah perhutanan profesional pada akhir abad ke-19.

Aplikasi Moden

Abad ke-20 menyaksikan penyempurnaan teknik pengukuran basal area dan integrasinya ke dalam sistem inventori hutan yang komprehensif. Pembangunan teknik pengambilan sampel plot radius berubah (juga dikenali sebagai pengukuran prisma) oleh Walter Bitterlich pada tahun 1940-an merevolusikan kecekapan penganggaran basal area dalam inventori hutan.

Kemajuan Teknologi

Dekad-dekad terkini menyaksikan integrasi pengukuran basal area dengan teknologi canggih:

• Dendrometer laser untuk pengukuran diameter yang tepat
• Teknik penginderaan jauh untuk menganggarkan basal area di seluruh landskap yang luas
• Aplikasi mudah alih yang mengira basal area di lapangan
• Integrasi dengan GIS untuk analisis spatial struktur hutan

Hari ini, basal area tetap menjadi metrik asas dalam pengurusan hutan lestari di seluruh dunia, dengan aplikasi yang berkembang ke dalam penyelidikan perubahan iklim, pemuliharaan biodiversiti, dan penilaian perkhidmatan ekosistem.

Contoh Kod untuk Mengira Basal Area

Berikut adalah contoh dalam pelbagai bahasa pengaturcaraan untuk mengira basal area:

1' Formula Excel untuk basal area satu pokok (cm²)
2=PI()*(A1^2)/4
3
4' Formula Excel untuk basal area satu pokok (m²)
5=PI()*(A1^2)/40000
6
7' Fungsi VBA Excel untuk jumlah basal area
8Function TotalBasalArea(diameters As Range) As Double
9    Dim total As Double
10    Dim cell As Range
11    
12    total = 0
13    For Each cell In diameters
14        If IsNumeric(cell.Value) And cell.Value > 0 Then
15            total = total + (Application.WorksheetFunction.Pi() * (cell.Value ^ 2)) / 40000
16        End If
17    Next cell
18    
19    TotalBasalArea = total
20End Function
21

1import math
2
3def calculate_basal_area_cm2(dbh_cm):
4    """Mengira basal area dalam sentimeter persegi."""
5    if dbh_cm <= 0:
6        return 0
7    return (math.pi / 4) * (dbh_cm ** 2)
8
9def calculate_basal_area_m2(dbh_cm):
10    """Mengira basal area dalam meter persegi."""
11    return calculate_basal_area_cm2(dbh_cm) / 10000
12
13def calculate_total_basal_area(dbh_list):
14    """Mengira jumlah basal area untuk senarai diameter pokok."""
15    return sum(calculate_basal_area_m2(dbh) for dbh in dbh_list if dbh > 0)
16
17# Contoh penggunaan
18tree_diameters = [15, 22, 18, 30, 25]
19total_ba = calculate_total_basal_area(tree_diameters)
20print(f"Jumlah basal area: {total_ba:.4f} m²")
21

1function calculateBasalArea(dbh) {
2  // dbh dalam sentimeter, mengembalikan basal area dalam meter persegi
3  if (dbh <= 0) return 0;
4  return (Math.PI / 4) * Math.pow(dbh, 2) / 10000;
5}
6
7function calculateTotalBasalArea(diameters) {
8  return diameters
9    .filter(dbh => dbh > 0)
10    .reduce((total, dbh) => total + calculateBasalArea(dbh), 0);
11}
12
13// Contoh penggunaan
14const treeDiameters = [15, 22, 18, 30, 25];
15const totalBasalArea = calculateTotalBasalArea(treeDiameters);
16console.log(`Jumlah basal area: ${totalBasalArea.toFixed(4)} m²`);
17

1public class BasalAreaCalculator {
2    public static double calculateBasalArea(double dbhCm) {
3        // Mengembalikan basal area dalam meter persegi
4        if (dbhCm <= 0) return 0;
5        return (Math.PI / 4) * Math.pow(dbhCm, 2) / 10000;
6    }
7    
8    public static double calculateTotalBasalArea(double[] diameters) {
9        double total = 0;
10        for (double dbh : diameters) {
11            if (dbh > 0) {
12                total += calculateBasalArea(dbh);
13            }
14        }
15        return total;
16    }
17    
18    public static void main(String[] args) {
19        double[] treeDiameters = {15, 22, 18, 30, 25};
20        double totalBA = calculateTotalBasalArea(treeDiameters);
21        System.out.printf("Jumlah basal area: %.4f m²%n", totalBA);
22    }
23}
24

1# Fungsi R untuk mengira basal area
2calculate_basal_area <- function(dbh_cm) {
3  # Mengembalikan basal area dalam meter persegi
4  if (dbh_cm <= 0) return(0)
5  return((pi / 4) * (dbh_cm^2) / 10000)
6}
7
8calculate_total_basal_area <- function(dbh_vector) {
9  valid_dbh <- dbh_vector[dbh_vector > 0]
10  return(sum(sapply(valid_dbh, calculate_basal_area)))
11}
12
13# Contoh penggunaan
14tree_diameters <- c(15, 22, 18, 30, 25)
15total_ba <- calculate_total_basal_area(tree_diameters)
16cat(sprintf("Jumlah basal area: %.4f m²\n", total_ba))
17

1using System;
2
3public class BasalAreaCalculator
4{
5    public static double CalculateBasalArea(double dbhCm)
6    {
7        // Mengembalikan basal area dalam meter persegi
8        if (dbhCm <= 0) return 0;
9        return (Math.PI / 4) * Math.Pow(dbhCm, 2) / 10000;
10    }
11    
12    public static double CalculateTotalBasalArea(double[] diameters)
13    {
14        double total = 0;
15        foreach (double dbh in diameters)
16        {
17            if (dbh > 0)
18            {
19                total += CalculateBasalArea(dbh);
20            }
21        }
22        return total;
23    }
24    
25    public static void Main()
26    {
27        double[] treeDiameters = {15, 22, 18, 30, 25};
28        double totalBA = CalculateTotalBasalArea(treeDiameters);
29        Console.WriteLine($"Jumlah basal area: {totalBA:F4} m²");
30    }
31}
32

Soalan Lazim

Apa itu basal area dalam perhutanan?

Basal area dalam perhutanan adalah kawasan keratan rentas batang pokok yang diukur pada ketinggian dada (1.3 meter atau 4.5 kaki di atas tanah). Untuk satu kelompok hutan, ia adalah jumlah semua basal area pokok individu, biasanya dinyatakan dalam meter persegi per hektar (m²/ha) atau kaki persegi per ekar (ft²/acre).

Mengapa basal area penting dalam pengurusan hutan?

Basal area penting kerana ia menyediakan ukuran standard untuk ketumpatan hutan, berkorelasi dengan baik dengan isipadu dan biomassa kelompok, menunjukkan persaingan antara pokok, membantu menentukan intensiti penipisan yang sesuai, dan berfungsi sebagai input untuk pelbagai model pertumbuhan hutan.

Bagaimana anda mengukur DBH (Diameter pada Ketinggian Dada)?

DBH diukur pada ketinggian standard 1.3 meter (4.5 kaki) di atas permukaan tanah di sisi bukit pokok. Ia biasanya diukur menggunakan pita diameter (d-tape), yang menukarkan pengukuran lilitan secara langsung kepada diameter.

Apa basal area yang baik untuk hutan?

Basal area yang optimum bergantung kepada jenis hutan, objektif pengurusan, dan keadaan tapak. Secara amnya:

• Untuk pengeluaran kayu di hutan pinus yang diurus: 18-25 m²/ha
• Untuk hutan campuran kayu keras: 20-30 m²/ha
• Untuk hutan tua: Boleh melebihi 40 m²/ha
• Untuk hutan terbuka: 5-15 m²/ha

Bagaimana basal area per hektar dikira?

Basal area per hektar dikira dengan:

1. Mengukur DBH semua pokok dalam plot sampel
2. Mengira basal area setiap pokok
3. Menjumlahkan nilai-nilai ini untuk mendapatkan jumlah basal area dalam plot
4. Membahagikan dengan kawasan plot dalam hektar
5. Mengalikan dengan faktor pengembangan yang sesuai

Bolehkah saya menganggarkan basal area tanpa mengukur setiap pokok?

Ya, jururawat hutan sering menggunakan teknik pengambilan sampel seperti plot radius berubah (pengukuran prisma) atau plot kawasan tetap untuk menganggarkan basal area dengan cekap di seluruh kawasan hutan yang besar tanpa mengukur setiap pokok.

Bagaimana basal area berkaitan dengan penyerapan karbon?

Basal area berkorelasi positif dengan biomassa dan penyimpanan karbon. Hutan dengan basal area yang lebih tinggi secara amnya menyimpan lebih banyak karbon, walaupun hubungan ini berbeza mengikut spesies, umur, dan keadaan tapak. Pengukuran basal area sering digunakan sebagai input dalam model anggaran karbon.

Rujukan

1. Avery, T.E., & Burkhart, H.E. (2015). Pengukuran Hutan (edisi ke-5). Waveland Press.

2. Husch, B., Beers, T.W., & Kershaw, J.A. (2003). Mensurasi Hutan (edisi ke-4). John Wiley & Sons.

3. West, P.W. (2009). Pengukuran Pokok dan Hutan (edisi ke-2). Springer.

4. Van Laar, A., & Akça, A. (2007). Mensurasi Hutan. Springer.

5. Kershaw, J.A., Ducey, M.J., Beers, T.W., & Husch, B. (2016). Mensurasi Hutan (edisi ke-5). Wiley-Blackwell.

6. Persatuan Jurutera Hutan Amerika. (2018). Kamus Perhutanan. Persatuan Jurutera Hutan Amerika.

7. Organisasi Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu. (2020). Penilaian Sumber Hutan Global 2020. FAO. https://www.fao.org/forest-resources-assessment/en/

8. Perkhidmatan Hutan USDA. (2021). Program Inventori dan Analisis Hutan Kebangsaan. https://www.fia.fs.fed.us/

9. Bitterlich, W. (1984). Idea Relascope: Pengukuran Relatif dalam Perhutanan. Commonwealth Agricultural Bureaux.

10. Pretzsch, H. (2009). Dinamik Hutan, Pertumbuhan dan Hasil: Dari Pengukuran ke Model. Springer.

---

Cadangan Tajuk Meta: Pengira Basal Area untuk Pokok Hutan: Kira DBH & Ketumpatan Hutan

Cadangan Penerangan Meta: Kira basal area pokok hutan dengan alat dalam talian percuma kami. Masukkan diameter pada ketinggian dada (DBH) untuk mengukur ketumpatan dan struktur hutan untuk pengurusan perhutanan.