森林树木基底面积计算器 - 免费DBH到面积转换工具

森林树木胸高断面积计算器

胸高断面积计算器根据树干的胸径（DBH）求出其横截面积，然后将多棵树的面积相加，得到样地或林分的总断面积。胸高断面积是林业中的标准测量指标。它表示如果将林分中的树干在胸高处锯平，树干横截面会覆盖多大的地面面积。

什么是胸高断面积？

胸高断面积是树干在胸高处横截面的面积。胸高规定为距地面1.3米（4.5英尺）。单株树木的胸高断面积通常以平方厘米或平方米表示。整个林分的胸高断面积是所有树木胸高断面积之和，通常按每公顷（m²/ha）或每英亩（ft²/acre）报告。

胸高断面积有用之处在于它考虑了树木大小，而不只是树木数量。拥有100株细小幼树的林分，其胸高断面积可能远小于只有20株高大老树的林分。林业人员利用胸高断面积比较林分密度、估算木材蓄积量、制定间伐计划，并追踪森林随时间的生长情况。

1.3米的测量高度是林业中沿用已久的惯例。它高于大多数树木基部附近膨大且不规则的木材，同时又足够低，无需特殊设备即可测量。

胸高断面积公式

由于树干横截面大致呈圆形，胸高断面积采用圆面积公式，并用直径而不是半径表示：

$B = \frac{\pi}{4} \times D²$

• B 是一棵树的胸高断面积，D 是胸径，单位为厘米。
• π（圆周率）约为3.14159。
• 结果的单位是平方厘米（cm²）。

要换算为平方米，应除以10,000，因为1 m²等于10,000平方厘米：

$B_m = \frac{\pi}{4} \times D² \div 10000$

其中 $B_m$ 是以平方米计的胸高断面积。

对于一组树木，将每棵树的胸高断面积相加：

$T = \sum B$

其中 T 是总胸高断面积，求和范围包括测量的每一棵树。

如果树木是在小于一公顷的样地上测量的，则将样地总胸高断面积除以样地的公顷面积，得到每公顷胸高断面积。

胸高断面积的计算方法：示例

单株树木。 一棵胸径为30 cm的树，其胸高断面积为：

(π/4) × 30² = 706.86 cm² = 0.0707 m²

多棵树。 一个小样地中有三棵树，胸径分别为20 cm、25 cm和35 cm。

该样地的总胸高断面积约为0.177 m²。如果样地面积为0.05公顷，则林分每公顷胸高断面积为0.1767 ÷ 0.05 ≈ 3.53 m²/ha。

使用此计算器

1. 输入第一棵树的胸径，单位为厘米。使用“添加树木”为每增加一棵树添加一行。
2. 计算器接受大于0且不超过1,000 cm的数值。
3. 所有树木的总胸高断面积显示在列表下方，单位为平方米，并四舍五入至小数点后四位。总值下方的条形图分别显示每棵树的胸高断面积。
4. 使用“复制结果”将总值复制到电子表格或报告中。
5. 要根据样地计算每公顷胸高断面积，将总胸高断面积除以样地的公顷面积。

测量说明

该公式假定树干是完美的圆形。实际树干通常略呈椭圆形，尤其是具有板根或遭受风暴损伤的树种。对于不规则树干，应在相互垂直的两个方向测量直径，然后取两次读数的平均值。

由于公式对直径进行平方运算，小的测量误差会在结果中被放大。将一棵30 cm的树读成32 cm，仅有2 cm的误差，就会使计算出的胸高断面积增加约14%。在野外测量中，环绕树干使用的直径卷尺通常比卡尺更准确。

树木大小会显著影响胸高断面积。一棵5 cm的幼树胸高断面积约为0.002 m²，而一棵50 cm的树约为0.196 m²，正好是前者的100倍。一棵胸径为150 cm的老龄原生林树木胸高断面积约为1.77 m²，相当于900棵胸径为5 cm的树。这就是许多森林清查设定最小胸径（通常约为10 cm），并略去对总量贡献很小的较小幼树的原因。

林业人员为何测量胸高断面积

胸高断面积支持森林经营中的多项实际工作。

• 比较林分密度。 它使林业人员能够在同一尺度上比较不同年龄和树种的林分，因为它反映了树干实际占据的空间。
• 估算蓄积量。 胸高断面积与林分木材蓄积量密切相关，因此常被作为木材蓄积量公式的输入参数。
• 制定间伐计划。 当林分胸高断面积超过目标值时，林业人员通常会进行间伐，以减少剩余树木之间对光照和水分的竞争。
• 追踪生长。 在两个时间点测量胸高断面积，可以显示林分的生长速度，或显示风暴、甲虫暴发等干扰使其减少了多少。

典型的胸高断面积目标因森林类型而异。以木材生产为目的的松树人工林通常维持在18至25 m²/ha之间。成熟的阔叶林可达到25至35 m²/ha，老龄原生林则可能超过40 m²/ha。

胸高断面积与其他密度指标的比较

胸高断面积不反映构成该面积的树木数量。一座有200棵大树的林分和一座有800棵小树的林分，可能具有相同的胸高断面积，但林分结构却大不相同。林分密度指数（SDI）将树木数量与平均树木大小结合起来，从而对此进行修正。林业人员还使用相对密度，将林分胸高断面积与立地通常能够承载的最大胸高断面积进行比较，以判断林分距离需要间伐还有多远。

历史

胸高断面积测量方法于1700年代和1800年代在德国林业中发展起来，当时林业人员开始从凭目测估算木材转向系统测量。到1800年代中期，测量高度已标准化为1.3米，成为欧洲林业学校的标准，后来传播到北美。1948年，奥地利林学家瓦尔特·比特利希提出角规测树法。这种方法通过简单的瞄准装置计数树木，无需直接测量每根树干，即可估算林分每公顷胸高断面积。

常见问题

森林学中的胸高断面积是什么？ 胸高断面积是树干在胸高处的横截面积，即距地面1.3米处的横截面积。对于一个林分，它是每棵树胸高断面积的总和，通常按每公顷或每英亩报告。

胸高断面积的公式是什么？ 胸高断面积等于胸径平方乘以（π/4）。胸径以厘米计时，结果单位为平方厘米；除以10,000可换算为平方米。

为什么使用胸高断面积，而不只是统计树木数量？ 树木数量无法反映大小。一片有许多小树苗的林分，其木材量和竞争程度可能低于一片只有少数大树的林分，即使前者的树木数量更多。胸高断面积反映树干的实际大小，因此是衡量林分密度和立木量的更好指标。

如何测量胸径？ 在距地面1.3米处将直径卷尺绕树干一周；在坡地上，应从上坡侧进行测量。直径卷尺可根据树干周长直接读出直径。

如何根据小样地计算每公顷胸高断面积？ 用样地的总胸高断面积除以以公顷计的样地面积。一个面积为0.04公顷、总胸高断面积为1.2 m²的样地，计算结果为1.2 ÷ 0.04 = 30 m²/公顷。

胸高断面积能否估算木材体积？ 胸高断面积是材积方程的常用输入值，通常与树高和树种特定的形数结合使用。它本身不能给出材积，但与材积有很强的相关性。

参考文献

• 美国农业部林务局森林清查与分析（FIA）项目：https://www.fia.fs.fed.us/
• Kershaw, J.A.、Ducey, M.J.、Beers, T.W.和Husch, B.（2016）。《森林测树学》（第5版）。Wiley-Blackwell。
• Avery, T.E.和Burkhart, H.E.（2015）。《森林测量》（第5版）。Waveland Press。
• Bitterlich, W.（1984）。《Relascope原理：林业中的相对测量》。英联邦农业局。