树干解析实验算例

测树学实验树干解析报告

实习十树干解析 Ⅰ.目的 一、掌握树干解析的基本工作程序和计算方法。 二、进一步理解各种生长量的意义，加深对树木生长过程的认识。 Ⅱ.仪器、用具 伐木工具、皮尺、轮尺、粉笔、三角板或直尺、大头针、计算工具、方格纸、用表等。（不能伐木时，可给成套圆盘） Ⅲ.方法、步骤 为了研究不同树种或不同立地条件下的同一树种的生长过程及特点，往往采取“解剖”的手法，把树木区分成若干段，锯取圆盘，进而分解其胸径、树高、材积、形数的生长变化规律，我们把这种方法称为树干解析。作为分析对象的这棵树干，称为解析木。树干解析是当前研究树木生长过程的基本方法。 树干解析的工作可分为外业和内业两大部分 一、树干解析的外业工作 （一）解析木的选择：可根据研究目的来选择，如研究某一树种的一般生长过程，可选生长正常、未断梢及无病虫害的平均木；为了研究树木生长与立地条件的关系或编制立地指数表，可以选择优势木；若要研究林木受病虫危害的情况，则应在病腐中选择解析木。 （二）解析木的伐前工作 1.记载解析木的生长环境这是分析林木生长变化的不应缺少的重要资料，应记载的项目 包括解析木所处的林分状况，立地条件，解析木所属层次，发育等级和与相邻木的相互关系等，并绘制解析木及其相邻木的树冠投影图（用表10-1） 2.确定根颈位置，标明胸高位置及树干的南北方向，并分东西、南北方向量测冠幅。（三）解析木的伐倒和测定 1.砍伐时，先选择适当倒向，并作相应的场地清理，以利于伐倒后的量测和锯解工作的进 行。然后，从根颈处下锯，伐倒解析木。 2.解析木伐倒后，先测定胸径、冠长、死枝下高、活枝下高、树干全长和全长的1/2,1/4,3/4

090101203实验三标准地调查

实验一、标准地调查 标准地调查是林分调查的主要途径、手段或方法。所谓标准地，即人为选定 的、并且期望能够代表待测林分调查因子平均水平的典型地块。它应该是整个林 分的缩影，通过它可以获得林分因子的数量、属性及质量指标值，其中，林分数 量因子值可由标准地调查结果按面积比例换算。林分调查结果的精度，很大程度 上取决于标准地对该林分的代表性，设置标准地时，应对整个林分作比较全面踏 查，目测各主要调查因子，从而形成林分平均标志的轮廓，根据这个轮廓选择适 当地段设置标准地。 按设置目的与用途，标准地分临时标准地和固定标准地两类。临时标准地是 为临时满足需要能迅速提供资料而设置的，只进行一次调查。固定标准地是在较 长时间内进行科学研究试验，有系统地连续收集资料而设置的，要进行多次调查， 测设要求更为严格。 一、 标准地设置 （一）选择标准地基本要求 （1）必须对所预定林分要求有充分代表性； （2）不能跨越林分； （3）不能跨越小河、道路或隔离带，且应远离林缘。 （二）标准地形状 为便于设置及面积计算，一般为正方形或矩形（带状），林分密度低、通 视良好、地势较平坦时可为圆形。 （三）标准地面积（即大小） 为了充分反映林分结构规律和保证必要精度，标准地内必须有足够林木 株数，本次实习，要求设置正方形标准地，其内林木株数不少于50 株。 （四）标准地境界测量 罗盘仪测角，皮尺量距，在坡地上量距要改算为水平距离，测线闭合 差一般不得超过 200 1. 为使标准地在调查作业时有明显边界，测量境界线同时应伐开灌木，清除蒿草，对 测线外的树木，在面向标准地一面标出明显记号（可用粉笔作记号）。根据需要，标准 地四角可埋设临时或固定标桩。 二、 标准地林分因子调查与测定 （一）每木调查 又称每木检尺，即测定标准地内每一株树木的胸高直径（可精确到0.1cm ），这是标准 地调查的最基本工作。有时为简化记载和计算，每株树 直径可按整化径阶记载在每木调查表上，我国常用划“正”字格式进行记录。 1. 径阶大小确定 2. 确定起测径阶 3. 其它注意事项 调查记载需分别树种进行。如果是复层异龄混交林而又能够划分出 林层和年龄世代，则需分别林层和世代调查记载。按整化径阶记载 时，有时每株树还需要按照相应标准确定出它是用材树还是半用材 树或薪材树，分别记入每木调查表各相应栏目。

量子化学计算方法试验

量子化学计算方法试验 1. 应用量子化学计算方法进行计算的意义 化学是一门基础学科，具有坚实的理论基础，化学已经发展为实验和理论并重的科学。理论化学和实验化学的主要区别在于，实验化学要求把各种具体的化学物质放在一起做试验，看会产生什么新的物质，而理论化学则是通过物理学的规律来预测、计算它可能产生的结果，这种计算和预测主要借助计算机的模拟。也就是说，理论化学可以更深刻地揭示实验结果的本质并阐述规律，还可以对物质的结构和性能预测从而促进科学的发展。特别是近几年来，随着分子电子结构、动力学理论研究的不断深入以及计算机的飞速发展，理论与计算化学已经发展成为化学、生物化学及相关领域中不可缺少的重要方向。目前，已有多种成熟的计算化学程序和商业软件可以方便地用于定量研究分子的各种物理化学性质，是对化学实验的重要的补充，不仅如此，理论计算与模拟还是药物、功能材料研发环境科学的领域的重要实用工具。 理论化学运用非实验的推算来解释或预测化合物的各种现象。理论化学主要包括量子化学，（quantum chemistry）是应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的一门基础科学。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。量子化学可分基础研究和应用研究两大类，基础研究主要是寻求量子化学中的自身规律，建立量子化学的多体方法和计算方法等，多体方法包括化学键理论、密度矩阵理论和传播子理论，以及多级微扰理论、群论和图论在量子化学中的应用等。理论与计算化学的巨大进展，正使化学学科经历着革命性的变化。今天的理论与计算化学几乎渗透到现代一切科技领域，与材料、生物、能源、信息和环保尤为密切，理论化学的应用范围将越来越广。理论与计算化学逐步发展成为一门实用、高效、富有创造性的基础科学，在化学、生物学等领域的影响越来越显著，且与日剧增。 2. 应用量子化学计算方法进行计算的目的 （1）了解量子化学计算的用途。 （2）了解量子化学计算的原理、方法和步骤。 （3）通过一两个计算实例进行量子化学计算的上机操作试验。 （4）学会简单的分析和应用计算结果。 3. 量子化学计算试验的原理

树干解析方法

树干解析方法将树干截成若干段，在每个横断面上可以根据年轮的宽度确定各年龄（或龄阶）的直径生长量。在纵断面上，根据断面高度上的年轮数之差可以确定各年龄的树高生长量，从而可进一步算出各龄阶的材积和形数等。这种分析树木生长过程的方法称为树干解析。作为分析对象的树木称为解析木。树干解析是研究树木生长过程的基本方法，在生产和科研中经常应用。 1）树干解析的外业工作 （1）解析木的选取与生长环境记载 解析木的选取应根据分析生长过程的目的和要求而定，一般选择生长正常、无病虫害、不断梢的平均木或优势木。选取解析木的数量则依精度要求而定。 在解析木伐倒之前，应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅长度及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图。 （2）解析木的伐倒与测定 伐倒前，应先准确确定根颈位置和实测胸径，并在树干上标明胸高直径的位置和南北方向。 伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝在树干上的高度，然后打去枝丫，在全树干上标明北向。测量树的全高和全高的1/4、1/2以及3/4处的带皮和去皮直径。 （3）截取圆盘 在测定树干全长的同时，将树干区分成若干段，分段的长度和区分段的个数与伐倒木区分求积法的要求一致。通常采用中央断面区分求积法在每个区分段的中点位置截取圆盘。在分析树木生长过程中，研究胸高直径的生长过程有着重要意义，故在胸高处必须截取圆盘。所余不足一个区分段长度的树干为梢头木，在梢头底直径的位置也必须截取圆盘。一般树高10米以下采用一米区分，如树高为8.4米，应在0米、0.5米、1.3米、1.5米、2.5米、3.5米、4.5米、5.5米、6.5米、7.5米、8.0米处截取圆盘；树高10米以上采用两米区分，如树高为13.1米，应在0米、1.3米、3.6米、5.6米、7.6米、9.6米、11.6米、12.6米处截取圆盘。

测树学复习材料

测树学 题型：填空10题40分、选择10题20分、概念10分、简答2题10分、论述2题20分 计算约占50%，参考材料结合书本复习。 第1章 伐倒木材积测定 一、树干材积测定 （1）干形：树干的形状通称干形，研究树干形状的目的是测定材积。 通式：V=f o *g o *h （2）树干横断面的计算公式为： 式中：g —树干横断面； d —树干平均直径 （3）树干纵断面 干曲线：表示树干纵断面轮廓的对称曲线通常称为干曲线。 树干纵断面形状：截顶凹曲线体、圆柱体、截顶抛物线体和圆锥体 孔兹干曲线式为：（记住符号的含义） 式中：y 一树干横断面半径； x 一树干梢头至该横断面的长度； P —参数； r —形状指数。 二、伐倒木材积的测定技术 （1）伐倒木近似求积式 ①平均断面积近似求积式 ②中央断面积近似求积式 （2）区分求积式 概念：将树干区分成若干段，分别测算各分段材积，再把各段材积合计可得全树干材积．该法称为区分求积法。在树干的区分求积中，梢端不足一个区分段的部分视为梢头，用圆锥体公式计算其材积。 式中：g ＇—梢头底端断面积； l ＇一梢头长度。 （区分段个数一般≥5 ，区分段个数越多，精度越高） 分为： 1.中央断面区分求积式V=L*∑g i +1/3g ’L ’ ''3 1l g v =2 4 g d π=2r y Px =l d d l g g V n n )2(4)(212200+=+=π2 11 22 4V g L d L π==

2.平均断面区分求积式V=[1/2(g o+g n)+∑g i]*L+1/3g n*L (关于区分求积式，若考简述只需写概念，若考论述要加上公式。) 三、直径和长度的量测误差对材积计算的影响 P v=2P d+P L 式中：P v为材积误差率，P d为直径误差率，P L为长度误差率。 ①当长度测量无误差，即P L=0时，则P v=2P d ②当直径测量无误差，即P d=0时，则P v=P L ③当长度误差率与直径误差率相等时，直径测量的误差对材积计算的影响比长度测量误差的影响大一倍。 四、伐倒木造材 （1）原条：伐倒木剥去树皮且截去直径(去皮)不足6cm的梢头部分称作原条。 （2）原木：经过造材后形成的木段称作原木。 原条测定直径2.5米处，原木测定小头去皮直径。 （3）削度：树干自下而上直径逐渐减小，其单位长度直径减少的程度称为削度。 第二章立木材积的测定P27 1、测定胸径时注意事项： ①在我国森林调查工作中，胸高位置在平地是指距地面1.3m处。在坡地以坡上方1.3m处为准。在树干解析或样木中，取在根颈以上1.3m处。 ②胸高处出现节疤、凹凸或其他不正常的情况时，可在胸高断面积上下距离相等而干形较正常处，测直径取平均数作为胸径值。 ③胸高以下分叉的树，可以当作分开的两株树分别测定每株树胸径。 ④胸高断面积不圆的树干，应测相互垂直方向的胸径取其平均数。 2、胸高形数与实验形数关系 树干材积与比较圆柱体体积之比称为形数。 胸高形数：以胸高断面积为比较圆柱体的横断面的形数，以f1.3表示。（优点：测定容易（胸高断面是确定的）缺点：不能脱离树高单株反映干形）实践上作用：作为立木材积的换算系数V=G*H*F。 正形数：树干材积与树干某一相对高处的比较圆柱体的体积之比，记为f n。（消除胸高形数的缺点，其优缺点与胸高形数相反。） 实验形数：实验形数的比较圆柱体的断面积为胸高断面积，其高度为树高（h）加3m。（已知f1.3、H，可算出实验形数。） 3、立木材积三要素 胸高形数f1.3、胸高断面积g1.3、全树高h 4、形率 胸高形率：树干中央直径（d1/2）与胸径（d1.3）之比称之为胸高形率。表达式q2=（d1/2）/ d1.3形数与形率的关系： ①f1.3=q22前提条件是把树干当作抛物线体。 ②f1.3=q2-c前提条件树干抛物线体，且树高在18m以上。 ③形数、形率、树高有关系：在形率相同时，树干的形数随树高的增加而减小；在树高相同时则形数随形率的增加而增加。 5、用形率法求立木材积：根据形数与形率之间的关系推算胸高形数，再按下式计算单株立木材积：V=g1.3*h*f1.3 6、望高法（记住两个概念） 望点：树干上部直径恰好等于1/2胸径处的部位称作望点。

树干解析

水土保持与生态工程专业三年级姓名日期2015/11/22 实验一树干解析 一、基本概念 1.树干解析 沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘，根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测，计算树木各因子（胸径、树高、材积等）各种生长量（总生长量、平均生长量、连年生长量等），拟合生长方程或绘制生长曲线，分析树木生长过程。 2.平均生长量与连年生长量的关系 (1)当平均生长量随年龄增加而增加时，连年生长量大于平均生长量； (2)当平均生长量取得极值时，连年生长量与平均生长量相等； (3)当平均生长量岁年龄增加而下降时，连年生长量小于平均生长量； (4连年生长量波动幅度比平均生长量大，峰值较平均生长量大且早。 二、树干解析的外业工作 1. 解析木选择、生长环境记载 一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。 2.解析木伐倒与测定 伐倒前，准确标明根颈位置，实测胸径，并在树干上标明胸高位置和南北（或其它）方向。应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系，并绘制树冠投影图等。伐倒后，先测定由根颈至第一个死枝和活枝的长度，然后打去枝丫，在全树干上标明统一方向（如北向等）。测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径，必要时需用称重法求出枝条材积。 3.解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段，区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似，通常在每个区分段中央处截取圆盘。由于胸高直径的生长过程是树干解析重要因子之一，故胸高处必须截取圆盘，不足一区分段长的树干顶部为梢头，在梢头底位置也需截取圆盘。截锯圆盘应尽量与干轴垂直，以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面，用于查数年轮和量测直径。圆盘厚度视树干直径大小而定，一般以22～～55cmcm为宜。在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度，根颈处圆盘为00号盘，其它圆盘应依次向上编号。此外，在00号圆盘上应加注树种、采伐地点和时间等。 三、树干解析的内业工作 1.查定各圆盘年轮个数 将圆盘工作面刨光（以便查数年轮），过髓心划相互垂直两个方向直径线，查数各圆盘年轮个数。方法是： ⑴在00号盘两条直径线上，由髓心向外按每个龄阶（33年、55年或1010年等）

量子化学计算实验详解

量子化学计算方法及应用 吴景恒 实验目的： （1）掌握Gaussian03W的基本操作 （2）掌握 Gaussian03W进行小分子计算的方法，比较不同方法与基组对计算结果的影响，并比较同分异构体的稳定性（3）通过运用量子力学方法计算分子的总电子密度，自旋密度，分子轨道及静电势 实验注意： （1）穿实验服；实验记录用黑色，蓝色或蓝黑色钢笔或签字笔记录；实验数据记录不需要画表格 （2）实验前请先仔细阅读前面的软件使用介绍，然后逐步按照实验步骤所写内容进行操作 （3）截图方法：调整视角至分子大小适中，按下键盘上的PrintScreen按键截图，从“Windows开始菜单”打开“画图”工具，按Ctrl+v或“编辑-粘贴”，去掉四周多余部分只留下分子图形，保存图片 （4）所有保存的文件全部存在E盘或D盘根目录用自己学号命名的文件夹下，不要带中文命名，实验完毕全部删除，不得在计算用机上使用自己携带的U盘或其他便携存储设备！ （5）HyperChem里面截图时候可以用工具栏以下几个工具调整视图： Rotate out-of-plane：平面外旋转工具，转换视角用 Mgnify/Shrink：放大镜工具，转换视角用 Gaussian03W使用介绍：（注意，下面只是界面示意图，实验時切勿按下图设置） 输入文件：Gaussian输入文件，以GJF为文件后缀名 联系命令行：设定中间信息文件（以CHK为后缀名）存放的位置、计算所需的内存、CPU数量等 作业行：指定计算的方法，基组，工作类型，如：#P HF/6-31G(d) Scf=tight Opt Pop=full #作业行开始标记 P 计算结果显示方式为详细， 选择还有T（简单）和 N（常规，默认） HF/6-31G(d) 方法/基组 Opt对分子做几何优化 Pop=full进行轨道布居分析，详尽输出轨道信息和能量 电荷 多重态：分子总电荷及自旋多重态（2S+1, S=n/2, n为成单电子数） 分子结构的表示 1、直角坐标：元素符号X坐标Y坐标Z坐标（如上图所示） 2、Z矩阵（参考后附内容）：元素符号（原子一）原子二键长原子三键角原子四二面角

树干解析

实验一树干解析 一、基本概念 1、树干解析 沿树干每间隔特定高度截锯一圆盘,根据对各已知高度圆盘年轮数查数、各圆盘各年轮年龄确定与直径量测,计算树木各因子(胸径、树高、材积等)各种生长量(总生长量、平均生长量、连年生长量等),拟合生长方程或绘制生长曲线,分析树木生长过程。 2.平均生长量与连年生长量的关系 (1)当平均生长量随年龄增加而增加时,连年生长量大于平均生长量; (2)当平均生长量取得极值时,连年生长量与平均生长量相等; (3)当平均生长量岁年龄增加而下降时,连年生长量小于平均生长量; (4连年生长量波动幅度比平均生长量大,峰值较平均生长量大且早。 二、树干解析的外业工作 1、解析木选择、生长环境记载 一般选择生长正常、无病虫害、不断梢、主干明显的平均木或优势木。 2、解析木伐倒与测定 伐倒前,准确标明根颈位置,实测胸径,并在树干上标明胸高位置与南北(或其它)方向。应记载它所处的立地条件、林分状况、冠幅及与邻近树木的位置关系,并绘制树冠投影图等。伐倒后,先测定由根颈至第一个死枝与活枝的长度,然后打去枝丫,在全树干上标明统一方向(如北向等)。测量树高以及1/41/4、1/21/2、3/43/4树高处的直径,必要时需用称重法求出枝条材积。 3、解析木圆盘截取与注记将树干分成若干段,区分段长度或个数与伐倒木区分求积基本类似,通常在每个区分段中央处截取圆盘。由于胸高直径的生长过程就是树干解析重要因子之一,故胸高处必须截取圆盘,不足一区分段长的树干顶部为梢头,在梢头底位置也需截取圆盘。截锯圆盘应尽量与干轴垂直,以恰好在区分段中点位置上的圆盘面为工作面,用于查数年轮与量测直径。圆盘厚度视树干直径大小而定,一般以22～～55cmcm为宜。在各圆盘非工作面上标明统一方向与圆盘编号及高度,根颈处圆盘为00号盘,其它圆盘应依次向上编号。此外,在00号圆盘上应加注树种、采伐地点与时间等。 三、树干解析的内业工作 1.查定各圆盘年轮个数 将圆盘工作面刨光(以便查数年轮),过髓心划相互垂直两个方向直径线,查数各圆盘年轮个数。方法就是: ⑴在00号盘两条直径线上,由髓心向外按每个龄阶(33年、55年或1010年等)标出各龄阶位置,剩余年轮个数若不足一个龄级年数,则作为不完整龄阶。 ⑵在其余圆盘的两条直径线上,要由圆盘外侧向髓心方向查数并标定各龄阶的位置,首先标出不完整龄阶位置,然后标出完整龄阶。 2.标定各圆盘各年轮年龄并量测各年(或龄阶,下同)直径 量测各圆盘两条直径线上各龄阶的直径,取两个方向上同一龄阶的直径平均数为该龄阶直径。

实验二标准地调查

测 树 学 教學實習報告 专业林学（水土保持与生态工程）班级 1301015 学号 130101524 姓名项颖 指导教师周春国 实验二标准地调查

1、定义： 在林分，按照平均状态的要求所确定的能够充分代表林分总体特征平均水平的地块，称作典型样地，简称标准地。通过设置标准地进行实测调查，可获得林分各调查因子的数量和质量指标值。根据标准地调查结果按面积比例推算全林分结果的调查方法称作标准地调查法。 标准地调查是林分调查的主要途径、手段或方法。按设置目的与用途，标准地分临时标准地和固定标准地两类。临时标准地是为临时满足需要能迅速提供资料而设置的，只进行一次调查。固定标准地是在较长时间进行科学研究试验，有系统地连续收集资料而设置的，要进行多次调查，测设要求更为严格。 2、标准地设置 (一)选择标准地基本要求 1)必须反映待测林分的特征，对所预定林分要求有充分代表性，是林分的 “缩影”； 2)必须设置在同一林分，不能跨越林分； 3)不能跨越小河、道路或隔离带，且应远离林缘（至少应距林缘为一倍林 分平均高的距离）； 4)设在混交林中时，其树种、林分密度分布应均匀。 (二)标准地形状 为便于设置及面积计算，一般为正方形或矩形（带状），林分密度低、通视良好、地势较平坦时可为圆形。 (三)标准地面积（即大小）

为了能够反映林分的结构规律和保证一定的精度，标准地必须要有足够数量的林木株数，本次实习，要求设置正方形标准地，其林木株数不少于50株。 (四)标准地境界测量 传统的方法是用罗盘仪测角，皮尺量距，在坡地上量矩要做水平改算。测线闭合差不超过1/200。为使标准地在调查作业时保持有明显的边界，测量境界线时应代开灌木，清除蒿草对测线外树木，在面向标准地一面标出明显记号。根据需要，标准低四角可埋设临时或固定树桩。 3、标准地林分因子调查与测定 (一)标准地每木调查 在标准地进行的每株树木的实测称为每木调查，也称每木检尺。这是标准地调查的最基本工作，有时简化记载和计算，树木直径可按整化径阶记载在每木调查表上，我国常用划“正”字格式进行记录。 每木调查的工作步骤： 1)径阶大小的确定 径阶的多少直接影响平均直径及其有关调查因子的准确程度。径阶是用组中值来表 示的，其径阶整化围过大或过小，都不能正确地反映直径分布的规律，因而需要确 定适当的径阶大小。 2)确定起测径阶 是指每木检尺的最小径阶。根据林分结构规律，同龄纯林（或森林分子）的最小直 径近似地等于平均直径的0.4倍，通常可将其作为起测径阶。一般，天然过成熟林， 起测径阶定为8㎝，中龄林定位4㎝，人工幼林1或2㎝。 3)划分材质等级 每木调查时，不仅要按树种记载，而且对于用材林近、成、过熟林还要按林木质量等级分别统计。 4)每木检尺的注意事项： A.测定者从标准地的一段开始，由坡上方沿着等高线按S形路线向坡下方进行检尺 B.用整化径阶的轮尺或围尺测定每株树木的胸径，在坡地应站在坡上方测定，1.3 米以下分叉树应视为2株，分别检尺。 C.是用轮尺时必须与树干垂直，若遇干形不规则的树木应垂直测定两个方向的直径

量子化学计算

物理化学专业博士研究生课程 教学大纲 课程名称：量子化学计算（Computational Quantum Chemistry） 课程编号：B07030411 学分：3 总学时数：72 开课学期：第2学期 考核方式：学习论文 课程说明：（课程性质、地位及要求的描述）。 《量子化学计算》是在学习了《结构化学》、《量子化学》之后，为物理化学专业博士研究生开设的一门方向课，在每学年第二学期讲授。 如果说《结构化学》、《量子化学》还有更多的抽象，那么《量子化学计算》则直接对各研究体系进行可与实验对比的计算机模拟。近二十年来，随着计算机硬件和软件水平的迅速发展，计算化学已成为理论化学的重要分支，主要通过量子化学方法、分子力学方法以及分子动力学模拟来解决与化学相关的问题。目前，计算化学已广泛应用于化学及相关交叉学科的各个领域，迅速成为定量预测分子的结构、性质以及反应性能的有力工具。 本课程计划安排72个学时。采用授课与上机演习相结合的教学方法，使学生在较短时间内掌握当今国际流行的常用计算软件的原理、使用方法及技巧，着重培养同学们解决化学实际问题的能力。要求同学们通过本课程的学习，能对计算化学的原理和方法有一个初步的了解，并能够在化学合成、反应机理、生物、材料等各个领域中得到应用。 教学内容、要求及学时分配： 第一章绪论 内容： 1.1量子力学历史背景 1.221世纪的理论化学计算机模拟

要求：了解量子化学的背景知识、国际国内发展现状及其未来方向学时：4 第二章从头计算法的基本原理和概念 内容： 2.1量子力学基本假设2.2定态近似 2.3从头计算法的“头” 2.4自洽场方法2.5变分法和LCAO-MO近似 2.6量子化学中的一些基本原理和 概念 2.7量子化学中的基本近似 要求：了解从头计算法的基础知识、计算化学中的一些基本原理、概念和近似。 学时：12 第三章布居分析和基组专题 内容： 3.1布居分析 3.2基组专题 要求：理解基组概念及选择的原则，掌握布居分析的计算方法和基组的计数，了解Mulliken布居分析的优缺点及改进的思路。 学时：6 第四章计算方法简介 内容： 4.1半经验方法 4.2HF方法 4.3Post-HF方法 4.4DFT方法 4.5SCF-X 方法 4.6精确模型化学理论方法——Gn 和CBS 4.7赝势价轨道从头计算法 4.8激发态的计算——CIS和CAS 4.9溶剂效应 4.10分子力学和分子动力学基础 要求：了解一些常用计算方法的基本原理及优缺点，重点掌握AM1、INDO、MNDO/PM3、HF、MP、CI、CC、DFT、CAS、溶剂效应等方法的原理，掌握选择计算方法的思路和原则。

实验十 树干解析

实验十树干解析 一、目的 1．掌握树干解析的基本工作程序和计算方法； 2．进一步理解各种生长量的意义，加深对树木生长过程的认识。 二、仪器、用具 伐木工具，皮尺、轮尺、粉笔、三角板或直尺、大头针、计算机、方格纸、用表等(不能伐树时，可给成套圆盘)。 三、方法、步骤 为了研究不同树种或不同立地条件下的同一种树的生长过程及特点，往往采取“解剖”的办法，把树木区分成若干段、锯取圆盘，进而分析其胸径、树高，材积、形数的，生长变化规律，我们把这种方法称为树干解析。作为分析对象的这棵树干，称为解析木。树干解析是当前研究树木生长过程的基本方法。树干解析的工作可分为外业和内业两大部分 (一)树干解析的外业工作 1．解析木的选择：可根据研究目的来选择，如研究某一树种的一般生长过程，可 选生长正常，未断梢及无病虫害的平均木厂为了研究树干生长与立地条件的关系或编制 立地指数表，可以选择优势木，若要研究林木受病虫危害的情况，则应在病腐木中选择 解析木。 2．解析木的伐前工作： (1)记载解析木的生长环境这是分析林木生长变化的不应缺少的重要资料。应记载的项目包括解析木所处的林分状况，立地条件，解析木所属层次、发育等级和与相邻木的相互关系等，并绘制解析木及其相邻木的树冠投影图(用表10—1)。 (2)确定根颈位置，标明胸高位置及树干的南北方向，并分东西，南北方向量测冠幅。 3．解析木的伐倒和测定： (1)砍伐时，先选择适当倒向，并作相应的场地清理，以利于伐倒后的量测和锯解工作的进行。然后，从根颈处下锯，伐倒解析木。 (2)解析木伐倒后，先测定胸径，冠长、死枝下高、活枝下高、树干全长和全长的1／2、1／4及3／4处的直径，然后打去枝桠，用粉笔在全树干上标出南、北方向。 (3)按伐倒木区分求积的方法，将解析木分段，为计算材积方便起见，可采用平均断面积区分求积法分段，但由于根颈部膨大，第一段取中央断面为宜。 4．载取园盘及圆盘编号；在树干各分段位置载取圆盘。同时，为了确定树干年龄及内业分析时的需要，还必须在根颈和胸高处分别载取圆盘。 载取圆盘时注意下述事项； (1)载取圆盘时要尽量与树干垂直，不应偏斜。 (2)圆盘向地的一面要恰好在各分段的标定位置上，以该面作为工作面，用来查数年轮和

测树学

名词解释 1. 实验形数：)3(3.1+=?h g V f ，式中：V —树干材积，g1.3—断面积，H —树高。 2. 形高：形数与树高的乘积。 3. 形数：树干材积与比较圆柱体体积之比称为形数（form factor ）。 4. 正形率：树干中央直径与十分之一树高处直径（d0.1）之比称作正形率。 1. 疏密度：林分每公顷胸高断面积（或蓄积）与相同立地条件下标准林分每公顷胸高断面积（或蓄积）之比，称为疏密度。 2. 郁闭度：林分中树冠投影面积与林地面积之比，称为郁闭度。 3. 立地质量：（又称地位质量）是对影响森林生产能力的所有生境因子（包括气候、土壤和生物）的综合评价的一种量化指标。 4. 地位级：地位级是依据既定树种的林分条件平均高（D H ）及林分年龄(A)由该树种的地位级表中查定的表示林地质量或林分生产力相对高低等级。 5. 标准地：在林分内，按照平均状态的要求所确定的能够充分代表林分总体特征平均水平的地块，简称标准地。 6. 林分平均高：从树高曲线上按照林分平均直径确定的树高。 1. 林分直径结构：林分内各种大小直径林木按径阶的分配状态称林分直径分布。 2. 林分树高结构：在林分中不同树高的林木按树高组的分配状态，称作林分树高结构，亦称林分树高分布。 3. 林层：林分中乔木树种的树冠所形成树冠层次称作林层。 4. 单层林：只有一个树冠层组成的林分称作单层林。 5. 复层林：林分中乔木树冠形成两个或两个以上明显树冠层次林分，称复层林。 6. 纯林：由一个树种组成的林分称作纯林。

7. 混交林：由两个或更多个树种组成的林分，称作混交林。 8. 优势树种：在混交林中，蓄积量最大的树种称作优势树种。 9. 主要树种：在既定的立地条件下，林分中最适合经营目的树种称作主要树种。 10. 同龄林：林分中树木年龄差别在一个龄级以内，这样的林分可称作同龄林。 11. 异龄林：林分中树木年龄差异超过一个龄级，这样的林分称作异龄林。 1. 立地：立地在生态学上又称作“生境”，指的是“林地环境和由该环境所决定的林地上的植被类型及质量”。更确切地说，立地是森林或其他植被类型生存的空间及与之相关的自然因子的综合。 2. 立地质量：立地质量则指在某一立地上既定森林或者其他植被类型的生产潜力，所以立地质量与树种相关联，并有高低之分。 3. 地位级：是反映林地生产力的一种相对度量指标，是依据林分条件平均高与林分平均年龄关系，按相同年龄林分条件平均高变动幅度分为若干个级数。 4. 地位指数：是指在某一立地上特定基准年龄时林分优势木的平均高度值。 5. 疏密度：疏密度是林分每公顷胸高断面积（或蓄积）与相同立地条件下标准林分每公顷胸高断面积（或蓄积）之比值。 6. 立木度：立木度是现实林分的密度与最理想林分的密度的比值。 7. 林分密度指数：林分密度指数是现实林分的株数换算到标准平均直径（亦称比较直径）时所具有的单位面积林木株数。 8. 树冠竞争因子：林分中所有树木可能拥有的潜在最大树冠面积之和与林地面积的比值称为树冠竞争因子。 1. 原条：伐倒木剥去树皮且截去直径（去皮）不足6cm的梢头部分称作原条。

实验二 标准地调查1

实验二标准地调查 何谓标准地？标准地的主要用途？标准地的种类？标准地调查主要步骤？ 标准地调查是林分调查的主要途径，所谓标准地，即人为选定的、期望能够代表待测林 分调查因子平均水平的典型地块。它应该是整个林分的缩影，通过它可以获得林分的各种数量及质量指标，由标准地调查结果按面积比例换算即得整个林分的调查结果。在此情况下，林分调查的精度取决于标准地对该林分的代表性。设置标准地时，应对整个林分作比较全面的踏查，目测各主要调查因子，从而形成林分平均标志的轮廓，根据这个轮廓选择适当地段作为标准地。切忌挑选好的地段，根据以往经验，一般容易出现“偏高”倾向。 按设置目的和保留时间，标准地可分为临时和固定两类。临时标准地是为临时满足需要 能迅速提供资料而设置的，只进行一次调查。固定标准地是在较长时间内进行科学研究试验，有系统地连续收集资料而设置的，要进行多次调查，测设要求更严格。 一、标准地的设置与边界测量 （一）选择标准地的基本要求 （1）必须对所预定林分要求有充分的代表性； （2）不能跨越林分； （3）不能跨越小河、道路或伐开的调查线，且应离开林缘。 （二）形状 为便于设置及面积计算，一般为正方形或矩形，林分密度低、通视良好、地势平坦 时可为圆形。 （三）标准地的面积 为了充分反映林分结构规律和保证必要的精度，标准地内必须有足够的林木株数， 以此来推算标准地所需最小面积。我国一般规定“在近熟和成、过熟林中，标准地内至 少应有200株以上的林木，中龄林250株以上，幼龄林300株以上”。可预先选定400m 2 的小样方一块，查数株数，据以推算标准地所需面积。 （四）标准地的境界测量 用罗盘仪测角，皮尺或测绳量距，在坡地上量距要改算为水平距离，测线闭合差一 般不得超过 200 1 。为使标准地在调查作业时保持有明显的边界，测量境界线的同时应 伐开灌木，清除蒿草，对测线外的树干，在面向标准地的一面标出明显记号（可用粉笔 作记号）。根据需要，标准地的四角应埋设临时简易的或长期固定的标桩。 1 二、标准地林分因子调查与测定 （一）每木调查 又称每木检尺，即测定标准地内每一株树木的胸高直径（可精确到0.1cm），这 是标准地调查最基本的工作。有时为了简化记载和计算，每株树的直径可以按整化 径阶记载在每木调查表上，我国常用划“正”字的格式进行记录。 1. 径阶大小确定 2. 确定起测径阶 3. 其他应注意事项 调查记载需分别树种进行。如果是复层异龄混交林而又能够划分出林层和年 龄世代，则需分别林层和世代调查记载。按整化径阶记载时，有时每株树还

测树学_复习题_FXT332020_1612

测树学复习题 (课程代码 332020) 一、名词解释 1、形数：树干材积与比较圆柱体体积之比称为形数。该圆柱体的断面积为树干上某一固定位置的断面，高度为全树高。 2、平均实验形数：树干材积与比较圆柱体体积之比。比较圆柱的横断面为胸高断面，其高度为树高加3.0m。 3、胸高形率：树干中央直径与胸径之比，称为胸高形率。用ｑ2表示。 4、郁闭度：林分中林冠投影面积与林地面积之比。 5、疏密度：林分每公顷胸高断面积（或蓄积）与相同立地条件下标准林分每公顷断面积（或蓄积）之比，称为疏密度。 6、林分平均胸径：亦称林分平均直径，是林分平均断面积所对应的直径。 7、标准木法：具有指定林木平均材积的树木称为标准木，根据标准木的平均材积推算林分蓄积量的方法。 8、标准地：在林分内按照平均状态的要求所确定的能够充分代表林分总体特征平均水平的地块，称作典型样地，简称标准地。 9、同龄林：林分中所有林木的年龄都相同，或是在同一时间营造及更新生长形成的林分称为同龄林。 10、混交林：由两个或更多个树种组成，其中每种树木在林分内所占成数均不少于10%的林分称为混交林。 11、复层林：乔木树冠形成两个或两个以上明显树冠层的林分。 12、林分生长模型：描述林木生长与林分状态和立地条件关系的一个或一组数学函数。 13、连年生长量：树木一年间的生长量为连年生长量。 14、生长率：树木某调查因子的连年生长量与其总生长量的百分比。 15、二元材积表：根据材积与树高和胸径两个因子之间的关系编制而成的数表。 16、优势木平均高：林分中所有优势木或亚优势木高度的算术平均数。 17、林分蓄积量：林分中全部林木的材积称作林分蓄积量。 18、林分表法：是通过前n年间的胸径生长量和现实林分的直径分布，预估未来(后n年)的直径分布，然后用一元材积表求出现实林分蓄积和未来林分蓄积，两个蓄积之差即为后n

量子化学-重要概念

(1)开壳层,闭壳层 指电子的自旋状态,对于闭壳层,采用限制性计算方法,在方法关键词前面加R 对于开壳层,采用非限制性计算方法,在方法关键词前面加U.比如开壳层的HF就是UHF.对于不加的,程序默认为是闭壳层. 一般采用开壳层的可能性是 1. 存在奇数个电子,如自由基,一些离子 2. 激发态 3. 有多个单电子的体系 4. 描述键的分裂过程 (2) 核磁是单点能计算中另外一个可以提供的数据,在计算的工作设置部分,就是以#开头的一行里,加入NMR关键词就可以了,如 #T RHF/6-31G(d) NMR Test 在输出文件中,寻找如下信息 GIAO Magnetic shielding tensor (ppm) 1 C Isotropic = Anisotropy = 这是采用上面的设置计算的甲烷的核磁结果,所采用的甲烷构形是用B3LYP密度泛函方法优化得到的. 一般的,核磁数据是以TMS为零点的,下面是用同样的方法计算的TMS(四甲基硅烷)的结果1 C Isotropic = Anisotropy = 这样,计算所得的甲烷的核磁共振数据就是,与实验值相比,还是很接近的. (3) 标准几何坐标. 找到输出文件中Standard Orientation一行,下面的坐标值就是输入分子的标准几何坐标. (4) stable 本例中采用SCF方法分析分子的稳定性.对于未知的体系,SCF稳定性是必须要做的.当分子本身不稳定的时候,所得到的SCF结果以及波函数等信息就没有

化学意义. (5)势能面 分子几何构型的变化对能量有很大的影响.由于分子几何构型而产生的能量的变化,被称为势能面.势能面是连接几何构型和能量的数学关系.对于双原子分子,能量的变化与两原子间的距离相关,这样得到势能曲线,对于大的体系,势能面是多维的,其维数取决与分子的自由度. （6）opt Opt=ReadFC 从频率分析(往往是采用低等级的计算得到的)所得到的heckpoint文件中读取初始力矩阵,这一选项需要在设置行之前加入%Chk= filename 一句,说明文件的名称. Opt=CalCFC 采用优化方法同样的基组来计算力矩阵的初始值. Opt=CalcAll 在优化的每一步都计算力矩阵.这是非常昂贵的计算方法,只在非常极端的条件下使用. 有时候,优化往往只需要更多的次数就可以达到好的结果,这可以通过设置MaxCycle来实现.如果在优化中保存了Checkpoint文件,那么使用Opt=Restart可以继续所进行的优化.当优化没有达到效果的时候,不要盲目的加大优化次数.这是注意观察每一步优化的区别,寻找没有得到优化结果的原因,判断体系是否收敛,如果体系能量有越来越小的趋势,那么增加优化次数是可能得到结果的,如果体系能量变化没有什么规律,或者,离最小点越来越远,那么就要改变优化的方法. (7) 频率分析的计算要采用能量对原子位置的二阶导数.HF方法,密度泛函方法(如B3LYP),二阶Moller-Plesset方法(MP2)和CASSCF方法(CASSCF)都可以提供解析二阶导数.对于其他方法,可以提供数值二阶导数. 一般的,对于HF方法,采用计算的频率乘以矫正因子, 方法频率矫正因子零点能矫正因子 HF/3-21G HF/6-31G(d) MP2(Full)/6-31G(d) MP2(FC)/6-31G(d) SVWN/6-31G(d)

量子化学理论与软件介绍

量子化学是应用量子力学的规律和方法来研究化学问题的一门学科。将量子理论应用于原子体系还是分子体系是区分量子物理与量子化学的标准之一。 主要分为：①分子轨道法（简称MO法，见分子轨道理论）；②价键法（简称VB法，见价键理论）；③密度泛函理论。以下只介绍分子轨道法。 ①分子轨道法：分子体系中的电子用单电子波函数满足Pauli不相容原理的直积(如Slater 行列式)来描述，其中每个单电子波函数通常由原子轨道线性组合得到(类似于原子体系中的原子轨道)，被称作分子轨道，分子轨道理论是目前应用最为广泛的量子化学理论方法。 o HF方法：它是原子轨道对分子的推广，即在物理模型中，假定分子中的每个电子在所有原子核和电子所产生的平均势场中运动，即每个电子可由一个单电子函数（电子的坐标的函数）来表示它的运动状态，并称这个单电子函数为分子轨道，而整个分子的运动状态则由分子所有的电子的分子轨道组成（乘积的线性组合），这就是分子轨道法名称的由来。分子轨道法的核心是哈特里－福克－罗特汉方程，简称HFR方程，它是以三个在分子轨道法发展过程中做出卓著贡献的人的姓命名的方程。1928年D.R. 哈特里提出了n个将电子体系中的每一个电子都看成是在由其余的n-1个电子所提 供的平均势场中运动的假设。这样对于体系中的每一个电子都得到了一个单电子方程（表示这个电子运动状态的量子力学方程），称为哈特里方程。使用自洽场迭代方式求解这个方程（见自洽场分子轨道法），就可得到体系的电子结构和性质。哈特里方程未考虑由于电子自旋而需要遵守的泡利原理。1930年，B.A.福克和J.C.斯莱特分别提出了考虑泡利原理的自洽场迭代方程，称为哈特里－福克方程。它将单电子轨函数(即分子轨道)取为自旋轨函数（即电子的空间函数与自旋函数的乘积）。泡利原理要求，体系的总电子波函数要满足反对称化要求，即对于体系的任何两个粒子的坐标的交换都使总电子波函数改变正负号，而斯莱特行列式波函数正是满足反对称化要求的波函数。将哈特里－福克方程用于计算多原子分子，会遇到计算上的困难。C.C.J.罗 特汉提出将分子轨道向组成分子的原子轨道（简称AO）展开，这样的分子轨道称为原子轨道的线性组合（简称LCAO）。使用LCAO-MO，原来积分微分形式的哈特里－福克方程就变为易于求解的代数方程，称为哈特里－福克－罗特汉方程，简称HFR 方程。 o CI方法：组态相互作用(Configuration Interaction)方法。用HF自洽场方法计算获得的波函数和各级激发的波函数为基展开体系波函数。完全的组态相互作用(Full-CI)是指定基组下最精确的方法，但其计算量约以基函数的阶乘规模增加，目前仅限于对小分子作为Benchmark以检测其他方法的可靠性，在实际应用中常采用截断CI方法，如

四应用量子化学计算方法进行分子结构优化

实验四 应用量子化学计算方法进行分子结构优化 以及异构化反应研究 Experiment 4. Study on Molecular Structure Optimization and Isomerization Reaction by Using Quantum Chemistry Method 4.1 目的要求 Purpose （1）了解量子化学计算的原理和用途以及几种常用的量子化学计算方法。 （2）熟悉常用量子化学计算软件Gaussian 03的基本使用方法和操作步骤。 （3）掌握如何使用Gaussian 03软件进行分子结构优化和异构化反应过渡态计算。 （4）本实验4学时。 4.2 背景介绍 Background Information 量子化学（quantum chemistry ）以量子力学为理论基础，以计算机为工具，主要通过计算来阐述物质（化合物、晶体、离子、过渡态、反应中间体等）的结构、性质、反应性能及反应机理，研究物质的微观结构与宏观性质的关系，揭示物质和化学反应所具有的特性的内在本质及其规律性[1-4]。随着量子化学计算方法不断发展，计算量以及计算速度不断提高，所计算的体系越来越复杂，现在可以计算有机分子甚至较大分子量的生物分子。 目前常用的量子化学计算软件有Gaussian （https://www.wendangku.net/doc/659911984.html, ）、GAMESS （https://www.wendangku.net/doc/659911984.html,/GAMESS ）、Spartan （https://www.wendangku.net/doc/659911984.html, ）和Molpro （https://www.wendangku.net/doc/659911984.html, ）等。Gaussian 软件是使用最为广泛的量子化学计算软件，支持几乎所有的量子化学计算方法，可以计算得到分子的几乎一切性质，如稳定结构、能量、振动频率、红外和拉曼光谱、NMR 化学位移、轨道能级、静电势、极化率、电离能、电子亲和力、电子密度分布、过渡态和反应途径等。可以模拟在气相和溶液中的体系，模拟基态和激发态等问题。它最早的版本是1970年的Gaussian 70，最新的版本是Gaussian 09。本实验使用的版本为Gaussian 03。 4.3 实验原理 Experimental Principles 4.3.1 量子化学计算方法和特点 多体理论是量子化学的核心问题。n 个粒子构成的量子体系的性质原则上可通过求解n 粒子体系的薛定谔（Schr?dinger ）方程得到体系的波函数来描述。 22 ,111122p q p p i p pq j pi P i p q i j p i Z Z Z E m R ri r ψψ<