森林培育措施对人工林红松木材力学性质影响

对间伐与未间伐人工林红松(pinuskoraisensis)木材材质进行系统测定、统计分析,结果表明:间伐对木材材质有很大的影响,间伐林的管胞长度、管胞直径、纤丝角、生长速率、生长轮宽度、顺纹抗压和抗拉强度、抗劈力和冲击韧性大于未间伐林;间伐林木材晚材率、生长轮密度、壁厚、壁腔比、抗弯强度和局部抗压强度小于未间伐林。其中管胞直径、生长轮宽度、壁厚、壁腔比、抗弯强度、顺纹抗压和抗拉强度、横纹局部抗压强度的差异达到显著水平,表明间伐能显著地提高木材力学性能。采用综合坐标法,对间伐与未间伐人工林红松木材材质进行评定,其材质的综合性能和纸浆材性能未间伐林好于间伐林,建筑材性能间伐林好于未间伐林

前红松木材解剖研究

人工林红松木材及木制品碳素储存的研究

本文根据人工林红松木材生长轮密度变异特点，采用时间序列分析法，建立了人工林红松木材生长轮密度的动态模型，对木材生长轮度进行近期预测，预测结果良好，此研究结果实现了木材生长轮内的材质预测，为人工林红松的定向培育提供理论依据。

本文根据人工林红松木材生长轮密度变异特点,采用时间序列分析法,建立了人工林红松木材生长轮密度的动态模型,对木材生长轮密度进行近期预测,预测结果良好。此研究结果实现了木材生长轮内的材质预测,为人工林红松的定向培育提供理论依据

【目的】对人工林红松木材碳素储存量与物理特征的径向变异进行研究,以弥补我国木材碳素储存研究的不足,为提高木材碳素储存量、高效合理地定向培育人工林红松提供理论基础。【方法】首先测定和计算红松木材的各项物理特征及其碳素储存量,再采用回归分析和相关分析方法对木材碳素储存量分别与生长轮密度、生长轮宽度、晚材率和生长速率的径向变异规律进行分析,最后得到它们之间的径向变异规律图、拟合图以及回归方程等。【结果】木材碳素储存量在径向变异上先略微减小,接着随树木的不断生长呈增大趋势,而在树木成熟后又逐渐减小至平稳状态,且波动较大,并与各项物理特征的径向变异趋势在第18年左右有一个峰值。木材碳素储存量与生长轮密度的径向变异趋势相似,二者的拟合度较高,相关系数为0.757,相关性较显著;木材碳素储存量与生长轮宽度在前期的径向变化相似,而中期和后期的径向变异不一致,二者的拟合度较低,相关系数为-0.301,相关性较弱;木材碳素储存量与晚材率在中期和后期的径向变化相似,二者的拟合度较高,相关系数为0.656,相关性较显著;木材碳素储存量与生长速率在前期和中期的径向变异趋势都不同,二者的拟合度较低,相关系数为-0.268,相关性不显著。【结论】人工林红松木材的碳素储存量与各项物理特征指标之间均有一定的相关关系,而气候因子、生长环境、遗传因素等是不可忽略的影响因素,有待进一步研究。可以通过对林木的合理经营和发展,增强人工林的碳素储存功能,直接抑制co2向大气中排放,从而改善生态环境、缓解温室效应。

对修枝与未修枝的红松人工林林木生长和木材力学性质等指标进行测试和分析,结果表明:红松人工林生长速率、生长轮宽度、晚材率都是修枝林分大于未修枝林分,其中只有晚材率差异显著;主要力学指标中除顺纹抗压强度,均是修枝林分大于未修枝林分,其中只有抗弯强度差异达显著水平

研究了不同培育措施(初植密度、间伐强度、坡向、坡位)对人工林樟子松(pinussylvestrisvar.mongolica)木材的密度和力学性质(横纹抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、冲击韧性、端面硬度)的影响。初植密度(1.5m×1.0m,1.5m×2.0m和1.5m×2.5m)对木材密度和抗弯弹性模量有显著的影响。初植密度为1.5m×1.0m时,木材主要力学指标值最大。适当间伐可提高木材的抗弯弹性模量和顺纹抗压强度,但重度间伐则会降低木材的力学强度。坡向(阳坡和阴坡)对木材的抗弯弹性模量影响显著,阳坡高于阴坡。坡位(上坡位和下坡位)对除端面硬度外的木材力学性质指标影响都显著,各项力学指标值均是坡下高于坡上。表5参9。

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。

运用协整分析对我国东北地区人工林红松木材密度与气候变化的关系进行了研究。结果表明,红松木材密度与气候因素之间存在长期均衡的协整关系和显著的短期动态调整机制。在1973～1997年,2、3月平均日照时间的延长有利于提高早材密度,而7月份的日照时间延长却不利于提高早材密度;2月气温升高,不利于提高整个生长轮密度平均值;误差修正模型和格兰杰检验证实,2月气温短期内对生长轮密度的影响存在2～3年的滞后期。人工林红松的优质培育需要充分考虑气候变化的影响。

采用监测表面颜色和光泽度变化的方法，对红松木醇酸树脂清漆，硝基清漆和聚氨脂清漆涂膜的耐光性进行了研究，结果发现，三种涂料受光后的易发生变色，但三种涂料的耐光性硝基漆最差，聚所酯漆居中，醇酸制酯漆最好，建议在使用时添加紫外线吸收剂，提高漆膜的耐光性。

采用监测表面颜色和光泽压变化的方法，对红松木材醇酸树脂清漆、硝基清漆和聚氨脂清漆涂膜的耐光性进行了研究，结果发现，三种涂料受光后均易发生变色，但三种涂料的耐光性硝基漆最差，聚氨酯漆（pu）居中，醇酸树酯漆最好．建议在使用时添加紫外线吸收剂，提高漆膜的耐光性。

对福建省引种的24年生峦大杉的木材物理力学性质进行检测,结果表明:峦大杉木材的气干密度为0.344g/cm3、弦向全干干缩率6.020%、弦向湿胀性6.440%、吸水性237.810%、顺纹抗压强度6.004mpa、抗弯弹性模量7250.810mpa、抗弯强度59.840mpa、顺纹抗拉强度62.800mpa;峦大杉的材质与杉木相近,应用方面可参考杉木,在木构件加工时,其安全系数可使用杉木的量值。

为分析应力波在木材中传播的影响因素,研究应力波传播规律,在实验室内,采用arbotom应力波测试仪测试60个红松无疵小试件在不同含水率(从绝干到饱湿)和不同温度(-30,-20,-10,-5,0,5和20℃)下的应力波传播速度。在此基础上,分别分析应力波传播速度随含水率或温度变化的规律,探讨导致应力波传播速度变化的原因,并建立三者之间的回归模型。结果表明:含水率和温度是影响木材中应力波传播速度的2个重要因素。应力波传播速度随含水率增加或温度升高均呈逐渐下降趋势。在含水率32%(纤维饱和点附近)以下,传播速度随含水率增加下降幅度较大,反之则较小;当含水率低于50%时,传播速度随温度升高呈线性下降趋势;当含水率高于50%时,传播速度在0℃上下有一明显的跳跃。含水率、温度与应力波传播速度之间的二元线性回归模型拟合优度较高,决定系数r2均高于0.95。

我国南方五省区湿地松木材的密度、晚材率和各项力学强度,随纬度的增加,呈递减状态。纬度与气干容重之间的直线回归方程为:g=1.28—0.027l,相关系数r=0.984.产生此现象的主要原因是,木材的管胞宽度和厚度随着纬度的增加逐渐变窄、变薄。产地的年平均气温和年降水量对湿地松树木的年轮宽度和晚材带宽度影响较大;年轮和晚材带的平均宽度随产地自北向南依次增加,随着山地海拔的升高而减小。

为研究树干倾斜角度对应压木木材细胞壁形成过程的影响,以7年生红松苗木为研究对象,对其茎干进行不同角度的倾斜处理。先后测定苗木的树高和胸径、木材形成组织中的木质素和纤维素含量、傅里叶红外变化光谱和极性代谢产物。结果表明:倾斜角度对高生长的抑制作用非常显著,对直径生长无显著影响。倾斜后木质素含量增加,纤维素含量降低;倾斜角度对木质素和纤维素含量均有显著影响。不同倾斜角度ftir吸收峰强度也有明显差异。糖类、脂类、氨基酸、含氮化合物、有机酸等代谢物随倾斜角度呈现不同的变化规律。因此,红松苗木50°倾斜处理形成典型的应压木结构。代谢物相对含量的变化规律与形成的木材宏观性质相吻合。代谢物的变化也反映了树木对应力刺激的响应机制。

运用近红外光谱技术结合偏最小二乘法(pls),对所采集光谱进行一阶导数和二阶导数处理,并对未处理原始光谱、一阶导数处理光谱和二阶导数处理光谱分别在7个不同波段范围内建立红松含水率预测模型。结果表明红松样本近红外光谱经一阶导数处理,波段在1000~2100nm范围内所建模型最优,其校正集相关性系数为0.9925,校正标准偏差和校正均方根误差分别为0.0259和0.0257,验证集相关系数为0.9917,预测标准误差与预测均方根误差分别为0.0318和0.0317。研究表明,结合样本特性选取特定光谱波段范围建立预测模型可大幅度减少建模时间、降低建模成本,同时可以提高模型的预测精度。

对红松人工林７株解析木的生长及１８株样木木芯样品木材的基本密度进行了分析，以确定红松早期选择的最佳年龄和测量木材密度的取样方法。研究表明，红松人工林早期选择的适宜年龄为２５年；木材基本密度的变异，主要存在于单株之间及单株内的水平方向之间，林分间及胸高处不同方位间的差异都没有达到统计上的显著水平；在胸高处某一半径方向上所取样品的密度值，基本上可以代表胸高处的密度值；木材密度自髓心向外的水平方向上有明显差异，变异方式是密度值先增大，２５年左右时达到最大值，然后开始降低

对闽楠人工林和天然林木材物理和力学性质进行了测定和比较分析,结果表明:闽楠天然林木材气干密度和全干密度分别为0.721g.cm-3和0.680g.cm-3,人工林木材气干密度和全干密度分别为0.572g.cm-3和0.535g.cm-3,闽楠天然林木材密度大于人工林且差异达到极显著水平,但人工林木材密度变异系数却小于天然林。闽楠人工林和天然林木材气干状态下体积干缩率分别为4.935%和6.439%,全干状态下分别为9.330%和11.376%,闽楠人工林木材的尺寸稳定性稍差于天然林,但从木材的差异干缩来看,闽楠天然林和人工林相近,分别为1.75和1.76。闽楠天然林木材端面、径面和弦面硬度分别为7583n、6183n和6625n,稍大于人工林,但差异不显著。闽楠天然林与人工林旋切板背面裂隙率分别为53%和67%,单板厚度的偏差人工林和天然林分别为0.08mm和0.09mm。由此可知,发展闽楠人工林可以得到质量与闽楠天然林相近的板材。

以采自东北林业大学帽儿山实验林场老山生态站的红松人工林内的试材为例，分析和探索了红松人工林木材解剖特征的径向变异模式。结果表明：①管胞长度、长宽比、胞壁率的径向变异模式为y=a+blnx,该模型具有典型的生物学意义。②管胞径、弦向直径和壁厚的径向变异为略呈增加趋势，径向直径是早材大于晚材，弦向直径是晚材大于早材；管胞径、弦向壁厚均为晚材大于早材。③管胞径、弦向壁腔比的径向变化规律不明显。

以采自东北林业大学帽儿山实验林场老山生态站的红松人工林内的试材为例,分析和探索了红松人工林木材解剖特征的径向变异模式。结果表明:①管胞长度、长宽比、胞壁率的径向变异模式为y=a+blnx,该模型具有典型的生物学意义。②管胞径、弦向直径和壁厚的径向变异为略呈增加趋势,径向直径是早材大于晚材,弦向直径是晚材大于早材;管胞径、弦向壁厚均为晚材大于早材。③管胞径、弦向壁腔比的径向变化规律不明显

为了研究树木南北向与径向位置的变化对人工林木材力学性质与气干密度的影响,该文通过对红锥、西南桦人工林木材南北向、近髓心和近树皮2个不同径向位置的力学性质以及气干密度进行测定,分析了南北向和不同径向位置2个因素对两种木材力学性质和气干密度的影响,以及木材密度与抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度的相关性.结果表明:南北向的不同对红锥和西南桦人工林木材的大多数力学性质测定项目和气干密度无显著影响,仅有红锥的弦面顺纹抗剪强度、径向握钉力和西南桦3个面的表面硬度表现为南北向差异显著.近髓心和近树皮径向位置的不同对红锥的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和气干密度无显著影响,但对西南桦的影响则全部达到差异显著水平.两个树种木材的气干密度与木材力学性质均表现为显著的正相关关系.