长白落叶松木材单根管胞力学性能分析

为了评价长白落叶松木材作为纸浆材的管胞力学强度,采用单纤维拉伸技术开展了长白落叶松早晚材单根管胞拉伸力学性能研究。结果表明,长白落叶松早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率的均值分别为9.64 GPa、714.05 MPa及6.01%,晚材的均值分别为12.74 GPa、963.85 MPa、和8.60%。方差分析表明长白落叶松早晚材间单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率存在极显著差异（0.01水平）,晚材单根管胞力学性能显著高于早材;单根管胞弹性模量和拉伸强度在径向年轮间的变异极显著（0.01水平）,断裂伸长率在年轮间的差异性不显著。在株内径向上,长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加;在株内纵向上,单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度变异性极显著（0.01水平）,而断裂伸长率在纵向上的变异性不显著。该结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

长白落叶松木材单根管胞力学性能分析

为了评价长白落叶松木材作为纸浆材的管胞力学强度,采用单纤维拉伸技术开展了长白落叶松早晚材单根管胞拉伸力学性能研究。结果表明,长白落叶松早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率的均值分别为9.64 GPa、714.05 MPa及6.01%,晚材的均值分别为12.74 GPa、963.85 MPa、和8.60%。方差分析表明长白落叶松早晚材间单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率存在极显著差异(0.01水平),晚材单根管胞力学性能显著高于早材;单根管胞弹性模量和拉伸强度在径向年轮间的变异极显著(0.01水平),断裂伸长率在年轮间的差异性不显著。在株内径向上,长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加;在株内纵向上,单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度变异性极显著(0.01水平),而断裂伸长率在纵向上的变异性不显著。该结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

长白落叶松木材管胞微纤丝角的变异研究

研究了长白落叶松木材管胞微纤丝角的变异以及微纤丝角与木材解剖特性之间的关系，分析和总结了长白落叶松木材生长过程中管胞微纤丝角的变化规律。结果表明，微纤丝角与管胞长度和木材密度之间的均为负相关。研究结论为长白落叶松木材的适材适用和定向培育提供了理论依据。     

杉木木材管胞纵向弹性模量的研究

通过测定杉木木材薄片小试样的顺纹抗拉弹性模量和气干密度,计算管胞的纵向弹性模量,进而研究杉木管胞纵向弹性模量的株内变异规律及其与微纤丝角之间的关系。结果表明:杉木管胞的纵向弹性模量沿径向变异较大,靠近髓心处管胞的弹性模量较小;管胞的纵向弹性模量沿树干高度方向变化不大。杉木管胞的平均纵向弹性模量为44.06 GPa;随着微纤角的增大,管胞的纵向弹性模量显著降低;当微纤丝角大于24°后,管胞的纵向弹性模量降低的幅度明显减缓。      

针叶材管胞纵向抗拉强度研究

以杉木、马尾松木材为试验材料,采用零距拉伸技术评价了木材管胞纵向抗拉强度,比较了不同含水率条件下管胞抗拉强度的差异,探讨了水分的影响机制。此外,重点研究了热处理对木材管胞纵向抗拉强度的影响,分析了管胞强度变化与化学成分、纤维素结晶度之间的关系。结果表明,杉木早材管胞纵向抗拉强度平均值为499 MPa,马尾松早材管胞平均值461 MPa;两种木材管胞在饱水态下的抗拉强度比气干态均较低;在160～220℃、1～3 h热处理条件下马尾松木材早材管胞纵向抗拉强度与素材相比有所降低。     

兴安落叶松管胞形态特征和微纤丝角及其径向变异的研究

以黑龙江省哈尔滨市方正林场选取的20年生兴安落叶松4株木材为材料,通过对其管胞长度和宽度,长宽比,壁腔比和微纤丝角的测定和分析,探讨了兴安落叶松管胞形态特征和微纤丝角及其径向变异规律.结果表明:(1)兴安落叶松木材管胞长度的平均值为2125.43 μm,管胞宽度的平均值为35.06 μm,长宽比的平均值为60.67,壁腔比的平均值为0.33,微纤丝角的平均值为27.37°,兴安落叶松木材属于长纤维,是很好的制浆造纸纤维原料.(2)兴安落叶松管胞长度的平均值变异范围为2259.25～2032.25 μm;管胞宽度为36.08～34.01 μm;长宽比变异范围为64.81～56.39;壁腔比变异范围为0.3916～0.2917;微纤丝角变异范围为27.03°～27.97°,方差分析表明,兴安落叶松木材管胞形态特征和微纤丝角株间差异不显著.(3)兴安落叶松木材管胞长度的径向变化模式为Panshin II 型;管胞宽度、长宽比径向变化为从髓心到树皮逐渐增加;壁腔比径向变化呈波动上升趋势;微纤丝角径向变化呈逐渐减小的趋势.     

人工林长白落叶松木材材质早期预测模式(Ⅰ)——材性变异、幼龄期与成熟期的界定

以现代统计预测理论为基础,结合人工林长白落叶松木材生长轮材性变异规律,提出了木材幼龄期与成熟期划分研究的理论与方法.根据幼龄材与成熟材材性的特点,建立了木材幼龄期与成熟期界定的有序聚类最优分割模型(OCDB模型).测试了人工林长白落叶松木材的晚材率、生长轮宽度、管胞长度和宽度、微纤丝角及生长轮密度等材性指标,并且对其统计分析,得出木材材性变异规律.采用有序聚类最优分割模型划分出人工林长白落叶松的幼龄期为15a.     

造林密度对湿地松人工林木材性质的影响效应

湿地松4种初植密度（900、1350、1800、2700株/hm^2)林分间树高、胸径、材积、蓄积量和单位面积上1-2级优势木数理等因子存在着显著的差异。初植密度对其人工林木材管胞解剖特征、化学成份含量、干缩性状和木材力学性能有一定的影响，但没有达到显著的程度。稀植的林分木材纵向干缩大、差异干缩大。1800、1350株/hm^2的林分，其木材管胞长、长宽比大、微纤丝角小，干缩特性适中，力学强度较高，适于培养建筑结构用材。1800株/hm^2林分单位蓄积量大，管胞长、长宽比大、纤丝角小，纤维纱与综纤维素含量高，木素含量低，适于培育纸浆材。     

三倍体毛白杨无性系木材密度遗传变异研究

该文对三倍体毛白杨无性系气干密度的无性系间和株内径向、纵向的变异进行了研究 ,结果表明 :无性系全年轮密度、早材密度和晚材密度平均值分别为 0 .44 4,0 .42 8和 0 .5 11g/cm3.气干密度在无性系间和年轮间存在显著差异 ;株内径向变异随树龄增加呈波动性的上升趋势 ;株内纵向变异趋势在取样范围内不一致 .全年轮密度、早材密度和晚材密度的无性系重复力分别为 0 .89,0 .92和 0 .86 ,说明木材气干密度受到强度遗传控制 .     

坡向对人工林落叶松纤维形态及造纸性能的影响

以不同坡向（阳坡和半阳坡）的人工林落叶松（Larix olgensis)木材为试材，测定了木材纤维的纤维形态特征（包括管胞长度、管胞直径、壁腔比、微纤丝倾 角及管胞长宽比）、物理特征（包括生长轮宽度、生长速率、晚材率及密度）和化学特征（包括综纤维素含量、木素含量、树脂含量及1％NaOH抽提物）等指标，测试分析结果表明：不同坡向的长白落叶松木材的大多数纤维形态指标和物理、化学特征指标存在显著的差异；采用综合评分法对不同坡向长白落叶松木材的制浆造纸性能的综合比较分析得出：半阳坡的长白落叶松用作造纸材较好。     

兴安落叶松成熟材顺纹抗拉力学模型的研究

以兴安落叶松成熟材为研究对象,通过试验法获得早晚材薄片的密度及顺纹抗拉强度,根据早晚材物理力学性质,建立并验证兴安落叶松成熟材无疵试样顺纹抗拉最大破坏载荷以及抗拉强度的力学模型。结果表明,密度可作为影响成熟材无疵试样抗拉强度变异性的主要影响因素;利用早晚材为基础单元,可建立无疵试样顺纹抗拉破坏载荷以及抗拉强度的力学表达式,其相对误差低于15%。该方法可为进一步建立兴安落叶松其他力学性质模型打下基础。     

生长季气温对人工林落叶松生长轮宽度和密度的影响

运用相关分析及响应函数分析,研究了当年及前一年生长季气温变化对人工林落叶松(Larix gmeli-nii)木材生长轮宽度和密度的影响。结果表明,当年初生长期及生长缓慢期的气温变化对人工林落叶松生长轮宽度影响强烈,初生长期及生长缓慢期的气温升高有利于提高落叶松的径向生长量,特别是有利于提高早材的生长量;前年初生长期及生长缓慢期的气温变化对落叶松的生长量也有影响,但不如当年生长季气温变化的影响显著。当年生长季气温对落叶松木材密度的影响不明显,但是前一年初生长期及生长缓慢期的气温变化对早材密度的影响强烈,此阶段的气温过高不利于落叶松木材密度的提高。     

木质素含量对木材单根纤维拉伸性能的影响

以杉木木材单根纤维为研究对象,采用3种化学方法不同程度地脱除木质素,在细胞水平上,探讨木质素对木材单根纤维拉伸力学性能的影响。结果表明：在干燥状态下,单根纤维的弹性模量随着木质素含量的减少而降低,但整体降低的程度不大,木质素几乎完全脱除时,单根纤维的弹性模量降低约7%;木质素对单根纤维的拉伸强度和断裂伸长率影响显著,都...     

针叶材管胞细胞壁不同壁层的纵向弹性模量和硬度

该文利用原位成像纳米压痕技术研究了针叶材管胞细胞壁不同壁层之间在纵向弹性模量 (MOE) 和硬度方面的差异．结果表明,当压针从细胞壁的纵向压入时,细胞壁变形机制以塑性变形为主;细胞壁纵向弹性模量和硬度在细胞壁厚方向的分布不均匀．S3层与细胞腔交界处、S1层与复合胞间层(CML)交界处的弹性模量和硬度均明显小于次生壁(SW)S2层．此外,相邻管胞次生壁S2层之间的弹性模量和硬度也存在一定差异．ANOVA分析表明,杉木管胞、马尾松管胞次生壁的弹性模量均显著大于复合胞间层,但两者之间的硬度差异不显著．虽然马尾松成熟材管胞次生壁的纵向弹性模量和硬度均大于幼龄材,但差异的程度不同．弹性模量前者比后者约大40％,但硬度只大13％．管胞次生壁和复合胞间层的弹性模量和硬度之间均存在较显著的正线性相关关系．      

国产针叶树材一些新解剖特征

在观察国产针叶树材中发现：１．杉松冷杉（ＡｂｉｅｓｈｏｌｏｐｈｙｌａＭａｘｉｍ．）的轴向管胞早材径壁有显然不同大小的二类具缘纹孔存在；２．落叶松属（Ｌａｒｉｘ）木材的射线薄壁细胞有主为长随圆形和主为等径形二类，据此可以区分落叶松组（ＳｅｃｔｉｏｎＭｕｌｔｉｓｅｒｉａｌｅｓ）和红杉组（ＳｅｃｔｉｏｎＰａｕｃｉｓｅｒｉａｌｅｓ）；３．西藏长叶松（ＰｉｎｕｓｒｏｂｏｕｒｇｈｉＳａｒｇ．）木材的射线管胞显著地较其它树种量多而低矮；４．金钱松（ＰｓｅｕｄｏｌａｒｉｘａｍａｂｉｌｉｓＲｅｈｄ．）的轴向薄壁细胞中，云杉（ＰｉｃｅａａｓｐｅｒａｔａＭａｓｔ．）、油松（ＰｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓＣａｒ．）和冷杉（ＡｂｉｅｓｆａｂｒｉＣｒａｉｂ．）轴向管胞中有晶体存在。     

梳解前后小径杉木细胞的微观形态及力学性能

研究了饱和水状态下小径杉木Cunninghamia lanceolata在不同条件静压或梳解前后木材横截面上细胞的微观形态与木束条顺纹抗拉强度,并进行了对比试验,得出小径杉木较佳的静压梳解力学性能参数.结果表明:经静压实验得出不同径级的杉木在饱水状态下较佳的压缩率在50%左右;不同定压力或定压缩率2种静压试验后所得的木材细胞微观形态基本相同,横截面的开裂和破坏情况也基本相同.采用不同径向压力静压后的杉木管胞破坏程度不同,当压缩率大于30%,杉木部分管胞开始皱折,并随着压力的增大而增加;当压缩率超过50%后,随着压力增大,大部分管胞发生皱折,甚至压溃,但超过了该值管胞破坏程度减慢,并且在横切面上仍然能够看到管孔存在.在同一压缩率下,径级小的杉木所需的单位压力较大.拉伸试验可知经静压梳解后的木束条顺纹抗拉强度随静压压力加大而降低.图3表1参8     

人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质的比较

根据人工林赤松Pinus densiflora木材的管胞长度、微纤丝角、管胞长宽比、基本密度、晚材率及生长轮宽度等材性指标的测试数据,采用最优分割法划分出人工林赤松的幼龄材与成熟材的界限,分析了人工林赤松幼龄材与成熟材力学性质差异的表现.结果表明:赤松的幼龄期为小于12 a,抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和弦向横纹抗压强度等指标成熟材高于幼龄材,径向横纹抗压强度、弦面抗剪强度、径面抗剪强度、弦向抗劈强度和径向抗劈强度等项指标幼龄材高于成熟材.其中,抗弯强度、抗弯弹性模量、径向横纹抗压强度和弦面抗剪强度差异达0.01显著水平,顺纹抗拉强度差异达0.05显著水平.图1表6参6     

落叶松管胞形态与气候变化关系的实证分析

为了对落叶松营林措施的正确设计和科学实施提供依据,运用协整分析法分析、探讨了落叶松管胞形态特征与气候因素之间的有机联系.研究结果表明:落叶松管胞形态特征与气候因素之间存在长期均衡的协整关系和短期动态调整机制,除了早材管胞壁厚度外,其它指标与气候因素之间的协整关系均达到显著水平.1973-2003年全球气候变暖引起的2月和3月平均气温的升高对于落叶松的管胞长度增加有显著影响,误差修正模型和格兰杰检验显示:2月气温短期内对早材管胞长度增加的影响存在4a的滞后期,3月气温短期内对晚材管胞长度增加的影响存在7 a的滞后期.2月和3月的日照时间减少,7月份的日照时间增加,有利于增加早材管胞直径,却不利于增加晚材管胞直径.7月份的日照时间增加也有利于增加晚材管胞壁厚,但是日照时间对管胞形态特征的滞后影响没有达到显著水平.降水量与管胞形态特征之间的协整关系也没有达到显著水平.