木材硅石改性剂的制备工艺

为了降低木材硅化改性成本促其应用,直接将固态硅石粉高效液态活化,通过正交试验和极差分析优化制备了木材硅石改性剂,测试分析了浸渍改性杨木的性能。结果表明:①反应时间和原料n(SiO2)∶n(NaOH)对活化溶液的pH值、黏度和密度影响不显著,碱料种类和反应温度对活化溶液的黏度、密度、SiO2转化率、固体质量分数和生产成本影响显著,对溶液性能综合影响最大的是反应温度和碱料种类,其次是n(SiO2)∶n(NaOH)和反应时间;②pH值随反应时间、温度和n(SiO2)∶n(NaOH)增大而减小,密度、黏度、固体质量分数、SiO2转化率和模数随反应时间、温度和n(SiO2)∶n(NaOH)增大而增大,KOH活化效果更好但价格较高,综合平衡优化工艺为:反应温度200℃、碱料为NaOH、n(SiO2)∶n(NaOH)=1.715∶1、反应时间4 h;③硅石改性剂能充分渗入杨木,使其吸药量达252%,密度提高81%,抗弯强度提高69.6%,炭化温度减小89℃,残炭率提高41%,改性效果优于硅溶胶。     

Impact of weather variables and season on sporulation of Phytophthora pluvialis and Phytophthora kernoviae

Phytophthora pluvialis and Phytophthora kernoviae are the causal agents of important needle diseases on Pinus radiata in New Zealand. Little is known about the epidemiology of the diseases, making the development of control strategies challenging. To investigate the seasonality and climatic drivers of sporulation, inoculum traps, consisting of pine fascicles floating on water in plastic containers, were exchanged fortnightly at five sites in P. radiata plantations between February 2012 and December 2014. Sections of needle baits were plated onto selective media and growth of Phytophthora pluvialis and P. kernoviae recorded. To explore the generalizability of these data, they were compared to detection data for both pathogens from the New Zealand Forest Health Database (NZFHDB). Further, equivalent analyses on infection of Rhododendron ponticum by P. kernoviae in Cornwall, UK allowed the comparison of the epidemiology of P. kernoviae across different host systems and environments. In New Zealand, inoculum of P. pluvialis and P. kernoviae was detected between January–December and March–November, respectively. Inoculum of both species peaked in abundance in late winter. The probability of detecting P. pluvialis and P. kernoviae was greater at lower temperatures, while the probability of detecting P. pluvialis also increased during periods of wet weather. Similar patterns were observed in NZFHDB data. However, the seasonal pattern of infection by P. kernoviae in the UK was the opposite of that seen for sporulation in New Zealand. Phytophthora kernoviae was likely limited by warmer and drier summers in New Zealand, but by colder winter weather in the UK. These results emphasize the importance of considering both environmental drivers and thresholds in improving our understanding of pathogen epidemiology.     

沙柳多元醇液化产物流变性能的研究

沙柳木粉在液化剂和催化剂的作用下制成的液化产物可生产制作聚氨酯、环氧树脂、胶黏剂等。研究沙柳液化产物的流变性能,可探索宏观流变性质与液体微观内部反应机理之间的关系,优化设备结构和加工工艺条件,对其高效利用有着重大意义。本试验将沙柳木粉在浓硫酸催化条件下进行多元醇液化,通过改变液化处理条件(反应时间、反应温度和催化剂用量)制备具有不同流变性能的沙柳液化产物。利用旋转型流变仪对所制备的沙柳液化产物进行流变性能测试和分析。沙柳木粉液化条件的单因素试验和正交试验分析结果表明:影响沙柳液化产物黏度的主要因素是反应时间,其次是反应温度和催化剂用量,最佳工艺条件为反应时间70 min、反应温度170℃、催化剂用量5%。在最佳工艺条件下,剪切速率为78.87 s-1时,黏度为0.26 Pa·s。红外光谱(FT-IR)分析得出,液化物中纤维素被大量降解,半纤维素和木质素部分降解,羟基增加,生成更多的反应活性官能团,此条件下液化反应更加充分,流体黏度较大。流变性能测试结果显示:稳态扫描测试时,黏度随剪切速率的增加逐渐减小,表现出剪切变稀的现象;剪切应力随着剪切速率的增加逐渐升高,表现出假塑性流体的性质。通过动态频率扫描曲线变化规律分析,储能模量和损耗模量随着角频率的升高而逐渐增加,复数黏度却随之减小。     

Development of a linear mixed-effects individual-tree basal area increment model for masson pine in Hunan Province,South-central China

ABSTRACT

An individual-tree basal area increment model was developed for masson pine based on 26276 observations of 13,138 trees in 987 sample plots from the 7th (2004), 8th (2009), and 9th (2014) Chinese National Forest Inventory in Hunan Province, South-central China. The model was built using a linear mixed-effects approach with sample plots included as random effects since the data have a hierarchical stochastic structure and biased estimates of the standard error of parameter estimates could be a consequence of applying ordinary least square (OLS) for regression. In addition, within-plot heteroscedasticity and autocorrelation were also considered. The final mixed-effects model was determined according to the Akaike information criterion (AIC), Bayesian information criterion (BIC), log-likelihood (Loglik), and the likelihoodratio test (LRT). The results revealed that initial diameter (DBH), the sum of the basal area (m²/ha) in trees with DBHs larger than the DBH of the subject tree (BAL), number of trees per hectare (NT), and elevation (EL) had a significant impact on individual-tree basal area increment. The mixed-effects model performed much better than the basic model produced using OLS. Additionally, the variance structure of the model errors was successfully modeled using the power function. However, the autocorrelation structures were not defined because there was no autocorrelation amongst the data. It is believed that the final model will contribute to the scientific management of the masson pine.     

毛竹销（钉）的高速旋转摩擦焊接性能研究

选取毛竹销钉替代木榫在1 500 r/min的情况下与榉木基材进行旋转摩擦焊接，对其抗拉强度和焊接机理进行研究。重点研究不同形状的预钻孔和不同榫径与孔径比值下的竹销钉焊接抗拉拔强度，并将其与木榫焊接和PVAc胶接的抗拉强度进行对比。结果表明:1）当采用恒定直径孔10/9、10/8、10/7、10/6 4种榫径/孔径比的焊接强度均高于PVAc胶接强度，但低于木荷榫和榉木榫的焊接强度，其中10/8的榫径/孔径比的焊接强度相对最高，达到了5.54 MPa；2）当采用渐变直径孔，竹销钉的焊接强度得到明显提高。其中10/8-6的榫径/渐变孔径比值取得了最高的焊接强度，达到6.42 MPa，比10/8比值的强度提高了15.6%，超过了木荷榫的焊接强度，但不及榉木榫的焊接强度；通过对竹销钉的焊接界面温度进行监测，发现焊接界面能在2 s内达到300℃以上的峰值高温，且维持了一定的高温时间（通常约2～3 s），随后随着竹销停止旋转摩擦，温度逐步下降；不同的榫径与孔径比值下，焊接界面的升温速率、峰值温度和高温持续的时间不同，它们是产生强度差异的主要原因；SEM观察结果显示，竹销旋转摩擦焊接界面由竹销或基材中的胞间层物质软化、熔化和流动并与作为增强材料的竹纤维包裹，形成了犹如“钢筋水泥土”结构般的致密、连续和坚固的焊接界面；FTIR分析结果表明，摩擦产生的高温会导致竹销中半纤维素发生一定程度的降解，纤维素的降级十分有限，木质素发生一定程度的缩合反应，木质素的含量相对提高。试验结果表明，将竹销钉代替木榫用于木材的旋转摩擦焊接是可行的。     

利用马尾松解析木对林地立地指数和立地形的研究

利用重庆市南川区马尾松解析木数据，选择合适的导向曲线方程，建立基于导向曲线的立地指数和立地形模型，并对立地形的适用性进行说明。根据散点图和三倍标准差对解析木数据进行了选择，排除了不符合要求的圆盘记录对。采用5种常用的经验生长方程对年龄-树高、胸径-树高进行拟合，根据决定系数R²,均方根误差RMES、 AIC、方程的参数变动系数以及拟合曲线对方程进行选择；根据选定的方程，求出其连续生长量方程和平均生长量方程，并采用matlab绘制出其曲线方程，根据连续生长量和平均生长量次相交后的下一个龄（径）阶，选择出基准年龄（胸径）；利用标准差调整法进行编表，编表后采用成对T检验方法对立地指数表和立地形表进行验证。结果表明，立地指数和立地形的表达精度在95%水平下显著，平均总相对误差和相对总误差都<5%，而预估精度分别达到了99.18%和99.22%，说明所编立地指数表和立地形表精度较高，能够满足编表需要。根据导向曲线绘制生长量曲线方程的方法确定基准年龄和基准胸径的方法准确可行；由于龄阶和径阶的选择差异，导致立地指数级不同，同时影响了立地形与立地指数的编表质量；由于树木的生长特性，立地形在表示立地质量时，在林木的早期将会低于立地指数，在树木生长的中后期将会高于立地指数；立地形的适用性取决于胸径与树高的相关性，相关性越强，立地形就越准确，在选择合适的优势木的情况下，立地形可以取代立地指数来表示林地质量。     

木醋液对桃蚜生长繁殖的急慢性效应

为了明确木醋液对桃蚜短、长期影响,以桃蚜为试虫,用100倍稀释木醋液处理小白菜饲养蚜虫,测得桃蚜繁殖发育数据。结果显示,木醋液处理显著缩短桃蚜繁殖期,而F₁代繁殖期比F₀代繁殖期延长37%;F₀代和F₁代产蚜总量与对照组相比分别降低62%和66%;处理组F₁代和F₂代的存活率比对照组降低23%和24%,但F₁代和F₂代之间差异不显著;F₁代寿命缩短25%,F₂代差异不显著。本研究证明木醋液能够缩短桃蚜的繁殖期,延长其若蚜历期,整体缩短桃蚜寿命,降低子代存活率。总之,木醋液对桃蚜的生长发育和繁殖具有一定的抑制作用,但是这种抑制作用会随着施用频次增加而逐渐减弱,即木醋液的短期效应和长期效应存在差异,所以木醋液具有开发为生物农药的价值。     

基于原型网络的小样本禽蛋图像特征检测方法

机器视觉因具有检测速度快、稳定性高及成本低等优点，已发展成为禽蛋无损检测领域主流检测手段。使用该技术对禽蛋进行无损检测时，需要依赖大量禽蛋图像作为数据支撑才能取得较好的检测效果。由于养殖安全等限制，禽蛋图像数据的采集成本较高，针对该问题，提出了一种适应于小样本禽蛋图像检测的原型网络（Prototypical network）。该网络利用引入注意力机制的逆残差结构搭建的卷积神经网络将不同类别的禽蛋图像映射至嵌入空间，并利用欧氏距离度量测试禽蛋图像在嵌入空间的类别，从而完成禽蛋图像的分类。本文利用该网络分别验证了小样本条件下受精蛋与无精蛋、双黄蛋与单黄蛋及裂纹蛋与正常蛋的分类检测效果，其检测精度分别为95%、98%、88%。试验结果表明本文方法能够有效地解决禽蛋图像检测中样本不足的问题，为禽蛋图像无损检测研究提供了新的思路。     

轻型木结构墙体稳态传热性能及其保温材料影响比较

轻型木结构墙体的热工性能对建筑节能至关重要,其稳态传热性能是节能效率评估指标之一。工程调研发现,轻型木结构墙体墙骨柱热传递过程易产生冷热桥,改善墙体保温构造并通过试验测试,对得到不同构造的墙体传热系数等指标进行分析研究,有利于设计人员优选墙体设计参数、研发墙体新型保温材料。试验采用标定热箱法与热流计法相结合的试验方法——控温箱-热流计法对改善保温措施的墙体进行试验,分析了12种墙体试件的热流密度、传热系数、热阻以及日传热量参数,并与理论计算结果进行比较验证,试验结果与理论计算结果吻合性较好。研究发现:气凝胶毡放置在墙骨柱位置能够有效降低平均传热系数3.8%~15.0%,随厚度增加可逐渐减弱或消除墙骨柱冷热桥效应;聚苯乙烯保温板可有效降低传热系数32.4%~35.1%,墙体蓄热能力较好;纳米纤维保温材料可有效降低传热系数5.9%~8.7%,提高墙体冷热面温差,平衡室内温度。选取的3种保温材料中,聚苯乙烯保温板相比气凝胶毡和纳米纤维保温材料,对墙体整体热工性能的提升更为显著。