落叶松人工林林分密度对节子和干形的影响

基于在黑龙江省孟家岗林场设置的3个密度等级(密度Ⅰ400株/hm2、500株/hm2密度Ⅱ600株/hm2、密度Ⅲ800株/hm2)落叶松人工林标准地的30株解析木数据,研究林分密度对节子和干形的影响。结果表明:节子直径随林分密度的增大而减小,最大节子出现的位置随林分密度的增大逐渐提高,健全节长度随着林分密度的增大而减小;健全节在低于树高40%的部分随着树木相对高度的增加逐渐增长,在树高的40%以上健全节长度逐渐递减;枝条寿命和枝条死亡后被包藏的时间随着密度的增大而减小;密度对树木干形影响较大,密度小的林分干形质量差,几种干形指标分析树木干形结果表明这些指标可以很好的描述树木干形的变化情况,虽然低密度林分生长量大,树木的胸径较大,但是干形比较差,节子也较大,导致木材质量的降低。     

樟子松节子的大小及分布

以不同树龄、不同密度的樟子松(Pinus sylvestris var.mogolica)人工林为研究对象,基于6块标准地中30株样木树干解析和节子剖析数据,揭示节子的垂直分布和水平分布规律,分析不同林分条件下节子分布规律的变化。结果表明:节子直径的垂直分布趋势是从伐根到大约树高的45%处逐渐增加,然后向上逐渐减小,但减小趋势趋于平缓;节子的水平分布服从均匀分布;不同林分条件下,樟子松节子的垂直分布状况不相同,随着林分密度的增大,节子直径的最大值逐渐减小,而且最大节子在树干上的位置也逐渐升高;随着林分树龄的增大,节子直径的最大值也逐渐增大,但是最大值出现的位置不变。节子直径最大值可以通过林分密度、胸径和枝下高建立的模型来描述;节子的频数分布呈现正态分布的趋势。     

水曲柳节子时空分布特征与变色规律研究

  目的  为了解水曲柳节子时空分布特征和变色规律,并建立节子变色长度的预测模型。  方法  在49年生的水曲柳和长白落叶松人工混交林中,选取16株水曲柳样木,采用油锯对节子进行解剖,并在实验室内利用20倍放大镜测量节子的属性。  结果  （1）水曲柳节子径向生长的第1 ~ 5年形成的节子数量最多,占98.1%;第6 ~ 15年形成的死节数量较多,占94.1%;第11 ~ 20年完全愈合的节子数量较多,占73.6%;（2）在垂直分布上,89.5%的节子分布在树干高度10.0 m以下,10.5%的节子分布在树干10.1 ~ 14.0 m的范围;（3）节子变色长度随着节子直径的增加而逐渐增大,当节子直径大于15.00 mm时,变色长度明显增大;（4）节子变色长度随着生角度的增加而显著减小（P < 0.05）,但会随着死节半径和节子愈合时间的增加而显著增大（P < 0.05）;（5）通过逐步回归分析,筛选出节子直径（KD）、节子总半径（TRK）和节子愈合时间（OT）3个影响节子变色的关键因子,建立了节子变色长度多元回归模型:Y_DL = 1.557X_KD + 0.382X_TRK + 1.140X_OT － 7.523,相关性达到极显著水平。  结论  自然整枝条件下,水曲柳节子易发生变色,节子直径、节子总半径以及节子愈合时间是决定节子变色长度的关键因子。在节子直径超过15.00 mm时,变色长度明显增大,因此,当水曲柳枝条直径超过15.00 mm时应及时修枝。      

基于节子剖析数据的长白落叶松人工林枝条丢失年轮数研究

目的为提高木材质量,本文利用节子剖析数据建立枝条丢失年轮数量的混合效应模型,以达到预测枝条丢失年轮数量的作用,为人工整枝提供一定的理论依据。方法以黑龙江省孟家岗林场长白落叶松人工林为研究对象,基于50棵长白落叶松解析木的1 434个节子数据,以Poisson分布为基础,采用SAS9.4软件中的glimmix模块,建立了节子丢失年轮数量的广义线性混合模型,通过计算相应的指标,选出最优混合模型。结果在考虑树木效应情况下,包含截距、节子高度、节子相对高度的随机效应参数的混合模型为最优混合效应模型;在考虑等级效应的情况下,包含节子相对位置、节子直径的随机参数的混合模型为最优混合效应模型。综合比较,两个混合模型的拟合效果均好于基础模型,其中考虑树木效应的拟合效果最好。模型的拟合结果表明:节子丢失年轮数量与节子着生高度、节子直径密切相关,位于树干基部的直径较大的节子,由于竞争作用,生长受到抑制,但是生存能力强、存活时间长,故而产生丢失年轮的数量较多。着生位置越靠上的节子,生存条件好,产生丢失年轮的数量少。结论通过长白落叶松人工林节子丢失年轮数量混合模型的建立,并对模型的预测效果进行检验,检验结果显示本文的混合模型能对枝条丢失年轮的数量进行预测且偏差较小。在接下来的研究中可以进一步完善,从而为人工整枝提供一定的理论依据。      

北京地区侧柏、油松带皮胸径与去皮胸径的关系

采用线性模型对北京地区57株侧柏Platycladus orientalis解析木和60株油松Pinus tabulaeformis解析木的带皮胸径（DOB）与去皮胸径（DIB）的关系进行了拟合,得到侧柏和油松的带皮胸径与去皮胸径的数学模型分别为DIB侧柏=0.918DOB侧柏,DIB油松=0.916DOB油松,从而间接得到侧柏和油松的树皮厚度方程分别为B侧柏=0.082DOB侧柏,B油松=0.084DOB油松,树皮调整因子分别为K侧柏=1.089,K油松=1.092。这些模型的建立和因子的取得可优化北京地区侧柏、油松树木直径生长模型。     

小黑杨树木特征因子与木材生长量的相关性研究

为了揭示树木生长特征与木材生长量（幼龄材、成熟材面积及心、边材面积）的关系,该文以山西朔州地区的小黑杨为研究材料,采用相关性分析方法,建立了基于树木特征因子的木材生长量经验模型,并对模型进行了弹性分析. 结果表明:冠幅、冠长、胸径与木材生长量呈显著正相关性;以树木胸径、树高、冠幅、尖削度为自变量,采用乘幂函数的方程形式能很好地拟合小黑杨树木特征因子与其木材生长量的关系,其决定系数为0.606～0.932.回归模型的标准回归系数分析表明,胸径对木材生长量的贡献最大. 弹性分析进一步表明胸径的影响最大,且模型因子间存在互补又竞争的复杂关系.      

节子的性质及其对木材材性的影响

树节是指树干内部的枝条基部或枯死枝条形成的结疤,在用材中称为节子。在树木生长过程中节子独特的理化性能对树木的生长有良好的作用。但是在木材加工利用过程中节子的存在严重影响木材性能和加工利用。本研究对节子的构造、物理力学性质、化学性质和检测方法等5个方面研究现状进行了总结。节子的存在对于树木的生长过程中枝条与树干之间最佳连接方式,无论在应力作用还是外部细菌等因素的影响下,节子在树木生长过程中所体现的物理性能和化学性能都有着良好的作用。但是在木材的利用中,节子对于木材力学性能和加工性能的影响巨大,不仅对于刀具损伤较大,在一定程度上降低木材的抗拉、抗压、抗弯性能,同时对于木结构连接部位的力学性能也有一定影响。目前国内外对于板材节子检测的研究较充分,但是对于原木的节子检测研究较少。在有节材力学性能预测方向,得到了较为精准的预测模型。并且通过节子特征、林木密度、树龄、树干特征等对节子进行预测,帮助在树木生长过程中对木材进行改良。现阶段对节子的研究主要集中在力学性能和检测等方向,对于节子部位的超微观构造和构造智能性利用等方面相对薄弱,对于节子如何影响木材力学性能的机理并未深入。     

米老排人工林节子时空分布特征及变色规律

  目的  探明米老排Mytilaria laosensis人工林节子的时空分布特征及变色规律,为培育米老排无节材提供理论参考。  方法  以位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心11年生米老排人工林为研究对象,选取20株米老排样木,利用节子解析的方法,对获得的1 101个完整节子进行研究。  结果  从节子发育年龄上,米老排的枝条主要从第1~2年开始生长,第2~4年是其死亡高峰期(91.9%),这些枝条(87.2%)死亡后在第5~8年内完全愈合并形成节子,其中大部分节子(76.7%)的愈合时间为3~6 a;在第2~4年米老排枝条死亡数量较多,该时段是控制节子形成的关键时期。在节子垂直分布上,节子的数量呈现随树高的增加先上升后急剧下降的趋势,且主要集中在高度为0~8.0 m的树干上。节子变色长度与节子的直径和愈合时间呈显著正相关(P＜0.05),但与分枝角度呈显著负相关(P＜0.05)。通过逐步回归,得出节子直径、死节长度、节子出现年龄以及愈合时间是影响米老排节子变色长度的关键因子,相关性达极显著水平(P＜0.01)。  结论  在米老排种植后的2~4 a,对树干8.0 m以下进行首次修枝,有助于该树种无节材的培育。采取相应的森林培育措施减小枝条基径和缩短节子愈合所需时间,有助于减少节子对木材带来的影响。图7表4参32     

广西南宁巨尾桉(DH32-28)植苗林调查因子关系模型研究

[目的]调查广西南宁巨尾桉(DH32-28)植苗林各调查因子间的关系。[方法]对在广西南宁树木园新塘和横县林区内生长正常的巨尾桉(DH32-28)植苗林进行调查,分别测定每株树的胸径、树高、年龄等树木调查因子,并对其相关性进行分析,建立胸径与造林时间、树高与造林时间、胸径与树高等因子之间的一系列数学模型,并进行模型的实用性和精度检验。[结果]胸径、树高与造林时间的对数函数关系比较密切,树高与胸径的二次函数模型关系比较密切。胸径与造林时间的关系可以用对数函数模型y=-3.310+4.132lnx来反映,树高与造林时间的关系可以用对数函数模型y=-15.881+8.816lnx来反映,胸径与树高的关系可以用二次函数模型y=0.635+0.822x+0.042x~2来反映。[结论]模型揭示了广西南宁巨尾桉(DH32-28)植苗林各调查因子之间的生长规律性,同时还可以用于桉树人工林林分生长预估中单株树木潜在的生长分析,对桉树人工林的可持续经营利用和森林生态系统恢复具有一定的指导意义。     

华北落叶松人工林生长及基本材性特征对林木修枝的响应

选择13年生华北落叶松人工林,设置3种修枝强度:P1(冠高比为3/4)、P2(冠高比为1/2)、P3(冠高比为2/3)。5 a后对标准木进行树干解析及节子剖析,研究修枝对华北落叶松胸径、树高、材积及节子分布的影响。结果表明:修枝对华北落叶松的生长具有促进作用,处理P2对华北落叶松胸径生长的促进作用显著大于其他处理(P0.05),各处理间树高和材积生长量均无显著差异(P0.05),各处理间材积的增长量从大到小次序均为P2、P1、P3;修枝处理会使节子在树干中的长度变短,减少单位面积内节子数量,从而提高木材质量。     

水曲柳人工林节子愈合与变色特征

节子的变色现象严重影响木材质量,了解节子变色规律及其影响因素是确定合理修枝的重要依据.以黑龙江省孟家岗林场地区49年生的水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象,采用节子剖析技术分析自然整枝条件时水曲柳节子愈合时间与变色长度的变化规律.结果表明:水曲柳节子平均愈合时间约为6.7 a,约91.1...     

濒危物种灰叶胡杨不同发育阶段枝系构型特征研究

以灰叶胡杨这种非常重要的濒危的荒漠植物为研究对象,以不同胸径代表不同发育阶段的灰叶胡杨,通过对其枝系构成指标的测定与分析,探明了:1.随着发育阶段的成熟,分枝的级别增加,枝系构型的中部分枝较为丰富,下部分枝较为疏松,促进通风透光,提高空间利用率;分枝长度随分枝级别增加而变短;2.分枝率随胸径增大而增大;在相同胸径范围内,逐步分枝率差异显著或极显著,不同发育阶段枝倾角差异显著,胸径越小,枝倾角越大,分枝构型越为上冲,随胸径增加,枝倾角减小;分枝级别越高,分枝角度越小,构型越紧凑,上部分枝枝倾角较小构型相对平展;3.灰叶胡杨叶片长大于宽,近乎圆形,随着胸径变大,叶面积有所增加,叶片数也增多,作为枝上的构建单元也作为辅助参数构成了分枝格局的一部分,反映了其枝系构型的结构特点,对光照等能源的利用及适应策略。     

银杏生物量分配格局及异速生长模型

以苏北地区银杏人工林为研究对象,选取13株进行整株挖掘,分析不同器官生物量的分配格局,以及地上和地下生物量之间的关系;再分别以胸径(D)、树高(H)、D2H、DaHb为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R_adj2)、残差平方和(SSE)、平均偏差(ME)、平均绝对偏差(MAE)和平均相对误差(MPE)作为选择最优模型的检验指标,根据检验结果筛选出各器官的最优模型。结果表明:13株银杏的整株生物量变化范围为28.50~320.27 kg,树干生物量占总生物量的49.4%~56.6%,树枝生物量占总生物量的12.1%~18.9%,树叶生物量占总生物量的3.8%~5.5%,根生物量占总生物量的26%;地上部分生物量与地下生物量线性方程的斜率为0.35,具有显著的线性相关性(P＜0.01);枝和叶生物量都集中于树冠中部,树冠上层和下层的枝、叶生物量明显低于树冠中层生物量(P＜0.05),上层和下层生物量之间差异不显著(P>0.05),70%根生物量集中0~1.0 m的土层;枝水平上,基于基径和枝长的枝生物量模型解释量超过95%;在各器官生物量最优模型选择上,以D为自变量的W=aDb的叶、枝、地上部分生物量模型要优于其他模型;树干、根和全株生物量则是以W=aDbHc模型最优。银杏各器官生物量表现为干>根>枝>叶,枝和叶生物量垂直分配上,中冠层占最大比例;基于树高和胸径的相对生长模型可以实现对银杏各器官生物量的准确拟合,银杏生物量及碳储量的有效估算。      

天山云杉人工幼林相容性生物量模型

利用国内外常用的林木各分量生物量独立模型 ,即林木生物量相对生长模型 [W =a(D2 H ) b]研究了天山云杉林木各分量的生物量 ,并采用分级控制、比例分配的方法 ,构造了各分量的相容性生物量模型 .结果表明 :所构造的相容性生物量模型 ,不仅解决了各分量独立模型存在的各分量估计值与总量估计值不等的缺陷 ,而且估计精度并没有降低 ,总体上还略有提高     

海口市10种行道树最优生长模型研究

行道树是城市园林植物的重要组成部分,研究其科学合理的种植密度对于城市园林植物的规划设计和管理养护具有重要意义。以海口市建成区椰子等10种行道树为研究对象,分别进行“树高?胸径”和“冠幅?胸径”相关性分析,并通过SPSS软件对调查数据进行回归分析,比较决定系数R2,P值等相关数据后,通过拟合精度检验值（总误差、平均误差、平均相对误差）检验拟合效果,最终从8个预选模型中选出各树种的“树高?胸径”和“冠幅?胸径”最优生长模型。结果表明,10种行道树的“树高?胸径”和“冠幅?胸径”相关性显著,各自的“树高?胸径”和“冠幅?胸径”最优生长模型准确度较高,20个最优模型中,幂函数模型和S模型居多。     

Automatic knot detection and measurements from X-ray CT images of wood: A review and validation of an improved algorithm on softwood samples

An algorithm to automatically detect and measure knots in CT images of softwood beams was developed. The algorithm is based on the use of 3D connex components and a 3D distance transform constituting a new approach for knot diameter measurements.The present work was undertaken with the objective to automatically and non-destructively extract the distributions of knot characteristics within trees. These data are valuable for further studies related to tree development and tree architecture, and could even contribute to satisfying the current demand for automatic species identification on the basis of CT images.A review of the literature about automatic knot detection in X-ray CT images is provided. Relatively few references give quantitatively accurate results of knot measurements (i.e., not only knot localisation but knot size and inclination as well).The method was tested on a set of seven beams of Norway spruce and silver fir. The outputs were compared with manual measurements of knots performed on the same images.The results obtained are promising, with detection rates varying from 71% to 100%, depending on the beams, and no false alarms were reported. Particular attention was paid to the accuracy obtained for automatic measurements of knot size and inclination. Comparison with manual measurements led to a mean R² of 0.86, 0.87, 0.59 and 0.86 for inclination, maximum diameter, length and volume, respectively.