间伐对油松木材密度与力学性能的影响.pdf
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1、随着世界性天然林资源的枯竭和国家天然林保护工程的实施,木材资源正经历着从主要来自天然林到人工林的巨大转变 1,人工林木材的大量利用已成为解决木材供需矛盾的重要途径 3。油松(Pinus tabuliformis)是河北省北部山区主要造林树种,具有生长快,材质好,适应性强等特点,张晓文4等对不同树龄油松材性研究发现:油松材性处于中等或较高级别,可满足建筑用材的需要。收稿日期:2022-11-20第 1 作者:程利娟(1982-),女,林业高级工程师,主要从事森林经营与管理,森林培育技术研究工作。引文格式:程利娟,王梦蕾,孙照斌.间伐对油松木材密度与力学性能的影响 J.林业科技,2023,48(5
2、):14-17.间伐对油松木材密度与力学性能的影响程利娟1王梦蕾2孙照斌2(1.隆化国有林场管理处十八里汰林场,河北隆化068150;2.河北农业大学林学院,河北保定071000)摘要:选取冀北山区油松人工林为研究对象,按照国家标准测定间伐油松木材的密度与力学性能指标,并进行相关性分析。结果表明:1)间伐与未间伐油松的树干下部木材密度和力学性能均高于上部木材。2)间伐油松的气干密度、绝干密度和基本密度均高于非间伐油松,间伐和非间伐油松基本密度分别为 0.45 g/cm3、0.42 g/cm3。3)间伐油松各项力学指标(包括抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度、横纹局部抗压强度
3、、硬度)均大于未间伐。4)间伐与未间伐油松的基本密度与抗弯强度、横纹局部抗压强度相关性较大,与其他指标相关性较小。关键词:油松;间伐;密度;力学性能;相关性中图分类号:S 791.254文献标识码:A文章编号院 员园园1 原 9499渊圆园23冤05 原 0014 原 04DOI:10.19750/ki.1001-9499.2023.05.004林业科技FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGY第48卷第5 期2 0 2 3 年 9 月Vol.48No.5Sep.2 0 23AbstractThe density and mechanical properties of tabul
4、acrum wood before and after thinning weremeasured according to the national standard,and the correlation analysis was carried out.The results showdthat:1)The density and mechanical properties of the lower wood of the un-thinned and un-thinnedPinustabuliformisare higher than those of the upper wood;2
5、)The air-dry density,absolute dry density and basicdensity of the thinnedPinus tabuliformisare higher than those of the non-thinnedPinus tabuliformis.Thebasic densities are 0.45g/cm3and 0.42 g/cm3respectively.3)Various mechanical indexes of thinningPinustabuliformis(including flexural strength,flexu
6、ral modulus of elasticity,compressive strength along grain,allcompressive strength of horizontal grain,transverse The local compressive strength and hardness of the grainare higher than those without thinning.4)The basic density of thinned oil and un-thinnedPinus tabuliformishas greater correlation
7、with tracheid length,tracheid width,flexural strength,and local compressive strengthof transverse grains;it has little correlation with other indicators.Key wordsPinus tabuliformis;thinning;density;mechanical properties;correlationEffects of Thinning on the Density and MechanicalProperties of Pinus
8、tabuliformisCHENG Lijuan1WANG Menglei2SUN Zhaobin2(1.Shibalitai Forestry Centre of Hebei State-owned Forest Farm Management Office,HebeiLonghua068150;2.The Faculty of Forestry,Hebei Agricultural University,HebeiBaoding071000)抚育间伐 7 是指在人工林的幼龄林至成熟林期间,每隔一段时间伐除林区内的部分林木,提供更适宜的人工林生长环境,使其有助于剩余林木的生长和发育,从而实现
9、人工定向培育的目标,满足日后使用需要。抚育间伐是一项重要的森林经营管理措施,能够调整林分密度和林分结构 8,减少林木间的竞争,同时还会改变林内环境,影响群落结构及生物多样性9 等。目前大部分学者对油松的研究多集中在抚育间伐树木生长 10、碳储量 11、土壤性质 12 等方面,对间伐后油松木材材性的研究较少。本研究选取河北省冀北山区大力推广的油松人工林进行密度和力学特性的研究,分析密度与力学特性之间的相关性,为油松人工林的定向培育以及木质改良提供理论依据,同时为油松加工利用提供基础数据。1材料与方法1.1试验材料试验材料取自河北省承德市茅荆坝林场。在相同立地条件的油松人工林林分中,分别在经过抚育
10、间伐、未经过抚育间伐的林地中设置标准地,标准地面积为 50 m50 m,间伐时间在 2008 年,每块标准地选取 3 棵平均木作为样木(表 1)。原木运回实验室进行试材加工。表 1油松试材基本情况1.2试样制取在伐倒的样木上截取两段长为 1.3 m 的原木作为试材。第一段自伐根 0.7m 处以上部位截取,第二段自枝下高以下部位截取,并量出各段的小头直径。木段的锯截方法:按照 GB/T 1929-2009 试材锯解及试样截取方法 中 4.3 的规定。密度与力学性能测定参照国家标准 GB/T1929-2009木材物理力学试件锯解及试样截取方法 中规定制取试样,木材密度根据 GB/T 1933-20
11、09 木材密度测定方法 进行测定,木材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度、横纹局部抗压强度、硬度依据国家标准 GB/T19351941-2009 木材物理力学试验方法 进行测定。1.3数据处理与分析方法采用 Excel2007 软件、SPSS20.0 等软件进行数据处理、方差分析和相关性分析。2结果与分析2.1木材密度和力学特性2.1.1密度由图 1 可知,无论间伐与未间伐油松的树干下部的气干密度、绝干密度和基本密度均高于上部;间伐后,油松上部和下部的气干密度、绝干密度和基本密度均高于未间伐油松。由表 2 可知,间伐油松的气干密度、绝干密度和基本密度均高于非间伐油松。其中间
12、伐油松和非间伐油松的气干密度分别是 0.55、0.50 g/cm3,基本密度分别是 0.45、0.42 g/cm3。按木材材性分级规定为级13-15。木材造纸要求 16 密度适宜范围为 0.400.60 g/cm3,间伐与未间伐油松均符合要求。由方差分析可知,间伐与未间伐油松的气干密度差异显著(P0.05),全干密度和基本密度差异不显著。图 1间伐与未间伐油松木材密度2.1.2力学特性由图 2 可知,随着树干部位的增高,不论是间伐还是未间伐油松,抗弯强度变小;相同部位间伐油松抗弯强度大于未间伐油松。不论是间伐还是未间伐油松,下部抗弯弹性模量均大于上部,其中间伐油松抗弯弹性模量大于非间伐油松。相
13、同部位的间伐油松比非间伐油松的顺纹抗压强度大。相同部位,径弦向的对比发现不论间伐还是未间伐油松,弦向横纹全部抗压强度均小于径向横纹全部抗压强度。相同部位的间伐油松比未间伐油松的弦向样木号123456抚育措施间伐间伐间伐未间伐未间伐未间伐胸径/cm22.921.822.519.220.318.8树高/m13.712.915.112.312.812.6树龄/a595558525455第 5 期程利娟等:间伐对油松木材密度与力学性能的影响间伐油松上部间伐油松下部未间伐油松上部未间伐油松下部0.70.60.50.40.30.20.10.0气干密度绝干密度基本密度种类15横纹全部抗压强度/MPa横纹局部
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