層次線性混合模型的落葉松木材密度模擬

以落葉松木材為研究對象,實(shí)驗(yàn)在東北林業(yè)大學(xué)干燥實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,采用matlab中l(wèi)og-sigmoid型函數(shù)(logsig)和線性函數(shù)(purelin)為神經(jīng)元的作用函數(shù),用落葉松木材的干燥溫度、濕度、循環(huán)風(fēng)速及平衡含水率作為輸入變量,以木材含水率作為輸出變量,構(gòu)建了4∶s∶1的木材干燥的bp人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。用120組數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練及檢驗(yàn),得最適宜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為4∶10∶1,均方誤差函數(shù)mse=0.0017,總體擬合精度為96.86%。該模型能夠運(yùn)用到相同條件下的其他樹種的木材干燥。

選取落葉松為干燥對象,選取干球溫度、干球濕度、介質(zhì)循環(huán)風(fēng)速、干燥時間作為自變量,選取含水率、應(yīng)力作為因變量,建立多重多元回歸模型,預(yù)測含水率和應(yīng)力的變化.并采用預(yù)測方差驗(yàn)證了所建回歸模型具有較高的預(yù)測能力.

采用時間序列分析法,分析了人工林落葉松木材生長輪密度的變異規(guī)律,并選擇建模方法和模型參數(shù)估計(jì),建立了變異規(guī)律模型和預(yù)測模型,經(jīng)過殘差分析表明:短期預(yù)測值與實(shí)測值非常吻合;長期預(yù)測值與實(shí)測值存在差異,但實(shí)測值仍在可信區(qū)間內(nèi)。

通過對加格達(dá)奇地區(qū)10個種源的34年生長白落葉松木材基本密度和氣干密度的分析,結(jié)果表明：基本密度最大的為天橋嶺種源（0.462g？cm-3）,最小的為小北湖種源（0.422g？cm-3）;基本密度變異系數(shù)最大為雞西種源（12.04%）,最小的為露水河種源（6.43%）。氣干密度最大的是天橋嶺種源（0.562g？cm-3）,最小的為小北湖種源（0.506g？cm-3）,氣干密度變異系數(shù)最大的為小北湖種源（15.41%）,最小的為露水河種源（7.59%）。10個種源的長白落葉松基本密度和氣干密度均存在著豐富的變異。天橋嶺種源基本密度和氣干密度均大于其他各種源。

落葉松是東北分布最廣泛的樹種之一。其木材由于構(gòu)造、樹脂等原因,給其利用造成了一些麻煩,因此對其改性很必要。文章對近幾年來落葉松改性方面的研究做了一些總結(jié),并對其發(fā)展前景提出了一些看法。

以30年和54年生長白落葉松人工林為樣本,對木材材質(zhì)性狀的株內(nèi)變異進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)由樹干基部至樹梢,基本密度逐漸減少。管胞長度先逐漸增加。達(dá)最大值后逐漸縮短;(2)由髓心至形成層。基本密度,管胞長度迅速增大,至第20輪后增幅變小;(3)用胸高處任一半方向的基本和管胞長度可以估算樹干平均值;(4)胸高木芯法為合理的,實(shí)用的取樣方法。

以現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)預(yù)測理論為基礎(chǔ),結(jié)合人工林長白落葉松木材生長輪材性變異規(guī)律,提出了木材幼齡期與成熟期劃分研究的與方法。根據(jù)幼齡材與成熟材材性的特點(diǎn),建立了坳齡期與成熟期界定的有序聚類最優(yōu)分割模型(ocdb模型)。測試了人工林長白落葉松木材的晚材率、生長輪寬度、管胞長度和寬度、微纖絲角及生長輪等材性指標(biāo),并且對其統(tǒng)計(jì)分析,得到木材材性變異規(guī)律。有杉有序聚類最優(yōu)分割模型蚜分出人工林長白落葉松的幼齡期為15

研究了長白落葉松木材管胞長度的變異，以及管胞長度與木材材性指標(biāo)裼關(guān)系，分析和總結(jié)了長白落葉松木材生產(chǎn)過程中管胞長度的變異規(guī)律。管胞長度與木材密度的相關(guān)關(guān)系為正相關(guān)。研究結(jié)論為長白落葉松木地的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

介紹了識別木材變色和腐朽的方式方法。

研究了長白落葉松木材管胞微纖絲角的變異以及微纖絲角與木材解剖特性之間的關(guān)系，分析和總結(jié)了長白落葉松木材生長過程中管胞微纖絲角的變化規(guī)律。結(jié)果表明，微纖絲角與管胞長度和木材密度之間的均為負(fù)相關(guān)。研究結(jié)論為長白落葉松木材的適材適用和定向培育提供了理論依據(jù)。

落葉松木材樹脂含量的測定,一直采用傳統(tǒng)的苯醇抽提法。為適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)踐的需要,作者探索出了兩種簡易的測定方法:紅外燈法和雙氧水法。與傳統(tǒng)的苯醇抽提測定結(jié)果相比,后兩種方法的測定結(jié)果與之相近,均能反映出木材中樹脂含量的變化情況。

華北落葉松是冀北山地的主要用材樹種,但在長期的林業(yè)生產(chǎn)中,落葉松人工純林逐漸出現(xiàn)生長緩慢、結(jié)構(gòu)簡單、地力衰退等現(xiàn)象,導(dǎo)致木材質(zhì)量不高。以冀北山區(qū)華北落葉松為研究對象,從人工修枝對林木生長影響角度展開研究,重點(diǎn)就修枝對材質(zhì)的影響進(jìn)行了分析。

以黑龍江省七臺河市林業(yè)局金沙林場落葉松和樟子松人工成熟林為研究對象,在樹干基部、樹干1.3m處以及樹高的20%、40%、60%和80%處截取5cm厚的圓盤各1個。在每個圓盤南向通過髓心鋸下一個楔形木塊,將每個楔形木塊沿徑向切割成相等的8段,測量其寬度和年輪數(shù),并用排水法測定各樣品的基本密度。采用方差分析、多重比較、相關(guān)分析和回歸分析等方法,研究了落葉松和樟子松木材基本密度的株內(nèi)變異、株間變異、徑向變異、沿樹干方向的變異以及年輪組間的相關(guān)性。結(jié)果表明:落葉松和樟子松單株樹木內(nèi)木材基本密度存在變異,在樹干不同高度處存在顯著的株間變異和徑向變異。落葉松樹干基本密度在縱向呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢,而樟子松呈現(xiàn)的密度變化趨勢是先減小,約在樹干高度的20%處之后又開始增加。年輪組間基本密度相關(guān)性分析表明:落葉松可在早期時淘汰生長較差的林木,約在5～10年時可基于木材基本密度對林木進(jìn)行選擇;而樟子松木材基本密度早期選擇是可行的。

參照國家木材物理力學(xué)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)對采自東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場的15年生人工林長白落葉松不同地理種源的試材,測定了氣干密度、年輪寬度、晚材率、硬度、管胞長度、管胞長寬比等參數(shù);并通過綜合評估分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。鑒于落葉松主要作工程用材和制漿用材,從木材材性角度評價地理種源的優(yōu)劣,旨在為速生人工林木的定向培育提供科學(xué)依據(jù)。

以人工林長白落葉松木材生長輪材性變異規(guī)律和其幼期與成熟期的劃發(fā)煤要用現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)預(yù)測理論,提出了木材材質(zhì)早期預(yù)測研究的理論方法。采用多種形式的回歸分析。優(yōu)選出反映材性指標(biāo)生長過程變異規(guī)律的模式。

超聲波法提取落葉松木材中的阿拉伯半乳聚糖

本文根據(jù)人工林紅松木材生長輪密度變異特點(diǎn)，采用時間序列分析法，建立了人工林紅松木材生長輪密度的動態(tài)模型，對木材生長輪度進(jìn)行近期預(yù)測，預(yù)測結(jié)果良好，此研究結(jié)果實(shí)現(xiàn)了木材生長輪內(nèi)的材質(zhì)預(yù)測，為人工林紅松的定向培育提供理論依據(jù)。

長白落葉松紙漿林木材材性及紙漿特性的研究

運(yùn)用協(xié)整分析對我國東北地區(qū)人工林紅松木材密度與氣候變化的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,紅松木材密度與氣候因素之間存在長期均衡的協(xié)整關(guān)系和顯著的短期動態(tài)調(diào)整機(jī)制。在1973～1997年,2、3月平均日照時間的延長有利于提高早材密度,而7月份的日照時間延長卻不利于提高早材密度;2月氣溫升高,不利于提高整個生長輪密度平均值;誤差修正模型和格蘭杰檢驗(yàn)證實(shí),2月氣溫短期內(nèi)對生長輪密度的影響存在2～3年的滯后期。人工林紅松的優(yōu)質(zhì)培育需要充分考慮氣候變化的影響。

【目的】木材密度是林木重要的經(jīng)濟(jì)性狀,在廣東濕地松第2輪遺傳改良中被列為目標(biāo)性狀之一。本研究比較了針刺儀與傳統(tǒng)體積法在評價濕地松木材密度上的效果,分析了濕地松材性與生長性狀的遺傳變異規(guī)律,為選育速生優(yōu)質(zhì)的濕地松種質(zhì)提供理論與方法?！痉椒ā恳詮V東省臺山市18年生的32個濕地松自由授粉家系為材料,在測定林中對活立木木材阻力與去皮直徑進(jìn)行快速測定；并在同一株樹上利用生長錐鉆取木芯,以體積法測量木材基本密度。利用asreml統(tǒng)計(jì)軟件對研究性狀間的相關(guān)性、性狀的遺傳力、選擇效率等進(jìn)行估算?！窘Y(jié)果】1)單株木材阻力與木材密度在單株水平上呈表型正相關(guān)(0.659),為此建立了利用木材阻力原值預(yù)測木材密度的線性回歸方程(模型r~2=0.393)。2)木材密度與木材阻力的遺傳相關(guān)性更強(qiáng)(0.738),二者在家系水平受到中等程度的遺傳控制；木材阻力的家系平均遺傳力(0.618)高于木材密度的家系平均遺傳力(0.410)。利用木材阻力值進(jìn)行家系水平的間接選擇,其間接選擇效率為91%。表明可以利用針刺儀法進(jìn)行濕地松木材密度的間接選擇。3)為了消除針刺儀刺入木材過程中由于摩擦引起的阻力值上升趨勢,在數(shù)據(jù)分析前,對阻力值做了校正。校正阻力值的遺傳力,其與木材密度的表型與遺傳相關(guān)無明顯提高。4)濕地松的去皮直徑遺傳力在家系水平為0.596,去皮直徑與木材密度和木材阻力無顯著的遺傳相關(guān)性,但表型相關(guān)達(dá)到顯著水平,分別為0.272和0.493。這暗示著,改良濕地松生長性狀,不會降低木材的密度?！窘Y(jié)論】針刺儀法具有快速、無損、相對準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),可用于濕地松活立木木材密度的間接評價與去皮直徑的測定,在濕地松材性與生長性狀的遺傳改良中可發(fā)揮重要作用。在根據(jù)木材材性或生長性狀選擇濕地松優(yōu)良個體中,為獲得較可靠的選擇效果,宜采用家系選擇+家系內(nèi)單株選擇的合并選擇方法。

以24年生長白落葉松子代測定林為研究材料,對其木材物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測定與分析.結(jié)果表明:木材氣干密度和基本密度分別為0.57g/cm3和0.54g/cm3,屬中等級別.氣干差異干縮和全干差異干縮分別為2.01和1.97,木材干縮率較大.徑面和弦面抗劈力分別為13.42和10.18n/mm,抗彎強(qiáng)度為89.12mpa,弦面和徑面順紋抗剪強(qiáng)度分別為11.85mpa和12.35mpa,抗壓強(qiáng)度為54.27mpa,端面、弦面和徑面的硬度分別為3973n、1703n和1783n.長白落葉松子代木材的綜合強(qiáng)度為143.39mpa,屬中等級材.

以東北落葉松立木材積和地上生物量數(shù)據(jù)為例,通過改進(jìn)模型的結(jié)構(gòu)形式,采用誤差變量聯(lián)立方程組的方法,研究建立了相容的立木材積方程、地上生物量方程及生物量轉(zhuǎn)換函數(shù)。結(jié)果表明:與常用的非線性模型相比,在材積方程和生物量方程中增加截距常數(shù),能顯著改進(jìn)模型的擬合效果;建立的一元相容性方程,地上生物量和立木材積的預(yù)估誤差均不超過5%;二元相容性方程,地上生物量的預(yù)估誤差約為4%,立木材積的預(yù)估誤差則小于3%。