论文部分内容阅读
随着全球森林资源利用更加注重数量产量化和质量标准化趋势的发展,林业科学领域更加注重林学因子与木材的相互影响关系以及人工林的定向培育。油松作为华北地区主要的人工林树种之一,具有一系列譬如适应性强,根系发达,生长迅速,结构细密,材质优良等优点,是重要的用材林树种,作为结构件广泛应用于工矿、建筑、生产等行业。研究油松建筑材林随林学因子变化的物理性能和力学性能特征及变异规律无论在理论应用上还是实际工作指导上都有十分重要的科学意义。本文基于油松的全生命周期,通过文献查阅、样地踏查、以及标准试样测试分析的方法,从林分密度与立地条件的角度出发,研究林学因子和全干干缩率、抗弯强度、基本密度、硬度以及抗弯弹性模量等指标之间的的相关关系,绘制全生命周期人工林各项物理力学指标的变化曲线,探索油松建筑材林各生长发育阶段不同密度和不同立地对木材产量和质量的影响规律。根据建筑材对油松木材性质的要求将各项指标进行综合评价,为油松建筑材林定向培育建筑材提供科学理论依据。试验结果表明:(1)河北平泉油松建筑材林木材基本密度值随树龄的增大而增大,至50年生油松达到基本密度最大值(0.428 g·cm-3),随后随树龄的增大而减小。随着林龄的增大,木材基本密度的变异系数逐渐减小,油松建筑材林木材密度逐渐趋于均匀。(2)河北平泉油松建筑材林木材全生命周期中(30a~60a)差异干缩为1.372~1.978,50年生差异干缩为1.372(<1.5),差异干缩小,尺寸稳定性好,不易产生开裂翘曲变形等缺陷,满足实际加工利用的需要,符合建筑用材要求。随着林龄的增大,差异干缩表现出先减小后增大的趋势。(3)大部分油松木材干缩性和力学性质与基本密度变化趋于一致,到达成熟期后材性有所下降。在对建筑材林采伐时,最优情况是林分物理力学性能等材性指标达到最大值同时林分内材性差异不大,从而保证整体林分质量。对河北平泉油松来说,最佳采伐年龄为50年。(4)河北油松建筑材林木材基本密度、径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率以及差异干缩均值在900株·hm-2时最小。端面硬度、弦面硬度、径面硬度、顺纹抗压强度随着林分密度的增大而增大。油松作为建筑材培育时应尽量选择中等密度900株·hm-2左右。坡向对油松建筑材林木材基本密度影响极显著(p<0.01),阴坡上的油松建筑材林木材基本密度要高于半阳坡。同时阴坡的变异系数(0.067)<半阳坡变异系数(0.071)。油松建筑材林木材径向干缩率、弦向干缩率、体积干缩率和差异干缩为阴坡<半阳坡,油松建筑材林木材顺纹干缩率随着坡向的变化表现为半阳坡<阴坡。阴坡上的油松建筑材林木材顺纹干缩率、体积干缩率、差异干缩的变异系数均小于半阳坡。阴坡油松建筑材林各项力学性质指标均值均高于半阳坡油松建筑材林木材。(5)河北平泉油松建筑材林材性与生长性状之间不相关。油松木材抗弯强度与抗弯弹性模量存在极显著(p<0.01)正相关。基本密度与端面硬度、径面硬度与弦面硬度、弦面硬度与顺纹抗压强度之间存在显著相关。