Pilodyn方法在活立木木材基本密度预测中的应用

摘要

常规测定木材基本密度的方法是在胸高处用生长锥取木芯，然后利用排水法测出木材的基本密度。不过这种方法程序繁琐，消耗时间长，花费高，并对木材有一定的损坏，严重影响到木材以后的再加工利用，因此在木材基本密度检测中使用无损检测就显得尤其重要。Pilodyn是一种手持间接测量活立木基本密度的无损检测仪器，于20世纪70年代在丹麦研制出来，可以用于活立木木材基本密度的间接快速测定。本文以白桦、青杨、青海云杉和华山松人工林活立木为研究对象，利用Pilodyn方法对其木材基本密度和纤维特性进行较系统的研究，为快速高效的评估我国大规模种植的人工林木材材性，提供科学的依据。本文研究了Pilodyn方法在预测两种阔叶树种白桦和青杨，以及在两种针叶树种青海云杉和华山松活立木木材基本密度预测上的应用效果。在白桦、青杨、华山松和青海云杉人工林中用Pilodyn仪器对其活立木进行探测，记录探测值，用生长锥取木芯，室内测定木材各基本密度，包括南北向外侧木材基本密度、外侧木材平均基本密度、南北向整株木材基本密度和整株木材平均基本密度，早晚材管胞长和宽、纤维长和宽等指标。对Pilodyn测定值与木材各基本密度、早晚材管胞长和宽、纤维长和宽进行统计分析，结果表明：不同胸径对Pilodyn探测冲击力的抗晃动能力也是不同的，所以树木胸径应作为Pilodyn探测值的一个重要影响因子考虑在内，活立木的胸径越大，对Pilodyn测定值的影响也越大。在阔叶树种中，使用Pilodyn方法预测整个径向的木材基本密度比预测外侧木材平均基本密度更具优势；在针叶树种中，使用Pilodyn方法预测外侧木材平均基本密度比预测整个径向的木材基本密度更具优势。在阔叶树种，基本密度最大的树种与Pilodyn测定值相关性最好；在针叶树种中，基本密度最大的树种与Pilodyn测定值相关性也是最好，这些结果进一步验证了Walt等和Koziol提出的Pilodyn方法在评估密度较大树种时准确性更高的观点。用Pilodyn方法预测白桦和青杨的整株基本密度，在南向比北向的效果好；用Pilodyn方法预测青海云杉和华山松的整株木材基本密度，在北向比南向效果好。本文验证了Pilodyn的应用效果，证明了Pilodyn在白桦、青杨、青海云杉和华山松活立木木材基本密度预测中应用的可行性和可靠性，这为其他树种的无损检测，以及优良材性树种的早期选择研究，奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 文献综述

1.1 Pilodyn无损检测方法

1.1.1 Pilodyn工作原理

1.1.2 Pilodyn的用途

1.1.3 Pilodyn的测量费用

1.2 Pilodyn无损检测技术在材质性状预测中的应用

1.2.1 国外Pilodyn的研究进展

1.2.2 国内Pilodyn的研究进展

1.3 Pilodyn无损检测技术的使用方法

1.3.1 探测次数

1.3.2 探测位置

1.3.3 探测方向的选择

1.3.4 胸径的影响

1.3.5 Pilodyn无损检测的缺点

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验地概况

3.1.1 白桦实验地概况

3.1.2 青杨实验地概况

3.1.3 青海云杉实验地概况

3.1.4 华山松实验地概况

3.2 试验材料

3.3 试验方法

3.3.1 Pilodyn的测定方法

3.3.2 生长锥木芯的取样方法

3.4 材性指标的测定

3.4.1 材性指标

3.4.2 木材基本密度的测试方法

3.4.3 管胞性状的测定方法

3.5 数据统计分析

3.5.1 标准差、平均值和变异系数

3.5.1 相关分析

3.5.2 一元线性回归分析

3.5.3 多元线性回归分析

3.5.4 贡献率

3.5.5 利用拟合方程预测木材基本密度

4.结果与分析

4.1 Pilodyn在白桦活立木木材基本密度预测中的应用

4.1.1 白桦Pilodyn测定值和木材各材性指标

4.1.2 白桦Pilodyn测定值和各木材基本密度的相关关系

4.1.3 白桦Pilodyn测定值和木材纤维特性、生长的相关关系

4.1.4胸径、南北向纤维长以及整株木材基本密度对Pilodyn测定值的贡献率

4.1.5 白桦Pilodyn测定值和木材各基本密度的回归模型

4.2 Pilodyn在青杨活立木木材基本密度预测中的应用

4.2.1 青杨Pilodyn测定值和木材各材性指标

4.2.2 青杨Pilodyn测定值和木材基本密度的相关关系

4.2.3 青杨Pilodyn测定值和木材纤维特性、胸径的相关关系

4.2.4 青杨Pilodyn测定值与整株木材基本密度、胸径和木材纤维特长间的多元回归关系

4.2.5 青杨P订odyn测定值和木材各基本密度的回归模型

4.3 Pilodyn在青海云杉活立木木材基本密度预测中的应用

4.3.1 青海云杉Pilodyn测定值、木材基本密度和木材纤维特性

4.3.2 青海云杉Pilodyn测定值和各木材基本密度的相关关系

4.3.3 青海云杉Pilodyn测定值和早晚材管胞长、胸径的相关关系

4.3.4 青海云杉Pilodyn测定值与整株木材基本密度、胸径和木材纤维特性间的多元回归关系

4.3.5 青海云杉Pilodyn测定值和木材各基本密度间的回归模型

4.3.6 青海云杉Pilodyn测定值和年轮宽、晚材宽、晚材率、早晚材双壁厚、早晚材径直径和早晚材弦直径间的相关关系

4.4 Pilodyn在华山松木材基本密度预测中的应用

4.4.1 华山松Pilodyn测定值和木材各材性指标

4.4.2 华山松Pilodyn测定值和各木材基本密度的相关关系

4.4.3 华山松Pilodyn测定值和早晚材管胞长和宽、胸径间的相关关系

4.4.4 华山松Pilodyn测定值与各木材基本密度、胸径和木材纤维特性间的多元回归关系

4.4.5 华山松Pilodyn测定值和整株木材基本密度间的回归模型

4.5Pilodyn在四个树密度预测中的比较研究

4.5.1 四个树种活立木的基本情况

4.5.2 四个树种活立木的Pilodyn测定值测试结果比较

4.5.3 四个树种活立木各基本密度的比较

4.5.4四个树种活立木Pilodyn测定值与活立木各密度间的相关关系的比较

4.5.5 四个树种活立木Pilodyn测定值与各密度间的回归模型

5 结论与讨论

5.1 Pilodyn测定值与木材基本密度

5.2 胸径对Pilodyn测定值的贡献率

5.3 Pilodyn预测四个树种木材基本密度的效果

5.4 Pilodyn方法预测木材密度较大树种时准确度更高

5.5 Pilodyn方法在南北向预测效果的比较

5.6 胸径对Pilodyn测定值与木材各基本密度相关关系的影响

5.7 Pilodyn测定值与其他木材材性的相关关系

5.8 Pilodyn测定值与木材纤维特性的研究

5.9 Pilodyn在不同树龄中的应用效果

参考文献