树洞周边愈伤木与正常木的材性比较及树杈形态结构与力学强度的研究

摘要

树木树洞和树枝杈是存在于树木上最常见的形态,也是树木比较脆弱的部位。了解树洞周边愈伤木的材质性质,比较其与树洞周边正常木的材性,这也有利于树木的危险性评估以及改进现有的树洞处理方式,减少树木保护中的二次伤害;建立树木树枝杈的结构强度与断裂之间的关系,这将有助于识别树木因结构强度的薄弱而存在的断裂倾向,同时结合日常发生的恶劣天气的影响,在树木每年的生长过程中需反复的进行危险性评估。为园林树木保护提供比较可靠的理论依据,加强园林树木的管理以及为园林树木的选择提供有力的帮助。本文以此为研究目的,通过对树洞周边愈伤木其附近正常木的比较研究和树木树枝杈的相关方面的研究,得到相关方面的理论知识,这些理论知识可以作为园林等相关部门对树木的育种、择种和树木树洞的处理问题上提供相对可靠的依据。
　　本文主要内容分为两部分,第一部分是以黄山松、雪松、悬铃木和杨树树洞周边的愈伤木及其附近的正常木为研究对象,采用X射线法测定了结晶度,同时测定分析其主要化学成分(纤维素和木质素含量)、物理力学性质(基本密度、顺纹抗压强度)及部分解剖性质的差异,分析其主要化学成分(纤维素和木质素含量)、物理力学性质(基本密度、顺纹抗压强度)及部分解剖性质的差异,研究了顺纹抗压强度与主要化学成分、基本密度和结晶度之间的相关性;另一部分是用自己设计拉载方式测定树枝枝杈的抗劈裂的力学强度,来探测树枝枝杈的结构强度强度与着枝角度、内夹皮长度和枝条与树干直径比(后面称枝干直径比)之间的关系。主要研究结果如下:
　　1、树洞周边愈伤木与其附近的正常木的组织比量之间存在差异,黄山松、雪松、悬铃木和杨树的管胞/纤维比量愈伤木比正常木分别高2.3％、1.7%、2.1%和1.6%,其他组织比量的变化规律不十分明显;在0.05水平上经T-检验差异时,除雪松的轴向薄壁组织比量和悬铃木的木射线比量外,其余均显著。
　　2、树洞周边愈伤木与其附近的正常木的管胞/纤维长度变化规律均是愈伤木的管胞/纤维长度小于正常木的管胞/纤维长度,黄山松、雪松、悬铃木和杨树分别下降269.24μm、1440.45μm、220.80μm和136.06μm;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　3、树洞周边愈伤木与其附近的正常木的管胞/纤维直径之间存在差异,黄山松、雪松、悬铃木和杨树的管胞/纤维直径愈伤木比正常木分别高2.15μm、2.26μm、3.13μm和2.95μm;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　4、树洞周边愈伤木与其附近的正常木的双壁厚的变化规律都是:不论是早材还是晚材,愈伤木的双壁厚大于正常木的双壁厚,其增大幅度至少1μm;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　5、树洞周边愈伤木与其附近的正常木的腔径的变化规律都是:不论是早材还是晚材,愈伤木的腔径大于正常木的腔径;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　6、各树种在相同含水率下,树洞周边愈伤木的基本密度均比正常木的基本密度大,变化规律一致;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　7、树洞周边愈伤木的纤维结晶度与其附近正常木的纤维结晶度相比较可知,黄山松、雪松、悬铃木和杨树的愈伤木纤维结晶度均比正常木的大,分别大2.69%、6.15%、1.09%和1.53%;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　8、树洞周边愈伤木与其附近的正常木主要化学成分的变化规律是:愈伤木的木质素含量大于正常木木质素含量、愈伤木的纤维素含量大于正常木的纤维素含量、愈伤木的半纤维素含量小于正常木的半纤维素含量;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　9、树洞周边愈伤木与其附近的正常木顺纹抗压强度的变化规律均是:愈伤木的顺纹抗压强度大于正常木的顺纹抗压强度;在0.05水平上经T-检验差异均显著。
　　10、通过分析黄山松、雪松、悬铃木和杨树树洞周边愈伤木及其附近正常木的顺纹抗压强度与其主要化学成分(木质素和纤维素)、纤维结晶度和基本密度的相关性关系可知,其之间的关系均为线性关系,相关系数R2均在0.9以上。由此可见,其树洞周边愈伤木的顺纹抗压强度大于正常木的顺纹抗压强度。说明愈伤木的结构强度的增强机制是由愈伤木的构造贡献的。
　　11、构树树枝杈的破坏模式均为“平面”型破坏模式,其破坏面的轴线与树干纹理方向基本平行,树枝破坏后能完全剥离树干,破坏面相对比较光滑平整。
　　12、根据构树树枝杈断裂实验的数据分析可知,树枝杈的强度与以下六种树杈形态因子关系明显,分别是内夹皮直径与树杈宽的比值、树枝直径与树杈宽的比值、树干直径与树杈宽的比值、枝干直径比值、内夹皮直径和着枝角度。
　　13、根据树枝杈强度与以上六种形态因子之间的相关性分析可知,随着树杈的内夹皮直径与树杈宽的比值、树枝直径与树杈宽的比值、枝干直径比值、内夹皮直径的增大,其树枝杈的强度有减小的趋势;随着树枝杈的树干直径与树杈宽的比值和着枝角度的增大,其树杈的强度有增大的趋势。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2古树产生空洞腐朽的原因

1.3 国内外研究现状

1.4 研究的目的及意义

1.5 研究的主要究内容与创新点

第2章 树洞周边愈伤木与正常木的化学组成及物理力学特性的比较研究

2.1 试验材料与试验方法

2.2 结果与分析

2.3 结论

第3章 树杈的形态结构与力学强度的研究

3.1 树杈的形态结构

3.2 实验材料和方法

3.3 结果与分析

3.4 结论

第4章 结论

4.1树洞周边愈伤木与正常木的化学组成、物理力学特性的比较研究

4.2树杈的形态结构与力学强度的研究

参考文献

致谢

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