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林龄与林分密度对油松建筑材材性的影响

2024-07-15分类号:S781

【作者】金劲豪   阿布都拉·吾麦尔   贾忠奎
【部门】北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室  北京林业大学国家林业和草原局油松工程技术研究中心  
【摘要】【目的】探究油松建筑材林龄、密度及林龄密度交互效应对木材材性的影响及相关关系,为油松建筑材林精准培育提供理论参考和技术指导。【方法】选取河北省平泉市国有黄土梁子林场油松人工林为试验材料,开展3种林龄(中龄林(21~30 a)、近熟林(31~40 a)、成熟林(41~60 a))3种密度的交叉对比试验,分析不同林龄不同密度条件对油松建筑材材性的影响。【结果】1)低密度各林龄木材材性无显著差异。中密度下近熟林全干密度、基本密度分别为0.497、0.435 g/cm3,比中龄林大但无显著差异,比成熟林高15.58%、8.75%(P<0.05);冲击韧性、抗剪强度、顺纹抗压强度分别为56.268 kJ/m2、9.136 MPa、45.671 MPa,比中龄林高37.02%、9.73%、19.00%(P<0.05),比成熟林高45.94%、13.75%、10.74%(P<0.05)。高密度下近熟林指标也显著优于中龄林和成熟林。2)中龄林低密度林分(900~1 350 株/hm2)气干密度、全干密度、基本密度分别为0.509、0.503、0.412 g/cm3,比中密度林分(1 350~1 800 株/hm2)大但无显著差异,比高密度林分(1 800~2 400 株/hm2)高11.14%、17.25%、9.57%(P<0.05);抗弯弹性模量、冲击韧性、抗剪强度分别为7 398.879 MPa、49.220 kJ/m2、10.866 MPa,比中密度林分高10.45%、19.85%、30.51%(P<0.05),比高密度林分高27.81%、93.68%、21.87%(P<0.05)。近、成熟低密度林分和中密度林分指标显著优于高密度林分。3)林龄与密度交互效应对各干缩率、冲击韧性、抗剪强度、各硬度、顺纹抗压强度指标具有极显著影响(P<0.01),弦向-横纹抗压强度具有显著影响(P<0.05)。4)中、高密度下的中龄林木材综合强度低于110 MPa,属于低强度木材,其余各密度下的中、近、成熟林木材综合强度均处于111~170 MPa之间,属于中强度木材。各密度下的中、近、成熟林强度品质系数均大于215.6 MPa,属于高等级材。与主要建筑用材树种相比,油松属于中等强度之列(Ⅱ级)。5)相关性分析发现油松建筑材气干密度对抗弯弹性模量(r=0.80)与冲击韧性(r=0.83)影响最大,为显著正相关性。【结论】油松的物理力学性质随着林龄的增加先增大后减小,随着密度的增大而减小,且林龄密度对干缩率、冲击韧性、硬度等指标存在交互效应,培育建筑用材林需综合考虑林龄和密度影响因素,油松属于中强度、高等级材,与红松、云杉等主要建筑用材树种相比属于中等强度之列(Ⅱ级),可以作为建筑用材进行加工利用。
【关键词】油松  建筑材  林分密度  材性  分级
【基金】国家重点研发计划项目(2017YFD0600501)
【所属期刊栏目】中南林业科技大学学报
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