[目的]拓展木材显微切片的染色方法。[方法]比较研究了番红(Safranine O)、固绿(Fast Green FCF)和阿利新蓝(Alcian Blue 8GX)三种染料对樟子松木材切片的染色效果。[结果]单一染料染色时,番红对木质化程度高的厚壁细胞上色效果较好,阿利新蓝对木质化程度低的薄壁细胞上染较好,固绿介于两者之间。两种染料复染时,番红-固绿无法实现不同细胞的区分,仅呈现番红的颜色;而番红-阿利新蓝可以区分厚壁和薄壁细胞,厚壁细胞(管胞和射线管胞)呈红色,薄壁细胞(射线薄壁细胞和泌脂细胞)呈蓝绿色。进一步通过冰乙酸为复染提供一个酸性环境,改进了番红阿利新蓝双染方法。当冰乙酸含量为13%～17%时,能达到理想的染色效果,能够更加清晰地区分厚壁和薄壁细胞。分别将番红、固绿和新蓝用于已解离的管胞染色,新蓝对管胞的染色效果最好,番红染色效果比新蓝略差,固绿染色效果远低于新蓝和番红。[结论]番红对木质化程度高的厚壁管胞染色效果最好;新蓝对木质化程度低的薄壁细胞染色效果最好。改进后的番红-新蓝双染能清楚地区分木材中的厚壁和薄壁细胞。木材细胞对不同种类染料的响应各异,同时也受染色介质影响。研究结果为木材切片细胞识别提供简单高效的新方法。

研究了马尾松Pinus massoniana木材微波干燥速度、温度梯度和含水率梯度随时间的变化规律。实验结果表明,微波连续干燥过程明显分为加速段、等速段和减速段3个阶段,等速段在整个干燥过程中占的比例最大。微波干燥过程中,温度的变化大致分为初期升温,等温和后期升温3个阶段,初期升温和等温阶段木材内温度分布比较均匀,后期升温阶段木材内的温差逐渐增大。微波干燥过程中,在整个横断面上,木材初含水率梯度没有被加大,而是被均匀化,甚至还出现木材表面含水率提高的情况。图6参10

【目的】探讨乙酰化处理对人工林木材耐光性和热稳定性的影响,为木材颜色调控技术及高耐光染色木材的研发提供理论依据。【方法】以樟子松木粉为试样,加入乙酸酐和二甲苯溶液,在120℃条件下分别反应5,10,20,40,60 min,测试乙酰化处理时间对木粉增重率的影响;分别称取1 g经不同时间乙酰化处理的木粉和未处理木粉,置于UV老化试验箱内辐射100 h,利用红外光谱分析UV辐射前后乙酰化木粉化学官能团的变化,通过热重和扫描电镜分析乙酰化木粉的热稳定性及其形貌变化。【结果】随着乙酰化处理时间的延长,樟子松木粉的增重率呈现先增加后降低的趋势,在处理40 min时木粉增重率最大;乙酰化木粉在1 741 ...

以黑龙江省七台河市林业局金沙林场落叶松和樟子松人工成熟林为研究对象,在树干基部、树干1.3m处以及树高的20%、40%、60%和80%处截取5cm厚的圆盘各1个。在每个圆盘南向通过髓心锯下一个楔形木块,将每个楔形木块沿径向切割成相等的8段,测量其宽度和年轮数,并用排水法测定各样品的基本密度。采用方差分析、多重比较、相关分析和回归分析等方法,研究了落叶松和樟子松木材基本密度的株内变异、株间变异、径向变异、沿树干方向的变异以及年轮组间的相关性。结果表明:落叶松和樟子松单株树木内木材基本密度存在变异,在树干不同高度处存在显著的株间变异和径向变异。落叶松树干基本密度在纵向呈现逐渐递减趋势,而樟子松呈现...

【目的】探究高能微波处理对木材抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的影响，并阐明处理材在静态弯曲载荷过程中的损伤演化与破坏规律。【方法】利用高能微波设备，采用60、80、100 kW·h/m~3这3组微波能量密度水平对含水率为50%～70%的辐射松锯材进行处理。在声发射（AE）系统的实时监测下进行三点弯曲抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的测试，并且结合试件断裂破坏截面形貌与AE参数特征分析对比处理材与未处理材在不同加载阶段的损伤演化。【结果】未处理材抗弯弹性模量和抗弯强度平均值分别为5 520和61.7 MPa，高能微波处理材的抗弯弹性模量和抗弯强度平均变化率均小于10%。但高能微波处理均显著提高了木材的弯曲塑性功。相较于未处理材，60和100 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功分别提高了12%和16%；而80 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功最大，相较于未处理材的提高了22%。AE测试结果显示：随着微波能量密度的增加，处理材AE信号首次出现时间不断提前，首个损伤稳定增长阶段的持续时间、塑性变形阶段的累计振铃计数增长速率、幅度和能量活跃度逐渐增加。由此表明，在弯曲载荷作用的过程中，处理材拥有更高的损伤增长速率与应力重组效率，细胞壁产生了更多的屈曲与坍塌破坏，木材内部裂纹迅速扩展，减弱了应力集中效应，因而在一定程度上增加了木材弯曲塑性功。试件破坏形貌验证了AE测试结果，与未处理材相比，处理材的拉伸区域、中性层与压缩区域的断面形貌更加粗糙。【结论】适当的高能微波处理可在仅小幅改变木材抗弯弹性模量、抗弯强度的前提下，显著提高木材弯曲塑性功，将为高能微波处理材的应用提供新思路。研究方法与结果能够有效地展示高能微波处理材的损伤演化特征，并将为木质材料损伤演化的相关研究提供参考。

【目的】木材密度不仅与木材的各种材性密切相关，而且是衡量木材质量与价值的重要指标。采用近红外光谱（Near infrared spectroscopy, NIRS）分析技术能够快速、高效地预测木材密度，避免了传统试验中繁琐的检测步骤。长短期记忆网络(Long short-term memory network, LSTM)作为循环神经网络(Recurrent neural network, RNN)的变体，不仅可以学习序列数据之间的高阶特征信息，而且克服了RNN中的长距离依赖、梯度爆炸与梯度消失等问题。将LSTM与NIRS结合，提出一种能够准确预测樟子松木材气干密度的无损检测技术，为提高NIRS模型预测木材气干密度精度提供理论依据。【方法】该研究以樟子松木材样本为研究对象，用近红外光谱仪获得106个樟子松样本的光谱数据，并在恒温（20±2℃）恒湿（65%±3%）的环境下测定样本的气干密度。通过对比多组预处理方法和特征选择方法，采用Savitzky-Golay卷积平滑（Savitzky-Golay smoothing,SGS）等方法进行预处理，采用竞争性自适应加权算法（Competitive adaptive reweighted sampling, CARS）进行波段选择，剔除NIRS数据中的高频噪声与冗余信息，提升光谱数据质量、建模速度与精度。为验证LSTM模型预测能力，将其与偏最小二乘回归(Partial least squares regression, PSLR)、卷积神经网络(Convolution neural network, CNN)等建模算法对比分析。上述3种算法被分别应用于建立樟子松木材气干密度近红外预测模型。【结果】基于上述3种建模方法建立的NIRS模型均可实现樟子松气干密度的有效预测。且LSTM模型的预测精度与回归拟合度均优于PLSR与CNN模型。其中SGS+CARS处理后的LSTM模型的预测精度最高、泛化性能最强、拟合效果最好（R2=0.959,RMSEP=0.005,RPD=5.033）。【结论】通过对樟子松木材光谱数据与气干密度的采集，建立了一种新型的基于NIRS分析技术与LSTM的木材气干密度检测方法。LSTM预测模型相较于传统的回归模型，模型的预测精度更高，回归效果更好，鲁棒性更强。该检测方法既可保证木材的完整性，又可以提高气干密度的预测精度，实现了对樟子松木材气干密度的快速无损检测，为木材近红外光谱分析提供了可参考的模型与理论依据。

对不同培育措施的人工林樟子松管胞形态特征指标进行测试和分析,探讨了培育措施对人工林樟子松木材管胞形态特征的影响.结果表明:不同的培育措施(初植密度、间伐强度、坡向、坡位)对樟子松人工林木材的绝大多数管胞形态特征指标有很大的影响,其中初植密度对管胞长度、管胞直径的影响差异显著;间伐强度和坡位对管胞直径的影响差异显著;坡向对管胞长度、管胞直径、长宽比的影响差异都达到显著水平;其余指标差异不显著.可选择1 5m×1 0m、轻度间伐、阳坡、坡下林分进行定向培育,加快树木生长,从而培育高产、优质的樟子松用材林

较系统地分析微波脱脂过程中,马尾松木材泌脂细胞的受力状况,初步建立微波脱脂理论预测模型,并对微波脱脂实施的临界温度条件进行数学模拟。结果表明:在微波脱脂过程中,泌脂细胞壁内将出现周向和轴向应力,其中周向应力是轴向应力的2倍;在初始阶段,细胞腔内压强显著增加,但细胞壁伸长比增加缓慢,当内压增加到一定程度后,其变化逐渐趋于平缓,但伸长比却急剧增加,出现"屈服"现象,直到泌脂细胞破坏;在微波脱脂过程中,要获得良好的脱脂效果,木材最小的临界温度应控制在134.0～140.2℃范围内。

采用高强度微波辐射落叶松木材,将微波处理的木材试件与未处理试件在相同的条件下进行加压注水试验,测定吸水增重率(WAR),用于评价木材的渗透性。研究了试材初含水率、处理材心层温度、微波辐射功率、微波辐射时间等处理工艺条件与落叶松木材渗透性的关系。结果表明:适当控制上述处理条件,高强度微波辐射处理可以改善落叶松木材的渗透性。落叶松木材适宜的初含水率范围是25%～60%;适宜的微波辐射功率与落叶松木材的初含水率有关,本文条件下辐射功率可选择9～24kW;适宜的辐射时间取决于木材的初含水率和选择的辐射功率,当落叶松木材的含水率为30%左右,9.23kW微波功率下辐射55s或20～24kW微波功率下辐射...

【目的】立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。【方法】利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。【结果】基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(2)>模型(12)>模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(12)>模型(2)>模型(1)。【结论】形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。

PEG法(聚乙二醇法)是饱水木质文物处理中比较典型的一种方法,大分子量的PEG更利于木质的长久保存,但也存在严重缺点,如PEG大分子难以进入木质内部,可能造成木质收缩,且处理周期相当长。本文以低功率微波辐射对饱水木材进行预处理,再用PEG4000浸渍脱水,结果表明:微波预处理加快了PEG大分子向木质内部迁移,尤其在非水相条件下处理60 s,木材5 cm深度处的PEG含量增加了6.82%,含水率、干缩率和干燥速度分别下降1.70%、16.13%和1.63%,不同深度处的各指标更趋于一致,提高了木材脱水定型的

以25mm厚杨木、桦木、柞木厚板为研究对象,进行微波处理,通过改变木材初含水率、辐射时间和微波辐射强度,以木材真空加压浸渍处理得到的增质率和上染率为评价指标,研究微波处理条件与木材染色性能的关系。结果表明:木材的增质率和上染率在含水率为30%时最大,并随初含水率的增大而减小,随微波处理时间的延长和强度增大而增大。

从热传导的物理规律出发,建立微波加热过程中木材内部热传导模型,并通过理论模拟揭示不同微波加热方式对预处理中木材内部温度分布的影响规律。结果表明:微波处理过程中,木材内部的温度分布规律及均匀性与微波加热方式直接相关;当采用单向微波辐射的方式进行加热时,沿着微波入射方向,木材温度逐渐降低,木材内部温差较大,且温度分布均匀性较差;当使用双向微波辐射的方式进行加热时,木材内能形成内高外低的温度梯度,且温度分布均匀性较好。

该文以马尾松木材为研究对象,对微波真空干燥过程中木材内部的含水率分布进行了研究,首次阐述了微波真空干燥过程中木材内部的水分迁移机理.研究结果表明:在微波真空干燥过程中,木材内部的含水率分布比较均匀,在厚度方向没有明显的整体性含水率梯度,特别是在干燥的后期,木材内部的含水率分布更加均匀;当含水率在纤维饱和点(FSP)以上时,木材中的自由水和水蒸气在压力梯度的作用下以渗透流的形式在木材内部迁移;当含水率在FSP以下时,木材中的水分在压力梯度的作用下以水蒸气的形式向木材表面迁移;因热扩散、含水率梯度引起的水分迁移可以忽略不计.