不同树龄香椿人工林木材材质的比较_高瑞龙

第25卷江西农业大学学报ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis

Vol.25 Oct.,2003

2003年10月

文章编号:1000-2286(2003)-0124-04

不同树龄香椿人工林木材材质的比较

高瑞龙1,吴光华2,李大岔3

(1.福建省福安市林业局,福建福安355000;2.福建省福安市赛岐林业站,福建福安355001;3.福建省宁德市福口林场,福建宁德352100)

干摘要:通过对不同树龄香椿人工林木材物理力学性质的测定和比较分析,结果表明:香椿人工林木材密度、缩性和力学强度随着树龄的增大而增大,9年生以后变化趋于稳定.差异显著性t检验表明:6年生与9年生、12年生、15年生间均差异极显著;而9年生、12年生、15年生三者间有的指标差异极显著、有的指标差异显著、有的指标差异不显著,因此,在培育和利用香椿人工林木材时应特别考虑树龄对木材材质的影响.研究结果为香椿人工林的定向培育和木材高效合理利用提供科学依据。

关键词:香椿;人工林;树龄;木材物理性质;木材力学性质中图分类号:S781.29 文献标识码:A

ComparativeStudyonWoodQualityofToonasinensis

PlantationwithDifferentAges

GAORui-long,WUGuang-hua,LIDa-cha

1

2

3

(1.ForestryBureauofFuanCity,FujianProvince,Fuan335001,China;2.SaijiForestStationofFuanCity,FujianProvince,Fuan355001,China;3.FukouForestStationofNingdeCity,FujiangProvince,Ningde352100,China)

Abstract:ThephysicalandmechanicalpropertiesofToonasinensiswoodwithdifferentagesfromplantationweredeterminedandanalyzedcomparatively.Theresultsshowedthatthedensity,shrinkage,mechanicalstrengthincreasedwiththeincreaseoftreeagesandtendedtostabilityfromthe9thyearon.Differentsignificantttestshowedthatthereareextremelysignificantdifferencesinthedensity,shrinkage,mechanicalstrengthofthewooda-mongtheToonasinensistreeswiththeagesof6,9,12and15yearsbutthedifferencesofsomeindexesareex-tremelysignificant,otherindexesaresignificantandstillothersarenotsignificantamongtheToonasinensistreeswiththeagesof9,12and15years.So,theeffectoftreeagesonwoodpropertiesmustbeconsideredcarefullyincultivationandutilizationofToonasinensiswoods.TheconclusionsprovidescientificbasisfordirectivesilvicultureandefficientandrationalutilizationofToonasinensiswood.

Keywords:Toonasinensis;plantationforest;treeage;physicalpropertiesofwood;mechanicalpropertiesofwood

大力发展人工林是世界各国面对天然林和天然次生林日益减少所采取的共同战略.自60年代以来,我国已营造了大面积人工林,目前我国人工林面积已居世界各国之首,约占全世界造林面积的1/5[1],福建省人工林营造起步较早,营造的针、阔叶树种相当多.随着国家天然林保护工程的实施,加速了木材资源从主要来自天然林向人工林的转变,因此,弄清我国主要人工林木材材性对木材的高效和

收稿日期:2003-03-28

(),男,工程师,。

高瑞龙等:不同树龄香椿人工林木材材质的比较

125

合理利用意义重大。香椿(Toonasinensis)为楝科香椿属树种,为我国特有珍贵速生用材树种,落叶乔木,树冠庞大,叶繁茂,树干通直,生长迅速,木材具有美丽花纹和广泛用途,色泽红润,芳香有光泽,耐腐,易加工。香椿木材素有 中国桃花心木 (Chinesemahogany)之称。香椿分布广,中心分布区域为黄河流域及长江流域之间。福建省以宁德、罗源、闽侯、闽清为多,但多为零星分布,成片很少,在福建省栽培历史悠久,生长快,一般10年左右即可成材,近年来宁德、福安、闽侯、罗源等地有较大面积的人工造林,福安市香椿造林面积尤为多。近几年,福安等地网箱养鱼大量应用香椿木材,为当地经济发展作出很大的贡献。但迄今为止,香椿人工林木材材性的研究尚未见报道,而木材物理力学性质对木材加工处理和利用都有很重要的意义,许多木材加工处理工艺的制定以及用材部门对木材的选择,都有赖于木材物理力学性质的测定数据

[2]

。因此,进行香椿人工林木材材性的研究,为香椿人工林林分的种学经营管

理和木材的合理利用提供理论依据,对缓解当前珍贵木材短缺,保护生物基因,促进生物多样性及生态的良性循环具有重要的现实意义和深远的历史意义。本文通过对采自福建省福安市的4种不同树龄人工林香椿木材进行试验测定和比较分析,揭示不同树龄香椿人工林木材物理力学性质的差异,为香椿人工林的定向培育和木材高效合理利用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

香椿人工林试验用材采自福建省福安市,选择试验地均为 级地,林分密度均为160株/亩的6年生、9年生、12年生、15年生4种林分,每种林分各采集5株平均木,自胸径以上截取2m长的木段作为试材,运回实验室待测。1.2 试验方法

试材在室内气干后,加工供试验用的无疵小试样及试验步骤均按照国家标准GB1927~1943-91 木材物理力学性质试验方法 [3]进行,各项力学性质均在欧姆斯诺(Amsler)4t木材万能力学试验机上测定,各种力学强度测定的有效样本数为30个以上。

2 结果与分析

2.1 不同树龄人工林木材物理性质的差异比较

根据测定数据,计算出不同树龄香椿人工林木材物理性质的均值和标准差(表1),均值准确指数均小于0.05。

表1 不同树龄香椿人工林木材物理性质的差异

试验项目气干密度/g cm-3基本密度/g cm-3干缩系数/%

径向弦向体积

6年生X 0.4930.4350.1030.1970.304

S0.0290.0200.0040.0110.021

X 0.5380.4790.1250.2800.398

9年生

S0.0240.0190.0060.0150.023

X 0.5510.4890.1270.2830.403

12年生

S0.0250.0210.0070.0140.022

X 0.5610.4940.1320.2900.415

15年生

S0.0280.0260.0070.0190.025

注:各种物理性质指标测定的样本数均为33。

2.1.1 木材的密度 密度是木材单一性质中最重要者。一般认为,木材作为承重结构材料,它的品质主要取决于密度[4],它是判定木材各项力学强度的重要指标,因此,研究木材密度对掌握木材的材性及合理利用意义重大

[5]

。15年生香椿人工林木材气干密度为0.561g/cm,属中等(0.56~0.75g/cm)

33[6]

,

而9年生、12年生香椿人工林木材气干密度分别为0.538g/cm3和0.551g/cm3接近中等,6年生香椿人工林木材气干密度为0.493g/cm3,属轻(表1),香椿人工林木材密度随着树龄的增大而增大,9年生以t[7]

126 江西农业大学学报

第25卷

生、15年生间均差异极显著;9年生与12年生、15年生差异极显著;12年生与15年生差异不显著(表2)。

2.1.2 木材的干缩性 木材的干缩影响木材的加工利用,6年生、9年生、12年生和15年生香椿人工林木材体积干缩系数分别为0.304、0.398、0.403和0.415,(表1)属小( 0.45)[8],香椿人工林木材干缩系数随着树龄的增大而增大,9年生以后变化趋于稳定。对不同树龄香椿人工林木材干缩性的差异显著性t检验[7]表明:6年生与9年生、12年生、15年生间均差异极显著;9年生与12年生差异不显著,与15年生差异显著和极显著;12年生与15年生径向干缩系数差异极显著,弦向干缩系数差异不显著,体积干缩系数差异显著(表2)。综合木材密度和干缩性可知,香椿木材是优良的家具和室内装饰用材。

表2 不同树龄香椿人工林木材物理性质差异显著性检验t值表

试验项目气干密度基本密度径向干缩系数弦向干缩系数体积干缩系数

6年与9年6.92**9.23**17.66**25.83**17.47**

6年与12年8.92**10.78**17.23**27.96**18.84**

6年与15年9.77**10.41**20.82**24.52**19.68**

9年与12年2.34*2.04*1.260.850.91

9年与15年3.61**2.69**4.40**2.39*2.89**

12年与15年

1.390.872.92**1.722.09*

注:t0.05(64)=1.98,t0.01(64)=2.66

2.2 不同树龄人工林木材力学性质的差异比较

根据测定数据,计算出不同树龄香椿人工林木材力学性质的均值和标准差(表3),均值准确指数均小于0.05。

表3 不同树龄香椿人工林木材力学性质的差异

试验项目顺纹抗压强度抗弯强度抗弯弹性模量径面顺纹抗剪强度弦面顺纹抗剪强度

端面硬度径面硬度弦面硬度径面抗劈力弦面抗劈力冲击韧性

6年生X 38.4770.1581707.656.9335.1127.7628.547.527.8839.86

S3.025.48188.60.820.712.942.432.550.850.863.06

X 47.9599.421001010.879.7646.2835.5737.3911.0612.1963.22

9年生

S5.3210.46231.70.950.933.362.852.931.031.054.88

X 50.03102.411011012.6511.2749.6838.2941.0712.0113.0267.16

12年生

S5.5411.72235.81.051.043.643.012.981.041.025.13

X 51.65104.771018013.4712.1351.4639.2642.0712.3413.3168.18

15年生

S5.6811.65238.71.041.023.783.063.111.031.075.26

注:各种力学性质指标测定的有效样本数均为35。抗劈力的单位为N/mm,冲击韧性的单位为kJ/m2,其它力学性质指标的单位为MPa。

[6]

木材力学性质是木材合理利用的一个重要依据.根据 木材物理力学性质分级表 可知9年生、12

年生和15年生香椿人工林木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、端面硬度和冲击韧性均为中等;而6年生香椿人工林木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、端面硬度为小,冲击韧性为中等(表3)。香椿人工林木材力学强度随着树龄的增大而增大,9年生以后变化趋于稳定。

对不同树龄香椿人工林木材力学性质的差异显著性t检验[7]表明,6年生与9年生、12年生、15年生间均差异极显著;9年生与12年生顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量差异不显著,其它力学性质指标差异极显著,9年生与15年生差异显著和极显著;12年生与15年生径面顺纹抗剪强度弦面顺纹,4)

高瑞龙等:不同树龄香椿人工林木材材质的比较

表4 不同树龄香椿人工林木材力学性质差异显著性检验t值表

试验项目顺纹抗压强度抗弯强度抗弯弹性模量径面顺纹抗剪强度弦面顺纹抗剪强度

端面硬度径面硬度弦面硬度径面抗劈力弦面抗劈力冲击韧性

6年与9年9.23

**

127

6年与12年10.92

**

6年与15年12.21

**

9年与12年

1.611.201.807.49**6.45**4.09**3.91**5.25

**

9年与15年2.83

**

12年与15年

1.220.851.243.31**3.52**2.02*1.351.381.341.170.83

14.67**36.70**15.29**14.41**14.91**12.43**13.58

**

14.86**38.29**22.36**20.54**18.56**16.22**19.04

**

16.02**39.37**26.19**24.93**20.35**17.54**20.04

**

2.10*3.05**10.99**10.23**6.10**5.26**6.53

**

15.80**18.92**24.17**

19.92**22.94**27.23**

21.51**23.57**27.73**

8.29**3.38**3.32**

11.11**4.45**4.12**

注:t0.05(68)=1.98,t0.01(68)=2.66

3 小结与讨论

通过对不同树龄香椿人工林木材物理力学性质的测定和比较分析,结果表明:香椿人工林木材密度、干缩性和力学强度随着树龄的增大而增大,9年生以后变化趋于稳定。不同树龄香椿人工林木材物理力学性质所属级别有所不同.差异显著性t检验表明:6年生与9年生、12年生、15年生间均差异极显著;木材密度9年生与12年生差异极显著、与15年生差异极显著,12年生与15年生差异不显著;木材干缩性9年生与12年生差异不显著、与15年生差异显著和极显著,12年生与15年生径向干缩系数差异极显著、弦向干缩系数差异不显著、体积干缩系数差异显著;木材力学性质9年生与12年生顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量差异不显著,其它力学性质指标差异极显著,9年生与15年生差异显著和极显著;12年生与15年生径面顺纹抗剪强度弦面顺纹抗剪强度差异极显著,端面硬度差异显著,其它力学性质指标差异不显著。因此,在培育和利用香椿人工林木材时应特别考虑树龄对木材材质的影响,为香椿人工林的定向培育和木材高效合理利用提供科学依据。参考文献:

[1]刘盛全,江泽慧.人工林的发展和人工林材性与培育及利用关系学[J].世界林业研究,1998(4):42~46.[2]李坚.木材科学新篇[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1991.25.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wagj.html