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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

作　者: 胡兵
导　师: 邵卓平
学　校: 安徽农业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 愈伤木正常木树枝杈构造树木
分类号: S781
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

树木树洞和树枝权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；建立树木树枝权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权的相关方面的研究,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权的抗劈裂的力学强度,来探测树枝枝权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构树树枝权的破坏模式均为“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根据构树树枝权断裂实验的数据分析可知,树枝权的强度与以下六种树权形态因子关系明显,分别是内夹皮直径与树权宽的比值、树枝直径与树权宽的比值、树干直径与树权宽的比值、枝干直径比值、内夹皮直径和着枝角度。13根据树枝权强度与以上六种形态因子之间的相关性分析可知,随着树权的内夹皮直径与树权宽的比值、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,其树枝权的强度有减小的趋势：随着树枝权的树干直径与树权宽的比值和着枝角度的增大,其树权的强度有增大的趋势。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-11
第1章绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 古树产生空洞腐朽的原因  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
    1.3.1 国内外对树洞的处理现状  13-15
    1.3.2 树洞周边木材的研究现状  15-16
    1.3.3 树枝结构的国内外研究现状  16
  1.4 研究的目的及意义  16-17
    1.4.1 研究的目的  16-17
    1.4.2 研究的意义  17
  1.5 研究的主要究内容与创新点  17-19
    1.5.1 研究的主要内容  17-18
    1.5.2 创新点  18-19
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  19-46
  2.1 试验材料与试验方法  20-22
    2.1.1 试验材料  20
    2.1.2 试验材料的制备  20
    2.1.3 试验方法  20-22
      2.1.3.1 试材含水率的测定  20
      2.1.3.2 木材解剖特征指标的测定  20-21
      2.1.3.3 木材物理力学性质的测定  21-22
      2.1.3.4 木材主要化学成分的测定  22
    2.1.4 统计方法  22
    2.1.5 主要实验仪器  22
  2.2 结果与分析  22-44
    2.2.1 树洞周边愈伤木与正常木解剖特性的比较分析  22-31
      2.2.1.1 纤维长度比较  22-24
      2.2.1.2 纤维直径的比较分析  24-25
      2.2.1.3 纤维双壁厚和胞腔径的比较分析  25-27
      2.2.1.4 木射线高度和宽度的比较分析  27-29
      2.2.1.5 组织比量的比较分析  29-31
    2.2.2 树洞周边愈伤木与正常木物理力学的比较分析  31-35
      2.2.2.1 基本密度的比较分析  31-33
      2.2.2.2 结晶度的比较分析  33-34
      2.2.2.3 顺纹抗压强度的比较分析  34-35
    2.2.3 树洞周边愈伤木与正常木化学组成的比较分析  35-40
      2.2.3.1 木材抽提物的比较分析  35-37
      2.2.3.2 木质素含量的比较分析  37-38
      2.2.3.3 纤维素和半纤维素含量的比较分析  38-40
    2.2.4 相关性分析  40-44
      2.2.4.1 顺纹抗压强度与基本密度的相关性  40-41
      2.2.4.2 顺纹抗压强度与结晶度的相关性  41-42
      2.2.4.3 顺纹抗压强度与主要化学组成的相关性  42-44
  2.3 结论  44-46
第3章树权的形态结构与力学强度的研究  46-60
  3.1 树权的形态结构  47-49
    3.1.1 树权的结构  47-48
    3.1.2 树枝的类型  48-49
  3.2 实验材料和方法  49-52
    3.2.1 实验材料  49
    3.2.2 实验材料的初步处理  49-50
    3.2.3 试验方法  50-52
    3.2.4 树破坏强度的计算  52
  3.3 结果与分析  52-59
    3.3.1 树杈的破坏模式  52-53
    3.3.2 树杈的形态因子与其断裂强度之间的关系  53-59
      3.3.2.1 树杈断裂强度与树枝内夹皮直径和树权宽比值之间的关系  54
      3.3.2.2 树杈断裂强度与树枝直径和树权宽比值之间的关系  54-55
      3.3.2.3 树杈断裂强度与树干直径和树权宽比值之间的关系  55-56
      3.3.2.4 树杈断裂强度与树枝直径和树干直径比值之间的关系  56-57
      3.3.2.5 树杈断裂强度与树枝内夹皮直径之间的关系  57
      3.3.2.6 树杈断裂强度与树枝着枝角度之间的关系  57-59
  3.4 结论  59-60
第4章结论  60-62
  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  60-61
  4.2 树杈的形态结构与力学强度的研究  61-62
参考文献  62-68
致谢  68-69
作者简介  69
导师简介  69
在读期间发表论文  69

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