趙林峰，邱向英

不同林齡杉木實生林物理力學(xué)性質(zhì)變異研究

趙林峰，邱向英*

(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，衡陽 421005)

以湖南省金洞林場同一立地條件、不同林齡的杉木實生林木材為研究對象，按照國家標(biāo)準(zhǔn)測定其物理力學(xué)性質(zhì)的氣干密度、基本密度、橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向全部抗壓等10個性狀指標(biāo)。方差分析發(fā)現(xiàn)，杉木實生林木材的10個性狀指標(biāo)均隨林齡的增大而增加，且各指標(biāo)差異顯著。對其進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)木材物理與力學(xué)性質(zhì)間表現(xiàn)為正相關(guān)，其中與橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎模量、順紋抗拉強度表現(xiàn)出極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.207 ～ 0.680。變異系數(shù)計算結(jié)果表明，各性狀的變異系數(shù)變化范圍為3.57% ～11.40%，30年生時,氣干密度、基本密度、橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗壓強度、順紋抗拉強度的變異系數(shù)小于其他2個林齡。全部性狀的變異系數(shù)均處于10%左右，說明實生林各性狀總體穩(wěn)定。綜上可知，實生林的物理力學(xué)性質(zhì)具有密切的相關(guān)性，隨著林齡的增加，表現(xiàn)出受環(huán)境因素影響越來越小，受遺傳因素影響越來越大。

杉木；實生林；木材物理性質(zhì)；木材力學(xué)性質(zhì)

木材是一種非均質(zhì)、各向異性的天然高分子材料，其材性特點復(fù)雜且多變[1]，而木材的物理力學(xué)性質(zhì)對合理利用木材和工程設(shè)計都起到重要作用。杉木((Lamb. ) Hook)廣泛分布于中國，具有生長快速、材質(zhì)優(yōu)良且無明顯病蟲害等特點，是主要商品用材樹種之一[2]。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對不同林齡實生林木材的物理力學(xué)性質(zhì)進行了大量的研究和評價。高瑞龍等[3]研究發(fā)現(xiàn)香椿人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)在各樹齡之間差異顯著，且隨著樹齡的增大而增大。孫慶豐等[4]比較了不同樹齡思茅松人工林，發(fā)現(xiàn)密度和力學(xué)性質(zhì)隨著樹齡的增加呈增大趨勢，達到成熟林后基本穩(wěn)定,變異顯著。黃廣華等[5]比較了巨尾桉在4年生、6年生和8年生的各種木材材性，認為木材物理力學(xué)性質(zhì)在樹齡為6年生時已經(jīng)基本穩(wěn)定在較高水平,并隨樹齡增加明顯提高。姬寧等[6]研究了貴州45年生的天然林木材，得出人工林馬尾松木材基本密度、全干縮率、順紋抗壓強度、抗彎強度和抗彎彈性模量在幼齡材與成熟材之間存在顯著差異。金春德等[7]研究發(fā)現(xiàn)人工林赤松幼齡材和成熟材力學(xué)性質(zhì)差異達顯著性水平，其中抗彎強度、抗彎彈性模量等指標(biāo)成熟材要高于幼齡材，而徑向橫紋抗壓強度等項指標(biāo)高幼齡材要好于成熟材。劉迎濤等[8]研究發(fā)現(xiàn)人工林紅松的所有力學(xué)性質(zhì)的差異達顯著和極顯著水平,表現(xiàn)為成熟材性質(zhì)高于幼齡材。孫恒等[9]分析10年生、15年生、20年生和25年生刺槐木材，結(jié)果表明木材的氣干密度、全干密度、基本密度、順紋抗壓強度、橫紋全部抗壓強度(徑向/弦向)、抗彎強度和抗彎彈性模量均隨樹齡的增大而增加。孫恒等[9]分析不同樹齡西南樺木材物理和主要力學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明7年生與11年生、15年生、19年生均差異顯著，而11年生、15年生、19年生三者之間有的指標(biāo)差異顯著，有的指標(biāo)則差異不顯著，在利用西南樺木材時應(yīng)對樹齡加以特別考慮。王軍鋒等[10]研究發(fā)現(xiàn)，15年生香樟人工林與26年生香樟人工林的木材物理力學(xué)性能差異不顯著，得出15年生香樟人工林木材材性已相對穩(wěn)定。目前，針對不同林齡杉木實生林木材物理力學(xué)性質(zhì)且專注于特定林齡的杉木實生試驗林評價的研究不多。施季森等[11]就15年生杉木實生林的生長性狀與材性的相關(guān)性進行了研究；邊黎明等[12]測定了16年生杉木實生林的彈性模量；龔迎春等[13]測定24年生杉木實生林木材的抗彎強度；韋如萍等[14]認為杉木實生林的木材密度隨年齡增長而增大，56年生后則反之。

為系統(tǒng)研究人工林杉木木材的物理力學(xué)性質(zhì)，選取不同樹齡的杉木實生林，測定和分析了主要物理力學(xué)性質(zhì)。通過對比不同林齡木材密度與力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性，初步探索木材物理力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生差異的機理，以期為實生林木材高效、精細化利用提供有效途徑，為人工林科學(xué)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試材采自湖南省永州市金洞林場（110o53′43"～112o13′37" E、26o2′10"～26o21′37" N），海拔85～120 m，屬中亞熱帶東南季風(fēng)濕潤性氣候，年均氣溫18 ℃，年均降雨1 000～1 800 mm，土壤屬森林黃紅，pH 4.5，通氣性好，土壤厚度30～60㎝，土壤肥力一般。

1.2 試驗材料

試材采集按GB/T1927—2009《木材物理力學(xué)試材采集方法》選取生長良好、無病蟲害、樹干通直且代表性強的杉木實生林作為試驗樣木。17年生、22年生和30年生3類林分選取樣樹3株(表1)，砍伐后運回實驗室，按GB/T 1929—2009《木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣截取方法》，立即對其進行鋸解,制作待測試件。

表1 樣木采集基本情況

1.3 測試方法

測試的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)包括木材氣干密度、基本密度、橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向全部抗壓、橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗彎模量、順紋抗壓強度和順紋抗拉強度，性狀測試分別按照GB/T1933—2009《木材密度測定方法》[15]、GB/T1938—2009《木材順紋抗壓強度試驗方法》[16]、GB/T1935—2009《木材順紋抗壓強度試驗方法》[17]、GB/T1936.1—2009《木材抗彎強度試驗方法》[18]、GB/T1936.2—2009《木材抗彎彈性模量測定方法》[19]、GB/T1939—2009《木材橫紋抗壓試驗方法》[20]等木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗方法的有關(guān)規(guī)定，將試樣加工成供測試物理力學(xué)性能用的無暇小試樣進行測試。各項力學(xué)強度指標(biāo)在全數(shù)字電子萬能力學(xué)試驗機(型號: UTM5504,三思縱橫科技股份有限公司)和擺錘式?jīng)_擊試驗機(型號:JB-M100,時代集團濟南時代試金儀器有限公司)上測定，測定有效樣本數(shù)為24個。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel2016、SPSS25.0、Origin2017等軟件進行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。采用單因素方差分析法(one-way ANOVA)和 Duncan 法進行方差分析和多重比較(= 0.05)[21]；用皮爾遜相關(guān)系數(shù)[12](pearson correlation coefficient)度量兩個變量之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 木材物理力學(xué)性質(zhì)的方差分析

由表2可知，杉木實生林物理力學(xué)性質(zhì)的方差分析結(jié)果除順紋抗彎強度外，其他性狀均達顯著和極顯著差異，表明參試杉木實生林在不同林齡階段物理力學(xué)性質(zhì)均具有明顯的分化。

表2 杉木實生林物理力學(xué)性質(zhì)的方差分析

表3 不同林齡木材氣干密度和基本密度差異及多重比較

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異顯著(< 0.05)。下同。

2.2 木材密度的差異

密度分為基本密度和氣干密度?；久芏仁呛饬磕静拿芏瘸潭鹊闹匾笜?biāo)，氣干密度是影響木材最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)[22]。由表3可知，不同林齡的氣干密度和基本密度的方差分析結(jié)果呈現(xiàn)顯著差異；不同林齡的氣干密度均值依次為0.350、0.377和0.392 g·cm-3之間，22年生和30年生分別增長了7.7%和3.9%，而基本密度均值在0.284、0.307和0.317 g·cm-3，22年生和30年生分別增長了8.1%和3.3%，說明17 ～ 22年樹齡時，基本密度的增量比較大，22 ～ 30年樹齡時，氣干密度的增量比較大。不同林齡的氣干密度變異系數(shù)依次為4.29%、5.03%和3.57%；基本密度變異系數(shù)依次為4.23%、4.56%和3.79%。變異系數(shù)的峰值出現(xiàn)在22年生時，隨后開始下降。變異系數(shù)都小于10%，表明氣干密度和基本密度雖受一定程度環(huán)境的影響，但更明顯受遺傳控制。

2.3 木材的力學(xué)性質(zhì)的差異

木材力學(xué)性質(zhì)是指木材抵抗外部機械力作用的能力，它是木材合理開發(fā)利用的重要依據(jù)[23]。由表4可知，隨著樹齡的增加，除了橫紋弦向局部抗壓、順紋抗彎強度外木材各項力學(xué)性質(zhì)均呈顯著差異且表現(xiàn)為增大趨勢，在橫紋弦向全部抗壓和橫紋徑向全部抗壓上，強度增長最多的為22 ～ 30年樹齡段，30年生比22年生分別增加11.4%和11.8%；在橫紋弦向局部抗壓上，強度增長最多的為17 ～ 22年樹齡段，22年生比17年生增加15.3%；在橫紋徑向局部抗壓上，強度增長最多的為22 ～ 30年樹齡段，30年生比22年生增加14.8%；在順紋抗彎強度上，強度增長最多的為17 ～ 22年樹齡段，22年生比17年生增加2.7%；在順紋抗彎模量上，強度增長最多的為22 ～ 30年樹齡段，30年生比22年生增加11.1%；在順紋抗壓強度和順紋抗拉強度上，強度增長最多的為22 ～ 30年樹齡段，30年生比22年生分別增加8.7%和19.8%。

表4 不同林齡木材力學(xué)性質(zhì)的差異及多重比較

表5 杉木實生林木材密度與力學(xué)性質(zhì)相關(guān)性分析

注：**表示差異極顯著（< 0.01）。

2.4 不同林齡木材密度與力學(xué)性質(zhì)相關(guān)性的穩(wěn)定性分析

變異系數(shù)是度量品種穩(wěn)定性的重要參數(shù)。分別以3個林齡的杉木實生林木材氣干密度、基本密度、橫紋弦向全部抗壓強度、橫紋徑向全部抗壓、橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗彎模量、順紋抗壓強度和順紋抗拉強度的平均值為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)性狀的表型變異系數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制散點分布圖(圖1)。從圖1可以看出：分布于第Ⅰ象限的具有性狀平均值高、變異系數(shù)大的特點；分布于第Ⅱ象限的無性系具有性狀平均值高、變異系數(shù)小的特點；分布于第Ⅲ象限的無性系具有性狀平均值低、變異系數(shù)小的特點；分布于第Ⅳ象限的無性系具有性狀均值低且變異系數(shù)大的特點。就木材密度而言，17年生均值小，變異系數(shù)也小，22年生均值增大，變異系數(shù)也增大，30年生時，均值更大，而變異系數(shù)逐漸變小（圖1B、C）；就木材力學(xué)性質(zhì)而言，橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗壓強度也呈現(xiàn)出與木材密度的變化規(guī)律（圖1D、G、H和J）；橫紋徑向全部抗壓、順紋抗拉強度的均值和變異系數(shù)都隨著年齡的增長而增大（圖1E和K）；橫紋弦局部抗壓、順紋抗強度強度的變異系數(shù)都隨著年齡的增長而先減小再增大（圖1F和I）。

A. 杉木實生林穩(wěn)定性模式圖；B. 氣干密度散點分布圖；C. 基本密度散點分布圖；D. 橫紋弦向全部抗壓散點分布圖；E.橫紋徑向全部抗壓散點分布圖；F. 橫紋弦向局部抗壓散點分布圖；G. 橫紋弦向局部抗壓散點分布圖；H. 順紋抗彎強度散點分布圖；I. 順紋抗彎模量散點分布圖；J. 順紋抗壓強度散點分布圖；K. 順紋抗拉強度散點分布圖；圖 A 中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示由 x 軸均值和 y 軸均值分割而成的 4 個象限；圖 B、C、D、E和F 中十字線表示 x 軸均值和 y 軸均值。

Figure 1 Scatter diagram of wood density and mechanical properties of different stand ages

2.5 木材密度與力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性

木材密度是判斷木材物理力學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì)的重要指標(biāo)，密度與木材的眾多性能都有著密切關(guān)系，又是影響木材力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)[24]，所以對密度和主要力學(xué)性質(zhì)進行了相關(guān)性分析。由表5可知，氣干密度和基本密度之間相關(guān)性很強，達到0.988，表現(xiàn)為顯著相關(guān)性水平。氣干密度和基本密度與力學(xué)性質(zhì)中的橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎模量、順紋抗拉強度呈極顯著的正相關(guān)。在8個木材力學(xué)指標(biāo)中，橫紋弦向全部抗壓與橫紋徑向全部抗壓表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)；橫紋弦向局部抗壓和橫紋徑向局部抗壓也表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)；而順紋抗壓強度和順紋抗拉強度與橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向全部抗壓、橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗彎模量都表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

木材密度是木材的一項重要指標(biāo)，反映了木材的致密程度，與其自身生長特性以及外界生長環(huán)境存在密切相關(guān)性[25]，是衡量木材物理力學(xué)性質(zhì)的最佳指標(biāo)，其大小及變異程度是木材定向培育和性狀改良的主要依據(jù)與理論基礎(chǔ)[26]。本研究發(fā)現(xiàn)不同林齡木材氣干密度、基本密度差異顯著，隨著樹齡的增長而增大，變幅分別為0.350 ～ 0.392、0.284 ～ 0.317，分別增長了12.0%和11.6%，與梁宏溫[27]、韋如萍[14]等研究結(jié)果一致。

木材抗彎強度、抗彎彈性模量、順紋抗剪強度、順紋抗壓強度等力學(xué)性質(zhì)可度量木材抵抗外力的能力，是結(jié)構(gòu)用材的主要指標(biāo)，也是木材合理利用的重要依據(jù)[23]。本研究中，不同林齡木材8個力學(xué)性質(zhì)橫紋弦向全部抗壓、橫紋徑向全部抗壓、橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎強度、順紋抗彎模量、順紋抗壓強度和順紋抗拉強度差異顯著，變幅分別為5.265～5.873、4.780 ～ 5.485、8.335 ～ 9.895、7.183 ～ 9.151、61.010 ～ 63.930、6.173 ～ 7.511、39.625 ～ 46.211和71.041 ～ 97.415，分別增加11.5%、14.7%、18.7%、27.4%、4.8%、21.7%、16.6%和37.1%，說明樹齡對實生林的力學(xué)性質(zhì)影響顯著。這與梁宏溫[27]、高建亮[28]等的研究結(jié)果一致，其中對順紋抗拉強度及橫紋徑向局部抗壓影響最大。

相關(guān)系數(shù)反映的是群體水平參數(shù)，而不是特指某一個個體，即使兩個性狀之間總體上為負相關(guān)，但涉及到某個具體的基因型，也可能存在兩個性狀的遺傳值均為正相關(guān)的特例[29]。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，杉木在氣干密度和基本密度達到極顯著正相關(guān)，同時，氣干密度、基本密度與8個木材力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性為正向，且與橫紋弦向局部抗壓、橫紋徑向局部抗壓、順紋抗彎模量、順紋抗拉強度表現(xiàn)極顯著差異，說明杉木的物理力學(xué)性質(zhì)具有緊密的相關(guān)性。開展遺傳改良時，可以以木材物理和力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性為綜合指標(biāo)，同步開展兩個有利性狀的遺傳改良。

變異系數(shù)是衡量相關(guān)生長性狀遺傳變異潛力的有效指標(biāo)，變異系數(shù)的大小反映群體的變異程度[30]。本研究中，木材的氣干密度、基本密度表現(xiàn)一致，而木材的力學(xué)性質(zhì)各不相同，出現(xiàn)隨著樹齡的增長而逐漸變小、隨樹齡的增長而逐漸上升以及隨著樹齡的增長而先升后降3種趨勢。30a生時，各變異系數(shù)的排序：氣干密度(3.57)＜基本密度(3.79)＜順紋抗彎模量(5.07)＜順紋抗彎強度(5.09)＜橫紋弦向全部抗壓(7.22)＜順紋抗拉強度(7.25)＜橫紋徑向局部抗壓(7.62)＜橫紋徑向全部抗壓(9.89)＜橫紋弦向局部抗壓(9.07)，所有性狀的變異系數(shù)小于10%，說明隨著樹齡的增加，受遺傳因素控制越來越大，受環(huán)境因素影響越來越小。

本研究中，不同林齡的杉木實生林的物理差異顯著，力學(xué)性質(zhì)除了順紋抗彎強度，其他性狀間也差異顯著；隨著林齡的增長，10個性狀逐漸增大；從變異系數(shù)來看，物理力學(xué)性質(zhì)在不同的林齡的變異程度各不相同，30年生時，10個性狀的變異系數(shù)都不大于10%；相關(guān)關(guān)系分析得出物理力學(xué)各性狀兩兩間存在著復(fù)雜的相關(guān)性，可作為材種需求分指標(biāo)進行定向材性評價。木材性質(zhì)關(guān)系到木材的加工和利用，目前，杉木作為成為南方地區(qū)主要的用材林，在以后的定向培育中，可根據(jù)不同的目標(biāo)選擇不同林齡的杉木進行砍伐，也可在以后的杉木定向培育中，根據(jù)不同木材用途調(diào)整營林措施。

[1] 李堅.木材科學(xué)研究[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2009:183.

[2] 趙林峰, 高建亮, 李有清. 聚類分析與杉木優(yōu)良無性系選擇[J]. 分子植物育種, 2017, 15(9): 3616-3622.

[3] 高瑞龍, 吳光華, 李大岔. 不同樹齡香椿人工林木材材質(zhì)的比較[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2003, 25(S1):124-127.

[4] 孫慶豐, 陳太安, 王昌命. 不同樹齡思茅松人工林密度和力學(xué)性質(zhì)變異研究[J].木材加工機械, 2007, 18(3): 19-23.

[5] 黃廣華, 陳瑞英.人工林巨尾桉木材性能與樹齡的關(guān)系[J].福建林學(xué)院學(xué)報, 2009, 29(2): 183-186.

[6] 姬寧, 潘彪, 徐永吉. 貴州馬尾松人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)研究[J].貴州林業(yè)科技, 2003, 31(1): 41-44.

[7] 金春德, 張美淑, 文桂峰, 等.人工林赤松幼齡材與成熟材力學(xué)性質(zhì)的比較[J].浙江林學(xué)院學(xué)報, 2006, 23(5): 477-481.

[8] 劉迎濤, 李堅, 劉一星. 人工林紅松幼齡材與成熟材力學(xué)性質(zhì)的差異[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2004, 32(4): 1-2.

[9] 孫恒, 冀曉東, 趙紅華, 等. 人工林刺槐木材物理力學(xué)性質(zhì)研究[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2018, 40(7): 104-112.

[10] 王軍鋒, 譚桂菲, 宋戀環(huán), 等. 15年生香樟人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)研究[J].廣西林業(yè)科學(xué), 2020, 49(1): 26-29.

[11] 施季森, 葉志宏, 翁玉榛, 等. 杉木生長與材性聯(lián)合遺傳改良研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）, 1993, 17(1): 1-8.

[12] 邊黎明, 葉代全, 陳松, 等.杉木嫁接植株胸徑和木材彈性模量變異分析[J].森林與環(huán)境學(xué)報, 2019, 39(1): 102-106.

[13] 龔迎春, 武國芳, 王朝輝, 等. 杉木目測等級規(guī)格材足尺抗彎強度的設(shè)計值研究[J].西部林業(yè)科學(xué), 2017, 46(3): 23-27.

[14] 韋如萍, 胡德活, 鄭會全, 等. 杉木優(yōu)樹生長性狀和材質(zhì)性狀的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報, 2013, 33(2): 28-33.

[15] 中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所等. GB/T1933—2009木材密度測定方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[16] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 木材順紋抗拉強度試驗方法: GB/T 1938—2009[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[17] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 木材順紋抗壓強度試驗方法: GB/T 1935—2009[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[18] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 木材抗彎強度試驗方法: GB/T 1936.1—2009[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[19] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 木材抗彎彈性模量測定方法: GB/T 1936.2—2009[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009．

[20] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會. 木材橫紋抗壓試驗方法: GB/T 1939—2009[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009．

[21] 歐建德, 康永武. 造林密度對乳源木蓮人工林生長形質(zhì)及林分分化的影響[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)), 2019, 39(4): 40-45.

[22] 張沛健, 尚秀華, 吳志華. 5種桉樹木材物理力學(xué)性質(zhì)的差異比較[J].西北林學(xué)院學(xué)報, 2020, 35(4): 184-190.

[23] 黃慧, 黃小春, 王小東, 等. 6種江西常見速生闊葉材纖維形態(tài)及材性比較[J].南方林業(yè)科學(xué), 2016, 44(2): 52-55.

[24] 李清蕓, 林金國, 卞麗萍, 等. 馬尾松人工林木材主要材性家系間的變異[J].西北林學(xué)院學(xué)報, 2015, 30(5): 209-213.

[25] 魏鵬, 賈晨, 周永麗, 等. 鵝掌楸天然林木材物理力學(xué)及垂直變異特性研究[J].四川林業(yè)科技, 2018, 39(1): 27-31.

[26] 尚秀華, 張沛健, 羅建中, 等. 赤桉幼齡材物理力學(xué)性質(zhì)研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2019, 47(5): 32-41.

[27] 梁宏溫, 黃恒川, 黃承標(biāo), 等. 不同樹齡禿杉與杉木人工林木材物理力學(xué)性質(zhì)的比較[J].浙江林學(xué)院學(xué)報, 2008, 25(2): 137-142.

[28] 高建亮, 趙林峰. 30a杉木萌生林和實生林木材的材性比較[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2020, 48(4): 93-97, 119.

[29] 胡德活, 林緒平, 阮梓材, 等. 杉木無性系早-晚齡生長性狀的相關(guān)性及早期選擇的研究[J].林業(yè)科學(xué)研究, 2001, 14(2): 168-175.

[30] 潘艷艷, 梁德洋, 郭婧, 等. 日本落葉松不同種源及家系生長性狀變異分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2018, 40(11): 19-27.

Study on the variation of physical and mechanical properties of Chinese fir seedling forest in different stand ages

ZHAO Linfeng, QIU Xiangying

(Hunan Polytechnic of Environment and Biology, Hengyang 421005)

TakenChinese fir seedlings from different stand stages in the same site condition of Jindong forest farm in Hunan Province as the research objects, 10 characters of the physical and mechanical properties of Chinese fir were determined, such as air-dry density, basic density, compression resistance of all stripes(flat) and compression resistance of all stripes(radial) according to the national standard. The analysis of variance showed that the 10 characters of Chinese fir seedlings increased with the increase of the stand age, and the difference in each index was significant. The correlation analysis showed that the physical and mechanical properties of wood were positively correlated with the compression resistance of all stripes(flat), the compression resistance of local(radial), the modulus of elasticity to grain, and the tensile strength parallel to grain with the correlation coefficient of 0.207 - 0.680. The results showed that the variation coefficients of each character varied from 3.57% - 11.40%. At 30 years of age, the variation coefficients of air-dried density, basic density, compression resistance of all stripes(flat), compression resistance of local(radial), bending strength to grain, compressive strength parallel to grain, and tensile strength parallel to grain were lower than those of the other two stand ages. However, the variation coefficients of all the characters were about 10%, which indicated that all the characters of the seedling forests were stable on the whole. In conclusion, the physical and mechanical properties of Chinese fir seedling forests are closely related, and which are less affected by environmental factors, more affected by genetic factors with the increase of stand age.

(Lamb.) Hook; seedling forest; physical properties of wood; mechanical properties of wood

S781.29; S791.27

A

1672-352X (2021)05-0726-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20211022.004

2021-10-22 16:59:20

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20211022.1530.008.html

2020-10-14

湖南省普通高校青年骨干教師項目(湘教通(2020)43號)，湖南省林業(yè)科技創(chuàng)新杰出青年項目(XLK201981)和湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年度科技創(chuàng)新服務(wù)團隊項目共同資助。

趙林峰，副教授。E-mail：270679030@qq.com

通信作者:邱向英，副研究員。E-mail：409757441@qq.com