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基于混合效应模型的相容性削度-材积方程研究

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 210-216页

作者：李春明中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

为构建一个能够准确估计树干从地面到任意部位高度的直径和材积的相容性削度-材积方程,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的冷杉解析木数据为例,选择基于材积比方程和基于积分方法这2种方法来构建相容性削度-材积方程系统。在模拟时,采用3... 详细信息

为构建一个能够准确估计树干从地面到任意部位高度的直径和材积的相容性削度-材积方程,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的冷杉解析木数据为例,选择基于材积比方程和基于积分方法这2种方法来构建相容性削度-材积方程系统。在模拟时,采用3种参数估计方法来估计2个系统中的削度方程、全树干材积和商品材材积方程的参数,并考虑样木间的随机效应。选择均方根误差和平均绝对残差等指标,对精度进行比较。最后发展出一个能够准确预测树干任意高度的直径、全树干材积和商品材材积的相容性削度-材积方程系统。结果表明,在2个相容性削度-材积系统中,采用削度方程参数估计方法提供了商品材材积和全树干材积的最差预测,似乎不相关参数方法在材积比方程方法构建的相容性削度-材积方程系统中的精度最高,商品材材积参数方法在积分方法构建的相容性削度-材积方程系统中的精度最高。2个相容性削度-材积系统中无论采用商品材材积参数估计方法还是削度方程参数估计方法,在考虑单木的随机效应后,模型的模拟和验证效果都得到很大的提高。基于积分方法的相容性削度-材积方程系统的模拟和验证精度要高于基于材积比方程方法的相容性削度-材积方程系统的模拟和验证精度。总体来说,相容性削度-材积方程系统可以保证削度方程、商品材材积方程和全树干材积方程在形式和算法上相容。

关键词：削度方程相容性削度-材积方程非线性似乎不相关回归混合效应模型商品材材积

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木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程仿真及关键参数研究

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浙江农林大学学报 2024年第3期41卷 651-658页

作者：刘子昕王琦闫承琳王鑫旭李晓旭中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射... 详细信息

【目的】以自主研发的木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP)微滴喷射系统为基础,开展紫外线固化黏结剂(UV胶)微滴喷射过程的研究,优化喷射系统工艺参数和阀体结构参数,为木塑复合材料3DP工艺液滴铺展渗透研究提供数据支撑。【方法】对喷射阀撞针的位移特征、UV胶的流变特性进行测定分析,确定了影响木塑复合材料3DP设备微滴喷射过程的喷射参数。采用有限元法对微滴喷射过程进行仿真,分析了微滴喷射过程中UV胶在喷嘴处速度、压力和质量流率的变化特征,获得了喷射参数对微滴喷射过程的影响规律。选取撞针速度、喷嘴直径、供胶压力为自变量,以液滴成形质量和主液滴速度为评价指标,开展仿真试验求解优化参数组。【结果】单因素试验得到了撞针速度0.3~0.9 m·s^(−1),喷嘴直径0.10~0.20 mm,供胶压力0.1~0.3 MPa,阀座锥角120°~130°的合理喷射参数范围。正交试验得到了喷嘴直径是影响液滴质量的显著因素,供胶压力是影响液滴速度的显著因素,并获得最优的喷射参数组合为喷嘴直径0.10 mm,撞针速度0.9 m·s^(−1),供胶压力0.1 MPa、阀座锥角130°。【结论】建立了基于木塑复合材料3DP微滴喷射过程的VOF有限元模型,完成了喷射参数对微滴喷射影响的研究,获得了最优的喷射参数组合。

关键词：木塑复合材料三维打印与胶黏(3DP) 撞针式喷射阀紫外光胶黏剂喷射参数

重组材疏解装备研究现状及系统智能化发展趋势

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世界林业研究 2024年第3期37卷 74-79页

作者：王琦张亚慧闫承琳刘子昕王鑫旭中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

重组材疏解装备是重组材生产中制备木束或竹束的关键装备,用于对单板进行辊压、切割和定向纤维分离,从而制备出纵向纤维不断裂、粗细较均匀的纤维化单板。提高装备精细化和专业化水平,对于促进重组材的产量提升和质量改进都具有重大意... 详细信息

重组材疏解装备是重组材生产中制备木束或竹束的关键装备,用于对单板进行辊压、切割和定向纤维分离,从而制备出纵向纤维不断裂、粗细较均匀的纤维化单板。提高装备精细化和专业化水平,对于促进重组材的产量提升和质量改进都具有重大意义。将智能化系统与传统疏解装备深度融合,可以加速重组材及疏解单元智能制造转型升级的步伐。文中通过简述重组材疏解装备的技术原理,介绍适应不同生产需求的疏解辊单元的改良及应用,梳理了疏解装备的机械化、自动化研究现状;针对目前疏解装备存在的疏解压力和辊隙等关键加工参数需要根据经验进行机械调节、疏解加工精度和均匀度缺乏量化指标等问题,结合智能控制、智能检测和监测诊断技术,提出疏解装备的机电一体化系统及系统智能化的应用方案;分析机器学习在林业机械智能制造和智能装备上的应用,以为疏解装备系统智能化的发展和高效利用提供借鉴与参考。

关键词：疏解装备疏解单元重组材智能化机器学习

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永德大雪山常绿阔叶林沿海拔梯度土壤微生物残体变化

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生态学杂志 2024年

作者：徐凡迪杨玉春陈燕旋李聪吴疆翀 Wang Tongli 李帅锋苏建荣中国林业科学研究院高原林业研究所 Faculty of Forestry， The University of British Columbia 临沧市林业科学院

微生物残体作为土壤有机碳（SOC）的重要来源，但微生物残体沿海拔梯度的变化规律还需进一步探讨。本研究以云南省永德大雪山常绿阔叶林为对象，分析了3个海拔段（1200、1700和2200 m）表层（0～20 cm）土壤理化性质、微生物残体以及林... 详细信息

微生物残体作为土壤有机碳（SOC）的重要来源，但微生物残体沿海拔梯度的变化规律还需进一步探讨。本研究以云南省永德大雪山常绿阔叶林为对象，分析了3个海拔段（1200、1700和2200 m）表层（0～20 cm）土壤理化性质、微生物残体以及林分特征等差异，揭示沿海拔梯度常绿阔叶林土壤微生物残体碳积累的调控机制。结果表明，常绿阔叶林微生物残体为15.36 g·kg-1，对SOC的贡献为24.09%，且真菌残体对SOC的贡献（20.36%）高于细菌残体（3.73%）。真菌、细菌及微生物残体沿海拔升高呈增大趋势，而真菌和总微生物残体对SOC的贡献沿海拔升高无显著变化。木本植物组成对真菌和总微生物残体有显著影响。微生物残体随土壤养分增大而显著增加，随木本植物丰富度增大而显著降低，较高的SOC、全氮、速效氮和含水量以及较低的土壤pH促进了微生物残体的积累。土壤养分、海拔和木本植物多样性是微生物残体积累的重要影响因素。综上，微生物残体沿海拔升高而增加，但其对SOC的贡献并无显著变化。

关键词：氨基糖真菌残体细菌残体土壤有机碳木本植物多样性海拔

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木材变形开裂影响因素及防开裂措施研究进展

世界林业研究 2024年第1期37卷 71-76页

作者：陈炎黄安民孟素戎倪林中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

木材作为一种可再生和循环利用的绿色材料,已被广泛应用于家具、建筑等领域。近年来,随着木材资源供需矛盾加剧,木材资源的高效利用已成为目前的研究热点。然而,木材的构造、内应力等引起的变形开裂严重影响了其使用寿命和应用价值,因... 详细信息

木材作为一种可再生和循环利用的绿色材料,已被广泛应用于家具、建筑等领域。近年来,随着木材资源供需矛盾加剧,木材资源的高效利用已成为目前的研究热点。然而,木材的构造、内应力等引起的变形开裂严重影响了其使用寿命和应用价值,因此研究木材变形开裂的原因及其应对措施具有重要意义。文中从木材微观构造和宏观构造及生长和干燥应力角度重点探讨了木材变形开裂的根源,并综述热处理、填充处理和化学改性等木材开裂防控措施的研究进展;最后对该研究进行展望,旨在进一步明确木材变形开裂的发生机制,为解决实际生产中的木材变形开裂问题提供理论依据和科学指导。

关键词：木材变形开裂木材改性防开裂

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基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争指数

生态学报 2024年第5期44卷 2057-2068页

作者：廉琪张弓乔萨日娜卢彦磊刘文桢胡艳波赵中华中国林业科学研究院林业研究所林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 甘肃省小陇山林业试验局林业科学研究所甘肃省栎类次生林生态系统重点实验室天水741022

构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然... 详细信息

构建基于树冠重叠面积和林木混交关系的竞争指数,探究天然混交林林分及主要树种竞争的表达方法,并以甘肃省小陇山林区锐齿槲栎天然混交林为研究对象,采用胸径、树高、冠幅、距离等信息的2期调查数据,对新构建的基于树冠重叠面积的天然混交林林木竞争(CIM)指数进行验证,并选取Spearman系数,对CIM竞争指数和传统竞争指数进行相关性分析。结果表明,采用树冠投影重叠和考虑树高关系确定竞争木的方法能有效避免竞争木多选或漏选;CIM1、CIM2、CIM3能够表达出混交林竞争压力变化,表现出竞争压力越大林木蓄积生长量越小的趋势,将树种混交因子引入竞争指数能够提高蓄积生长量与竞争指数的相关性,更加客观的描述林分中竞争状况。竞争指数与蓄积生长量相关性由大到小排序为CIM2>CIM3>CIM1>Bella竞争指数(CIO)>简单竞争指数(CI)>CIO_(2)>CIO1,表明竞争指数CIM2对混交林竞争表达更具参考意义。林分中主要树种锐齿槲栎由于相邻木中同树种相邻木增加,导致竞争压力增大。天然混交林中树种组成复杂多样,林木分布不均匀,在竞争指数中引入树种混交因子能够较为真实的反映林木竞争状况。

关键词：竞争指数锐齿槲栎天然混交林树冠重叠面积

纳米SiO_(2)/MUG复合改性剂的制备及其改性材性能研究

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西北林学院学报 2024年第1期39卷 208-214页

作者：孔静吕文华胡极航徐诗雨中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

为进一步提升三聚氰胺-尿素-葡萄糖(MUG)生物质树脂改性木材尺寸稳定性,采用单一或复合硅源[纳米SiO_(2)、KH550(K5)、KH560(K6)单一或复配后]与MUG生物质树脂复合,制得K5/MUG、K6/MUG、Si/MUG、Si/K5/MUG、Si/K6/MUG 5种有机-无机复合... 详细信息

为进一步提升三聚氰胺-尿素-葡萄糖(MUG)生物质树脂改性木材尺寸稳定性,采用单一或复合硅源[纳米SiO_(2)、KH550(K5)、KH560(K6)单一或复配后]与MUG生物质树脂复合,制得K5/MUG、K6/MUG、Si/MUG、Si/K5/MUG、Si/K6/MUG 5种有机-无机复合改性剂,分别浸渍处理人工林杨木,考察不同改性剂对杨木密度、吸水性、尺寸稳定性和力学强度等性能的影响,优选出性能最佳的复合改性剂,利用SEM和FTIR分析改性剂的分布及与木材组分的反应情况,探明复合硅协同效应及复合体系之间的相互作用机制。结果表明,5种复合改性剂均具有良好渗透性,改性材的吸药量均>200%、增重率均>44%,吸水性均比素材显著降低;其中,以5%质量分数的KH550、1%质量分数的纳米SiO_(2)和30%质量分数的MUG复合改性杨木的径向、弦向和体积湿胀率最低,分别为1.14%、2.13%和3.20%;增容率最小(8.1%);抗胀缩率最高(77.5%);顺纹抗压强度最高(130.9 MPa),较素材提高了92.03%。纳米SiO_(2)经KH550接枝改性后,能更均匀分散于MUG树脂中,并被树脂包覆固化于木材内,有机-无机协同效应使复合体系的交联程度提高,无机Si元素的刚性增加了木材机械支撑强度。因此,硅烷偶联剂改性纳米SiO_(2)能进一步提升MUG改性材的尺寸稳定性和力学强度等性能。

关键词：杨木 MUG生物质树脂纳米SiO_(2) 硅烷偶联剂改性材性能

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野牛草碳氮磷密度分配特征

草地学报 2024年第1期32卷 168-178页

作者：黄馨慧位晓婷褚章衫张金鑫邹博坤钱永强中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/国家林业和草原局草原研究中心北京100091

为探究不同野牛草(Buchloe dactyloides)种质资源在同一种植条件下生物量和碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)元素的分配规律,本研究以40份野牛草种质资源为研究对象,通过分析种植一年的野牛草的生物量和C,N,P含量及... 详细信息

为探究不同野牛草(Buchloe dactyloides)种质资源在同一种植条件下生物量和碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)元素的分配规律,本研究以40份野牛草种质资源为研究对象,通过分析种植一年的野牛草的生物量和C,N,P含量及密度特征,发现地上生物量和C密度均是地下的两倍左右,地上N,P密度略小于地下部分,这说明野牛草N,P养分优先供应给根系,生物量和C养分优先分配给地上部分。通过因子分析将野牛草C,N,P密度及比值等18个指标浓缩成4个因子,聚类分析将野牛草种质资源分为5类,C,N,P密度及比值特征相近、地理种源相近的种质资源大多被分在同一组,其中HC-16,5-1B,71-10A,7-1C,A,8-1A,53-2A,63-5B,26-3A这9个种质资源在种植条件一致的情况下表现良好,均具有较高的C,N,P含量及较大的生物量,抗逆性较好,适宜应用于多种生境环境推广种植。

关键词：野牛草碳、氮、磷化学计量特征因子分析聚类分析

不同林龄桉树根际及非根际土壤微生物群落结构及功能研究

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生态学报 2024年

作者：朱媛王亚鑫覃方锉孟森王胜坤陆俊锟中国林业科学研究院热带林业研究所南京林业大学

桉树（Eucalyptus spp．）是最重要的速生人工林树种之一，但其导致的不良生态效应使其备受争议。桉树对土壤微生物群落的影响尚缺乏研究。以2、7、12、17和22年的桉树人工林为研究对象，利用宏基因组测序技术探究根际和非根际微生物群... 详细信息

桉树（Eucalyptus spp．）是最重要的速生人工林树种之一，但其导致的不良生态效应使其备受争议。桉树对土壤微生物群落的影响尚缺乏研究。以2、7、12、17和22年的桉树人工林为研究对象，利用宏基因组测序技术探究根际和非根际微生物群落结构、多样性及功能对桉树林龄的响应。结果表明：土壤理化性质及多样性随林龄呈现先降低后升高的趋势。根际土真菌群落多样性在12年最低，非根际土细菌、根际及非根际土古菌群落均在7年最低。不同林龄间桉树根际及非根际土的微生物群落组成均存在显著差异，但并未改变真菌群落优势菌属（根孢囊霉属，Rhizophagus）。然而，根际土的细菌与古菌群落优势菌属与非根际土存在显著差异，根际土的优势细菌菌属分别为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）及拟杆菌属（Bacteroides），优势古菌菌属为Candidatus-Nitrosotalea属及甲烷粒菌属（Methanocorpusculum）。真菌对硝态氮，细菌、古菌群落α多样性及群落组成对pH有较大响应。此外，古菌α多样性及群落组成对有效磷有较大响应。真菌、细菌、古菌的功能在根际及非根际间存在显著差异，且细菌群落的变异最大。本研究揭示了不同林龄桉树土壤微生物群落的动态变化规律，为桉树人工林提质增效、多功能经营提供理论依据。

关键词：桉树林龄土壤微生物群落多样性宏基因组测序