胶东沙质海岸防护林树种抗风评价及选择

论文摘要

本研究选取12个胶东沿海沙质海岸防护林树种为试材,系统地研究了其风害状况、生长性状、光合特性、活立木力学性状、木材物理力学特性、木材的纤维性状,并在此基础上对树种进行了抗风能力评价和选择。主要结论如下:1.风害状况树种间受害率差异极显著,其中,麻栎受害率最低,为29.65%,其次为白榆和刺槐,所有树种的平均受害率为57.18%,对树种的受害情况分级研究表明,只有黑松和赤松,包含所有的受害级别。2.生长性状年均胸径、年均树高、平均冠幅、冠高比树种间差异极显著,麻栎的各项生长指标都较高,年均树高为0.59m,年均胸径为0.96cm,平均冠幅为5.72m,黑松和赤松平均冠幅较大,分别为4.61m和4.55m。麻栎、黑松主根发达,柽柳根系最深,为3.8m,刺槐根幅最大,为13.5m。迎风面根系比背风面根系发达,其中黑松迎风面根量为背风面1.3倍,刺槐为1.16倍。3.光合特性净光合速率最大值出现在上午10:00~11:00前后,蒸腾速率第一峰值较净光合速率晚。大部分树种光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者间存在显著或极显著相关性,影响蒸腾速率的主要因子是气孔导度。麻栎和紫穗槐光补偿点最低,黑松、柽柳具有较高的光补偿点和光饱和点。4.活立木基本力学参数活立木各力学参数差异极显著,麻栎的纵向弹性模量、基本密度、木材硬度最好,分别为6.32Gpa、0.72g/cm~3、8.88mm。纵向弹性模量与木材密度、Pilodyn穿透值、应力波波速达到了显著或极显著相关,且重复力达到了中等强度水平。木材密度和木材硬度达到极显著相关。9个树种聚为4类,第Ⅲ类由麻栎、刺槐、黑松和臭椿组成,该类特点是木材硬度、应力波波速和纵向弹性模量都最大。5.木材材性各材性性状间差异极显著,麻栎的气干密度、全干密度、标准密度最大,分别为0.82 g/cm~3、0.80 g/cm~3和0.83g/cm~3,各物理性状间相关性都达到了极显著相关水平。刺槐的各项力学指标均为最大,具体为顺纹抗压强度84.61Mpa,抗弯弹性模量15236 Mpa,抗弯强度207.37 Mpa,冲击韧性272.12 KJ/m2,弦面硬度14.36N,径面硬度14.99N,其次为麻栎。各力学性状间相关性都到了极显著相关水平。黑松和赤松的纤维长度和宽度指标排在所有树种的的前两位,白榆和麻栎的纤维长宽比排在前两位。心材纤维宽度与其他纤维指标间都存在显著或极显著的相关性。主成分分析把5个树种分为3类,其中第Ⅰ类由刺槐和麻栎组成,该类特点是密度指标和力学指标均最大,全干密度0.784 g/cm~3,标准密度为0.814g/cm~3,抗弯弹性模量为15075MPa、抗弯强度为243.537Mpa,顺纹抗压强度为77.851Mpa,并且纤维指标适中。6.多指标抗风评价体系本研究选取冠高比、根系指数、纵向弹性模量(活立木)、基本密度、标准密度和顺纹抗压强度6项指标构建树种多指标抗风评价体系,并对指标进行了具体的量化,提出冠高比低于0.6,根系指数大于8,纵向弹性模量(活立木)大于4.1Gpa,基本密度大于0.48g/cm~3,标准密度大于0.61 g/cm~3,顺纹抗压强度大于58Mpa的树种均可作为抗风树种。7.抗风树种选择本研究利用多指标进行综合选择,最终选取麻栎、黑松、柽柳为胶东沿海沙质海岸抗风树种。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 沿海防护林概述
• 1.2 沿海防护林树种选择
• 1.3 树种抗风特性研究
• 1.3.1 风害状况
• 1.3.2 树种抗风特性研究
• 1.4 树种光合生理特性研究
• 1.5 树种木材材性研究
• 1.5.1 活立木木材材性无损检测技术研究
• 1.5.2 伐倒木木材材性研究
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 试验材料
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 受害率调查
• 2.3.2 生长量调查
• 2.3.3 光合生理指标的测定
• 2.3.4 活立木力学特性测定
• 2.3.5 木材材性的测定
• 2.4 统计与分析方法
• 2.4.1 各性状平均值、标准差、变异系数的统计
• 2.4.2 方差分析方法
• 2.4.3 表型、遗传、环境相关系数和相关遗传力的估算
• 2.4.4 主成分估算
• 3 结果与分析
• 3.1 树种生长性状及受害率分析
• 3.1.1 树种生长性状分析
• 3.1.2 树种受害率调查分析
• 3.1.3 树种根系分析
• 3.2 树种的光合特性分析
• 3.2.1 树种的光合特性日变化
• 3.2.2 光合-光响应曲线研究
• 3.3 树种活立木基本力学特性研究
• 3.3.1 树种活立木基本力学特性差异性分析
• 3.3.2 树种活立木基本力学参数估算
• 3.3.3 树种活立木基本力学性质聚类分析
• 3.4 树种木材材性性状研究
• 3.4.1 树种木材物理性质研究
• 3.4.2 树种木材力学性质研究
• 3.4.3 树种木材纤维性质研究
• 3.4.4 主要木材材性性状主成分分析
• 3.5 抗风评价体系的建立及树种筛选
• 3.5.1 树种抗风指标的初选
• 3.5.2 抗风评价体系的建立
• 3.5.3 树种抗风能力综合评价
• 3.5.4 抗风树种选择及抗风指标评价体系的量化
• 4. 讨论
• 4.1 风害形成机理探讨
• 4.2 抗风指标评价体系探讨
• 4.3 风害分级标准的探讨
• 5. 结论
• 5.1 生长性状及受害率
• 5.1.1 生长性状
• 5.1.2 受害率
• 5.1.3 根系指标
• 5.2 光合特性
• 5.2.1 光合日变化
• 5.2.2 光合因子间的相关性
• 5.2.3 光响应曲线
• 5.3 树种活立木基本力学参数
• 5.3.1 活立木基本力学参数差异性
• 5.3.2 活立木基本力学参数相关性
• 5.3.3 聚类分析
• 5.4 木材材性
• 5.4.1 物理性质
• 5.4.2 力学性质
• 5.4.3 纤维性质
• 5.4.4 木材材性主成分分析
• 5.5 抗风评价体系的建立及树种筛选
• 5.5.1 抗风评价体系的建立
• 5.5.2 抗风树种选择
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况