【摘要】：我國(guó)東北林區(qū)處于溫帶和寒溫帶區(qū)域,其面積占全國(guó)森林面積的37%,該區(qū)域森林的一個(gè)重要影響因子是環(huán)境溫度。樹木的生長(zhǎng)離不開水,而不同環(huán)境溫度影響著森林的群落結(jié)構(gòu)、樹種組成、樹木生長(zhǎng)發(fā)育狀況以及木材材質(zhì)等諸多方面。因此,有必要研究環(huán)境溫度對(duì)活立木含水率的影響規(guī)律,進(jìn)而提高木材利用率和實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)木材無損檢測(cè)。為揭示環(huán)境溫度對(duì)活立木橫截面內(nèi)含水率和含冰率的影響規(guī)律,在室外不同環(huán)境溫度(26.0℃?-23.5℃)下,以落葉松和小葉楊活立木為研究對(duì)象,通過野外長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)及試驗(yàn),分別使用樹木電阻斷層成像儀獲取截面二維電阻圖像,時(shí)域反射儀獲取電磁波傳播時(shí)間連續(xù)變化值推導(dǎo)出含水率和含冰率,并通過實(shí)驗(yàn)室儀器校正試驗(yàn)校核數(shù)據(jù)。通過不同角度探究環(huán)境溫度對(duì)活立木含水率和含冰率的影響規(guī)律,分析不同環(huán)境溫度下造成活立木含水率和含冰率變化的原因,最終構(gòu)建環(huán)境溫度-含水率-含冰率之間的數(shù)學(xué)模型,驗(yàn)證并校正模型。主要結(jié)論如下:(1)在較長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)(2014.11.06~2014.12.22),隨日均樹內(nèi)溫度(3.5℃~-15.2℃)的降低,活立木樣本含水率均呈下降趨勢(shì),含冰率呈上升趨勢(shì)。落葉松樣本的含水率和含冰率隨環(huán)境溫度的變化曲線均在高于-6.3℃時(shí)變化率較大,低于-6.3℃后變化率較小,變化率分別為14.75%/℃和0.94%/℃,小葉楊與之變化相似,變化跳躍點(diǎn)為-6.9℃。(2)環(huán)境溫度與兩活立木樣本含水率的關(guān)系圖像呈三次多項(xiàng)式關(guān)系,決定系數(shù)R2均高于0.62;環(huán)境溫度與兩活立木樣本含冰率的關(guān)系圖像也呈三次多項(xiàng)式關(guān)系,決定系數(shù)R2均高于0.77。因此可以利用環(huán)境溫度來預(yù)測(cè)活立木的含水率和含冰率。(3)樹內(nèi)溫度和環(huán)境溫度二者相關(guān)性極顯著(P0.01),利用環(huán)境溫度能夠預(yù)測(cè)樹內(nèi)溫度,進(jìn)而預(yù)測(cè)活立木含水率和含冰率是可行的。(4)隨環(huán)境溫度降低,兩活立木樣本電阻值均增大,兩者存在極顯著的指數(shù)函數(shù)回歸模型關(guān)系(P0.01)。電阻值隨環(huán)境溫度變化的趨勢(shì)線在零點(diǎn)溫度附近出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。當(dāng)活立木橫截面電阻值超過20000Ω的區(qū)域,認(rèn)為已經(jīng)有冰晶形成。環(huán)境溫度改變活立木含水率和含冰率含量的原因,主要是因?yàn)闇囟冉档褪鼓静闹械幕罨芙档?即自由水含量減少,自由離子移動(dòng)速度減慢,活立木內(nèi)部導(dǎo)電能力下降,電阻增大,整體含水率減小。當(dāng)溫度低于0℃時(shí),自由水一部分緩慢地轉(zhuǎn)化為冰狀態(tài),含冰率增加,導(dǎo)致電阻值呈幾何倍數(shù)增加,這是由于水分相變引起的�？傊�,本論文的研究為實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地確定活立木內(nèi)部含水率和含冰率,為更準(zhǔn)確的判斷不同狀態(tài)下木材存在的缺陷,為活立木正常生長(zhǎng)發(fā)育、節(jié)水技術(shù)體系的有效實(shí)施提供了強(qiáng)有力的理論支撐。并希望能夠?yàn)榈蜏貤l件下高效無損檢測(cè)活立木質(zhì)量提供理論基礎(chǔ),并為研究樹干凍裂、木材低溫脆斷和樹木抗凍提供科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

因此取樣部位受局限；含水率差異很大，因此只采用一部分況存在很大的局限性；處會(huì)有水分溢出，特別在較高含水率；場(chǎng)測(cè)量，必須將樣本帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，，，一般不直接采用烘干法對(duì)植物含水。故本文中擬用烘干法進(jìn)行儀器內(nèi)部法ORTNER 新一代的兩用木材水分測(cè)量分測(cè)定儀，在感應(yīng)式水分測(cè)定儀模式擇可以準(zhǔn)確測(cè)量水分的指標(biāo)參數(shù)；溫度和校正范圍，并利用配套的鐵錘

通過選擇木材密度、溫度和校正范圍，并利用配套的鐵錘，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，如圖2-1 所示。圖 2-1 KT-80 含水率測(cè)試儀Fig.2-1 KT-8 The MC testerKT-80 含水率測(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn)是能量損失小，靈活小巧，方便攜帶，適合野外作業(yè)，缺點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果受環(huán)境影響較大，由于探針長(zhǎng)度較短，對(duì)于樹齡較大的立木僅能穿透樹皮厚度，因此可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S718.4

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本文編號(hào)：2710267