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  • 李东旭, 江照伟, 彭建, 张进, 刘恒彬, 孙强
    森林工程. 2024, 40(05): 198-206.
    为解决沥青老化行为预测研究中室内模拟老化与实际老化偏差大、缺乏易于工程推广的科学评价指标等问题,以在役高速不同老化程度的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)改性沥青为对象,借助沥青质量激光回弹快速检测系统(ABQT),通过获取最大蠕变变形、弹性恢复率、加载变形速率系数和回弹变形速率系数等指标评价沥青性能变化规律,并与沥青常规老化性能指标相对比,分析这些指标评价沥青自然老化行为的准确性;在此基础上,以这些指标建立沥青老化非线性预测模型,通过获取沥青老化速率值分析自然老化状态下沥青性能衰变规律,并最终提出合理的预防性养护时间。结果表明,最大蠕变变形、加载变形速率系数和回弹变形速率系数等指标可以有效表征沥青老化性能衰变过程,同时基于这些指标建立的沥青老化非线性预测模型适用性强,可以实现沥青性能-老化时间的双向计算;随老化时间的延长,最大蠕变变形、加载变形速率系数和回弹变形速率系数指标所对应的老化速率值均以三次函数模型形式衰变,老化速率拐点分别为6.67、5.56、6.67a,考虑到沥青混合料性能安全,建议以5.56 a作为介入预防性养护措施恢复沥青性能的阈值。
  • 徐悦, 李佳潼, 郭齐韵, 李慧珊, 吴华
    森林工程. 2024, 40(05): 50-61.
    揭示南昌市植被覆盖的演化特征和确定影响其变化趋势的主要气候驱动因子,为其长期稳定、良性发展和积极应对后续的气候变化提供指导。采用2000—2020年南昌市的NDVI月度数据、气温、降水和气压等10个气象驱动因子,利用单样本K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验、弗里德曼检验、肯德尔和谐系数检验法等非参数检验法和随机森林分析方法,对不同驱动因子的重要性进行研究。结果表明,1)在2000—2020年南昌市的NDVI呈波动下降趋势,该峰值出现在2000年,谷值则在2010年;2)城市整体植被覆盖呈现四周高中间低的空间分布规律,北部和西部地区的NDVI值相对较高且下降速率缓慢,中部的东湖区和青山湖区等NDVI值相对较低且有明显下降趋势;3)植被覆盖的极大平均值出现在每年8月,受温度的影响最显著,而风向的影响最不显著,降水的影响有一定的时滞性,植被覆盖变化应结合多要素的共同驱动作用来决定。
  • 万伟, 崔宏环, 尹文峰, 王雅超
    森林工程. 2024, 40(05): 172-180.
    以正交试验设计方法为基础,对张家口市京新高速公路路堑膨胀性泥岩开展试验,重点研究不同上覆荷载下泥岩试样的膨胀率与浸水时间、初始含水率、压实度的规律关系,并采用极差分析法对各种因素进行敏感性分析。研究结果表明,膨胀率随浸水时间的变化曲线呈现出S形走势,大致可划分为初始膨胀阶段、加速膨胀阶段、缓慢膨胀阶段;在相同初始含水率条件下,膨胀率随着压实度的增大而增大;在相同的压实度条件下,膨胀率随初始含水率增大而减小。通过极差分析法可知,试样浸水时间为影响膨胀率的主导因素,含水率和压实度为次要影响因素,且小荷载下含水率对试样膨胀率的影响比较明显,荷载继续增大,压实度超过含水率对试样膨胀率的影响。
  • 李留彬, 方文, 马玲, 安一博, 潘超, 鲜李虹, 董智, 韦丹, 熊兴政
    森林工程. 2024, 40(05): 82-93.
    松材线虫病作为世界检疫性病害严重危害松属植物并威胁森林生态安全,至今没有行之有效的措施对其进行控制和除杀。为满足人们对森林提供多种生态服务的需要,通过对马尾松林进行高强度(采伐强度60%)和低强度(采伐强度15%)2种间伐措施采伐松材线虫病疫木后,采用高通量测序手段对松材线虫病疫区马尾松林土壤的细菌和真菌结构变化进行分析,旨在探究间伐对松材线虫病疫区马尾松林土壤微生物群落结构的变化,分析对土壤微环境的影响。采用高通量测序法对间伐抚育后的马尾松林土壤细菌和真菌群落进行研究,结果表明,3种林分土壤细菌和真菌群落表现出明显的差异,高间伐措施林分组(H-CK)的Shannon多样性指数和Chao1指数最高,H-CK组的土壤微生物群落多样性和丰富度显著高于低间伐措施林分组(L-CK)和对照组(CK)。L-CK组中标志细菌群落为Actinobacteriota(放线菌门),标志真菌群落为Leotiomycetes(锤舌菌纲);H-CK组中标志细菌群落为Chloroflexi(绿弯菌门),标志真菌群落为Dothideomycetes(座囊菌纲)。结合土壤理化性质分析表明,与对照组相比,高强度间伐H-CK组的土壤有机质含量上升13%,在增加土壤有机质积累的同时,H-CK组的全氮含量达1.12 g/kg,碱解氮的含量为64.15 mg/kg,可显著提高土壤全氮含量和有效氮含量的积累(P<0.05),从而提升林地地力。稳步提升森林质量,逐步将现有发生松材线虫病的马尾松纯林培育成复层异龄针阔混交林,使其抗病能力增加,生态功能增强。
  • 张吕成, 孙志超, 董灵波
    森林工程. 2024, 40(05): 8-16.
    为研究大兴安岭地区火烧迹地识别和火后植被恢复状况,基于2006—2020年Landsat TM遥感影像,利用Google Earth Engine编写代码,以2006年大兴安岭地区松岭区那源林场森林火灾为研究背景,以差分归一化燃烧指数(dNBR)为基础数据进行火烧迹地识别,并对火烧烈度进行轻度、中度、重度和极重的等级划分;基于火烧迹地的增强型植被指数(EVI)值,采用一元线性回归分析、用于气候诊断与预测的Mann-Kendall突变检验法和用于做趋势分析的Theil-Sen median趋势分析等方法分析火烧迹地2006—2020年的植被恢复特征,探究大兴安岭地区火烧迹地植被恢复进程。结果表明,1)基于dNBR得到研究区过火面积为2 488.7 hm~2,其中轻度、中度、重度和极重火烧迹地面积占比分别为23.5%、9.6%、35.2%和31.7%,重度和极重过火区分布于火烧迹地西部和东部,过火强度从中部向南部和北部逐渐降低,其EVI值与火烧前相比分别下降了约30%、40%、58%和67%;2)不同烈度林地火烧迹地EVI恢复速率由大到小表现为极重、重度、中度、轻度,植被恢复过程中,迹地EVI值逐渐增加,其中,轻度和中度火烧迹地可在火后6~8 a恢复,而重度火烧迹地的恢复则需14 a;3)火烧迹地恢复过程中,林地EVI突变点较灌草地少,说明森林生态系统较灌草地稳定性强。不同烈度林地火烧迹地的突变情况也存在一定差异,且对照区的突变时间点滞后于火烧迹地。
  • 张少秋, 贾炜玮, 李丹丹
    森林工程. 2024, 40(05): 1-7.
    将局部密度因子引入削度方程,通过地基激光雷达对黑龙江省佳木斯市桦南县孟家岗林场5块落叶松人工林进行扫描,采集的点云数据用于提取落叶松树高、胸径以及不同相对高度处直径,基于Kozak可变指数削度方程构建引入局部密度因子的削度方程,削度方程拟合结果为调整决定系数R_(adj)~2=0.935,均方根差RMSE=0.735 6,平均偏差Bias=0.869 3。研究表明,引入局部密度因子的削度方程具有良好的拟合精度;对比传统Kozak削度方程和引入全局密度因子的削度方程,引入局部密度因子的削度方程拟合效果更好;落叶松的削度方程其局部密度因子的计算范围与树高和胸径呈正相关。试验结果可以为孟家岗林场科学合理的造材提供理论依据,初步揭示了局部密度因子对于落叶松树干干形的影响。
  • 李浩, 宋玉林, 杨泽凡, 李跃林
    森林工程. 2024, 40(05): 39-49.
    通过对广州市增城区按照起源和林分类型划分的4种典型林型(天然阔叶混交林、人工阔叶混交林、人工阔叶纯林、人工针阔混交林)群落的物种多样性和土壤理化性质的探究,分析其物种多样性差异,以及物种多样性和土壤环境因子之间的关系,为精准提升天然林质量提供理论基础。采用典型样方调查法,运用统计学分析方法,计算Magalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数,对增城区典型森林群落的物种组成、优势度和乔木、灌草层的物种多样性的差异进行分析,并结合土壤环境因子进行相关性分析。研究区域共调查到植物193种82科153属。4种林型优势种(及其重要值)分别为天然阔叶混交林中的浙江润楠(6.36%)、人工阔叶混交林中的浙江润楠(5.52%)、人工阔叶纯林中的桉树(29.54%)、人工针阔混交林中的鸭脚木(4.73%)。天然和人工阔叶混交林优势种径级呈倒J形分布,人工针阔混交林和阔叶纯林为正态分布。4种林型群落在物种多样性、土壤氮、磷含量方面具有显著差异,其中,人工阔叶纯林乔木层物种多样性最低,灌草层物种多样性最高。研究结果表明,4种林型土壤营养物质含量差异显著,物种多样性和土壤理化性质具有显著相关性,区域内不同起源、不同林分类型的森林需要不同的经营措施。
  • 高俊哲, 徐凯宏, 程仁轩, 张锡武, 郭福明, 韩涛国, 王雯雅
    森林工程. 2024, 40(05): 103-113.
    牵引车在承担林业运载作业时,由于林间路况复杂,因此多以低速运行,有较高的转向需求,且往往带有负载单位,所以更关注其行驶稳定性与转向灵敏性。利用CarSim软件构建牵引车物理模型与负载模型,基于Simulink软件进行牵引车控制策略的设计,结合二自由度动力学模型建立牵引车二自由度模型,以牵引车横摆角速度与质心侧偏角参数结合模糊控制理论对牵引车转向过程进行制动力矩反馈控制,另外根据牵引车四轮转向模式,引入前后轮转角比例控制策略。在CarSim-Simulink联合仿真平台下,结合林业作业复杂路况进行不同控制策略下牵引车低速行驶与转向试验。结果表明,采取的控制策略有效减少复杂路况下牵引车的转向半径,提升转向速度,并将质心侧偏角限制在较小范围,牵引车稳定性较高,且横摆角速度稳态值更接近理想状态,转向更加灵敏。
  • 吴昊晟, 武威, 胡兴国, 杨东海, 吴蕴洋, 杨玲
    森林工程. 2024, 40(05): 94-102.
    为了对红松早期生长进行初步评价并选择优良家系,以长白山森林工业集团汪清林业分公司亲和种子园控制授粉获得的117个全同胞家系苗木为研究对象,在亲和种子园91林班4小班营建子代测定林后连续3 a观察其生长情况,并进行综合评价。6~8 a的红松全同胞家系子代苗的苗高、地径在家系间差异达极显著水平,且家系与区组间的交互作用达极显著水平(P<0.01);6 a平均苗高为39.79 cm,到8 a时年平均增长率为25%,6 a平均地径为11.11 mm,到8 a时平均年增长率为34%,各性状表型变异系数变化范围为15.84%~25.43%;各性状的遗传力较高,有利于家系的进一步选择评价。利用布雷金多性状综合分析法进行优良家系选择,以20%的基准在117个家系中选择24个优势家系。利用生长性状初选出的优良家系,可以为更新种子园世代、促进红松优育扩繁提供基础。
  • 王维芳, 崔梦琦, 邢凯然
    森林工程. 2024, 40(05): 74-81.
    以内蒙古地区牙克石林业管理局的大兴安岭天然白桦林(Betula platyphylla)为研究对象,利用198块样地数据分析天然白桦林林分碳密度与各林分变量之间的关系,建立碳密度预测基础模型,同时将立地条件(草类白桦林、杜鹃-越桔白桦林、榛子白桦林)作为哑变量引入到预测模型中,对不同林型的林分碳密度进行预测,为林业研究中碳密度模型的构建以及森林碳汇工作提供思路和方法。结果表明,天然白桦林林分碳密度基础模型决定系数(R~2)为0.703,均方根误差(RMSE)为8.615 t/hm~2,赤池信息量(Akaike information criterion,AIC)为841.206,贝叶斯信息量(Bayesian Information Criterion,BIC)为851.071。引入立地条件哑变量后,R~2有所增大,最大达到0.818,RMSE均小于等于8.241 t/hm~2,说明模型具有较好的稳定性,预估参数较为精确。哑变量模型的AIC均小于等于541.431,BIC均小于等于550.320。哑变量模型能够反映不同立地条件下碳密度的变化,在模型的拟合和检验方面都显示适合于研究地区林分碳密度的预测,为天然白桦林碳密度估算提供参考。
  • 王向军, 东婉茹, 许民
    森林工程. 2024, 40(05): 156-163.
    纳米铜锌防腐剂(Micro sized copper zinc compounds,MCZ)改性橡胶木耐腐性能可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,但为适应复杂的环境应用,抗流失性和尺寸稳定性还需要进一步提高。使用丙二醇对MCZ进行改性(Propylene glycol-micro sized copper zinc compounds,PG-MCZ),再与单宁-硼酸联合对橡胶木进行协效处理。结果表明,当橡胶木浸渍PG-MCZ后再用质量浓度为1%的单宁-硼酸改性,处理材的抗流失性最佳。此时,橡胶木的抗湿胀性和抗干缩性效果最好,尺寸稳定性最佳,虽然加入丙二醇对橡胶木的防腐性有轻微减弱,但是仍然可以达到国家Ⅰ级耐腐标准,并且提高橡胶木的阻燃抑烟性。研究结果对促进环保木材防腐剂的开发利用具有积极作用。
  • 赵子琪, 李丹丹, 赵鼎, 程志博, 郭晓杰
    森林工程. 2024, 40(05): 145-155.
    地上生物量反映植被生长状况和碳储量的大小,该参数的准确性对于碳循环研究以及减缓气候变化至关重要。以芭蕉树为研究对象,提出一种利用深度学习实现芭蕉树冠检测分割和地上生物量估算的新思路。首先,以深度学习算法YOLOv8s-seg为基础框架改进,并应用无人机遥感影像,实现芭蕉树冠检测分割;然后,提取芭蕉树冠覆盖面积,结合实测地上生物量数据进行拟合,使用线性回归、K最近邻算法(K-NearestNeighbor,KNN)、支持向量机、随机森林和XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)方法分别建立芭蕉地上生物量估算模型;最后,对模型估测结果进行比较分析确定最优模型。结果表明,改进后的YOLOv8s-seg模型可以快速有效地对芭蕉树冠进行检测分割。通过验证发现,基于XGBoost的地上生物量估算模型拟合效果和预测误差优于其他模型,决定系数(R~2)为0.881 4,均方根误差(RMSE)为231.37 kg,平均绝对误差(MAE)为140.47kg,能够更准确地预测地上生物量,更适于进行芭蕉地上生物量的反演,进一步验证了利用无人机和深度学习方法提取树冠信息实现估算地上生物量的可行性。
  • 徐静, 杨德岭
    森林工程. 2024, 40(05): 134-144.
    为了对林业运材车差速器总成装配密封质量进行事前预测,提高其产品质量及装配合格率,提出一种灰色关联分析算法结合粒子群(PSO)优化BP神经网络的预测模型。将由灰色关联分析算法筛选出影响差速器总成密封质量的关键装配工艺参数作为输入变量,差速器总成泄漏值作为输出变量,创建基于粒子群(PSO)算法优化BP神经网络(PSO-BP)的预测模型,结果表明,由灰色关联分析简化后的PSO-BP预测方法得到的平均相对误差最小为1.18%。在此基础上,应用PyQt5 GUI库开发差速器总成泄漏值预测系统。研究结果可以为差速器总成密封质量预测提供理论依据。
  • 刘玉慧, 王文超
    森林工程. 2024, 40(05): 164-171.
    采用微波辅助离子液体提取方法从黄檗树皮中提取3种生物碱(药根碱、巴马汀和小檗碱)。首先基于单因素试验考察离子液体的种类和料液比对提取效率的影响,进一步考察离子液体浓度、提取时间和温度3种因素对提取效率的影响,最终应用Box-Behnken响应面方法优化,得到最佳提取工艺,并与传统提取方法进行比较。研究结果表明,1-丁基-3-甲基咪唑嗅盐([Bmim][Br])溶液对生物碱的提取效率最高,最佳提取条件为离子液体浓度为0.31 mol/L,温度为94℃,时间为15 min,在该条件下药根碱得率为0.047%±0.003%,巴马汀得率为0.421%±0.011%,小檗碱得率为1.150%±0.028%。与传统水加热回流法相比,提取效率分别高出9.3%、12.8%和23.6%。该研究表明,利用微波辅助离子液体提取技术可以高效地从黄檗树皮中提取生物碱,为提取黄檗中活性成分提供坚实的理论基础和实证支持。
  • 姜文硕, 伏梦, 焦智渲, 辛颖, 曾凡锁
    森林工程. 2024, 40(06): 91-100.
    白桦汁液采集时间大多在早春阶段,容易采集且产量高,为探讨温度对白桦木质部汁液变化的影响及不同发育时期汁液组分质量浓度的变化,以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场白桦天然次生林为研究对象,通过收集2022年和2023年的白桦汁液,统计春季汁液流量。对2023年白桦不同发育时期汁液中的碳水化合物、氨基酸、总三萜、可溶性蛋白、pH以及钾、钙、钠、镁离子质量浓度进行分析,解析汁液组分变异规律。通过连续2 a取汁的白桦与当年取汁的白桦汁液组分质量浓度对比分析,探索连续取汁是否对白桦生长发育产生影响。结果表明,白桦汁液在4—6月中产量整体呈现先增后降的趋势,高峰期集中在4—5月份,且温度的升高会促进产汁。白桦木质部汁液的总三萜、碳水化合物、氨基酸、蛋白质组分质量浓度在整个物候发育时期均呈现先升后降再升的趋势,均在旺盛生长期时达到最低值。随物候发育白桦汁液pH整体呈下降趋势,在完全展叶前不断酸化。离子质量浓度整体呈先上升后下降的趋势。持续取汁不会对白桦汁液中总三萜、氨基酸、蛋白质质量浓度造成显著影响,会使碳水化合物质量浓度及pH降低。研究结果可为黑龙江省东部山地白桦汁液的科学采集提供指导依据。
  • 闫金亮, 周光睿, 周德旭, 张晓军
    森林工程. 2024, 40(06): 1-10.
    为准确获取森林冠层高度信息,精确估计森林地上生物量及评估森林碳汇能力,基于长时序的地面实测、多源遥感数据与数字高程模型构建30个长时序的特征变量,结合机器学习算法(Machine Learning,ML)对浙江省丽水市的森林冠层高度进行反演。研究表明,地形因素对森林冠层高度的反演呈“不重要性”,而与红绿波段相关的植被因子、森林冠层高度强相关;加入长时序的特征因子可有助于提升ML算法对森林冠层高度反演精度,卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)提升的性能尤为显著,实现最佳0.39的决定系数(R2)提升与4.15的均方根误差(RMSE,式中记为RMSE)下降;随机森林在4种ML算法中的反演精度最高(R2=0.79,RMSE=1.65),大于支持向量机(R2=0.65,RMSE=1.97)、极端梯度上升法(R2=0.76,RMSE=1.81)与卷积神经网络(R2=0.71,RMSE=1.83)。
  • 王永生, 周吉森, 高大鹏, 徐永丽
    森林工程. 2025, 41(02): 430-438.
    沥青胶砂-集料界面相的低温黏结性能对寒区沥青混合料的低温抗裂性、水稳性等性能有重要影响。基于拉拔试验并采用ImageJ软件对破坏面进行图像分析,通过黏结强度和黏结失效比2个指标,分析不同低温(-10、-20、-30℃)和有水条件下沥青、沥青胶浆、沥青砂浆与石灰岩集料组成的界面相黏结性能。研究结果表明,沥青-集料界面相在-20℃黏结强度最大,黏结失效比随着温度的降低在增大;水的介入会使界面相低温黏结强度的衰减率达到49%,界面连续脱落,黏结失效比增大44%;合适的粉胶比能提高沥青胶浆的低温黏结强度,粉胶比为1.2的沥青胶浆黏结强度为沥青基质的1.44倍,并通过弯曲蠕变劲度试验验证与沥青胶浆低温黏结强度结果的一致性;矿粉和细集料的加入改变了界面的接触形式,破坏位置和黏结失效比也发生了明显变化;沥青胶浆的破坏位置发生于胶浆内部,沥青砂浆的破坏位置多发生于界面处,其黏结失效比远大于沥青胶浆。
  • 许佳乐, 邬沛, 唐政烽, 童科挺, 李玉顺
    森林工程. 2024, 40(06): 185-195.
    将单板层积材(laminated veneer lumber,LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合构成工字形截面的钢-木组合梁,以梁的LVL板厚度、截面高度、薄壁型钢厚及翼缘LVL宽度等尺寸为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受弯性能试验,观察试件的破坏形态、挠度发展、应变分布和承载能力,对影响其受弯承载力的因素进行分析,并提出考虑滑移效应的跨中挠度计算公式。研究结果表明,钢-LVL组合梁具有良好的整体工作性能,破坏前变形能力较强,其受弯时最典型的破坏模式为下翼缘LVL被拉断,材料性能得到充分发挥,表现出较好的延性。增大截面高宽比、腹板高厚比,减小翼缘宽厚比可以提高组合梁的抗弯承载能力。LVL和型钢之间的滑移会降低组合梁的刚度,与未考虑滑移的结果相比,考虑界面滑移效应的组合梁跨中挠度理论计算结果更接近梁的真实变形,计算精度提高2.38%。
  • 张志国, 周航, 李淑君
    森林工程. 2024, 40(06): 159-165.
    为开发刨花板用无醛胶黏剂、满足广阔的市场需求,针对传统淀粉胶黏剂存在固含量低、黏度高和耐水胶接性能差等应用问题,采用新型无醛淀粉胶黏剂(DSA)制备刨花板,探讨其热压工艺、施胶量以及DSA和异氰酸酯(pMDI)胶黏剂复合使用对制造刨花板性能的影响。结果表明,以DSA制得刨花板的性能略低于以pMDI制得刨花板的性能,但DSA与pMDI复合使用时表现出节胶增效的协同作用,而且使用DSA可替代约20%的pMDI胶黏剂,同时热压因子可降低13.3%,有助于提升ENF级刨花板的生产效率。DSA胶黏剂单独使用或与pMDI联用时,能够有效发挥黏结、填充、扩链、固化的作用,有助于解决传统淀粉胶黏剂工艺性能不佳、耐水胶接性能差等关键问题,有利于推动生物质绿色胶黏剂在人造板中的规模化应用。
  • 张甜, 李瑞蓉, 畅元生
    森林工程. 2024, 40(06): 30-40.
    探讨不同林龄苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力的变异特征,明确苹果林地的水分特征,对建立合理的果园管理制度等具有重要意义。以运城市临猗县不同林龄(4、6、15、30 a)苹果林地为研究对象,通过野外调查和室内试验,对苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力进行定量描述和差异性研究。结果表明,4种林龄苹果林地枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm2,最大持水量介于4.91~13.09 t/hm2,有效拦蓄量在3.36~9.38 t/hm2,随着林龄的增长,以上参数量均表现为先增大再减小的趋势,以15 a为最大。枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间分别存在良好的对数和幂函数关系。在0~60 cm范围内,随着林龄的增长,苹果林地土壤容重逐渐减小,总孔隙度和最大持水量逐渐增加,以30 a为最大。随着土层加深,不同林龄苹果林地土壤容重呈现先增大再减小的趋势;除林龄4 a外,其余林龄土壤总孔隙度逐渐减小,但各土层之间差异性不显著。30 a苹果林地土壤最大持水量随土层加深逐渐降低,其余林龄呈现先减小再增加的趋势,均以0~10 cm土层持水量最大,20~40 cm土层最低。坐标综合评定法得出林龄在15 a时枯落物层和土壤层(0~60 cm)总水源涵养功能最强,30 a林龄次之,4 a林龄最弱。
  • 李坚, 甘文涛, 陈志俊, 杨海月, 王耀星
    森林工程. 2025, 41(01): 1-39.
    木材及其制品被广泛应用于人们日常生活,包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元,是重要的国民经济基础产业。然而,木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题,向新出发、向绿而行,孵化功能木质制造新技术、新材料,培育木业新质生产力是助推行业发展、蓄能助力低碳转型的重要方向。为此,聚焦木材科学前沿发展方向,针对木业新质生产力重要论述,阐明科技创新对木业发展的重要意义,提出木材科学未来发展向极微观深入、向极宏观拓展、向极端条件迈进、向极综合交叉发力4个发展方向,并综述了现阶段具代表性研究成果,梳理代表性木质新产品和功能新材料的发展现状和发展趋势,为进一步提出我国木业新质生产力发展路径奠定基础。
  • 高鑫, 刘洁, 石振武, 王金茹
    森林工程. 2024, 40(06): 175-184.
    为系统分析人类活动对交通环境的影响,科学评估智慧交通发展水平,并准确识别城市交通运输行业在智慧化转型过程中的影响因素,基于DPSIR(drivers pressures state impact response)模型构建智慧交通发展评价指标体系,评估北京市2013—2022年智慧交通发展水平的动态变化,识别影响城市智慧交通发展的限制性因素。研究结果显示,1)2013—2022年北京市智慧交通综合发展水平持续上升,呈现整体改善趋势;2)北京市智慧交通驱动力和响应子系统的发展程度整体呈下降趋势,压力、状态和影响子系统的发展程度整体呈上升趋势;3)2013—2018年,影响北京市智慧交通发展的主要因素为路口电子警察安装数、高峰时段市民平均出行时耗等,2019—2022年,交通运输网络建设密度、人口密度、汽车社会公共停车泊位数成为主要因素。为此,提出加强智慧交通自身造血能力、提升供给侧水平以及推动城市交通向智能低碳转型等建议,以针对北京市智慧交通治理的短板因素进行改进。
  • 郭少华, 王莹, 马克政, 雷俊文, 易军艳
    森林工程. 2024, 40(05): 190-197.
    直投式SBS改性沥青具有易于监管质量、成本低和污染小等优势,能够解决常规湿法SBS改性沥青的质量不稳定的问题,近年来逐渐被广泛应用。为此,对不同掺量下直投式改性沥青进行短期老化,通过对老化后的直投式改性沥青进行温度扫描试验、中温疲劳性能测试、低温流变性能测试及原子力显微镜测试,从宏观到微观尺度研究直投式SBS改性沥青的抗老化性能。宏观试验结果表明,直投式SBS改性沥青在短期老化后弹性成分增加,疲劳寿命增加。国路直投式SBS改性沥青在老化过程中存在二次发育现象。微观试验结果表明,短期老化后,常规湿法SBS改性沥青与辽河直投式SBS改性沥青由于4组分含量的变化及SBS的裂解导致粗糙度减小,国路直投式SBS改性沥青由于进一步溶胀发育导致其表面粗糙度增大,与宏观试验得到的结论一致。
  • 黄素素, 雷乐乐, 郭旭, 张志成, 罗祥, 王振华
    森林工程. 2024, 40(05): 181-189.
    为进一步探究实际工况下冻融对黄土变形和强度的影响,开展经历0、1、4次有压冻融循环后的黄土压缩试验。结果表明,经历有压冻融后,冻结黄土多呈现脆性破坏模式,应力-应变曲线表现为应变硬化型曲线;经历1次有压冻融循环的黄土强度降低约35%,经历4次有压冻融循环的黄土强度降低近51%,二者呈非线性负相关关系;相同冻融循环次数情况下,随着含水率的增加,峰值应力会逐渐减小,试验含水率范围内强度降低近77%;冻结黄土单轴抗压强度会随初始干密度的增加及试验温度的降低而呈现显著增大的趋势,当温度从-10℃降低至-15℃,强度增大1.5倍,从-15℃降低至-20℃,强度增大近2倍;最后基于高斯函数,构建有压冻融循环影响的冻结黄土强度模型,使其能较好地反映冻结黄土的应变硬化情况。
  • 李萍, 王宝梁, 李德才, 张宝玉
    森林工程. 2024, 40(05): 114-123.
    为探讨某森林植保机用锂离子电池自加热式热失控问题,首先探究电池单体的结构组成、各副反应的产热机理,以及电池单体、端板、隔热垫、箱体与环境之间的热辐射、热传导和对流换热3种传热方式。然后基于等效电路模型的热失控建模方法,由电芯物性参数、副反应机理、放热传热模型在AMEsim一维仿真软件中建立280 Ah大容量电池模组的热电特性模型,分析自加热热失控时的电池产热传热特征以及模组内热失控蔓延的路径,并进行仿真分析。最后并根据国标GB 38031—2020对该电池模组进行自加热试验,得到电芯温度随时间变化情况,并通过纳米CT扫描,确认触发电芯热失控具体位置。对比分析仿真与试验结果表明,建立的模型准确度高,性能可靠,电芯热失控温度最大误差为11.3%,热失控触发时间最大误差为4.2%,可为后续热失控温度预测和预防电池包热扩散的安全性等电池热管理方面的设计与开发提供技术参考。
  • 仝柯, 朱良宽, 王璟瑀, 付雪
    森林工程. 2024, 40(05): 124-133.
    针对森林冠层图像复杂,分割精度较差等问题,提出一种多策略融合改进北方苍鹰优化算法(Improved Northern Goshawk Optimization,INGO)的冠层图像分割方法。首先,在北方苍鹰初始化引入随机反向学习策略,以增加种群多样性,提高搜索效率;在北方苍鹰探索阶段,添加自适应权重因子提高算法搜索能力,加快算法收敛速度;在北方苍鹰开发阶段,添加非线性收敛因子平衡全局搜索和局部开发能力。其次,采用多阈值Kapur熵作为适应度函数,通过选取8个基准函数对改进的算法进行测试,测试结果表明,改进的算法可以有效提高精度和搜索速度。最后,将所改进的算法对森林冠层图像进行阈值分割试验,并在适应度值、森林图像分割时的峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(SSIM)与特征相似度(FSIM)上进行对比分析。试验结果表明,改进的算法可以获得更精确的森林冠层分割阈值和更高的分割精度。
  • 吕彦飞, 牛鉴祺, 王树力
    森林工程. 2024, 40(05): 62-73.
    了解不同林龄阶段小黑杨人工林各器官的非结构性碳(NSC)含量和氮(N)磷(P)钾(K)生态化学计量特征及其对抚育间伐的响应,从而为小黑杨人工林的科学经营提供依据。以黑龙江省大庆市红旗林场幼龄和中龄小黑杨人工林为研究对象,建立间伐强度为25%(以株数计)的抚育间伐样地,调查分析抚育间伐对小黑杨人工林各器官NSC含量和NPK生态化学计量的影响特征。研究结果表明,2种林龄小黑杨人工林具有各自不同的NSC含量和NPK生态化学计量分布特征。中龄林树叶、树枝和树根NSC含量较幼龄林分别降低31.76%、21.19%、38.98%(P<0.05)。中龄林树叶N含量较幼龄林增加11.85%(P<0.05)。中龄林树枝、树干和树根P含量分别较幼龄林分别降低17.57%、35.85%、60.11%(P<0.05),树叶、树枝、树干和树根K含量分别较幼龄林分别降低21.05%、34.67%、22.99%、46.22%(P<0.05)。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林树干和树根的NSC含量、中龄林树枝和树根的NSC含量(P<0.05)。抚育后幼龄林树干NSC含量增加29.35%,树根NSC含量降低40.37%;中龄林树枝和树根NSC含量分别增加12.81%、33.51%。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林各器官N含量、树枝K含量、树干P含量和中龄林树叶、树根K含量(P<0.05)。抚育后小黑杨幼龄林树叶、树枝、树干和树根N含量分别增加5.77%、15.68%、53.71%、10.85%,树枝K含量增加36.90%,树干P含量降低19.63%;小黑杨中龄林树叶和树根K含量分别增加20.86%、31.69%。树叶NSC含量与N含量极显著负相关(P<0.01),与K含量间显著正相关(P<0.05);树枝NSC含量与N含量显著负相关,与P含量显著正相关(P<0.05),与K含量极显著正相关(P<0.01);树干NSC含量与N含量极显著正相关(P<0.01);树根NSC含量与N含量极显著负相关,与P含量极显著正相关(P<0.01)。结果表明,林分未进行抚育时,小黑杨幼龄林和中龄林NSC和N、P、K元素在各器官中的分配格局差异明显;幼龄林碳资源更多地分配给根系,促使其生长延伸,中龄林更多地投入到树木地上部分生长与竞争。抚育间伐会改变小黑杨NSC和N、P、K在各器官中的分布格局,抚育后,2种林龄小黑杨地上部分与地下部分碳资源比例均发生改变。对小黑杨中龄林进行抚育间伐增加林木碳汇的同时也改善了P限制的状况。
  • 于雪, 黄河, 王静, 董博文, 张鹏
    森林工程. 2024, 40(05): 30-38.
    为探究药剂处理对红松截顶苗木不定芽发生的影响,以5年生红松裸根苗为试验材料,于生长季初期统一截顶后,每15 d采用不同的药剂赤霉素(GA_3)(200、500、1 000 mg/L)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)(100、300、500 mg/L)、KMnO_4(0.1%、0.2%、0.3%)对苗木进行喷施处理,以喷施清水处理为对照,调查经不同药剂处理红松截顶苗木的不定芽发生情况。结果表明,药剂处理(除1 000 mg/L GA_3和0.1%KMnO_4外)提高了红松截顶苗木不定芽的发生率,与对照相比,萌芽株率提高了5.72%~48.58%,萌条数提高了15.37%~175.94%。GA_3促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为200 mg/L,该处理可提高萌芽株率34.28%,萌条数提高了33.63%;6-BA促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为500 mg/L,该处理可提高萌芽株率48.58%,萌条数提高了175.94%;KMnO_4促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为0.2%,该处理可提高萌芽株率42.85%,萌条数提高了95.18%。采用500 mg/L 6-BA对红松截顶苗木进行处理可以获得促进不定芽发生的较好效果。
  • 余琼芬, 岳彩荣, 罗洪斌, 罗广飞, 段云芳, 孙妙琦, 恒承志, 徐天蜀
    森林工程. 2024, 40(05): 17-29.
    为探索L波段全极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据估算森林地上生物量(Aboveground biomass,AGB)的潜力,基于非洲合成孔径雷达(AfricaSAR)项目无人机合成孔径雷达(Unmanned Aero Vehicle Synthetic Aperture Radar,UAVSAR)数据的冠层-地面散射分量构建5种极化散射比参数(R_1、R_2、R_3、R_4、R_5),计算雷达植被指数(Radar Vegetation Index,RVI),采用六分量和七分量分解等4种基于模型的分解提取21个极化分解参数,最后合并所有特征并采用随机森林特征重要性筛选出最优特征组合,采用随机森林(Random forest,RF)、支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)、K最近邻回归(K-nearest neighbor regression,KNN)对不同特征组合估测非洲加蓬洛佩(Lope)区的森林地上生物量。结果表明,极化散射比参数、体散射(Vol)和雷达植物指数(Radar Vagetation Index,RVI)对森林AGB具有较高的敏感性,R~2与AGB的相关性为0.823,最优特征组合为Vol、极化散射比参数和RVI。不同特征组合的机器学习模型均表现出较好的效果,基于极化分解参数机器学习模型的决定系数(R~2)大于0.800,均方根误差(RMSE)小于88.000 Mg/hm~2,效果最好的是基于最优特征组合的RF模型,对比单独使用极化分解参数,R~2提高0.144,RMSE降低30.327 Mg/hm~2。极化散射比参数在森林AGB估计中具有一定的潜力,引入RVI提高模型精度,基于模型的分解适用于森林AGB估测,特征筛选的机器学习模型能较好地反演森林AGB,并在AGB达到400.000 Mg/hm~2未出现明显饱和点。
  • 李泽田, 胡俊, 黄梓, 文海燕, 张明, 杨武, 董家权, 石万万
    森林工程. 2024, 40(05): 207-216.
    为解决地震导致地基饱和砂土和粉土液化,造成建筑沉降、倾斜甚至破坏的发生,以海南省海口市江东新区房建项目砂性地基土严重液化为依托,采用等能量等变形挤密桩技术进行桩周土的二次挤密加固,通过加固前后标准贯入度试验击数计算液化指数(I_(LE)),再进行单桩竖向抗压静载试验检验承载力。现场试验得出,处理深度内整体地基土由原严重液化程度改善为轻微液化趋近于不液化;前后标贯随深度平均锤击数之差拟合方程为Y=0.307 857X+10.361 7,R~2=0.847 92,Pearson系数为0.931 09,前后标贯平均击数在-5 m至-13 m区间内每层提高12~15击,各土层加固均匀;加固后地基达到单桩承载力设计特征值2 250 kN。研究规律可供类似工程提供参考。
  • 李朝妃, 邢艳秋, 李睿
    森林工程. 2024, 40(06): 53-63.
    良好的影像分割结果能够提高树种分类的精度,而分割效果取决于最优分割尺度(optimal scale parameter,OSP)的选择。以往研究依赖人为设置的尺度序列,结果具有主观性。为避免此问题,以高分二号影像(GF-2)为数据源,提出一种基于有效尺度区间的非监督OSP选择方法,用于确定不同森林类型最佳分割结果出现的分割尺度。影像分割采用多分辨率分割(multi-resolution segmentation,MRS)算法,通过构建有效尺度区间估计函数(effective scale interval estimation functions,ESF),结合总体优度函数(overall goodness F-measure,OGF)得出不同森林类型在不同尺度区间下的OSP,最后依据监督分割精度分析结合谷歌地图目视判读确定最佳分割结果。结果表明,OGF在有效尺度区间Ⅲ获取的OSP得到了各森林类型的最佳分割结果,监督分割评价方法(F-measure)的最低和最高值分别为0.731 1和0.873 3。同时,在GF-2影像树种分类的分割任务中,OSP与树种和森林类型有关。研究结果为高分辨率遥感影像树种分类的对象提取提供技术支撑,同时为不同地物组成的复杂影像分割尺度参数选择提供方法。
  • 张富新, 满秀玲
    森林工程. 2024, 40(06): 11-19.
    探究大兴安岭多年冻土区3种林型秋季冻融期土壤活性碳变化特征及其主要影响因素,为多年冻土区森林土壤碳汇管理提供帮助。以兴安落叶松林(LY)、樟子松林(ZZ)和白桦林(BH)为研究对象,于2022年10月10日至11月18日对不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)土壤进行取样,测定其土壤活性碳组分(可溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳)质量分数,探究其动态特征及其影响因子。结果显示,10月10日至11月18日兴安落叶松林、白桦林和樟子松林土壤温度均随气温下降而降低,变化范围分别为-0.49~3.71、-2.10~2.39、-1.04~3.48℃。3种林型不同土层土壤可溶性有机碳(DOC)质量分数随着温度的降低呈先升高后降低的变化趋势,微生物量碳(MBC)质量分数先减少后增加,易氧化有机碳(ROC)质量分数则波动式变化,变化范围分别为78.75~214.32、101.06~988.40、1.52~13.94 g/kg,其中,白桦林土壤DOC和ROC质量分数显著高于兴安落叶松林和樟子松林,而土壤MBC质量分数在兴安落叶松林中最高。3种活性碳在不同林型内均呈“表聚效应”,且冻融期内土壤DOC质量分数增加,土壤MBC质量分数减少,但土壤ROC质量分数变幅不大。兴安落叶松林土壤活性碳组分质量分数变化主要受土壤水分和微生物量氮影响,铵态氮是影响白桦林3种土壤活性碳的主导因子,樟子松林3种土壤活性碳的主要影响因子是土壤pH。研究表明,冻融作用对大兴安岭多年冻土区典型森林土壤活性碳影响较大,增加了土壤DOC质量分数,降低了土壤MBC质量分数,对ROC质量分数的影响相对较小。
  • 张丹, 陈华峰, 刘美爽
    森林工程. 2024, 40(06): 235-240.
    随着中宣部2021年《关于推动学术期刊繁荣发展的意见》的印发,国家对于期刊的发展越来越重视,学术期刊的高质量发展模式成为当前出版行业研究热点。从期刊的可持续发展来说,人才至关重要。期刊的人才包括编辑、作者和编委(青年编委)。其中,青年编委在期刊的发展过程中发挥着越来越大的作用。为此,结合《森林工程》启用青年编委十多年的工作经验,着眼于青年编委作为同行评议专家对期刊发展的作用,深入探讨青年编委在农林类科技期刊办刊中的参与性与重要性,为学术期刊高质量、可持续发展提供参考与借鉴。
  • 周杰, 胡俊, 刘冰
    森林工程. 2024, 40(06): 221-234.
    为得到渗流作用下管幕冻结法温度场的发展规律,结合三亚河口通道隧道冻结工程,基于达西定律与多孔介质传热理论,运用有限元软件建立水热耦合数值模型,采用更改模型渗流流速大小和建立测温路径的方法,围绕冻土帷幕的发展情况、交圈时间、壁厚进行分析。结果表明,冻土帷幕随渗流的流向发展,下游侧土体开始冻结的时间早于上游侧土体,且最终温度低于上游侧土体;当流速约为2.87 m/d时,低渗流流速作用对整体冻土帷幕交圈的时间影响较小;随着渗流流速的增大,整体冻土帷幕交圈所需的时间明显增加,其区域的不均匀程度变大,厚度减小;当流速增大至约10.02 m/d时,冻土帷幕出现局部不交圈的情况。考虑到原冻结方案偏于保守,设计优化方案为将内圈冻结管总数由80根减少至56根,模拟分析后的平均冻土帷幕厚度约为4.28 m,相较于原方案减少了0.195 m,仍满足冻结设计要求。
  • 杨勋爵, 孟兆云, 李越, 杨雨泽, 李营刚, 苏云, 李敏
    森林工程. 2024, 40(06): 20-29.
    贺兰山位于我国西北干旱半干旱地区,系统分析该地区土壤真菌群落的组成特点,对于明确干旱半干旱地区森林生态系统中真菌多样性及其群落功能具有重要意义。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析贺兰山3种主要建群树种青海云杉(Picea crassifolia)、油松(Pinus tabuliformis)和白桦(Betula platyphylla)的根际土壤真菌多样性和群落组成及其对土壤理化性质变化的响应。结果表明,从青海云杉、油松和白桦的根际土壤中分别获得真菌操作分类单位(operational taxonomic units,OTUs)数为267、353、433个,其中3个树种的共有OTUs数为60个。所有真菌OTUs属于17个门、42个纲、107个目、210个科、326个属。在门水平上,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)真菌为主要优势真菌,相对丰度分别为58.7%和35.7%。在属水平上,相对丰度最高的5个属为蜡壳耳属(Sebacina,6.7%)、棉革菌属(Tomentella,6.5%)、丝盖伞属(Inocybe,6.1%)、双子囊菌属(Geminibasidium,3.7%)和青霉属(Penicillium,2.9%)。不同树种的优势真菌群落组成有显著差异,青海云杉、油松和白桦根际土壤中相对丰度最高的属分别为双子囊菌属(10.8%)、丝盖伞属(16.9%)和蜡壳耳属(9.0%)。采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)分析贺兰山主要建群树种根际土壤真菌群落组成差异的驱动因素,其中土壤全氮含量和土壤含水量对真菌群落组成均有显著影响,解释度分别为41.6%和39.1%。贺兰山主要建群树种的土壤真菌多样性较高,与环境因子关系密切。研究结果丰富了贺兰山主要建群树种根际土壤真菌资源的生物信息,可以为干旱半干旱地区森林生态系统中真菌资源的挖掘和研究提供理论依据。
  • 王鑫涛, 樊笑荧, 张锦豪, 蔡玉山, 段亮亮
    森林工程. 2025, 41(02): 266-276.
    苔藓在森林水源涵养、养分固定和水质调控等方面发挥着重要作用,为揭示苔藓对降水化学特征的影响,在大兴安岭北部选取泥炭藓和赤茎藓为研究对象,对2023年6—9月生长季2种苔藓层穿透雨水化学特征进行观测和研究。结果表明,泥炭藓的最大持水量、最大持水率和厚度均显著大于赤茎藓(P<0.01);2种苔藓穿透雨各离子质量浓度存在差异,泥炭藓淋溶作用最显著的为K+,截留作用最显著的为F-,经过泥炭藓层后相较于林冠层穿透雨K+质量浓度提高241%,F-质量浓度降低51.6%,经过泥炭藓层后金属离子总质量浓度提高71.7%,非金属离子总质量浓度降低19.9%。赤茎藓淋溶作用最显著的是PO43-,截留作用最显著的为Ca2+,经过赤茎藓层后相较于林冠层穿透雨PO43-质量浓度提高147.7%,Ca2+质量浓度降低5.2%,经过赤茎藓层后金属离子总质量浓度提高10.2%,非金属离子总质量浓度降低62.6%;苔藓层穿透雨离子淋溶质量浓度受p H、温度和林冠层穿透雨离子质量浓度的影响,其中除Fe3+、Cl-外的其余离子均与林冠层穿透雨中离子质量浓度呈负相关性。研究表明林冠层穿透雨在经过苔藓层后水中各离子质量浓度发生了显著变化,进而会对森林土壤化学含量产生影响,结果可为大兴安岭寒温带森林水文和水化学研究提供科学支撑。
  • 李苑鑫, 吴楚航, 邢艳秋
    森林工程. 2025, 41(01): 162-173.
    为提高干形复杂树种材积无损估算的精度,利用地基激光雷达点云数据,构建基于人工蒙古栎最优削度模型的二元材积方程。以哈尔滨市城市林业示范基地的蒙古栎人工林为研究对象,使用地基激光雷达扫描获得完整点云数据,经过裁剪、高程归一化、滤波、单木分割和枝叶分离等处理提取树干结构参数。根据蒙古栎干形特征,选用6种削度方程模型(Biging(1984)、Amidon(1984)、孟宪宇(1982)、Kozak(2004)-Ⅱ、曾伟生等(1997)、Max and Burkhart(1976)),通过非线性回归拟合,筛选最优模型并构建削度-二元材积方程。研究结果表明,单木定位识别精度为95.22%,树高和胸径的提取值与实测值决定系数(R2)分别为0.97和0.98;最优削度模型拟合结果的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.99和0.38 cm。所构建的蒙古栎削度-二元材积方程与现有材积计算方法进行残差分析表明,其估算结果具备可靠性,可为利用地基激光雷达点云数据估算干形复杂的树种材积提供重要技术支持。
  • 森林资源建设与保护
    张喜亭, 佘丹琦, 王凯, 杨艳波, 田盼立, 王文杰
    森林工程. 2025, 41(03): 495-504. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.006

    落叶松林是我国东北林区最为重要的林型之一,对维持东北地区森林生态系统的稳定具有重要作用。以东北森林带落叶松林固定样地木本植物为研究对象,通过野外样方调查、多样性及空间结构指标计算,并结合方差分解分析和冗余分析,探究落叶松林树种多样特征及影响因素。结果表明,东北地区落叶松林树种丰富度均值为10.75,Simpson指数为0.72,Shannon-Wiener指数为1.69,Pielou均匀度指数为0.76。林分树种混交度均值为0.57,林分处于中度混交状态;角尺度为0.54,林分为聚集分布;胸径大小比数为0.51,林分生长为中庸状态。林分空间结构特征和地理气候共同解释35.9%的树种多样性变化,其次是空间结构特征,解释率为29.2%。简单效应分析显示混交度Mi 、纬度(Latitude)、年均温(MAT)和年降水(MAP)等空间结构和地理气候指标是树种多样性变化的主要影响因子。研究结果将为东北地区落叶松林经营策略的制定提供理论依据和数据支撑。

  • 李玲, 谭诒帅, 张建民, 赵艳, 谢智锐, 赵辉龙
    森林工程. 2024, 40(06): 151-158.
    重组竹是通过将竹束热压胶合而成的新型工程材料,具有强度高、韧性好以及固碳能力强等优点,为提高重组竹的受弯性能,通过热压工艺在重组竹中内置钢筋形成增强重组竹受弯构件。在四点弯曲试验的基础上,通过ABAQUS有限元模拟研究配筋率及配筋形式对重组竹受弯性能的影响。分析结果表明,与纯重组竹相比,内置钢筋后重组竹的受弯力学性能得到明显提高;当配筋形式相同时,随配筋率的增加,重组竹的承载力及抗弯刚度逐渐提高,与纯重组竹相比,配筋率为1.0%~8.2%的单筋重组竹承载力和抗弯刚度分别提高5.6%~48.36%和10.57%~71.81%;当钢筋直径相同时,重组竹顶部和底部同时配筋的双筋重组竹与重组竹底部配筋的单筋重组竹相比,其承载力及抗弯刚度分别提高21.78%和95.98%。
  • 杨龙飞, 李明, 方赛银, 卢芳勇, 张鑫, 邓婷婷
    森林工程. 2024, 40(06): 140-150.
    为研究声发射信号在木材中的传播行为,分别对杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材试件建立COMSOL三维仿真模型,通过给定位移的方法模拟弹性波点源,进而借助仿真过程的应力云图分析声发射(acoustic emission,AE)信号沿木材纵向传播的过程。针对AE源到达模型表面2个位置的时间差,利用时差定位法(time difference of arrival,TDOA)计算AE源的纵波波速。在木材试件上以相同条件进行AE试验并计算纵波波速,最终结果与仿真模型相符。研究结果表明,杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材仿真与试验的纵波波速的相对误差分别为1.47%、1.04%、0.46%和2.33%,仿真模型能够客观反映AE信号在木材中的传播行为,为木材AE信号传播过程可视化提供一种新的途径。但AE信号幅值的相对误差较大,模型不能客观反映木材中幅值的变化规律。