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林业科学
中国林学会
林业科学

中国林学会

沈国舫

月刊

1001-7488

linykx@forestry.ac.cn

010-62889820

100091

北京万寿山后中国林学会

林业科学/Journal Scientia Silvae SinicaeCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国林学会主办的、代表中国林业科技最高水平的学术刊物,创刊于1955年。主要刊登林业领域的最新科学研究成果,反映我国林业科技水平及进展,评述学术动向,开展学术讨论。内容包括森林培育、森林生态、林木遗传育种、森林保护、森林经理、野生动物保护与利用、园林植物与观赏园艺、经济林、水土保持与荒漠化治理、林业可持续发展、森林工程、木材科学与技术、林产化学加工工程、林业经济及林业宏观决策研究等方面,以学术论文、研究报告、综合述评为主,还有学术问题讨论、研究简报、科技动态、新书评介等栏目。从1999年起,开始刊登附中文摘要的英文论文。 从2009-01-01起,作者需登录投稿。
正式出版
收录年代

    基于深度学习的75种阔叶材微观辨识方法

    田智康葛浙东郑焕祺郑志帅...
    94-103页
    查看更多>>摘要:[目的]对 75种南美进口阔叶材提出微观图像辨识模型TimberIDNet75,为海关、进出口检疫检验以及从事木材鉴定研究的人员提供一种准确的多材种辨识方法.[方法]TimberIDNet75模型是包含 1个输入层、4个隐含层的34层卷积层的中浅层神经网络.为尽量扩大感受野以提取更多图像特征,输入层采用13×13×256的卷积核,对每张图像提取256类特征,经激活、池化处理后作为输出.第1个隐含层采用2次卷积、激活后再进行残差修正,称作"两卷一修正块".第 1个隐含层包含 3个"两卷一修正块",提取 256类特征作为输出.第 2个隐含层包含4个"两卷一修正块",再次提取 512类特征作为输出.第 3个隐含层包含 6个"两卷一修正块",对上一层的输出进行特征提取,获得1 024个类的特征.第4个隐含层包含3个"两卷一修正块",对第3层的输出进行特征提取,获得 2 048个类的特征,经全局平均池化后输入到全连接层映射出 75个树种的分类.[结果]TimberIDNet75模型的准确率达 99.4%,损失值为 0.044.将TimberIDNet75模型与现阶段较先进的深度学习模型进行比较,ResNet模型的准确率为 98.1%、VGGNet模型的准确率为 97.1%、GoogleNet模型的准确率为 96.2%、AlexNet模型的准确率为94.7%、ViT模型的准确率为 53.2%,TimberIDNet75模型的准确率相比其中准确率最高的ResNet模型提高 1.3%.利用TimberIDNet75模型对随机获取的 75种进口阔叶材微观解剖样本进行实际测试,样本全部准确辨识,准确率达100%.[结论]TimberIDNet75模型中的"两卷一修正块",在节省机器资源的同时,可消除模型梯度下降导致过拟合的问题,同时利用残差法使得模型训练时人工干预降至最低,准确率和效率大幅提升.

    木材微观解剖深度学习网络模型木材材种辨识材种微观特征提取

    木结构墙体空气声隔声性能

    岳孔程相宇张玉才吴鹏...
    104-115页
    查看更多>>摘要:[目的]研究全频段范围内木结构墙体空气声隔声性能,明确限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈,揭示设置隔声垫层、改变骨架类型、设置窗体等设计参数对墙体隔声性能的影响规律,提出高空气声隔声等级的木结构墙体体系,为木结构墙体在装配式建筑中的高效应用提供技术支撑.[方法]通过小尺寸材料层面的阻抗管法试验,比较分析 60~6 300 Hz频率范围内工业级弹性橡胶板(橡胶板)、聚氨酯橡胶隔音减震板(聚氨酯板)和聚苯乙烯挤塑板(XPS板)等隔声垫层的隔声性能;基于实验室法开展全尺寸墙体在 100~5 000 Hz频率范围内的隔声试验,通过 1/3倍频程频段 18个中心频率对应的单值隔声量,得到墙体计权隔声量(Rw)、频谱修正量和隔声等级,并与装配式建筑中广泛应用的蒸压加气混凝土(ALC)墙体和正交胶合木(CLT)墙体进行比较.[结果]相较同一厚度的聚氨酯板和XPS板,全频段范围内橡胶板的隔声量较高,且其隔声性能随板厚增加而提高,试验范围内,10 mm厚橡胶板隔声效率最高.常规构造木骨架墙体的隔声量整体上随声波频率增加而提高,该墙体体系在 125和3 150 Hz处分别出现明显的共振隔声低谷和吻合隔声低谷,其Rw为 43 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为 4和 3级;在墙骨架和定向刨花板(OSB)间设置 10 mm厚橡胶板后,受制于木龙骨的声桥作用,墙体隔声性能提升有限,Rw增至 45 dB,隔声等级未发生改变,常规构造和设置橡胶板的木骨架墙体体系均不满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求.当墙骨架采用轻钢骨架且轻钢骨架两侧均覆面双层石膏板(GB)时,该墙体体系的Rw增至 50 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至 6和 5级;在石膏板和轻钢骨架间设置10 mm压缩玻璃棉条后,Rw增至 51 dB,隔声等级未发生改变,该轻钢骨架墙体体系满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求.与 200 mm厚单层和复合ALC墙体相比,试验范围内轻钢骨架墙体的厚度和面密度分别降低35%和70%,但空气声隔声性能更高;针对道路交通、企业生产经营和日常生活等噪音对应的频率范围(160~630 Hz),该轻钢骨架墙体体系的隔声性能增加明显.在常规构造木骨架墙体基础上开洞安装Rw为 33 dB的窗体,墙体在全频段范围内的隔声频谱特性曲线未发生明显变化,其Rw达 44 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为5和 4级;常规构造木骨架墙体一侧的GB由单层增至双层、木骨架和OSB间设置 10 mm厚橡胶板、木骨架和GB间设置金属减震龙骨制成复合墙体,在复合墙体上安装窗体,该墙体的Rw增至 48 dB,且在低频段下的共振隔声低谷和高频段下的吻合效应低谷消除或明显变浅,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至 6和 5级,满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求.[结果]与木骨架墙体相比,CLT墙体的空气声隔声性能较低;共振隔声低谷、吻合隔声低谷和声桥效应是限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈因素,导致该墙体体系不能满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求.将木骨架替换为轻钢骨架,并设置隔声垫层、增加墙面板数量,能够有效提高墙体的空气声隔声性能.

    木结构墙体空气声隔声性能隔声垫层轻钢骨架计权隔声量

    密度和含水率对重组竹顺纹抗拉强度的影响

    盛叶黄庚浪叶小凡廖飞宇...
    116-121页
    查看更多>>摘要:[目的]探究不同密度和含水率下重组竹顺纹抗拉强度的变化规律,提出重组竹顺纹抗拉强度与密度、含水率的相关模型,为推进重组竹在工程中的应用提供依据.[方法]参考ASTM D143-14《木材无疵小试样的标准试验方法》,选取不同密度(1.1、1.2、1.3 g·cm-3)和含水率(4%、8%、12%、16%、20%)的重组竹试件进行正交抗拉试验,分析重组竹顺纹抗拉的主要破坏形态;采用线性模型和抛物线模型拟合重组竹顺纹抗拉强度随密度的变化规律,采用线性模型和ASTM模型拟合重组竹顺纹抗拉强度随含水率的变化规律,提出重组竹顺纹抗拉强度在密度和含水率双因素影响下的耦合模型.[结果]重组竹顺纹抗拉的主要破坏形态为平口破坏和斜口破坏,重组竹密度越大,平口破坏概率越大;重组竹含水率越大,斜口破坏概率越大.基于试验研究和数据拟合提出重组竹顺纹抗拉强度的单因素影响模型和双因素耦合模型,理论结果与试验结果吻合良好.[结论]在本研究密度范围内,重组竹顺纹抗拉强度随密度增加而增大、随含水率升高而减小.线性组合模型和ASTM组合模型均能较好预测重组竹顺纹抗拉强度在密度和含水率双因素影响下的理论值,线性组合模型计算更为简便,在实际预测中建议直接使用线性组合模型.

    重组竹顺纹抗拉强度密度含水率

    3个产区沉香燃烧烟气特征化学成分分析

    晏婷婷李改云陈媛
    122-132页
    查看更多>>摘要:[目的]分析沉香主要成分在燃烧过程中的挥发或裂解方式,比较国产、惠安系和星洲系 3个产区沉香燃烧释放的挥发性和半挥发性成分组成及差异,确认对沉香燃烧香气有贡献的气味活性化合物及其来源,解释沉香燃烧气味形成原因,为沉香产地识别和香气品质评价提供科学依据.[方法]采用水蒸馏和乙醇提取沉淀方法分离沉香树脂部分中倍半萜类和 2-(2-苯乙基)色酮类(PECs)特征成分,应用热重(TG)分析倍半萜类、PECs化合物和木材部分的热质量损失模式,使用静态顶空气相色谱质谱联用(HS-GC-MS)分析不同产区沉香燃烧烟气中的挥发性成分并确认气味活性化合物,利用主成分分析(PCA)分析 3个产区沉香燃烧释放的挥发性成分差异,收集燃烧沉香产生的烟尘,运用液相质谱(LC-MS/MS)联用分析其中PECs成分组成,通过HS-GC-MS分析加热后的PECs标准品,探究沉香中PECs化合物裂解机制及其对燃烧气味的影响.[结果]1)沉香中的倍半萜类化合物在200℃以内完全挥发,PECs化合物质量在 150~350℃缓慢降低,木材在 250℃以上迅速燃烧.2)沉香燃烧释放的挥发性成分主要为芳香族和倍半萜类化合物,其中芳香族化合物种类和含量明显增加,为沉香燃烧气体提供辛、甜、杏仁、花香等丰富的气味;国产沉香中 2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3,4-二甲氧基苯酚、乙酰丁香酚等 7种化合物释放量与样品乙醇提取物含量负相关,这些化合物主要为沉香燃烧烟气提供烟熏、粉尘和木材气味.3)倍半萜类关键香气化合物桉油烯醇、cis-桉叶-6-烯-11-醇、愈创木醇的相对含量在国产沉香中最高,惠安系沉香中次之,星洲系沉香中最低.4)沉香燃烧烟尘中含有多种Flidersia型 2-(2-苯乙基)色酮类(FTPECs)化合物,但未检测到四氢2-(2-苯乙基)色酮类(THPECs)化合物.沉香四醇裂解释放苄基丙酮和苯甲醛,2-(2-苯乙基)色酮高温裂解不仅生成苯甲醛、苯乙醇等 6种芳香族化合物,还能挥发进入空气.[结论]沉香的主要成分倍半萜类、PECs化合物和木材燃烧过程中热质量损失模式不同,倍半萜类化合物直接挥发进入空气,PECs化合物和木材裂解生成多种芳香族化合物,这些化合物具有多种气味,对沉香燃烧香气有重要影响.不同产区沉香燃烧后释放的化学成分存在一定差异,星洲系与惠安系和国产沉香差异较大.高温下不同种类PECs裂解生成芳香族化合物种类和含量不同,FTPECs可部分挥发进入空气中.

    野生沉香产区燃烧烟气倍半萜类2-(2苯乙基)色酮类

    木质素氧化酶系高产复合真菌培养体系构建

    熊怡心王爽马星霞孙志勤...
    133-142页
    查看更多>>摘要:[目的]通过菌株初筛、单因素培养条件比较以及复合真菌培养体系下木质素氧化酶系酶活性的变化规律研究,获取最优产酶效率培养体系,为生物制浆预处理提供基础和科学依据.[方法]采集颐和园树木上的真菌子实体作为菌种来源,通过生长速度和愈创木酚培养基初筛得到生长快且漆酶活性高的白腐菌菌株,测定菌株木质素氧化酶系漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶的分泌规律.基于单因素试验探究不同碳源、氮源、pH、添加剂、金属离子、温度等条件对菌株分泌木质素氧化酶系的影响,根据产酶规律选择不同菌株构建 1∶1复合真菌培养体系,分析其产酶规律和产酶效率.[结果]初筛得到 1株生长快速、高漆酶活性的菌株,经鉴定为白腐菌粗毛栓孔菌(Trametes hirsute).单因素试验结果显示,葡萄糖和酵母浸粉分别是T.hirsute产酶的最优碳源和氮源;单独添加Cu2+的产酶效率优于同时添加Cu2+和Mn2+,产酶量随金属离子浓度增大呈先升后降趋势,0.25 mmol·L-1 Cu2+添加效果最佳;产酶量随温度升高也呈先升后降趋势,在 38℃、pH=6.5且添加 0.5 mmol·L-1 藜芦醇和0.5 mmol·L-1 对苯二胺条件下对T.hirsute产酶均有促进作用.在培养条件优化基础上,构建T.hirsute与密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)复合真菌培养体系,其产酶能力进一步提高,该体系的木质素氧化酶系 3种酶最大总产酶量达1 505.81 U·L-1,相比对照组提升约 63.61%,其中漆酶活性相比对照组提高 84.37%,且提前 1天达到产酶峰值.[结论]通过初筛获取高漆酶活性白腐菌株T.hirsute,优化产酶条件可显著提升其木质素氧化酶系产酶量,在培养条件优化基础上构建的T.hirsute与G.trabeum复合真菌培养体系能够进一步提升其产酶能力,并促使漆酶提前1天达到产酶峰值,在生物预处理方面展现出巨大应用潜力.

    粗毛栓孔菌木质素氧化酶系复合真菌培养体系生物预处理漆酶

    森林可燃物调控技术及其评价方法

    李保中杨光宁吉彬于宏洲...
    143-153页
    查看更多>>摘要:森林可燃物作为森林燃烧三要素之一,其载量、燃烧特性和连续性分布均会影响林火的发生、蔓延和防控.森林可燃物作为林火发生的物质基础和必要条件,是林火蔓延的主要载体.一旦发生高强度火灾会严重破坏森林生态环境和森林资源.开展森林可燃物调控,减少可燃物积累,改善可燃物的燃烧特性以及改变其水平和垂直连续性,对降低林火风险,减小林火强度有重要意义.本文从可燃物调控技术(人工调控、机械清除、计划烧除、化学除草、微生物降解、营造生物防火林带等)和评价方法(林火行为、森林燃烧性、火灾风险和生态效应等)2方面,综述了国内外研究现状,总结归纳了森林可燃物调控技术和调控效果评价方法,对比了不同调控措施的有效性,分析了各种评价方法的优缺点.并对可燃物调控技术的未来研究方向和评价方法进行了展望,提出需要开展森林可燃物的基础研究,针对性探讨适宜重点火险区的调控措施,并长期监测和动态评估调控效果,量化调控效果的时间变化及生态环境影响.在理解阻火原理的基础上,提出以"绿色防火"理念结合森林生态调控等综合技术,助力实现"双碳"目标,是未来森林防火研究与管理的重要方向.

    可燃物调控计划火烧机械清除生物防火带林火行为燃烧性

    树木生长应力形成机理

    栾玉江梦虹杨雨婷刘焕荣...
    154-163页
    查看更多>>摘要:作为一种自然资源,树木具有重要的环境、社会和经济价值.树木生长成熟过程中,细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力,生长应力是木材组织正常发育的结果,是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力.此外,树木在抵御自身重力或光照、风雪、地势等环境刺激时,会形成具有更高水平生长应力的应力组织——应力木,从而达到调整或维持生长形态的目的.树木中的生长应力是影响木材成材和加工质量的重要力学问题,且生长应力水平与细胞结构、化学组分密切相关,开展树木生长应力研究、厘清树木生长应力分布和形成机理,对树木的定向培育、生物学结构与功能研究、木材加工与利用以及仿生新材料的开发具有重要意义.已有研究通过树木生长应力水平测试,结合其解剖结构、基因、化学组分、激素分布、力学材性等方面特征,对树木生长应力形成机理进行了深入分析,探索生长应力的产生来源;但由于生物材料结构复杂、变异性大,且研究者对生长应力形成机理的认识也在不断更新,树木生长应力形成机理尚未达成共识.本研究简述树木生长应力的生物力学作用及常用表征方法,综述主流的树木生长应力形成理论,对生长应力形成机理的一般性假说和特殊应力组织(应拉木和应压木)的生长应力形成假说进行重点分类阐述,并对各假说存在的争议性问题进行分析,以期全面认识树木生长应力,并为推动其进一步研究、为树木细胞结构和性质变异研究以及木材精细化利用提供参考,为探寻有效的降低树木生长应力的措施提供基础,为人工林的生物改良和栽培提供理论和实践支持.

    生长应力形成机理应力木应拉木应压木

    2种溲疏叶片不定芽诱导的组织培养体系构建

    王亚鑫尚鑫郝英男宁小艺...
    164-174页
    查看更多>>摘要:[目的]通过溲疏属植物叶片诱导不定芽,建立完整的组织培养体系,为构建溲疏属植物遗传转化体系和分子育种提供参考,也为从头驯化野生溲疏属植物种质资源的创新提供理论依据和实践指导.[方法]以 2种陕西秦岭常见野生溲疏属植物(小花溲疏和钩齿溲疏)的带叶茎段作为外植体,通过初代培养、继代培养和生根培养建立其快速繁殖体系,再利用培养植株的叶片诱导愈伤组织和不定芽诱导的方式建立其叶片诱导不定芽体系.[结果]外植体最佳消毒方式为 75%乙醇表面消毒 10 s,0.1%升汞表面消毒 3 min,其成活率为 100%,污染率为 0.小花溲疏丛生芽增殖最佳的培养基配方为MS+2 mg·L-1 6-BA,其增殖系数为 2.8.钩齿溲疏丛生芽最佳培养基配方为MS+5 mg·L-1 6-BA,其增殖系数为 4.53.生根培养最佳的培养基配比为 1/2 MS+0.8 mg·L-1 IBA,其小花溲疏的生根系数为 1.74,钩齿溲疏的生根系数为 7.86.选择 30天生根苗从上至下第 2~4节叶片作为诱导愈伤组织的外植体材料.小花溲疏叶片诱导愈伤组织最佳的培养基配比为WPM+1 mg·L-1 2,4-D,其诱导率为 63%,钩齿溲疏叶片诱导愈伤组织最佳的培养基配比为WPM+0.1 mg·L-1 2,4-D,其诱导率为 70%.[结论]以小花溲疏和钩齿溲疏的叶片作为外植体,成功建立了诱导不定芽形成和植株再生体系.小花溲疏叶片不定芽分化最佳的培养基配比为MS+2 mg·L-1 6-BA+0.3 mg·L-1 IBA,钩齿溲疏叶片不定芽分化最佳的培养基配比为MS+5 mg·L-1 6-BA+0.05 mg·L-1 NAA.

    溲疏属不定芽耐荫灌木从头驯化