落叶松杂种优势分析及家系选择

为探讨落叶松杂种优势,选出生长量高的杂交组合,对设在黑龙江省林口县的23年生63 个落叶松家系子代测定林木胸径生长并进行了分析。结果表明,落叶松种间生长量存在极显著差异,杂种落叶松具有明显的生长优势,尤其是以日本落叶松为母本,长白落叶松、兴安落叶松为父本的杂种优势更为明显。日本落叶松×长白落叶松的杂种优势为3.2%,超亲优势为3.1%,日本落叶松×兴安落叶松、日本落叶松×长白落叶松的生长分别超过对照15.1%和13.4%。由于种间、种内家系间差异都达显著水平,在充分利用种间杂种优势的基础上,还进行了种内亲本个体的选择,选出的10个优良家系的平均值超过对照34.1%,可在牡丹江地区推广。日本落叶松和兴安落叶松正反交子代在胸径生长量上存在极显著差异,正交子代平均生长量超过反交子代8.5%,正交子代在优良家系数量方面也比反交的好。     

木质素热解的TG-FTIR实验研究

利用热重红外分析仪(TG-FTIR)对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,并探讨了升温速率和碱金属盐对木质素热解过程的影响规律。结果表明：随着升温速率的增加,挥发分析出阶段DTG曲线的峰型变宽,热解起始温度、最大失重峰温均向高温侧移动,且较高的升温速率不利于气相产物的析出。添加碳酸钠、碳酸钙和碳酸钾对木质素热解主反应区反应速率的影响较小,相比碱金属盐的加入量而言最终热解固体产物略有增加,同时碱金属盐的添加对气相产物的析出有明显抑制作用。与其它两种碱金属盐相比,碳酸钙的加入对600~700℃温度区间内木质素热解产生的CO和CO₂产量有一定的促进作用。     

微波辐射下有机混合溶剂提取芝麻杆中木质素

采用1,4-丁二醇与丙三醇的混合溶剂作为萃取剂,微波辐射从芝麻秆中提取木质素.研究了微波辐射功率、微波辐射时间、固液比和萃取剂质量分数对芝麻杆中木质素提取率的影响,运用L9(34)正交试验对提取条件进行了优化.结果表明,影响木质素提取率的主次因素为微波辐射功率、萃取剂浓度、微波辐射时间及固液比.最佳提取条件:微波辐射功率900W,微波辐射时间40min,固液比1∶12(g∶mL),萃取剂质量分数ω=90%,木质素的萃取率为65.3%.萃取剂蒸馏除去水分可重复循环使用.     

竹笋壳化学成分分析

按照GB5888-86<苎麻化学成分定量分析方法>,对所选湖北咸宁的竹笋壳原料进行化学成分定量分析.分别确定了竹笋壳的脂腊质含量为1.33%,水溶物含量为7.73%,果胶含量为0.82名,半纤维素含量为28.12%,木质素含量为20.34%,纤维素含量为41.66%,与苎麻、亚麻、竹原纤维相比,竹笋壳中的纤维素含量偏低,而半纤维素和木质素含量则偏高.     

青霉菌产漆酶条件及酶学性质的研究

通过对青霉菌产漆酶条件的优化,提高酶活,将其应用于生物制浆中。采用单因素对产酶条件进行研究,同时考察了漆酶的酶学性质。研究结果表明最佳培养条件为:麦麸16 g/L,酵母膏2 g/L,Al3+0.6 g/L,KH2PO43 g/L,30℃,pH 6.0摇瓶培养192 h。优化后漆酶的酶活提高了12.34倍。经过酶学性质的研究得出该酶的最适反应温度为30℃,而热稳定性为20~40℃,pH稳定性为3.6~4.0。     

应力波在落叶松活立木中的传播规律

【目的】探究应力波在落叶松活立木中的传播形式和传播规律,为人工林材质预测评估提供理论基础。【方法】依据固体介质中的应力波传播理论和弹性力学理论,基于活立木的正交各向异性假定,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对应力波在活立木中传播的波阵面进行了模拟计算,并通过试验验证数值模拟方法的合理性。【结果】应力波传播波阵面在开始阶段为倾斜曲线(二维)或倾斜曲面(三维),且曲线和曲面都弯向脉冲力输入点,随着距离的增大,波阵面倾斜度逐渐减小,直至最后与活立木的长度方向近似垂直,即应力波在活立木中由三维膨胀波传播形式逐渐转向准平面波传播形式; 波阵面倾斜度的减小速度随着活立木直径的减小而加快; 传播距离对波速没有影响,波速总体上随着直径的增大而增加。最后,通过试验验证,证明了这种数值模拟研究应力波在活立木中传播规律的方法是可行的。【结论】通过数值模拟手段研究应力波在活立木中的传播规律以及直径和传播距离对波速的影响是合理可行的,直径和传播距离都会对应力波在活立木中的传播形式及规律造成影响,但二者对波速的影响不同。     

华北落叶松冠层光合生理特性的空间异质性

【目的】森林生产力取决于树冠的整体光合能力,而树冠不同部位的光合作用具有差异性。深入了解华北落叶松冠层内光合作用的差异,为冠层水平模拟和准确估算森林生产力提供依据。【方法】采用Li-6400便携式光合仪对山西省太岳山20年生和40年生华北落叶松不同层次和不同方位的光合生理特性进行研究。【结果】20年生华北落叶松树冠中上层与下层的净光合速率(P_n)差异显著(P<0.05),而不同方位上的P_n差异不显著; 40年生华北落叶松树冠上、中、下3个层次的P_n差异显著(P<0.05),不同方位上的P_n差异也不显著。影响20年生华北落叶松树冠P_n的主要因子是羧化效率(V_c)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r); 影响40年生华北落叶松树冠P_n的主要因子是V_c、气孔导度(G_s)、水汽压亏缺(p_VPD)。20年生和40年生华北落叶松树冠不同层次、不同方位叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量差异不显著。【结论】冠层光合空间异质性是冠层水平模拟和估算森林生产力时必须考虑的因素,这对于从单木到林分的尺度推演和模型拟合具有重要的意义。     

兴安落叶松林降雨再分配及其穿透雨的空间异质性

【目的】探究大兴安岭北部兴安落叶松林对降雨的截留再分配及树冠下穿透雨空间分布规律,了解兴安落叶松林生态水文过程。【方法】通过长期定位观测研究的方法,获取了2013年兴安落叶松林19场降雨事件的林外降雨、穿透雨和树干径流的观测数据,采用相关分析,总结了兴安落叶松林降雨再分配规律,比较了树冠下不同位置处穿透雨的变异性。【结果】观测期内兴安落叶松林的林冠截留量、穿透雨量和树干径流量依次为35.14、148.61和0.250 7 mm,分别占大气降雨量的19.10%、80.77%和0.14%; 不同降雨事件中,树冠不同位置处的穿透雨具有空间异质性; 当降雨量、温度等气象因子一致时,3/4树冠半径处的穿透雨变异最小,树冠外缘(4/4树冠半径处)变异最大; 当冠层结构稳定时,穿透雨的变异程度均随降雨量的增加而减小,二者呈一定的负相关性(P<0.01)。【结论】穿透雨是兴安落叶松林降雨再分配的主要水文分量(约占降雨量的81%),选择变异最小、最接近林分穿透雨率(误差约1%)的3/4树冠半径处布设穿透雨收集装置,能够适当减少野外工作量,提高科研观测效率,可为落叶松林区森林水文模型的参数化提供依据。     

木质素焦炭导电特性的拉曼分析

研究了炭化工况对木质素焦炭电阻率的影响,并结合拉曼光谱和XRD分析研究了温度和催化剂对焦炭结构和导电性能的影响.结果表明:炭化温度的提高和催化剂的添加有利于焦炭石墨化,即提高焦炭导电性能.添加催化剂需要采用两段炭化法以避免焦油对催化剂的中毒作用.随着温度的升高,拉曼光谱中D峰强度不断增加,产生的活性炭原子与焦炭中的灰分结合形成的离子络合物导致了电阻率的降低.添加催化剂使得D峰和G峰强度均有增加,说明催化剂可以促进焦炭的炭化和石墨化.镍基催化剂较容易使焦炭获得石墨化结构,在低温阶段催化效果明显.而铁基催化剂在高温下也可以体现出较强的催化能力.     

木质素基丙烯酸系吸水性树脂研究进展

吸水性树脂是一种功能高分子材料,它具有很强的吸水性能。它由低分子物质经聚合合成的高聚物或者由高聚物经化学反应所制成。20世纪70年代后期以来,它的开发取得了巨大进展,在工业、农林业、医疗卫生、日常生活等领域得到广泛应用。本文总结高吸水性树脂的发展历史,应用领域、分类,分析目前高吸水性树脂的研究与开发中存在的问题,阐明木质素基吸水性树脂的研究意义。