下载:
-
竹子具备高强度、高韧性等优点，并且生长速度快，可快速成材，被广泛应用于建筑、家具和造纸等领域[1−3]。作为21世纪最具开发潜力的生物质资源，竹材具有不可比拟的生态、经济以及社会效益[4]，对促进碳达峰、碳中和具有极大的意义。竹材被认为是以薄壁组织为基体，嵌入维管束作为增强相的纤维增强生物复合材料[5−6]。维管束起着承担力学强度的骨架作用，基本组织填充其余部分，起着传递载荷的作用[7]。竹材优异的力学性能主要与纤维鞘组织比量密切相关[8]。目前，竹产业主要生产传统竹胶合板、竹席/竹帘胶合板、竹集成材和重组竹等或新型工程竹复合材料[9]、复合吸波材料[10]和竹缠绕复合管[11]等，大多以毛竹Phyllostachys edulis等大径级的竹材为原料[12−13]，小径级的竹材应用较少。竹材的力学性能决定其利用价值与领域[14]，竹材顺纹抗压强度作为评估竹材不同用途的适用性的重要指标[15−16]，具有测试方便快速等优点[17]。小径级竹材物理力学性能测试并无相关标准，相关科学研究较少，基本上都参照GB/T 15780—1995《竹材物理力学性质试验方法》[18−19]，缺乏评价小径级竹材的系统的物理力学实验方法。
本研究对不同长径比试件进行顺纹抗压试验，探索适合测试小径级竹材顺纹抗压强度的方法，为发掘小径级竹材工业应用提供科学依据[20]。同时利用基于YOLO深度学习算法开发的维管束识别模型对小径级竹材纤维鞘的组织比量和维管束密度作出统计并对其与抗压强度的关系进行线性拟合。通过引入人工智能用于竹材基础性质的研究，不仅可以解决人工处理耗时费力以及容易出错等问题，相较于传统图像处理方法还能提高处理精度和准确性。
-
样品采自安徽省六安市金寨县。随机选取健康、完好无缺陷的3~4年生处于成熟期的竹株，采集胸径在50 mm以下的苦竹Pleioblastus amarus、篌竹Phyllostachys nidularia、水竹Phyllostachys heteroclada和早园竹Phyllostachys propinqua各5株，平均直径分别为12.04、30.44、19.92、33.02 mm，平均壁厚分别为2.38、3.90、3.24、4.58 mm。从离地约0.5 m处向上截取2.0~4.0 m竹段作为试样，并对试样进行标号带回实验室待用。
-
用游标卡尺测量试样同一点在相互垂直的2个方向的直径，求其平均值。沿顺纹方向按上述平均直径的1.0、1.5和2.0倍长度截制不同长径比试件，试件两端面平整并相互平行，端面应与顺纹方向垂直(图1)。参照 GB/T 15780—1995《竹材物理力学性质试验方法》[18]调整试样含水率。
图 1 试件
Figure 1. Samples
-
对截断后的横截面用不同目数的砂纸砂光处理，最后一次精砂目数为320目，直至触摸手感光滑，既保证精确识别纤维鞘和薄壁细胞之间的分界线，又可以利用砂光产生的碎屑填充维管束中的大导管及韧皮部等孔隙，避免大导管等干扰计算机识别[21]。利用高清扫描仪对符合要求的试件横截面进行扫描，用局部聚类算法对图片进行二值化处理，采用经过训练的模型进行识别，检测维管束并统计纤维鞘总面积[22](图2)。
图 2 高清灰度图(A)、识别每个维管束的检测图(B)和利用局部聚类算法获得的二值化图(C)
Figure 2. HD grayscale image (A), detection image identifying each vascular bundle (B) and binarized image obtained using local clustering algorithm (C)
-
①尺寸测量。如图3所示：在扫描计算完的试件两端用游标卡尺测其相互垂直的2个方向长轴(D1)和短轴(D2)，以同样方法测定试件两端竹壁厚(t1、t2、t3、t4)取其均值(t)，准确至0.01 mm，计算试件两端面横截面面积均值。将横截面近似为椭圆计算。②顺纹抗压试验。将试件垂直放置于万能力学试验机球面滑动支座中心位置，调整下支座，从相互垂直的2个方向观察，使试件横截面与压头表面平行，施压方向和纤维方向平行。施加预荷载不大于10.0 N，调整放好试件。沿试件轴向以1 mm·min−1的速度均匀加载，在(90±30) s内破坏，记录试件破坏的最大载荷，精确至0.1 N。③含水率测定。抗压性能试验结束后，立即清理试件上易剥落物，进行称量，准确至0.001 g。测定含水率。测定方法依据GB/T 15780—1995《竹材物理力学性质试验方法》。④计算。顺纹抗压强度按近似椭圆管状件计算。采用$ \sigma_{\text{12}}\text{=}\sigma_{{w}}\left[\text{1+0.045}\left({w}-\text{12}\right)\right] $将含水率为w的顺纹抗压强度$ \sigma_{{w}}$换算为试件含水率为12%的顺纹抗压强度$\sigma_{{12}} $，准确至0.01 MPa。$ \sigma_{{w}}\text{=}\dfrac{\text{2}{{F}}_{\text{max}}}{\text{π}t\left({{D}}_{\text{1}}\text{+}{{D}}_{\text{2}}{-}{2t}\right)} $。其中：$ {{F}}_{\text{max}} $为试件破坏最大载荷(N)；$ {t} $为试件平均壁厚(mm)；$ {{D}}_{\text{1}} $为试件横截面长轴(mm)；$ {{D}}_{\text{2}} $为试件横截面短轴(mm)。
图 3 尺寸测量示意图
Figure 3. Dimension measurement schematic
-
由表1可见：4种小径级竹材的顺纹抗压强度较为优异，采用2.0倍长径比试件测试，早园竹顺纹抗压强度最大，为82.91 MPa，水竹顺纹抗压强度最小，为67.01 MPa。在不同长径比的试件中，顺纹抗压强度测试结果平均值相差不大。方差齐性检验表明：4种小径级竹材的不同长径比试件的顺纹抗压强度差异不显著(P＞0.05)，故进行单因素ANOVA检验。检验结果显示：除苦竹外，其余3种小径级竹材的不同长径比试件对顺纹抗压强度没有产生显著影响(P＞0.05)。然而，苦竹不同长径比试件对顺纹抗压强度产生显著影响(F=3.342，P=0.040＜0.05)。进行LSD多重比较分析苦竹不同长径比试样之间的差异是否显著，结果显示：苦竹的1.0倍长径比试件与其他2种试件之间差异不显著，而1.5与2.0倍试件之间产生显著差异(P=0.012＜0.05)。这可能是由于苦竹平均直径仅为12.04 mm，直径太小并且制备设备落后，对试件造成了不同程度的破坏。
表 1 顺纹抗压测试结果
Table 1. Test results of compressive strength
竹种 长径比 顺纹抗压强度 方差齐性
检验P单因素
ANOVA检验平均值/
MPa标准差/
MPa变异系
数/%F P 苦竹 1.0 71.64 ab 3.80 5.30 0.456 3.342 0.040 1.5 70.27 b 3.20 4.55 2.0 72.65 a 3.89 5.35 篌竹 1.0 74.57 a 8.02 10.76 0.989 0.239 0.788 1.5 74.01 a 7.68 10.38 2.0 73.19 a 7.59 10.37 水竹 1.0 67.09 a 5.75 8.57 0.776 0.222 0.801 1.5 67.78 a 6.01 8.87 2.0 67.01 a 5.12 7.64 早园竹 1.0 83.29 a 9.52 11.43 0.528 0.010 0.990 1.5 83.06 a 8.19 9.86 2.0 82.91 a 7.76 9.36 说明：不同小写字母表示同一竹种不同处理之间LSD检验差异显著(P＜0.05)。 除去由于试件制备中引起的破坏而产生的测量误差，不同长径比的试样对顺纹抗压强度没有产生显著影响。根据表1结果所示：除苦竹外，其他3种竹材均是2.0倍长径比的试件测试的顺纹抗压强度的变异系数最小。其中，篌竹、早园竹和水竹2.0倍长径比试件的顺纹抗压强度变异系数分别为10.37%、9.36%和7.64%。苦竹的3种试件变异系数均较小，1.5倍长径比试件变异系数为4.55%。变异系数越小，说明数据越稳定。早园竹和篌竹的标准差在一定范围内随着长径比的增加而减少。具体而言，2.0倍长径比试件的标准差分别为7.76和7.59 MPa。水竹的2.0倍长径比试件最小，为5.12 MPa。苦竹标准差是1.5倍长径比试件最小，为3.20 MPa。标准差越小，试验数据的离散程度越小。综上所述，2.0倍长径比的试件测试的数据比较稳定，可靠性较好，变异系数小，意味着需要准备的最小试件数量就最少，整个试验的操作就相对容易，试验数据更加准确。因此，2.0倍长径比的试件用于测试小径级圆竹顺纹抗压强度最好。
-
从长径比为2.0的试样的维管束参数 (表2) 可以看出：4种竹材的纤维鞘组织比量的标准偏差均较小，说明同一竹种不同竹株不同部位的纤维鞘组织比量相差不大。其中篌竹纤维鞘组织比量最大，为35.64%，最小的是水竹，为33.05%。苦竹的维管束分布密度最大，达7.94 个·mm−2，早园竹最小，为5.77 个·mm−2。
表 2 4种小径级竹材长径比为2.0试样的维管束参数
Table 2. Vascular bundle parameters of four species of small diameter bamboo at the length-to-diameter ratio of 2.0
竹种 纤维鞘体积分数/% 维管束分布密度/(个·mm−2) 平均值 标准偏差 平均值 标准偏差 苦竹 34.61 2.18 7.94 0.73 篌竹 35.64 1.51 6.32 0.92 水竹 33.05 2.15 7.01 0.31 早园竹 34.65 5.53 5.77 1.07 如图4所示：纤维鞘体积分数 (y) 与顺纹抗压强度 (x) 之间呈线性正相关，即纤维鞘体积分数越大，顺纹抗压强度越大。基于最小二乘法对其进行线性拟合，得到线性方程：y = 260.44x−18.26，R2=0.60，r=0.778，P＜0.001。维管束分布密度和顺纹抗压强度之间的相关性并不强，可能原因是不同竹种的维管束面积以及类型不同。换而言之，不同的竹种即使维管束分布密度相同，也有可能单位面积内所含的纤维含量不同。
图 4 顺纹抗压强度与纤维鞘体积分数和维管束分布密度之间的分布规律
Figure 4. Distribution pattern between the compressive strength and the fiber volume fraction and distribution density of vascular bundles
-
本研究结果发现：4种竹材的顺纹抗压强度较为优异，高于同为圆竹形态测试的4年生毛竹的基部试件的顺纹抗压强度 (48.54 MPa)[23]。 竹子之所以具有轻质且高强度的特性，是由于其薄壁中空和功能梯度结构等优势。竹壁的构造包括表皮、维管束和基本组织等3种组织[24]，其中富含二氧化硅的表皮起着保护竹子抵御外界环境破坏的作用，维管束则承担提供力学强度的骨架作用，基本组织则填充其余部分并起着传递载荷的作用[7]。竹材作为一种典型的单向纤维增强的生物质复合材料，其机械性能主要取决于呈梯度结构分布的维管束的机械特性，如纤维鞘的体积分数和维管束的分布密度等[21, 25]。纤维密度是表征竹子强度性能的良好指标[26]，纤维鞘体积分数正是纤维密度的定量化表述。已有研究对不同纤维鞘体积分数的毛竹进行了顺纹抗压测试，发现顺纹抗压强度和模量随纤维鞘体积分数增加而线性增加的规律[27]。同样，具有梯度结构的竹材在抗弯强度和模量中随着纤维体积分数的增加而增加[28]。此外，针对不同纤维鞘体积分数的毛竹样品的拉伸测试发现，纤维鞘体积分数和拉伸强度之间存在明显的线性关系，并且根据混合定律得出的纤维和基本组织的拉伸强度和MOE分别为581.7 MPa、40.40 GPa、19.0 MPa和0.22 GPa[29]。纤维的力学性能远高于薄壁细胞，纤维在毛竹的抗拉性能中起着决定性作用[29]。这可以归因于纤维和薄壁细胞在结构和化学成分等方面的不同，竹纤维的细胞壁几乎呈实心状，而薄壁细胞则具有较大的细胞腔和较薄的细胞壁[30]，竹纤维和薄壁细胞在化学组成和晶体结构也有一定的差异[31]。因此，纤维鞘体积分数是影响竹材的顺纹抗压强度的重要因素之一。然而，竹子的维管束类型是多样的，包括双断腰型、断腰型、紧腰型、开放型和半开放型等5种维管束类型[32]，不同竹种维管束的面积各异，即使同一类型维管束在不同位置或者不同竹种中的面积也不尽相同[33]，因此，在研究不同种竹材的力学性能中探究维管束分布密度对力学性能的影响意义不大。综上所述，了解竹材结构的影响因素是非常必要的，这有助于掌握竹材的材料特性，充分发挥机械性能。
-
基于YOLO深度学习算法开发的竹材维管束模型应用于小径级竹材维管束数量和纤维鞘面积的测定，可以达到快速且准确的效果。小径级竹材的顺纹抗压性能不亚于大径级的竹材，早园竹顺纹抗压强度高达82.91 MPa，因此，小径级竹材具有较高的开发潜力。纤维鞘体积分数极显著地正向影响顺纹抗压强度。纤维鞘体积分数(x)与顺纹抗压强度(y)关系表述为一元一次方程：$ {y}\text{=260.44}{x}-\text{18.26} $。而维管束密度与顺纹抗压强度相关性较小。对于胸高直径50 mm以下的竹材，测试顺纹抗压强度时，建议采用纵向长度为平均外径2.0倍的试件，采用上述试验方法操作并控制试件在(90±30) s内压溃。另外，对于较小直径竹材制备试件时需避免对竹材造成损伤。
Compressive strength of small-diameter bamboo and its influencing factors
-
摘要:
目的 探究测试小径级圆竹顺纹抗压强度的方法，以及纤维鞘体积分数和维管束分布密度对顺纹抗压强度的影响。 方法 以苦竹Pleioblastus amarus、篌竹Phyllostachys nidularia、水竹Phyllostachys heteroclada和早园竹Phyllostachys propinqua 等4种小径级竹材(胸高直径50 mm以下)为研究对象，采用圆竹形式的试件探究小径级竹材的顺纹抗压性能测试方法，测试不同长径比(试件长度与直径的比值)试件对顺纹抗压强度的影响。同时，利用基于YOLO深度学习算法开发竹材维管束检测模型对维管束数量和纤维鞘面积进行测定，以探索其对顺纹抗压强度的影响。 结果 不同长径比试件测试结果并无显著性差异，以数据稳定性为准，则2.0倍长径比试件测试结果较为合理。采用该长径比试件测试，早园竹顺纹抗压强度最大，为82.91 MPa，水竹顺纹抗压强度最小，为67.01 MPa。篌竹纤维鞘组织比量最大，为35.64%，水竹最小，为33.05%。苦竹的维管束分布密度最大，达7.94 个·mm−2，早园竹最小，为5.77 个·mm−2。将不同种竹材作为整体对象的研究表明：纤维鞘体积分数正向影响顺纹抗压强度，而维管束分布密度对顺纹抗压强度的影响较小。 结论 小径级竹材顺纹抗压强度的测试宜采用2.0倍长径比试件，控制试件在(90±30) s内压溃。该试验选用的小径级竹材的顺纹抗压性能较为优异，纤维鞘体积分数(y)与顺纹抗压强度(x)之间存在$ {y}\text{=260.44}{x}{-}\text{18.26} $线性相关性。图4表2参33 Abstract:Objective This study is aimed to investigate the testing method for determining the compressive strength of small-diameter bamboo culms as well as the impact of fiber sheath volume fraction and distribution density of vascular bundles on it. Method Four species of small-diameter bamboo, namely Pleioblastus amarus, Phyllostachys nidularia, Phyllostachys heteroclada, and Phyllostachys propinqua, with a diameter at breast height of less than 50 mm, were selected as research subjects before bamboo culm samples were utilized to investigate the compressive strength testing method for small-diameter bamboo and to examine the impact of varying length-to-diameter ratios on compressive strength. At the same time, a bamboo vascular bundle detection model based on the YOLO deep learning algorithm was employed to determine the number of vascular bundles and fiber sheath area so as to investigate their influence on compressive strength. Result There were no significant differences in the test results among specimens with different length-to-diameter ratios and the test results for the specimen with a length-to-diameter ratio of 2.0 were more reasonable. Of specimens at the length-to-diameter ratio of 2.0, Phyllostachys propinqua exhibited the highest compressive strength at 82.91 MPa while Phyllostachys heteroclada demonstrated the lowest strength at 67.01 MPa. The volume fraction of fiber sheath was highest in Phyllostachys nidularia at 35.64% and lowest in Phyllostachys heteroclada at 33.05%. The density of vascular bundles in Pleioblastus amarus was highest at 7.94 pieces·mm−2, while that of Phyllostachys propinqua was the lowest at 5.77 pieces·mm−2. Studies that treated various species of bamboo as a unified entity have shown that the positive effect of the volume fraction of fiber sheath on compressive strength was significant while the influence of vascular bundle distribution density on compressive strength was relatively minor. Conclusion A specimen with a length-to-diameter ratio of 2.0 is an ideal choice for testing the compressive strength of small-diameter bamboo and the specimen should be controlled for a period of (90±30) seconds before it collapses. Furthermore, the small-diameter bamboo selected for this experiment exhibited excellent compressive performance while there was a direct correlation between the volume fraction of fiber sheath (y) and compressive strength (x), as shown in the equation y=260.44x−18.26. [Ch, 4 fig. 2 tab. 33 ref.] -
蚂蚁作为膜翅目Hymenoptera蚁科Formicidae昆虫，在自然界中具有不可忽视的作用，具备改良土壤、分解有机质、促进土壤碳氮循环、维持微生态平衡等重要作用[1−2]，常被用作各类环境生物多样性的指示物种[3−4]。全世界已记载的蚂蚁共有16亚科342属14 187种[5]，蚂蚁是地球上分布最广、种类及数量最多的社会性昆虫[6]。
当前，中国的蚂蚁群落研究集中在西南地区[7−9]，而对西北地区蚂蚁群落研究报道较少。在新疆地区蚂蚁研究方面，吴坚等[10]记录了新疆地区2亚科、5属、14种；夏永娟等[11−12]记录了新疆地区3亚科、16属、43种，其中1新种；COLLINGWOOD等[13]报道准葛尔盆地及其邻近山区的蚂蚁46种，其中27种为中国新纪录种；黄人鑫等[14]报道了新疆蚂蚁42种新记录种。通过上述研究共记载了新疆蚂蚁3亚科20属118种，其中分布于天山的种类仅46种。可见，对新疆蚂蚁的研究，尤其是天山地区的研究还十分有限，且仅限于区系和分类，缺乏蚂蚁物种多样性的研究。近期，翟奖等[15]研究了新疆天山东部与邻近地区蚂蚁分布规律，共报道2亚科、14属、29种，发现蚂蚁物种主要集中在土壤温润、树木高大的人工林内；杨林等[16]对新疆天山中部的蚂蚁物种多样性进行了分析，共报道蚂蚁2亚科27种，北坡的蚂蚁物种多样性显著高于南坡，且中海拔区域的物种多样性最高。这些研究丰富了天山地区蚂蚁分布和物种多样性的研究，也使分布于天山的物种增加至50种。
天山中-西段主要位于克拉玛依的奎屯至阿克苏地区的库车一线区域，由北坡、山间谷地和南坡组成，于2022年7—8月对新疆天山中-西段的蚂蚁多样性进行调查，探讨蚂蚁群落结构、物种多样性与海拔和植被的关系等问题，并与天山中部的蚂蚁多样性进行比较，以全面揭示干旱区蚂蚁物种多样性随着海拔和植被的变化如何变化，以期为该地区的生物多样性保护提供基础资料。
1. 材料与方法
1.1 样地设置
新疆天山中-西段海拔为781~3 235 m，依地形划分为北坡独山子垂直带、山间起伏盆地的乌拉斯台和那拉提2个垂直带及南坡的库车垂直带，共4个垂直带。海拔每上升250 m，选取植被典型的1块50 m×50 m样地进行调查，共设置33块样地，其中垂直带中海拔最低的1块样地位于奎屯市独山子区天景颐园，海拔为781 m。各垂直带调查样地的位置及自然概况见表1。受野外自然条件限制，选定样地的海拔会有一定误差，控制在±50 m内。
表 1 新疆天山中-西段蚂蚁群落调查样地概况Table 1 Survey sites of ant communities in the middle-western section of Tianshan Mountains in Xinjiang垂直带 样地
编号海拔/m 纬度(N) 经度(E) 土壤类型 土壤湿度 植被类型 乔木郁闭度 盖度/% 地被物厚度/cm 灌木 草本 地被物 独山子 1 781 44°19′01.12″ 84°52′42.12″ 黄壤 潮湿 落叶阔叶林 0.5 0 70 70 1.0~2.0 2 1 050 44°12′39.95″ 84°50′46.69″ 黄壤 干燥 落叶阔叶林 0.3 5 75 75 0.5~1.0 3 1 278 44°09′56.52″ 84°49′39.46″ 黄沙土 干燥 灌丛 0 30 80 80 0.5~1.0 4 1 540 44°07′11.10″ 84°49′31.52″ 黄沙土 干燥 灌丛 0 30 70 70 0.5~1.0 5 1 726 44°06′08.44″ 84°48′15.93″ 黄沙土 潮湿 灌丛 0 40 60 60 1.0~2.0 6 2 029 43°53′15.47″ 84°29′59.35″ 黄壤 湿润 草丛 0 0 95 95 0.5~1.0 7 2 285 43°50′12.22″ 84°28′14.13″ 棕黄壤 湿润 灌丛 0 30 80 80 2.0~3.0 8 2 549 43°47′27.07″ 84°27′51.96″ 棕壤 湿润 草丛 0 0 95 95 1.0~2.0 9 2 773 43°46′43.76″ 84°27′21.36″ 灰黄壤 湿润 锦鸡儿灌丛 0 30 95 95 1.0~2.0 10 3 023 43°45′14.16″ 84°26′13.54″ 黄沙土 湿 草甸 0 0 95 95 1.0~2.0 11 3 235 43°44′21.20″ 84°24′57.72″ 灰棕壤 湿 草甸 0 0 85 85 1.0~2.0 乌拉斯台 11 3 235 43°44′21.20″ 84°24′57.72″ 灰棕壤 湿 草甸 0 0 85 85 1.0~2.0 12 3 024 43°42′27.20″ 84°26′51.60″ 棕壤 湿 草丛 0 0 80 80 1.0~2.0 13 2 760 43°41′15.80″ 84°23′57.55″ 棕壤 湿 柏木灌丛 0 50 90 90 1.0~2.0 14 2 533 43°40′02.69″ 84°24′24.03″ 棕壤 湿润 灌丛 0 30 90 95 0.5~1.0 15 2 295 43°37′57.52″ 84°18′48.52″ 棕壤 湿润 云杉林 0.6 20 70 100 2.0~3.0 16 2 000 43°21′36.52″ 84°22′00.32″ 棕壤 湿润 草丛 0 0 100 100 0.5~1.0 17 1 798 43°20′12.98″ 84°21′30.23″ 棕壤 湿润 针阔混交林 0.4 0 95 95 1.0~2.0 那拉提 18 1 802 43°13′43.85″ 84°19′15.64″ 棕壤 湿润 针阔混交林 0.5 30 95 95 2.0~3.0 19 2 020 43°13′31.38″ 84°19′24.66″ 棕壤 湿润 针阔混交林 0.5 70 50 100 1.0~2.0 20 2 288 43°11′26.28″ 84°19′42.82″ 棕壤 湿润 草丛 0 0 100 100 1.0~2.0 21 2 548 43°10′06.98″ 84°21′04.21″ 棕壤 湿润 高山柳灌丛 0 90 100 100 2.0~3.0 22 2 547 42°41′24.77″ 83°41′18.64″ 棕壤 湿润 草丛 0 0 100 100 0.5~1.0 23 2 785 42°34′51.52″ 83°36′53.84″ 棕壤 湿润 草丛 0 10 95 95 1.0~2.0 24 3 055 42°30′50.27″ 83°28′54.46″ 棕壤 湿 草丛 0 0 70 70 1.0~2.0 库车 25 3 058 42°28′36.91″ 83°26′04.32″ 棕壤 湿 草丛 0 0 95 95 1.0~2.0 26 2 759 42°27′50.54″ 83°24′29.82″ 黄壤 湿润 灌丛 0 50 95 95 1.0~2.0 27 2 508 42°27′38.24″ 83°23′21.49″ 暗棕壤 湿润 云杉林 0.5 20 95 100 2.0~3.0 28 2 233 42°26′31.70″ 83°15′21.55″ 黄壤 湿润 草丛 0 0 90 90 1.0~2.0 29 2 052 42°25′05.20″ 83°16′01.70″ 黄壤 湿润 草丛 0 10 98 98 1.0~2.0 30 1 773 42°13′34.37″ 83°13′57.53″ 黄沙土 湿润 灌丛 0 40 50 50 0.5~1.0 31 1 539 42°07′16.52″ 83°09′02.09″ 红壤 干燥 灌丛 0 30 10 30 0.5 32 1 269 41°51′24.16″ 82°49′08.19″ 黄沙土 干燥 疏灌丛 0 10 10 10 0.5 33 1 009 41°44′01.62″ 82°55′43.37″ 黄沙土 干燥 落叶阔叶林 0.2 30 30 30 0.5 说明：乌拉斯台垂直带在该海拔梯度内可选择的典型植被类型样地较少，为更直观地揭示蚂蚁物种数量变化，选择独山子垂直带海拔为3 235 m的样地(编号11)为乌拉斯台垂直带起始点。灌丛指多种灌木组成的灌丛，高于1.0 m，区别于单树种灌丛；疏灌丛指盖度小于10%的灌丛。锦鸡儿Caragana sinica；柏木Cupressus funebris；云杉Picea asperata；高山柳Salix cupularis。土壤湿度以含水量＜12%为干燥，12%~15%为湿润，15%~20%为潮湿，＞20%为湿。 1.2 调查及标本制作方法
参考文献[1]，在新疆天山中-西段不同海拔采用样地调查法和搜索法进行蚂蚁群落调查，在选定样地内沿对角线选取5个1 m×1 m的样方，每个样方间隔10 m，在采集地表蚂蚁前，先测量每个样方内地被物的厚度。分别采集样地地表样、土壤样和树冠样的蚂蚁，并将蚂蚁保存至装有无水乙醇的离心管，贴上标签。样方调查结束后，5人同时对样地内样方外周围地表、石下、树冠和朽木等微生境进行搜索调查，时间为1 h。将采集到的蚂蚁装入离心管并作标签和记录。依据同种同巢、同种形态相同原则对采集的标本进行归类、编号、登记，将每号标本制作成不超过9头的三角纸干制标本，多余的个体用无水乙醇浸渍保存，依据相关分类学文献[1, 10]鉴定蚂蚁标本，尽可能鉴定到种。
1.3 群落结构分析方法
按照黄钊等[8]的方法，以各类蚂蚁物种个体数占群落物种总数的比例(β)来揭示群落结构特征，采用常规划分标准分为5个类型，即类型 A 为 β≥10.0% ，优势种；类型B为 5.0%≤β＜10.0% ，常见种；类型C为 1.0%≤β＜5.0% ，较常见种；类型D为 0.1%≤β＜1.0% ，较稀有种；类型E为 β＜0.1%，稀有种。
1.4 多样性指标测定方法
利用Estimate S 9.1.0 对数据进行处理[17−18]，采用5项主要指标测定物种多样性：物种数目、Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou 均匀度指数、Simpson 优势度指数、Jaccard 相似性系数[1, 19]，利用SPSS软件中的one-way ANOVA对各垂直带蚂蚁多样性的各个指数进行方差分析并进行多重比较；采用Pearson相关分析方法[20]分析蚂蚁群落多样性各个指数与海拔的相关性，若存在显著相关性，则使用线性和二项式模型进行拟合，基于拟合系数(R2)评价拟合度，并进行显著性t检验，同时分析蚂蚁群落多样性指标与植被特征的相关性。
2. 结果与分析
2.1 蚂蚁群落的结构分析
在新疆天山中-西段4个垂直带共采集蚂蚁136 247头，经鉴定共29种，隶属于2亚科12属。其中优势种3种，分别为草地铺道蚁Tetramorium caespitum、黑毛蚁Lasius niger和丝光蚁Formica fusca；常见种3种，分别是黄毛蚁L. flavus、光亮黑蚁F. candida和工匠收获蚁 Messor structor；角结红蚁 Myrmica angulinodis、红林蚁F. sinae等10种为较常见种；凹唇蚁F. sanguinea、喜马毛蚁L. himalayanus 和纹头原蚁Proformica striaticeps 3种为较稀有种；诺斯铺道蚁T. nursei、堆土细胸蚁Leptothorax acervorum等10种为稀有种(表2)，较常见种和稀有种种类较多。
表 2 新疆天山中-西段蚂蚁群落结构Table 2 Ant community structure of the middle-western section of Tianshan Mountains in Xinjiang编号 物种名称 N/头 β/% 物种类型 编号 物种名称 N/头 β/% 物种类型 1 草地铺道蚁Tetramorium caespitum 31 856 23.38 优势种 16 弯角红蚁Myrmica lobicornis 1 411 1.04 较常见种 2 黑毛蚁Lasius niger 22 629 16.61 优势种 17 凹唇蚁Formica sanguinea 1 002 0.74 较稀有种 3 丝光蚁Formica fusca 17 991 13.20 优势种 18 喜马毛蚁Lasius himalayanus 736 0.54 较稀有种 4 黄毛蚁Lasius flavus 12 247 8.99 常见种 19 纹头原蚁Proformica striaticeps 139 0.10 较稀有种 5 光亮黑蚁Formica candida 10 500 7.71 常见种 20 诺斯铺道蚁Tetramorium nursei 129 0.09 稀有种 6 工匠收获蚁Messor structor 9 688 7.11 常见种 21 堆土细胸蚁Leptothorax acervorum 128 0.09 稀有种 7 角结红蚁Myrmica angulinodis 4 406 3.23 较常见种 22 蒙古原蚁Proformica mongolica 116 0.08 稀有种 8 红林蚁Formica sinae 4 023 2.95 较常见种 23 长柄心结蚁Cardiocondyla elegans 12 0.01 稀有种 9 阿富汗红蚁Myrmica afghanica 3 903 2.86 较常见种 24 广布弓背蚁Camponotus herculeanus 5 0 稀有种 10 艾箭蚁Cataglyphis aenescens 3 695 2.71 较常见种 25 吉市红蚁Myrmica jessensis 4 0 稀有种 11 满斜结蚁Plagiolepis manczshurica 3 030 2.22 较常见种 26 婀娜收获蚁Messor aralocaspius 3 0 稀有种 12 草地蚁Formica pratensis 3 009 2.21 较常见种 27 蒙古切胸蚁Temnothorax mongolicus 3 0 稀有种 13 类干蚁Formica approximans 2 043 1.50 较常见种 28 针毛收获蚁Messor aciculatus 1 0 稀有种 14 掘穴蚁Formica cunicularia 1 933 1.42 较常见种 29 条纹切胸蚁Temnothorax striatus 1 0 稀有种 15 中亚凹头蚁Formica mesasiatica 1 604 1.18 较常见种 合计 136 247 100 说明：N为个体数，β为各类蚂蚁物种个体数占群落物种总数的比例。 2.2 蚂蚁群落的多样性指标分析
2.2.1 物种累积曲线分析
随着调查样地的增加，实际观察物种数(S)、基于多度(个体数量)的预测值(ACE)、Chao 1和Chao 2值均先急剧上升，后缓慢上升，最后趋于稳定(图1)。蚂蚁物种S为29，与丰富度估计值(ACE值为30.03，Chao1值为30，Chao 2值为29.97)相接近，实际采集到的物种数约为预测值的96.57%~96.76%，可见抽样充分。
图 1 新疆天山中-西段蚂蚁物种实测值和预测值累积曲线Figure 1 Cumulative curve of measured and predicted ant species in the middle-western section of Tianshan Mountains in Xinjiang2.2.2 物种数
从物种的实测值来看，新疆天山中-西段4个垂直带的蚂蚁物种数都接近或等于ACE估计值(表3)，其中独山子垂直带海拔2 773 m锦鸡儿灌丛、3 023 m草甸、3 235 m草甸，乌拉斯台垂直带海拔3 024 m草丛，那拉提垂直带海拔2 548 m高山柳灌丛、
3055 m草丛及库车垂直带3 058 m草丛样地均未发现蚂蚁。4个垂直带蚂蚁物种数顺序为：独山子垂直带(18种)＞那拉提垂直带(14种)＞库车垂直带(13种)＞乌拉斯台垂直带(10种)。如图2所示：各垂直带的蚂蚁物种数与海拔存在显著(P＜0.05)相关性。总体来看，各垂直带的蚂蚁物种数随海拔升高基本呈下降趋势。独山子、乌拉斯台和那拉提垂直带蚂蚁物种数与海拔的二项式变化趋势与线性变化趋势基本一致，线性模型显示乌拉斯台和那拉提垂直带的蚂蚁物种数与海拔分别呈显著(R2=0.770，P=0.022)和极显著(R2=0.739，P=0.013)负相关关系，二项式变化同线性分析趋势一致，但无显著相关性(P＞0.05)；而库车垂直带物种数与海拔的二项式模型呈现随海拔升高先升高后下降的单峰曲线。表 3 各垂直带蚂蚁群落多样性指标Table 3 Diversity indexes of ant communities in different vertical zones垂直带 物种数/种 ACE估计值 Shannon-Wiener多样性指数 Pielou均匀度指数 Simpson优势度指数 独山子 18 20.10±0.00 0.515 2±0.153 9 a 0.313 8±0.095 8 a 0.446 3±0.107 8 a 乌拉斯台 10 10.00±0.00 0.539 9±0.221 6 a 0.348 9±0.121 5 a 0.403 7±0.135 8 a 那拉提 14 16.54±1.49 0.596 7±0.265 9 a 0.329 9±0.139 0 a 0.316 8±0.132 5 a 库车 13 13.60±0.00 0.505 8±0.119 1 a 0.408 6±0.103 2 a 0.611 0±0.096 0 a 说明：同列相同字母表示差异不显著(P＞0.05)。数值为平均值±标准误。 2.2.3 多样性指数
新疆天山中-西段4个垂直带蚂蚁群落多样性指数变化顺序为：那拉提垂直带(0.596 7)＞乌拉斯台垂直带(0.539 9)＞独山子垂直带(0.515 2)＞库车垂直带(0.505 8)，但4个垂直带的蚂蚁多样性指数差异不显著(表3)。如图3所示：在4个垂直带上，独山子和乌拉斯台垂直带的蚂蚁多样性指数与海拔存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)相关性，而那拉提和库车垂直带的蚂蚁多样性指数与海拔的相关性不显著(P＞0.05)。总体来看，各垂直带的蚂蚁多样性指数随海拔升高而呈现降低的趋势，二项式变化趋势与线性变化趋势基本一致。其中线性模型显示乌拉斯台垂直带蚂蚁多样性指数与海拔呈显著负相关(P＜0.05)，二项式变化趋势与线性分析一致，但无相关性。
2.2.4 均匀度指数
新疆天山中-西段4个垂直带蚂蚁群落均匀度指数变化顺序为：库车垂直带(0.408 6)＞乌拉斯台垂直带(0.348 9)＞那拉提垂直带(0.329 9)＞独山子垂直带(0.313 8)，但4个垂直带的蚂蚁均匀度指数差异不显著(表3)。如图4所示：在4个垂直带上，独山子和乌拉斯台垂直带的蚂蚁均匀度指数与海拔存在显著相关性(P＜0.05)，而那拉提和库车垂直带的蚂蚁均匀度指数与海拔关系不显著(P＞0.05)。其中在独山子垂直带，均匀度指数与海拔的线性模型显著负相关(P＜0.05)，二项式模型呈现极显著负相关(P＜0.01)，二项式和线性模型变化趋势不一致；线性模型显示乌拉斯台垂直带蚂蚁群落均匀度指数与海拔化显著负相关(R2=0.697，P＜0.05)，二项式和线性模型变化趋势不一致，且相关性不显著(P＞0.05)；线性和二项式模型显示，那拉提和库车垂直带的蚂蚁群落均匀度指数与海拔变化相关性均不显著(P＞0.05)，但二项式和线性模型变化趋势基本一致。
2.2.5 优势度指数
新疆天山中-西段4个垂直带蚂蚁群落优势度指数变化顺序为：库车垂直带(0.611 0)＞独山子垂直带(0.446 3)＞乌拉斯台垂直带(0.403 7)＞那拉提垂直带(0.316 8)，与多样性指数的变化趋势正相反，但4个垂直带的蚂蚁群落优势度指数差异不显著(表3)。相关分析发现：各垂直带的蚂蚁群落优势度指数与海拔的相关性不显著(P＞0.05)；4个垂直带的线性模型和二项式模型的变化趋势不一致，二项式模型分析均呈先升高后降低的变化趋势(图5)，仅独山子垂直带的二项式模型呈显著性(R2=0.846，P＜0.01)。
2.3 蚂蚁群落相似性分析
新疆天山中-西段各垂直带蚂蚁群落间相似性系数为0.166 7~0.600 0(表4)，处于极不相似至中等相似水平；平均值0.289 0，显示中等不相似水平。其中同处于山间盆地的那拉提与乌拉斯台垂直带的蚂蚁群落间相似性最大(0.600 0)，乌拉斯台与独山子垂直带的蚂蚁群落间相似性最小(0.166 7)，库车与那拉提垂直带之间相似性较低，处于中等不相似水平，其余垂直带间相似性低，处于极不相似水平。总体来说，新疆天山中-西段蚂蚁群落之间相似性较低，群落结构差异较大。
表 4 新疆天山中-西段各垂直带蚂蚁群落间相似性系数Table 4 Similarity coefficients of ant communities in the middle-western section of Tianshan Mountains in Xinjiang垂直带 垂直带q 乌拉斯台 那拉提 库车 独山子 0.166 7 0.230 8 0.240 0 乌拉斯台 0.600 0 0.210 5 那拉提 0.285 7 平均值 0.289 0 说明：q为相似性系数， 1≥q≥0.75，极相似；0.75 ＞q≥0.50，中等相似；0.50 ＞q≥0.25，中等不相似；0.25＞q≥0，极不相似。 2.4 蚂蚁群落多样性指标与植被特征相关分析
如表5所示：新疆天山中-西段蚂蚁物种数与乔木郁闭度显著正相关(P＜0.05)，但与灌木盖度、草木盖度、地被物盖度和地被物厚度相关性不显著；多样性指数、均匀度指数和优势度指数与植被特征的相关性均不显著。
表 5 蚂蚁多样性与植被特征相关分析Table 5 Correlation analysis between ant diversity and vegetation feature植被特征 物种数 多样性
指数均匀度
指数优势度
指数乔木郁闭度 0.424* 0.296 0.285 0.095 灌木盖度 0.049 0.099 0.114 −0.015 草本盖度 −0.226 −0.234 −0.234 −0.072 地被物盖度 −0.161 −0.143 −0.137 −0.075 地被物厚度 −0.148 −0.240 −0.256 −0.071 说明：数值为Pearson相关系数，*表示在0.05水平上显著相关。 3. 讨论
在新疆天山中-西段4个垂直带共采集蚂蚁136 247头，隶属于2亚科12属29种，物种数略高于新疆天山中段[16](2亚科15属27种)，与天山东段[15](2亚科14属29种)相等，但明显高于临近的祁连山国家公园青海片区[21](2亚科6属13种)，可能是因为天山中部和祁连山国家公园海拔较高，海拔落差较大，其物种丰富度较低，而新疆天山中-西段和东段由于平均海拔较低，蚂蚁物种丰富度较高，相对海拔高度对蚂蚁物种丰富度也有着重要影响。与同为干旱区的伊朗中部相比，新疆天山中-西段的蚂蚁物种数明显低于伊朗中部[22](8亚科12属34种)，可能是伊朗中部纬度和海拔均低于新疆天山，表明耐热性较低的物种更喜欢聚集在中部高海波区域[22]，而伊朗中部因适合蚂蚁生存的海拔跨度较大造成物种多样性较高，新疆天山中-西段由于低海拔炎热干燥，高海拔温度过低，适合蚂蚁生存的海拔跨度较小而使多样性较低。
目前，全球蚂蚁物种多样性沿海拔梯度变化主要呈现5种模式[23]：①随海拔升高蚂蚁多样性呈递减的趋势(物种多样性最高出现在低海拔区域)[24]；②低高原模式(300 m以下最低海拔的高多样性)；③单峰模式，即在中海拔区域物种多样性最高，可用“中域效应”来解释(海拔高于300 m)[25]；④随海拔升高蚂蚁多样性呈现多个峰值，可用“多域效应”来解释[26]；⑤无规律模式。研究表明：在沿海拔梯度的5种模式中，最常见的是单峰模式和递减模式[27−29]。中海拔地区的物种丰富度较高是由于高海拔或低海拔地区的气候严酷和高海拔地区资源的可利用性有限[30−31]；物种丰富度随海拔升高而下降，原因是海拔升高，温度和生产力下降[32]。通过对新疆天山中-西段4个垂直带的物种数和多样性指数分析发现：蚂蚁物种多样性沿海拔梯度变化总体呈现随海拔升高而降低的趋势，主要原因是随着海拔的升高气温会逐渐降低而影响蚂蚁的生存；4个垂直带的物种数和多样性指数与海拔变化显著相关，均匀度指数和优势度指数与海拔的相关显著性不尽相同，这与天山中部南北坡的蚂蚁多样性变化规律一致[16]。除了气温以外，还可能受到湿度的制约。与藏东南、四川西部大凉山和云南地区自然保护区不同，新疆天山位居中国内陆，印度洋季风因受到喜马拉雅山脉的阻挡而无法到达，太平洋季风虽可以到达，但距离较远，因此新疆天山常年较干旱，雨水较少，湿度较低，植被类型多以草地及灌木为主，蚂蚁物种丰富度也较低；从4个垂直带来看，蚂蚁物种数独山子垂直带(18种)＞那拉提垂直带(14种)＞库车垂直带(13种)＞乌拉斯台垂直带(10种)，独山子垂直带位于天山北坡，库车垂直带位于天山南坡，可见天山的北坡蚂蚁物种数比南坡要多，可能是因为新疆天山位于北半球，南坡为阳坡，北坡为阴坡，南坡日照时间长，水分蒸发量大，土壤湿度低，蚂蚁物种较少，这与天山中部南北坡的蚂蚁物种分布一致[16]。因此湿度也成为制约蚂蚁物种多样性的因素之一。同时温度和湿度也影响着植被类型、土壤结构和微生境等，故蚂蚁物种多样性受到多种因素的影响。
从群落相似性来看，那拉提与乌拉斯台垂直带的蚂蚁群落间相似性较高，其原因可能是这2个垂直带地理位置相邻，海拔高度和植被类型相似，相同的生境提供了相同的栖息场所和食物资源，从而孕育了较多相同的蚂蚁种类；而其余各垂直带间的群落相似性较低，处于极不相似至中等不相似水平，蚂蚁群落组成差异明显。相关性分析表明：天山中-西段蚂蚁群落的物种数与多样性指数与海拔变化呈显著负相关，海拔梯度显著影响该区域的蚂蚁物种多样性。有研究表明：凋落物覆盖率增高可增加蚂蚁的物种丰富度[33]，但蚂蚁物种丰富度与凋落物的数量间无显著相关性，本研究中各垂直带蚂蚁物种数与草本盖度、地被物的盖度和厚度负相关，但相关性不显著，与前人研究结果一致[34]；物种数与乔木郁闭度呈显著正相关，在四川王朗自然保护区[ 35]、青藏高原西南坡[36]和西北坡[37]等地区的研究也存在这种相关关系，可能是高大的乔木给蚂蚁提供了较理想的栖息场所、食物来源，蚂蚁群落得以发展。从栖息生境来看，天山中-西段的植被多为草丛和灌丛，仅在海拔相对较低的地方分布有阔叶林、针阔混交林，生态系统脆弱，保护和利用好区域内的昆虫生物多样性，对维持和改善生态系统具有重要意义。
4. 结论
在新疆天山中-西段4个垂直带共记录到蚂蚁2亚科12属29种，优势种为草地铺道蚁、黑毛蚁和丝光蚁。新疆天山中-西段的蚂蚁物种多样性明显高于祁连山国家公园青海片区，与天山东段和中段接近，低于同为干旱区的伊朗中部。整体而言，天山中-西段4个垂直带蚂蚁群落多样性指数随海拔升高而呈现降低趋势。物种数和多样性指数与海拔显著负相关，且物种数与乔木郁闭度显著正相关，海拔显著影响该地区的蚂蚁物种多样性，同时坡向、湿度、植被等也起到重要作用。各垂直带间的蚂蚁群落相似性总体较低，表明蚂蚁群落分化明显。
5. 致谢
感谢西南林业大学图书馆房华老师和研究生杨蕊、韩秀、杨林、钱怡顺在标本采集和样地调查，本科生杨润娇、何丽华、杨洋和潘宇航在标本整理与制作中的帮助。
-
图 2 高清灰度图(A)、识别每个维管束的检测图(B)和利用局部聚类算法获得的二值化图(C)
Figure 2 HD grayscale image (A), detection image identifying each vascular bundle (B) and binarized image obtained using local clustering algorithm (C)
图 4 顺纹抗压强度与纤维鞘体积分数和维管束分布密度之间的分布规律
Figure 4 Distribution pattern between the compressive strength and the fiber volume fraction and distribution density of vascular bundles
表 1 顺纹抗压测试结果
Table 1. Test results of compressive strength
竹种 长径比 顺纹抗压强度 方差齐性
检验P单因素
ANOVA检验平均值/
MPa标准差/
MPa变异系
数/%F P 苦竹 1.0 71.64 ab 3.80 5.30 0.456 3.342 0.040 1.5 70.27 b 3.20 4.55 2.0 72.65 a 3.89 5.35 篌竹 1.0 74.57 a 8.02 10.76 0.989 0.239 0.788 1.5 74.01 a 7.68 10.38 2.0 73.19 a 7.59 10.37 水竹 1.0 67.09 a 5.75 8.57 0.776 0.222 0.801 1.5 67.78 a 6.01 8.87 2.0 67.01 a 5.12 7.64 早园竹 1.0 83.29 a 9.52 11.43 0.528 0.010 0.990 1.5 83.06 a 8.19 9.86 2.0 82.91 a 7.76 9.36 说明：不同小写字母表示同一竹种不同处理之间LSD检验差异显著(P＜0.05)。 
下载: 导出CSV
表 2 4种小径级竹材长径比为2.0试样的维管束参数
Table 2. Vascular bundle parameters of four species of small diameter bamboo at the length-to-diameter ratio of 2.0
竹种 纤维鞘体积分数/% 维管束分布密度/(个·mm−2) 平均值 标准偏差 平均值 标准偏差 苦竹 34.61 2.18 7.94 0.73 篌竹 35.64 1.51 6.32 0.92 水竹 33.05 2.15 7.01 0.31 早园竹 34.65 5.53 5.77 1.07
下载: 导出CSV
-
[1] KAUR P J. Bamboo availability and utilization potential as a building material [J]. Forestry Research and Engineering: International Journal, 2018, 2(5): 240 − 242. [2] YUAN Tiancheng, WANG Xinzhou, LIU Xiaorong, et al. Bamboo flattening technology ebables efficient and value-added utilization of bamboo in the manufacture of furniture and engineered composites [J/OL]. Composites Part B: Engineering, 2022, 242: 110097[2023-02-28]. doi:10.1016/j.compositesb.2022.110097. [3] SHAMSURI M A, MAIN N M. Review on the paper making process from bamboo as a paper product [J]. Progress in Engineering Application and Technology, 2021, 2(1): 965 − 971. [4] 李佳, 顾蕾, 朱玮强, 等. 浙江省安吉县CCER竹林经营碳汇交易项目经济效益分析[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 581 − 588. LI Jia, GU Lei, ZHU Weiqiang, et al. Economic benefit of carbon sequestration project of CCER bamboo forest management in Anji Country, Zhejiang Province [J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 581 − 588. [5] DAI Fukuan, WANG Ziwei, WANG Hankun, et al. Vascular bundle characteristics and mechanical properties of Dendrocalamus sinicus [J/OL]. Construction and Building Materials, 2023, 363: 129858[2023-02-28]. doi: 10.1016/j. conbuildmat. 2022.129858. [6] MA Xinxin, LUO Zhiqiang, JI Conghui, et al. Flexural creep behaviors of bamboo subjected to different gradient variation directions and relative humidity [J/OL]. Industrial Crops and Products, 2022, 179: 114679[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.indcrop.2022.114679. [7] YU Yanglun, HUANG Yuxiang, ZHANG Yahui, et al. The reinforcing mechanism of mechanical properties of bamboo fiber bundle-reinforced composites [J]. Polymer Composites, 2019, 40(4): 1463 − 1472. [8] LI Hongbo, SHEN Shengping. The mechanical properties of bamboo and vascular bundles [J]. Journal of Materials Research, 2011, 26(21): 2749 − 2756. [9] LIU Yanyan, HUANG Dongsheng, ZHU Junjie. Experimental investigation of mixed-mode I/II fracture behavior of parallel strand bamboo [J/OL]. Construction and Building Materials, 2021, 288: 123127[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123127. [10] ZHAO Xiaoxiao, YAN Jing, HUANG Ying, et al. Magnetic porous CoNi@C derived from bamboo fiber combined with metal-organic-framework for enhanced electromagnetic wave absorption [J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2021, 595: 78 − 87. [11] CHEN Meiling, WENG Yun, SEMPLE K, et al. Sustainability and innovation of bamboo winding composite pipe products [J/OL]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, 144: 110976[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.rser.2021.110976. [12] 张亚慧, 黄宇翔, 于文吉, 等. 我国竹产业的发展历程、现状及趋势[J]. 中国人造板, 2019, 26(6): 32 − 36. ZHANG Yahui, HUANG Yuxiang, YU Wenji, et al. Development, current situation and trend of bamboo industry in China [J]. China Wood-Based Panels, 2019, 26(6): 32 − 36. [13] 林敏, 龚媛媛, 石金明, 等. 江西的竹产业发展现状与建议[J]. 能源研究与管理, 2019(3): 1 − 5. LIN Min, GONG Yuanyuan, SHI Jinming, et al. Development status and suggestion of bamboo industry in Jiangxi [J]. Energy Research and Management, 2019(3): 1 − 5. [14] CHEN Lin, YU Zixuan, FEI Benhua, et al. Study on performance and structural design of bamboo helmet [J/OL]. Forests, 2022, 13(7): 1091[2023-02-28]. doi: 10.3390/f13071091. [15] 夏雨, 牛帅红, 李延军, 等. 常压高温热处理对红竹竹材物理力学性能的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 765 − 770. XIA Yu, NIU Shuaihong, LI Yanjun, et al. Physical and mechanical properties of Phyllostachys iridescins under normal pressure and heat temperature [J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2018, 35(4): 765 − 770. [16] BAHTIAR E T, IMANULLAH A P, HERMAWAN D, et al. Structural grading of three sympodial bamboo culms (Hitam, Andong, and Tali) subjected to axial compressive load [J]. Engineering Structures, 2019, 181: 233 − 245. [17] 陈冠军, 袁晶, 余雁, 等. 竹材顺纹抗压性能的种间差异及其影响因子研究[J]. 木材加工机械, 2018, 29(6): 23 − 27. CHEN Guanjun, YUAN Jing, YU Yan, et al. Study on interspecific differences of the compression performance parallel to the grain of bamboo and its influencing factors [J]. Forestry and Grassland Machinery, 2018, 29(6): 23 − 27. [18] 中国木材标准化技术委员会. 竹材物理力学性质试验方法: GB/T 15780—1995[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995. National Technical Committee on Timber of Standardization Administrator of China. Testing Methods for Physical and Mechanical Properties of Bamboos: GB/T 15780−1995 [S]. Beijing: Standards Press of China, 1995. [19] 蔡绍祥, 夏雨, 徐冰洁, 等. 小径级圆竹家具用材力学性能及其设计改良研究[J]. 林产工业, 2020, 57(9): 32 − 36. CAI Shaoxiang, XIA Yu, XU Bingjie, et al. Study on mechanical properties and furniture design improvement of small diameter round bamboo [J]. China Forest Products Industry, 2020, 57(9): 32 − 36. [20] 代福宽, 潘怀志, 王传贵. 小径级竹材抗弯性能测试方法[J]. 世界竹藤通讯, 2020, 18(3): 45 − 49, 54. DAI Fukuan, PAN Huaizhi, WANG Chuangui. Test method of bending properties for small diameter bamboo [J]. World Bamboo and Rattan, 2020, 18(3): 45 − 49, 54. [21] LI Jing, XU Haocheng, YU Yan, et al. Intelligent analysis technology of bamboo structure. PartⅠ: The variability of vascular bundles and fiber sheath area [J/OL]. Industrial Crops and Products, 2021, 174: 114163[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.indcrop.2021.114163. [22] 黎静, 黄汉霄, 石俊利, 等. 竹环中维管束分布密度和纤维鞘组织比量纵向变异研究[J]. 世界竹藤通讯, 2019, 17(2): 7 − 11. LI Jing, HUANG Hanxiao, SHI Junli, et al. A study of longitudinal variation of vascular bundles distribution density and fiber sheath tissue proportion in internode of moso bamboo [J]. World Bamboo and Rattan, 2019, 17(2): 7 − 11. [23] 张文福. 圆竹性能评价及其帚化加工技术的研究[D]. 北京: 中国林业科学研究院, 2012. ZHANG Wenfu. Mechanical Properties and Brooming Processing of Bamboo-culm [D]. Beijing: Chinese academy of forestry, 2012. [24] AKINBADE Y, HARRIES K A. Is the rule of mixture appropriate for assessing bamboo material properties? [J/OL]. Construction and Building Materials, 2021, 267: 120955[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120955. [25] 李荣荣, 贺楚君, 彭博, 等. 毛竹材不同部位纤维形态及部分物理性能差异[J]. 浙江农林大学学报, 2021, 38(4): 854 − 860. LI Rongrong, HE Chujun, PENG Bo, et al. Differences in fiber morphology and partial physical properties in different parts of Phyllostachys edulis [J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2021, 38(4): 854 − 860. [26] LO T Y, CUI Hongzhi, LEUNG H C. The effect of fiber density on strength capacity of bamboo [J]. Materials Letters, 2004, 58(21): 2595 − 2598. [27] ZHANG Xuexia, LI Jinghao, YU Zixuan, et al. Compressive failure mechanism and buckling analysis of the graded hierarchical bamboo structure [J]. Journal of Materials Science, 2017, 52: 6999 − 7007. [28] HABIBI M K, SAMAEI A T, GHESHLAGHI B, et al. Asymmetric flexural behavior from bamboo’s functionally graded hierarchical structure: underlying mechanisms [J]. Acta Biomaterialia, 2015, 16: 178 − 186. [29] SHAO Zhuoping, FANG Changhua, HUANG Shengxia, et al. Tensile properties of Moso bamboo (Phyllostachys pubescens) and its components with respect to its fiber-reinforced composite structure [J]. Wood Science and Technology, 2010, 44: 655 − 666. [30] WANG Hankun, ZHANG Xuexia, JIANG Zehui, et al. A comparison study on the preparation of nanocellulose fibrils from fibers and parenchymal cells in bamboo (Phyllostachys pubescens) [J]. Industrial Crops and Products, 2015, 71: 80 − 88. [31] REN Wenting, ZHU Jiawei, GUO Fei, et al. Structural evolution of cellulose from bamboo fibers and parenchyma cells during ionic liquid pretreatment for enhanced hydrolysis [J]. Biomacromolecules, 2022, 23(5): 1938 − 1948. [32] DARWIS A, ISWANTO A H. Morphological characteristics of Bambusa vulgaris and the distribution and shape of vascular bundles therein [J]. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 2018, 46(4): 315 − 322. [33] XU Haocheng , LI Jing, MA Xingxing , et al. Intelligent analysis technology of bamboo structure. Part Ⅱ: The variability of radial distribution of fiber volume fraction [J/OL]. Industrial Crops and Products, 2021, 174: 114164[2023-02-28]. doi: 10.1016/j.indcrop.2021.114164. 期刊类型引用(8)
1. 江峰，谭晓萍，周小青，叶正钱. 衢州市城市绿地土壤特性及改良措施. 林业科技通讯. 2024(08): 80-84 . 
百度学术2. 霍佳，吕刚，李坤衡. 辽西半干旱区典型城市土壤质量评价. 生态科学. 2023(05): 181-187 . 百度学术3. 杨涛，王丽，杜红霞. 绿地类型及植物配置对西安城市绿地土壤理化性质的影响. 现代园艺. 2023(22): 25-30+33+38 . 百度学术4. 周文娟. 园林土壤质量管理探讨配置的几点思考. 四川农业科技. 2019(01): 71-72 . 百度学术5. 唐赛男，王成，裴男才，张昶，王子研，段文军，孙睿霖. 广州南沙区河涌沿岸植物景观特征及其与人类活动的关系. 浙江农林大学学报. 2019(02): 375-385 . 本站查看6. 翁俊. 洪泽湖古堰森林公园的植物种类及应用. 黑龙江农业科学. 2018(01): 96-99 . 百度学术7. 秦娟，许克福. 我国城市绿地土壤质量研究综述与展望. 生态科学. 2018(01): 200-210 . 百度学术8. 施健健，蔡建国，刘朋朋，魏云龙. 杭州花港观鱼公园森林固碳效益评估. 浙江农林大学学报. 2018(05): 829-835 . 本站查看其他类型引用(3)
-
-
链接本文:
https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.20230207
点击查看大图
计量
- 文章访问数: 500
- HTML全文浏览量: 101
- PDF下载量: 32
- 被引次数: 11
