(1)授予博士学位论文摘要汇总.doc

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1、2004年(1)授予博士学位论文摘要汇总三角枫在干燥过程中诱发变色的研究Study on the Induced Discoloration of Buerger Maple during the Drying Process博士学位论文，中/高建民（木材科学与技术学院），导师 张璧光、常建民2004横向合作资助项目三角枫作为南方天然速生硬阔叶树材，以其美观的纹理、艳丽的材色和致密的材质可成为当今实木加工的理想用材，但由于存在易变色和腐朽等固有缺陷，至今未能充分利用。本文针对三角枫木材存在的这一固有缺陷，从三角枫木材变色机理的研究入手，创造性地提出了木材诱发变色的全新概念。通过对三角枫木材在干

2、燥过程中诱发变色机理与过程的研究，取得了比较理想的研究成果。这一探索性研究为三角枫木材科学、合理的利用开辟了广阔的应用前景；为我国木材科学与技术学科提出了一个新的研究方向；丰富了我国木材科学研究的内容；对木材的科学加工与高效利用具有重要的意义和实用价值。本文通过对三角枫木材浸提物成分的测定与红外光谱和扫描电镜分析，揭示了三角枫木材的变色机理；通过不同干燥工艺条件下变色过程以及红外光谱和扫描电镜分析，得出了三角枫木材在干燥过程中最佳的诱发变色条件和诱发变色机理；通过诱发变色视觉物理参数的统计与分析，确定了三角枫木材在诱发变色过程中木材颜色的变化趋势；通过三角枫诱发变色干燥工艺试验，初步得到了比较

3、理想的三角枫诱发变色干燥工艺。研究结果表明：三角枫木材在干燥过程中的诱发变色是可行的；高温、高湿，尤其高温（9699）汽蒸对三角枫木材具有最佳的诱发变色效果；诱发变色使三角枫木材颜色的变化趋势向红色和深色方向变化，可获得均匀悦目的红色变色。这一研究结果将会为三角枫木材的高效利用奠定良好的基础。本文的主要研究成果与创新点是：1.首次揭示了三角枫木材的变色机理：浸提物中含有多元酚类、无色花色素和单宁等物质，在一定条件下发生化学反应，使木材变色；浸提物质中存在苯环、酚羟基、羟基OH、羰基C=O、羧基COOH以及酯基和酮基等发色基团与助色基团，这些基团在一定条件下与木素中的碳水化合物结合而形成发色体，

4、改变了三角枫木材对可见光的吸收，使木材的颜色发生变化。2. 创造性地提出了木材诱发变色的全新概念，为我国木材科学与技术学科开创了一个新的研究方向。同时，揭示了三角枫木材在干燥工程中的诱发变色机理：高温、高湿（98100），尤其是高温（9699）汽蒸加速了三角枫木材中水溶性变色原物质（即多元酚类物质以及无色花色素和单宁等）的溶解、扩散和氧化反应，使木材发生了红色变色。三角枫木材在高温、高湿（98100）以及高温（9699）汽蒸条件下的诱发变色过程中，羟基OH经氧化而转化为羰基C=O，羧基COOH，酯基和酮基等官能团，使三角枫木材在可见光区对光的吸收峰发生变化，木材的颜色变深。3.通过实验室模拟三

5、角枫诱发变色干燥工艺试验，初步得到了比较理想的三角枫诱发变色干燥工艺。研究结果表明：高温预热干燥工艺和高温汽蒸预处理干燥工艺对三角枫木材具有比较理想的诱发变色效果，可获得均匀悦目的红色变色。三角枫诱发变色干燥工艺是：高温预热干燥工艺。预热的相对湿度为98100，温度尽可能提高，可获得比较理想的诱发变色效果。高温（9699）汽蒸预处理干燥工艺对三角枫木材诱发变色效果最佳。而且简化了干燥工艺过程，缩短了木材的干燥周期。家具风格的形成过程研究= A Study on the Developing and Evolving Programme of Furniture Style 博士学位论文，中/唐

6、开军（材料科学与技术学院），导师 林作新（新加坡）/2004/教育部“优秀青年教师资助计划”项目部分内容家具是人类几千年来文化艺术的结晶，它伴随着人类的脚步，从远古走向今天，就象人类生活的另一种诠释，演绎着人类文明的进程。从几千年以前的原始状态，到今天绚丽多彩的现代家具，中间经历了无数次的更新，无论是制作材料、工艺技术、造型设计、结构、色彩，还是风格特点都是在不断变化的。在这种变化与发展的过程中，随着时代与地域的不同而形成了各种各样的风格。本研究应用归纳和对比的方法，对古今中外家具风格的形成过程进行了深层次的探讨，旨在为我国现阶段如何应用普通材料来开发现代中式家具提供某一种理论基础或开发途径。

7、其无论是在改善居住环境，保护森林资源、特别是珍贵树种的资源和生态环境方面，还是在保持中国传统家具文化特色的延续性等方面均具有十分重要的意义和广阔的市场发展前景。主要研究成果如下：1、家具风格的形成主要受到政教思想、建筑形制、社会现状三大因素的影响，但在不同时期、不同地域各因素的影响程度是不同的。2、家具风格与其它艺术风格一样具有主题鲜明、统一性、普通性三大特征。3、家具的风格特征与装饰形式是多样化的，装饰图案从动物到植物、从自然形态到人为形态的题材及人类生产生活场景、工具、武器等均有应用。4、不同时期、不同地区的家具风格均具有自己独特的个性，但其总的发展过程呈一定的规律，即“简繁简”的重复，从

8、而推动家具艺术水平呈螺旋式上升。5、家具风格的形成除了具有一定的历史渊源外，还是相互联系的，各家具风格间相互借鉴发展。6、现代中式家具不仅应具有中国几千年来积淀的民族特色，而且应是集最新科技、绿色、人文的复合体。7、现代中式家具的开发设计首先应树立“民族化产品”的消费意识和观念，然后再从借鉴中外传统造型要素，形成新时期的民族化符号特征；对传统结构进行时代化改进；广泛应用现代材料和高新技术等方面进行综合构思。热处理变形固定过程中杉木压缩木材的主要成分变化及化学应力松弛= Influence of Heat Fixation on the Major Components and Chemical

9、 Stress Relaxation of Compressed Chinese Fir Wood(博士学位论文,中) /唐晓淑（木材科学与技术学院），导师 赵广杰2004国家自然科学基金为了从分子水平上弄清楚压缩木材在热处理变形固定过程中的“架桥结合反应”和“分子链切断反应”两种截然不同的观点，选择压缩密化材热处理永久固定过程中的最佳热处理路径，为开发杉木压缩密化加工新技术、新工艺奠定理论基础和提供技术参数，本研究首先以温度（T）和时间（t）为坐标建立了杉木压缩密化材热处理过程中等回复率的T-t平面，并对T-t平面上的一些具有相同回复效果的不同热处理路径进行了等效性验证。然后以回复率RS=1

10、0%情况为例，对这些通过不同路径得到的相同回复效果的热处理材进行了动态粘弹性测定。明确各个压缩处理材的力学性能的同时，也在各路径之间进行了比较。通过对回复率为10%的不同热处理材，以及在180C下不同回复率压密化材的木粉进行X射线衍射和红外吸收光谱的测定，讨论了各处理条件下处理材的结晶度变化以及木材内部化学成分的变化。为了明确压缩木材在热处理过程中究竟哪一阶段发生了分子切断反应或者架桥结合反应，同时也为了从根本上解释各路径间的物性差异，作者首次将高分子粘弹理论中的Tobolsky不连续应力松弛测定理论应用在压缩密化材永久固定机理的研究上，并设计、制造出国际第一台力传感器式木材化学应力松弛测定仪

11、。通过分析杉木压缩木材在不同温度下的连续不连续应力松弛曲线，计算表观活化能，考察了木材内部不同阶段的切断、架桥反应，分离所发生的物理、化学应力松弛。最后为了验证松弛机构是否具有普遍性，对非压缩密化材是否也适用，又对绝干木材在不同温度领域下的应力松弛曲线进行了分析，考察了其各个热处理阶段的内部反应变化。本研究的主要结果归纳如下：（1） 对压缩密化材进行热处理固定时，T-t平面上的低回复率领域（RS10%）完全可以通过不同热处理路径达到，各路径等效性较好。在各个路径中木材内部都同时产生了分子链的切断反应和分子间架桥反应，后者对各路径的等效性起了积极作用。对于较高回复率的等效路径，温度的影响不能忽略

12、，具体路径必须经过一定的修正才能得到理想的结果。（2） 径向压缩密化处理本身，并没有引起杨氏模量所反映出的材性劣化，但直接参与压缩密化处理的弦切面表面附近的损伤相对比较大。（3） 在热处理过程中，压缩密化材的结晶度在初期呈增大趋势，然后随着热处理时间的延长而逐渐减少。热处理使木材内部发生了半纤维素和木素的热分解，同时也引起纤维素的结晶形态发生了变化。（4） 在180C下的热处理中，木素的热分解非常活跃，另外还存在着吸着水的散失现象。而纤维素并没有发生明显的化学反应。在具有10%回复率的不同热处理路径中，木材内部都发生了半纤维素，木素的热分解反应以及吸着水的“物理性脱水”现象，但内部发生的主化学

13、反应类型并不相同。热处理固定效果和效率，除了与温度域有关，降温、升温的处理，以及升降温的速度也对其有影响。（5） 杉木压缩密化材在不同温度下热处理过程中，其连续应力松弛行为可以用高分子粘弹理论中的3种Maxwell-Wiechert模型来模拟。即，180220、160、120140三个温度领域下的应力松弛曲线可分别用：两个Maxwell单元并联组合模型A；两个Maxwell单元同一个理想弹簧并联组合模型B；一个Maxwell单元同一个理想弹簧并联组合模型C来表现。（6） 通过对不连续应力松弛曲线的分析，首次明确了木材达到永久固定过程中（160220领域内）在木材内部先后发生的5个松弛过程。即，

14、（1）非晶区域中纤维素、半纤维素分子链之间产生滑移引起的物理松弛；（2）matrix分子被软化，分子运动引起的物理松弛；（3）matrix分子内，非晶区中半纤维素分子与纤维素分子间形成氢键结合的物理松弛；（4）基于半纤维素，少量木素的热分解，由分子切断反应引起的化学应力松弛；（5）基于半纤维素，木素的进一步热分解，在有分子氧或无分子氧的参与下形成半缩醛、醚键等架桥构造的化学应力松弛。5个松弛过程对应的表观活化能依次为74.7，43.8，56.5，96.8，83.5kJ/mol。（7） 热处理固定过程中，化学应力松弛阶段所对应的木材内部分子反应机理：木材分子在热处理达到一定阶段后，分子内的某些碳

15、原子吸收能量被激发形成自由基，引发一系列的级联反应。首先发生的是，有分子氧参与和无分子氧参与下的链切断反应。伴随着热处理的进一步推进，自由基的进一步反应将会造成新的架桥结构的形成。其中无氧条件下可能发生侧链烷烃交联而形成支链，在有氧分子参与的情况下，反应进一步进行形成一些架桥结合，诸如半缩醛、醚键等等。另外，反应过程中形成的次级自由基同时又能引发新一轮的架桥和切断反应。（8） 本研究以RS =10%，180200之间的复合热处理路径为例，讨论了复合路径中木材内部的反应变化。当处理材处于稳定的温度环境中时，木材内部应力随着时间的推移而逐渐松弛，但是当温度变化时，应力在短时间内迅速随之变化。温度升

16、高，内部应力增加；温度降低，内部应力随之迅速减少。（9） 木材在180条件下热处理时，内部的分子切断反应占绝对优势，不连续曲线与连续曲线几乎重合，而在200条件下的热处理，产生的架桥反应相对于其他温度领域要显著。在RS=10%下的各个热处理路径中，200下的单一路径，因热处理引起的物性损伤最小，而在180下的单一路径损伤最大。另外，在本研究所涉及的温度范围内，热处理最终温度处于180时，热处理引起的损伤相对较大。而与此相对，最终温度为200时，损伤程度相对较小。因此得出，在本研究中，200条件下的热处理路径要优于180。而对于物性处于二者之间的复合路径，说明非平衡态温度环境能引起木材内部力学性

17、能的不稳定性。在实际生产中进行最佳路径选择的时候，建议应根据具体回复效果要求、材色要求，物性要求，以及设备情况，综合分析后做出判断。（10） 确定了绝干木材在不同温度领域下发生物理松弛、化学松弛的临界时间。同时指出，在高温领域（160220）范围内对绝干木材进行压缩应力松弛测定时，其内部发生的松弛机构与压缩密化材相同，内部应力消失时所对应的时间也非常接近。说明，热处理压缩木材，达到变形永久固定的热处理时间受压缩率影响不大。漂白紫胶水果保鲜剂的研制与应用研究= The Research and Development of Bleached Shellac Preservatives for F

18、ruits 博士学位论文，中/马李一（材料学院），导师 殷宁 张弘/2004/“948”资助项目为加速生态环境建设，再造一个秀美山川的中国，国家推出了退耕还林的政策。这一政策的出台，推动了农村经济林木的快速发展，特别是果树的栽种面积迅速扩大，水果产量增加较快。面对日益增长的产量，水果保鲜的重要性显得更加突出。由于紫胶寄主树的广泛用途，几种紫胶寄主树种已作为云南部分山区、半山区退耕还林，改善生态环境、提高广大农民收入而进行推广的重要树种。因此，进一步加强紫胶应用的研究，开展漂白紫胶水果保鲜剂的研制具有十分重要的意义。由此该研究成为国家林业局“948”项目（编号2000-18）和“资源昆虫培育与利

19、用”重点开放性实验室基金课题“优质紫胶关键技术研究”中紫胶应用研究的一项子课题。本论文“漂白紫胶水果保鲜剂的研制与应用研究”，首次把纳米SiOx粉体材料引入到漂白紫胶水果保鲜剂中；把竹叶和甘草提取液的混合液作为替代化学杀菌剂的成分应用于漂白紫胶水果保鲜剂中；并针对水果的呼吸作用、氧化代谢、乙烯合成和病原菌伤害等各种因素以及涂膜保鲜剂成分无害化问题，一次性在漂白紫胶水果保鲜剂中加入透气性调节剂、抗氧化剂和天然杀菌剂等加以解决。为研制出一种具有多功能保鲜效果的天然保鲜剂进行了有益的探讨。本项研究以正交试验设计和完全随机区组设计方法对保鲜剂成分的组成、浓度进行了全面的筛选，按最佳的组成条件，筛选确定

20、出两种漂白紫胶水果保鲜剂即BSP（CMH）和BSPN（CMH）。并把两种漂白紫胶水果保鲜剂在不同的水果上进行保鲜效果的重复验证实验，验证其在不同水果上的保鲜效果；同时与加入不同化学杀菌剂的漂白紫胶水果保鲜剂和美国果蜡FMC890作横向比较试验，验证其相对效果。在不同水果上试验表明：两种保鲜剂BSP(CMH)和BSPN(CMH)都能明显抑制果实呼吸强度，推迟跃变峰的出现时间，与对照相比果实贮藏期延长了2-3倍。使果实均有较低的失重率、烂果率、呼吸强度和乙烯释放率，使果实含有较高有机酸、维生素C和可溶性固形物，保鲜效果十分明显。但两种保鲜剂对不同类型的果实保鲜效果有差异。BSPN（CMH）膜由于透

21、气性低，倾向于适宜低O2高CO2环境的果实，如梨、苹果等对CO2不敏感的果实；而BSP（CMH）则更适宜于青脆李、花红和柑桔等果实。与含有不同化学杀菌剂成分漂白紫胶水果保鲜剂即BSP（CA）和BSPN（CA）的比较试验表明：四种化学杀菌剂在不同水果上都有不错的保鲜效果，与两种漂白紫胶水果保鲜剂相比，各有优点，但从变化趋势图上看，化学杀菌剂前期效果好于中草药杀菌剂，而后期则相反。总的来说，两种漂白紫胶水果保鲜剂最终效果具有明显的优势。与进口美国果蜡FMC890的比较试验表明：在苹果上FMC890与BSPN（CMH）都有很好的保鲜效果，但就各指标而言，BSPN（CMH）好于FMC890；在柑桔上B

22、SPN（CMH）处理的果实腐烂指数明显高于BSP（CMH）和FMC890，这主要BSPN（CMH）膜的气密性太高，使CO2和乙烯等气体产生积累，造成CO2对果实的伤害。相比之下在柑桔上的保鲜效果：BSP（CMH） FMC890 BSPN（CMH）。由此可见，BSP（CMH）和BSPN（CMH）保鲜效果明显优于BSP（CA）、BSPN（CA）和果蜡FMC890，而且适用范围广泛，可用于不同水果的保鲜，具有良好的开发和应用前景。木材/蒙脱土纳米插层复合材料的制备=Preparation of Wood/Montmorillonite (MMT) intercalation Nanocomposit

23、e博士学位论文，中/吕文华(材料科学与技术学院)，导师 赵广杰/ 2004/国家自然科学基金资助项目聚合物/蒙脱土(MMT)纳米插层材料，是目前研究最多、最引人注目的复合材料。我国的蒙脱土矿藏资源十分丰富，独特的结构，适宜的离子交换容量，优良的力学性能及低廉的价格，使得蒙脱土成为制备新型高性能纳米插层复合材料的最重要的一类无机物。应用纳米插层复合技术，使蒙脱土以纳米尺寸对木材进行改良或改性是木材科学领域的前沿课题，本论文的探索性研究，为木材改性提出了新的思路，为木材/无机复合材料的研究开拓了新的途径。本论文首次提出了木材与蒙脱土纳米插层复合的技术路线；对蒙脱土进行了全面系统的钠化改型、有机改性

24、研究，成功制备了有机蒙脱土；首次制备了水溶性酚醛树脂(PF)/蒙脱土纳米复合材料，并确定了最佳工艺；首次以水溶性PF为中间介质，制备了木材/蒙脱土纳米插层复合材料(WMNC)。该研究属国际上的创新思考和实践，具有重大的理论意义和实用价值。本论文利用具有层状晶体结构的蒙脱土的水膨润性、层间阳离子的可交换性，在对蒙脱土进行钠化改型、有机改性的基础上，借助水溶性PF，通过真空浸渍等处理，使蒙脱土与木材在纳米尺度分子水平上复合，制备了WMNC。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重-差热分析仪(TG-DTA)等分析手段得到以下主要结论：（1） 钠化

25、土层间距增大，结晶度变差，活性和胶体性能增强。经钠化改型后，该蒙脱土的膨胀容、膨润值和阳离子交换容量(CEC)等各项指标均比原矿有较大幅度提高。钠化的最佳工艺条件为：原土分散浓度15%、碳酸钠加入量4%、反应温度60、反应时间1h。（2） 蒙脱土的有机化改性对蒙脱土纳米复合材料的制备有着重要影响。蒙脱土有机改性后，层间距显著扩大，部分片层被完全剥离自由分散，由亲水性变为疏水性，热稳定性明显提高。蒙脱土有机化的最佳工艺条件为：C18改性剂、粒度200目、陈化24h、蒙脱土分散浓度5%、改性剂浓度0.3mol/L、介质酸碱度pH值为4、硫酸作质子剂、改性剂过量50%、反应温度80、反应时间1.5-

26、2h、真空干燥、干燥温度120、烘干至含水率(1%3%)。主要影响因子的作用顺序为：改性剂用量蒙脱土分散浓度反应时间介质pH值反应温度。（3） 有机蒙脱土与水溶性酚醛树脂有良好相容性，易得到部分插层部分剥离型的酚醛树脂/蒙脱土纳米插层复合体(PMNC)，PMNC的热性能较PF有明显改善，PMNC中的蒙脱土与酚醛树脂分子间可能通过氧原子发生了较强连接。苯酚、甲醛、有机蒙脱土一步复合的一步法，影响因子多，反应复杂，研究难度大。水溶性酚醛树脂合成后再与蒙脱土复合即两步法，蒙脱土被扩层、剥离的效果更好。PMNC纳米插层复合的最佳工艺：C18有机改性蒙脱土、酚醛树脂合成配比(F/P摩尔比)为1.5、5%

27、的蒙脱土、直接加热固化、低温长时间固化。（4） 以水溶性酚醛树脂(PF)为复合中间介质制备的木材/蒙脱土纳米插层复合材料(WMNC)，蒙脱土主要是填充于细胞腔等大孔隙、附着于细胞壁表面以及插入细胞壁的纹孔腔中，部分剥离片层进入到木材细胞壁的无定形区。WMNC中木材的结晶度降低。具有很大径厚比的二维蒙脱土纳米片层，对木材纳米空隙的插入或填充有很大的取向性或选择性。WMNC的缔合羟基、醚键增多，蒙脱土与木材之间可能发生了氢键作用或其它化学结合。WMNC的热性能在大于450高温区明显提高。采用室温、高真空浸渍处理工艺，水溶性酚醛树脂是较好的中间介质，蒙脱土在处理液中的分散浓度以边材3%、心材5%较佳

28、，抽提处理、少量水分可明显改善杉木心材渗透性。（5） 在较低蒙脱土质量分数下，杉木/蒙脱土纳米插层复合材(WMNC)的吸湿性、吸水性、尺寸稳定性、抗水流失性、顺纹抗压强度、耐磨性、氧指数等性能均较酚醛树脂浸渍木有一定提高。由于单纯酚醛树脂浸渍处理对杉木性能的改善作用已较显著，而且蒙脱土在WMNC复合材中的质量分数太小(3%)，WMNC的纳米复合效应并不显著。但木材/蒙脱土纳米复合材料的性能存在很大的发展潜力和开发前景，值得进一步深入研究。木材化学镀镍及木质电磁屏蔽材料的制备=Wood Electroless Nickel Plating and Electromagnetic Shieldin

29、g Materials Made of Nickel Plated Wood博士学位论文，中/黄金田（材料科学与技术学院），导师 赵广杰948 国际引进资助项目为了改善木材的表面装饰特性或木质材料的导电功能和电磁屏蔽效能，进一步提高木材的综合利用率和使用价值，开发具有电磁波屏蔽效能的新型功能性木材和木质复合材料，本研究利用化学镀镍的方法，对木材化学镀的基本理论和化学镀液的配制、组成和影响因素进行了分析。研究了木材单板和刨花化学镀镍工艺技术，并对化学镀镍单板、化学镀镍刨花所制备的木质电磁屏蔽材料电磁屏蔽效能做了定量研究，研究了化学镀镍木材镀层的组织结构。本研究结果归纳如下：1.对镀液成分和工艺参

30、数对木材化学镀镍沉积速率的影响进行了研究，主盐NiSO46H2O为50g/L、还原剂NaH2PO2H2O为60 g/L、络合剂HOCOCH(OH)2CH2CO为60 g/L、HOCOCH2CH2COOH为60 g/L情况下，当pH值为7.07.5、施镀温度为80、施镀时间为20 min时，可以得到比较理想的金属沉积速度。2.随着金属镍沉积量的增加，化学镀镍单板的表面电阻率下降，导电性增加，化学镀镍单板的导电性具有各向异性。平行于纤维方向的表面电阻率要低于垂直于纤维方向的表面电阻率，在本实验所测定的范围内,化学镀镍单板垂直于纤维方向的表面电阻率是平行于纤维方向表面电阻率的3.451.34倍。化学

31、镀镍杨木单板的电磁屏蔽效能可以达到31.8dB51.4dB。由化学镀镍单板所制成的胶合板的电磁屏蔽效能与其化学镀镍单板的电磁屏蔽效能基本相同。3.不同树种的抽提物含量对木材化学镀的影响较大，针叶材主要是树脂的含量，阔叶材主要是单宁的含量，这些抽提物容易造成镀液的分解。各个树种在经过抽提物的去除之后，可以实现木材的化学镀镍。4.将杉木刨花进行化学镀镍，可以使刨花具有导电功能，由化学镀镍刨花所制成具有导电功能刨花板的密度在0.57g/cm31.12g/cm3之间变化。由较小表面电阻率的化学镀镍刨花制备的木质电磁屏蔽材料具有较小的体电阻率和良好的电磁屏蔽效能。运用较大热压压力的制板工艺，可以在一定程

32、度上提高导电功能刨花板的电磁屏蔽效能。在5KHz1500MHz的频率范围进行屏蔽效能测定，导电功能木质电磁屏蔽材料的电磁屏蔽效能可以达到21.26dB43.31dB。5.木材在化学镀镍时，金属镍不仅沉积在木材的表面，而且渗入到了木材的细胞腔和细胞壁的组织结构中。通过化学镀镍单板的光学显微镜观察和分析，化学镀镍的单板在木材的细胞腔和细胞壁上的木射线组织、纹孔、管胞、木纤维上都有金属镍的沉积。树种不同，金属镍渗入木材的路径和组织结构也不相同。6.首次对化学镀镍单板和化学镀镍刨花进行了XRD分析研究，化学镀镍的木材其纤维素的相对结晶度出现了下降的趋势，同时，化学镀镍刨花XRD分析证实了Ni(111)

33、、Ni(200)和Ni(220)衍射峰的存在。化学镀镍单板和化学镀镍刨花的组织结构对性能的影响是木材组织和金属镀层共同作用的结果。研究中还发现，除了主盐浓度、还原剂浓度、温度、pH值等因素外，木材基体的预处理过程同样也影响着镀层的组织结构。不同的预处理条件对木材化学镀镍层的含磷量、结晶化的程度以及镀层的组织结构都有很大的影响。林分生长收获模型的参数估计研究= Study on Parameter Estimate of Stand Growth and Harvest Models博士学位论文，中/李永慈（资源与环境学院），导师 唐守正/2001/国家948项目林分生长与收获模型是描述林分生长

34、规律的一组方程式，是开展各种森林经营活动的理论基础，模型精度直接影响经营决策，如何提高模型的估计精度一直受到人们的关注。在建立生长收获模型时，各林分因子的观测值中不可避免的带有度量误差，并且往往具有复杂的误差结构，这些都会影响模型的估计精度。混合模型方法和度量误差模型方法是近代统计分析方法。混合模型通过引入随机效应，可以解决因变量具有复杂误差结构的模型参数估计问题。度量误差模型可以解决自变量和因变量都存在度量误差时的参数估计问题。本文第二章以大岗山杉木优势高为对象，用混合模型方法研究了具有复杂误差结构的生长模型。第三章以和为例，研究了度量误差对模型参数估计的影响；以模型为例，对有度量误差的模型

35、的参数估计方法进行了研究。全林整体模型是一个模型系统，模型之间相互关联。第四章首先研究了度量误差对全林整体模型的影响，然后对带有度量误差的全林整体模型的参数估计方法进行了研究。1自变量没有度量误差、因变量有度量误差时，因变量度量误差的协方差矩阵的结构会影响回归方程的参数估计结果。用通常最小二乘法进行参数估计时，假定为单位矩阵，此时参数估计值是无偏的，但不是最优的。当已知、而又非单位矩阵这种简单的形式时，可以采用广义最小二乘法进行参数估计。当未知时（一般情况如此），只有正确选择的形式，并采用合适的方法进行的估计，才能够得到最优估计。本文以大岗山五种不同密度下杉木优势高的生长数据为研究对象，利用混

36、合模型加入随机参数的方法，提供了一条选择、构造的技术路线，并同时估计出的参数和模型参数。在大岗山杉木优势高的混合生长模型中，对于舒马克混合生长模型(舒马克模型的对数形式是线性模型)，密度分组作为独立同分布的随机效应引入模型、时间效应合并到误差效应中并取一阶自回归形式，使模型评价指标AIC由-410.7减小到-577.5，BIC由-413.1减小到-582.8；对于Logistic混合生长模型(非线性模型)，为优势高上限参数引入密度随机效应、时间效应取一阶自回归形式、样本点间的方差函数取形式，可以使模型评价指标AIC由297.0291减小到87.50453，BIC指标由318.1035减小到10

37、8.579。研究结果表明：在自变量没有度量误差时，混合模型是建立生长模型有效的方法；通过引进随机效应、根据专业知识指定几种备选的误差效应方差结构，用逐步筛选的方法，可以找到较优的方差函数和相关结构，是一条有效的估计的技术路线。2以林业中常用的两个模型和为例，研究了度量误差对模型参数估计的影响。首先观察当自变量无度量误差、因变量存在度量误差时，用通常的最小二乘法进行参数估计时，参数估计值的变化情况。结果验证了参数估计值无偏性的结论，并且进一步表明参数估计的方差随因变量度量误差方差的增大而增大。然后研究了当自变量有度量误差、因变量有或无度量误差时，用通常的最小二乘法进行参数估计时，参数估计值的变化

38、情况。结果表明：参数估计值存在系统偏差，并且系统偏差随自变量度量误差方差的增大而增大，参数估计值的方差随自变量度量误差的增大而增大，并且模型的估计误差也随着自变量度量误差的增大而增大。这说明对于自变量有度量误差的情况，通常最小二乘法是无效的。3以模型为例，对有度量误差的模型的参数估计方法进行了初步探讨。研究结果表明：模拟外推法、回归校准法和度量误差法的参数估计值没有明显的系统偏差，可以认为这三种估计方法得到的参数估计值的数学期望就是参数的真值；度量误差法的参数估计值的波动明显小于模拟外推法和回归校准法，可以认为度量误差法的参数估计值的方差小于模拟外推法和回归校准法估计值的方差，这说明了度量误差

39、方法明显优于模拟外推法和回归校准法。但是模拟外推估计需要已知自变量的度量误差，回归校准法需要有重复观测数据，而度量误差模型方法需要已知度量误差的方差结构，因此它们在解决带度量误差的生长收获模型参数估计时都需要已知一些附加信息，这些信息可以由以往的经验或进行重复观测来解决。4全林整体模型是一个模型系统，由多个相互关联的方程组成，度量误差对它的影响比对单模型的影响更复杂。以全林整体模型为研究对象，通过模拟试验的方法分别研究了自稀疏指数、自稀疏率、完满立木度林分的密度指数和立地指数已知和未知的情况下，直径、株数、优势高、平均高和形高的度量误差对全林整体模型的影响。结果表明随着的度量误差的不断增大，全

40、林整体模型中参数的通常最小二乘估计值呈现出越来越远离真值的现象，参数的这种变化趋势有时在大样本下才能呈现出来。5以全林整体模型为研究对象，对有度量误差的生长收获模型系统参数估计方法进行了研究。研究结果表明在估计带有度量误差的全林整体模型的参数时，通常最小二乘法和度量误差模型方法的估计结果中，优势高模型参数估计都无系统偏差，其它模型的参数估计结果均存在系统偏差。然而度量误差模型方法的参数估计结果的系统偏差比通常最小二乘法的估计结果的系统偏差要小的多。因此在估计带有度量误差的全林整体模型的参数时，度量误差模型方法明显地优于通常最小二乘法，它可以显著地提高全林整体模型的参数估计精度。对非线性联立方程

41、组的研究表明，不能用这种方法对带有度量误差的全林整体模型进行参数估计，因为在全林整体模型中立地指数是优势高模型中的参数，而在断面积模型、株数模型和直径模型中，立地指数被当作变量来对待，非线性联立方程组不能处理这种问题，从这个角度来看，度量误差模型方法要优于非线性联立方程组方法。面向类的图像分割方法研究=Cluster-Oriented Image Segmentation Approach博士学位论文，中/葛宏立（森林资源与环境学院），导师 孟宪宇、唐小明/2004本文提出了一个新的图像分割方法面向类的图像分割方法（Cluster-Oriented Image Segmentation App

42、roach，COIS）。这个方法分两个步骤。第一步，用一种聚类方法，本文采用了一种高效的非参数方法爬峰法，用一个小的聚类尺度对特征数据进行聚类；第二步，对第一步得到的类进行合并操作，使之最后得到的类能对应图像空间的区域，这一步是本方法的核心。第一步的操作对象是象素（或象素级的），第二步的操作对象是第一步生成的类。这个方法适用于高维图像如彩色图像、纹理图像、遥感图像等的分割。通过一些例子，已初步显示了它的图像分割能力。一般基于聚类的图像分割方法存在两个问题。一是在一开始就假定类图像区域的对应（等同）关系，将重点放在聚类上，试图通过一次聚类就得到满意的分割结果；二是没有充分考虑象素在图像空间的相互

43、关系，所以聚类得到的类尽管可能在特征空间有很好的聚类指标，也可能并不对应图像空间一个完整的区域。COIS法对这两个问题有了较好的解决。首先它没有一开始就假定类与图像区域的对应关系，不把重点放在聚类上，而是放在对由第一步聚类产生的类的合并上。二是它同时结合考虑了类在两个空间的性质。除了第一步需要一个不严格的聚类尺度参数外，在第二步没有聚类尺度概念。围绕着完整系统的COIS法的建立，本文提出了：(1)基于特征空间的亲和度指数和亲和伙伴。亲和度用于描述两个类在特征空间的相互关系，它提供了两个类按它们在特征空间的关系是否可以合并的一个依据。亲和伙伴提供了可能的合并对象；（2）基于图像空间的聚合度指数，

44、聚合度用以描述一个类的象素在图像空间形成区域的程度；（3）基于图像空间的捕获度指数及捕获伙伴。捕获度用以描述两个类在图像空间的相互关系，即一个类被另一个类“捕获”的程度，它提供了两个类按它们在图像空间的关系是否可以合并的一个依据。捕获伙伴提供了可能的合并对象。这两个空间的指数是第二步进行类合并的基础。不同的指数组合运用就形成了不同的类合并方法，它们适合于不同的图像分割问题；（4）提出了一个人机交互的方法；（5）一个通过改变栅格尺寸达到分割图像目的的方法；（6）提出了一个均匀度指数，用以描述一个类在图像空间分布的均匀程度，它可用于一个类的离散点的切除；(7)表式直方图的一个快速构造法；（8）直方

45、图的压缩问题；（9）两个新的爬峰实现法。其中（4）、（5）可以作为补充的方法，也可以作为独立的方法。基于IKONOS影像和DGPS技术的森林调查因子估测方法研究= Assessing method Research on Forest Survey Factor Based on IKONOS Image and DGPS博士学位论文，中/官凤英（资源与环境学院），导师 孟宪宇，冯仲科 /2004国家自然科学基金（3007061）、北京市自然科学基金（4032015）项目共同资助自从航天遥感技术出现以来，为了在大面积森林资源调查中应用这一新技术，林业工作者开展了一系列的调查研究，随着研究的深入

46、和技术的完善，遥感技术应用范围大致分为森林资源调查和规划、动态监测与分析、灾害监测与预报、灾情评估、定量估测等几个方面。但是，由于遥感分辨率的限制，森林遥感定量研究主要集中在森林蓄积量的估测研究，而对平均直径、平均树高等林分调查因子的估测研究的不多。1999年美国的IKONOS遥感卫星发射成功，标志着新一代航天遥感时代的到来，IKONOS卫星图像出现后引起了各国科技界的重视。目前，主要应用于土地利用、城市地籍管理等各个专业领域，在国外，应用IKONOS进行了单株木树种分类、判读树冠直径等方面的研究，研究结果表明，高分辨率遥感为林业定量研究提供了新的途径。本研究以北京市西山林场-魏家村分场为试验

47、地，IKONOS为主要数据源，对定量研究中高分辨率遥感的关键技术作了系统研究。本研究主要目的，在于探索高分辨率卫星遥感在林业定量估测方面的应用潜力，并弥补低分辨率卫星遥感的不足。主要研究内容：1、 提高DGPS定位精度的数据处理方法研究。2、 DGPS在林区及林冠下的定位精度分析。3、 利用DGPS采集的地面控制点进行遥感图像精校正。4、 以遥感和地理信息为基础，进行森林调查因子定量估测变量的设置及主要变量因子的优选。5、 变量因子选择对参数估计和估测精度的影响分析。6、 地面样地对应的遥感信息及地理环境因子的自动提取方法。7、 森林调查因子定量估测中的多重共线性及异常值问题的影响分析。8、

48、抗差-主成分估计在森林调查因子估测中的应用。主要研究结论及成果如下：1、 伪距平滑和相位平滑处理，能有效提高DGPS的定位精度。2、 通过定位试验数据的分析，得出DGPS可以用于林区定位，能够达到高分辨率遥感定位精度要求。林冠下的平均定位精度较高，但定位误差波动很大，有待进一步研究。3、 利用DGPS采集的地面控制点进行遥感图像精校正，实现地面样地与卫星数据相应位置的配准。通过不同的校正方法纠正精度的比较研究，得出高分辨率遥感影像中地形因子引起的畸变非常大，在定量研究中必须作正射纠正，以消除地形因子的影响，其中二阶正射校正方法为最佳选择。4、 结合GIS和MATLAB技术实现对样地遥感信息和地理环境信息的自动提取。5、 引入抗差主成分估计方法建立郁闭度、蓄积量、胸径的估测方程，取得了良好的估测精度，弥补了传统最小二乘参数估计的不足。6、 开发了模型估测处理软件，包括数据预处理、权函数选择，LS估计，主成分估计、抗差主成分估计、精度评价等模块，实现数据处理、模型研建与精度评价的自动化、一体化。云南大围山植物多样性研究=The Plant Species Diversity of Dawei Mountain in Yunnan Province, China 博士学位论文，中/王娟（资源与环境学院），导师 马钦彦