1、近年來，我國森林資源總量雖然逐年增加，但大徑級可采優(yōu)質木材卻在不斷減少，天然林保護工程等重點生態(tài)工程的實施，使得國內(nèi)木材資源的供給壓力集中到了人工林。人工林存在單產(chǎn)低、質量差、林齡結構不合理等問題，因此培育人工林獲得優(yōu)質木材已受到世界各國森林培育和木材科學研究者的普遍重視。人工林木材材質材性預測模型的研究，有助于合理確定人工林輪伐期和天然林的更新選擇，也有助于木材節(jié)約、高效、合理利用。
　　本文以東北主要人工林樹種核桃楸和水曲柳的

2、生長輪材質材性特征和木材物理力學特征為研究對象，主要進行三個方面研究:(1)根據(jù)生長輪材質材性的徑向變異規(guī)律，采用有序聚類最優(yōu)分割法、主成分聚類法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡法和支持向量機法等分類方法，分別界定樹木幼齡材與成熟材的分界點，對分類結果進行比較分析，明確每種分類方法特點和分類準確度;(2)在得到幼齡材與成熟材分界點的情況下，采用回歸方程法、時間序列法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡法和支持向量機法等預測方法，根據(jù)幼齡材材質材性預測成熟材材質材性，從成熟預測

3、相對誤差和標準差與整體預測相對誤差和標準差四個方面進行比較分析，明確每種預測方法的特點和預測精準度;(3)在明確支持向量機法具有良好的回歸擬合能力和泛化能力的基礎上，首先建立生長輪材質材性特征因子間的關系模型，其次建立木材物理力學特征因子間的關系模型，最后建立生長輪材質材性與木材物理力學特征因子間的關系模型，以相關系數(shù)R大于0.83的特征因子為核心，最終建立木材材質材性關系模型。
　　通過研究，本文主要得出如下結論:
　　(

4、1)以生長輪材質材性綜合指標為研究對象，采用支持向量機法界定核桃楸幼齡材與成熟材的分界點為樹木生長的第18年，材質材性訓練集的選擇以樹木生長前6～10年與后2～6年組合為主;界定水曲柳幼齡材與成熟材的分界點為樹木生長的第23年，材質材性訓練集的選擇以樹木生長前10～14年與后2～10年組合為主。
　　(2)以生長輪材質材性綜合指標和單項指標為研究對象，界定核桃楸和水曲柳幼齡材與成熟材，采用支持向量機法得到的分類結果與主成分聚類法和

5、BP神經(jīng)網(wǎng)絡法基本相同;綜合指標與有序聚類最優(yōu)分割法得到的分類結果差別年限較大，單項指標與有序聚類最優(yōu)分割法得到的分類結果基本相同。
　　(3)在界定樹木幼齡材與成熟材的過程中，有序聚類最優(yōu)分割法以單項指標為研究對象得到分類結果的準確性優(yōu)于綜合指標;BP神經(jīng)網(wǎng)絡法和支持向量機法以綜合指標為研究對象得到分類結果的準確性優(yōu)于單項指標;主成分聚類法以生長輪材質材性綜合指標為研究對象，能夠得到單項材質材性指標的貢獻率，采用2個主成分能夠概

6、括生長輪材質材性，能夠用圖解法直觀給出聚類結果。
　　(4)在成熟材材質材性的預測過程中，采用回歸方程法得到的預測值對部分實測值的離散點擬合不好，能夠體現(xiàn)幼齡材材質材性變化趨勢，但不能表現(xiàn)成熟材材質材性變化趨勢;采用時間序列法得到的預測值能夠擬合幼齡材實測值的離散點，對成熟材部分實測值的離散點擬合不好，預測曲線能夠體現(xiàn)幼齡材材質材性變化趨勢，但對成熟材材質材性變化趨勢表現(xiàn)不足;采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡法得到的預測值與實測值偏差小、但對部分

7、實測值的離散點擬合不好，預測曲線對成熟材材質材性變化趨勢表現(xiàn)不足;采用支持向量機法得到的預測值能夠擬合實測值的離散點，對成熟材部分實測值的離散點擬合不好，預測曲線能夠體現(xiàn)生長輪材質材性整體變化趨勢，但對成熟材材質材性局部上下波動變化表現(xiàn)不足。
　　(5)根據(jù)幼齡材材質材性預測成熟材材質材性，回歸方程法操作簡便、預測精準度屬中下等、回歸擬合結果不夠理想;時間序列法步驟多、操作復雜，預測精準度屬中等、回歸擬合結果比較好;BP神經(jīng)網(wǎng)絡法

8、操作簡便、預測精準度屬中上等，只能得到成熟材預測趨勢，不能得到整體預測趨勢;支持向量機法操作簡便、預測精準度屬中上等，預測泛化能力強，回歸擬合能力強，對變異規(guī)律性不強的材質材性指標進行預測時，也能得到較低的預測相對誤差和標準差。
　　(6)核桃楸木纖維長度、生長輪密度、木材基本密度、抗彎強度和順紋抗壓強度間存在很高的相關性，相關系數(shù)R大于0.9310;水曲柳木纖維長度、木纖維胞腔直徑、胞壁率、生長速率、木材基本密度和抗彎強度間存在