Predicting selected wood properties of jack pine following commercial thinning

Abstract

This paper examined the impact of commercial thinning on selected wood properties of jack pine (Pinus banksiana Lamb.). Wood properties evaluated include wood density (ring density, earlywood ring density, and latewood ring density), percentage of latewood in the ring, and wood bending properties. Nonlinear, mixed-effect models have been developed using data from three commercially thinned sites in eastern Canada. Ring density followed the same pattern as percentage of latewood, in which cambial age, relative height, and ring width were found to have important effects. Earlywood and latewood ring densities changed within the juvenile wood zone until a plateau was reached. Ring width affected earlywood and latewood ring densities mainly in narrow rings. Wood bending stiffness (measured by modulus of elasticity) and strength (measured by modulus of rupture) increased with cambial age and wood density; whereas, wood strength was also affected by ring width. Commercial thinning did not influence the developed models, but it had an indirect effect through increased ring width.Résumé : Cette étude a examiné l'impact de l'éclaircie commerciale sur certaines propriétés du bois de pin gris (Pinus banksiana Lamb.). Ces propriétés incluaient la densité du bois (densité des cernes, densité du bois initial et densité du bois final), la proportion de bois final dans chaque cerne et les propriétés mécaniques en flexion. Des modèles non liné-aires mixtes ont été développés à partir de données provenant de trois stations qui avaient subi une éclaircie commerciale dans l'est du Canada. La densité des cernes s'est révélée être fortement influencée par l'âge cambial, la hauteur relative et la largeur des cernes, suivant ainsi un patron de variation similaire à celui de la proportion de bois final. La densité du bois initial et celle du bois final ont changé à l'intérieur de la zone de bois juvénile pour atteindre un plateau par la suite. La largeur des cernes a aussi affecté ces densités, en particulier dans le cas des cernes étroits. Les modules d'élasticité (MOE) et de rupture (MOR) en flexion ont augmenté avec l'âge cambial et la densité du bois. De plus, le module de rupture a été affecté par la largeur des cernes. L'éclaircie commerciale n'a pas changé les paramètres des modèles, mais elle a eu une influence indirecte à cause de son effet sur la largeur des cernes.[Traduit par la Rédaction]

Effect of Tree Spacing on Tree Level Volume Growth, Morphology, and Wood Properties in a 25-Year-Old Pinus banksiana Plantation in the Boreal Forest of Quebec

“…The differing annual growth rate between plantation spacings seems to be insufficient to generate a noticeable difference in mechanical properties, but different results could be obtained by testing larger size samples [65]. On small clear samples, our results are partially in accordance with the work of Schneider et al [66] for jack pine where the MOR, but not MOE, was affected by ring width. However, the higher values of branch diameter and larger number of overall branches (living and dead ones) at a wider spacing can affect mechanical properties when tested on pieces of commercial dimensions [67].…”

Impact de trois interventions sylvicoles sur la croissance et la qualité du bois de l'épinette noire en forêt boréale /

“…; Pape, 1999), le pin gris (Pinus banksiana Lamb. ; Schneider et al, 2008), le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill. ; Raulier et al, 2003;Bourgeois et al, 2004) et sur des peuplements mixtes de sapin baumier avec l'épinette noire (Liu et al, 2007a).…”

“…De plus, les résultats sont en accord avec l'hypothèse de juvénilité, celui-ci étant caractérisé par une proportion de bois final moindre (Panshin et Zeeuw, 1980;Mansfield et al, 2009 (Pothier et al, 1989). De ce fait, l'aire du lumen des trachéides doit être plus importante afin de compenser cette perte de conductivité causée par la longueur réduite des trachéides (Schneider et al, 2008).…”

Caractérisation de la croissance et de la qualité du bois de l'épinette noire (Picea mariana (MILL.) B.S.P.) le long d'un gradient alti-latitudinal /

“…Density is also recognized as one of the most important properties of wood in regard to mechanical resistance and varies according to the structure of the tracheids (Lindstrom, 1997). The changes in the conifer tree-ring density integrate the variation in the anatomy of the rings; in particular in the thickness of the cell wall, cell diameter and lumen diameter, but also in the proportion of the ring occupied by latewood (Biermann, 1996;Lindstrom, 1997;Vaganov, 1996;Vaganov and Sviderskaya, 1990) Cambial age has an influence on the quality of wood (Antal and Micko, 1994;Forest Products Laboratory, 2010;Haygreen and Bowyer, 1989;Panshin and De Zeeuw, 1970;Schneider et al, 2008;Spicer and Gartner, 2001;Yang and Hazenberg, 1994). Cambial maturation describes a developmental process that results in a change of dimensions of cambial initials over time, which in turn affects the dimensions of xylem cells produced by the cambium (Barnett and Jeronimidis, 2003).…”

“…During this period the xylem production is called "juvenile wood" and characterized by lower wood density associated with larger tracheid diameters and larger lumen to ensure appropriate sap flow. During the first few years, mechanical support is not required because the cells produced in the juvenile phase act more in transporting water, carbon and nutrients than in supporting the stem (Schneider et aL, 2008). In contrast, xylem produced by a mature cambium is referred to "mature wood" and characterized by relatively uniform anatomical properties (Cown, 1992;Panshin and De Zeeuw, 1970;Senft et ai, 1985;Spicer and Gartner, 2001;Zobel and Buijtenen, 1989).…”