細(xì)柄阿丁楓人工林木材生材性質(zhì)研究

李俊貞，盧 庸，孫燦岳，羅青竹，符韻林

(1.廣西壯族自治區(qū)南寧良鳳江國(guó)家森林公園，南寧 530031；2.廣西大學(xué)林學(xué)院，南寧 530004)

細(xì)柄阿丁楓(Altingiagralilipes)又名細(xì)柄蕈樹，為金縷梅科蕈樹屬常綠喬木，中亞熱帶地帶性植被主要樹種和優(yōu)良鄉(xiāng)土速生樹種[1]，分布于熱帶亞洲爪哇、中南半島、印度、東喜馬拉雅和中國(guó)西南至華南地區(qū)，其中在我國(guó)僅分布于贛南、浙南、閩和粵東一帶[2]。樹體高大，高可達(dá)20 m以上，單性花，花期4月，果期10月，蒴果5～6個(gè)[3]；干形通直，抗病性強(qiáng)，生長(zhǎng)快速，用途廣泛，是一種優(yōu)良的用材樹種[4]。作為工業(yè)原料，木材可加工建筑家具，樹脂可做藥用和香料。此外在保持水土、綠化和科學(xué)研究方面也均有重要意義。

我國(guó)是世界上人工林面積最大的國(guó)家，人工林是森林資源重要的組成部分，人工林的迅速發(fā)展雖然在一定程度上緩解和滿足了人類對(duì)木材的需求，但是長(zhǎng)期以來過度重視和追求短期的生產(chǎn)力與經(jīng)濟(jì)效益，忽視了樹種、立地條件的選擇，偏離了森林生存和發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，導(dǎo)致許多人工林出現(xiàn)病蟲害加劇、地力衰退、生物多樣性下降等問題[5]。為了解決人工林樹種單一而引發(fā)的一系列問題，學(xué)者們做了許多關(guān)于細(xì)柄阿丁楓和其它樹種的混交試驗(yàn)：細(xì)柄阿丁楓和馬尾松的混交可解決馬尾松由于落葉較多、油脂含量較高而易引起森林火災(zāi)的問題[6]，而且馬尾松的胸徑、單株材積、平均材積、蓄積等指標(biāo)都比馬尾松純林高，細(xì)柄阿丁楓生長(zhǎng)良好[7]；杉木和細(xì)柄阿丁楓混交，其樹高、胸徑都比這兩種樹種的純林有顯著的提升[8]，同時(shí)杉木林的土壤生物活性在一定程度上得到了改善[9]。表明細(xì)柄阿丁楓是一個(gè)適合混交的樹種。目前我國(guó)細(xì)柄阿丁楓研究還涉及培養(yǎng)技術(shù)[10]、物理力學(xué)[11]、外源激素對(duì)扦插生根的影響[12]等方面，但生材性質(zhì)未見研究報(bào)道。為了解細(xì)柄阿丁楓的木材特性、木材生長(zhǎng)規(guī)律，給林地管理提供依據(jù)，我們進(jìn)行了細(xì)柄阿丁楓的生材性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 試材采集

根據(jù)木材物理力學(xué)試材采集方法[13]，在廣西壯族自治區(qū)南寧市廣西良鳳江國(guó)家森林公園采集試材細(xì)柄阿丁楓，試材采集為每樣地3株樹木，共6株。選定樣木后，用噴漆標(biāo)記樹木的北向，然后進(jìn)行砍伐，砍伐后分別測(cè)量好樹木的總高度、枝下高，分別在樹高0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3、17.3 m(至樹干直徑小于6 cm為止)處標(biāo)記，然后截取出2個(gè)厚度為5 cm的圓盤，本次試驗(yàn)所需的圓盤立即用保鮮膜包好(防水分流失)，供測(cè)量該木材的生材密度、基本密度、樹皮率、心材率、生材含水率。另外的一個(gè)圓盤不需要包上保鮮膜，帶回實(shí)驗(yàn)室以備他用。

表1 試材采集記錄

1.2 測(cè)定方法

1.2.1 樹皮率 樹皮率分為樹皮體積百分率和樹皮質(zhì)量百分率，體積比是先用直尺測(cè)出圓盤的帶皮直徑R1和去皮直徑R2，再測(cè)出圓盤的高H；質(zhì)量比是測(cè)出圓盤的帶皮質(zhì)量G1和去皮質(zhì)量G2,樹皮體積百分率等于樹皮體積和樹干部位樹皮和木質(zhì)部的體積之和的比值；樹皮質(zhì)量百分率為樹皮質(zhì)量和樹干部位樹皮和木質(zhì)部質(zhì)量之和的比值[14]。即：

質(zhì)量比/%=(G1-G2)/G1×100%

1.2.2 密度 此次研究的密度包括基本密度和生材密度。從剛采集來的圓盤中由北到髓心再到南的方向上，分別從邊材區(qū)，邊材-心材過渡區(qū)，心材區(qū)，心材-髓心過渡區(qū)，髓心區(qū)的部位分別取1、1、2、1、1塊小式樣，取名從北向邊材到南向邊材為N1、N2、N3、N4、N5、N6、S6、S5、S4、S3、S2、S1，分別稱取小試樣的生材質(zhì)量W生，利用體積法測(cè)得它的體積V生，用烘箱保持100 ℃的溫度烘干小式樣直到其質(zhì)量不再發(fā)生變化，此為它的全干質(zhì)量W干?；久芏扔?jì)算公式為ρ基=W干/V生, 生材密度計(jì)算公式為ρ生=W生/V生[15]。

1.2.3 含水率 用測(cè)量密度得到的數(shù)據(jù)W生和W干計(jì)算含水率，含水率計(jì)算公式為：

生材含水率/%=(W生-W干)/W生×100%[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹皮率

由圖1中可以看出，細(xì)柄阿丁楓樹皮體積百分率和樹皮質(zhì)量百分率變化的總體規(guī)律是隨著樹木從低到高逐漸上升。說明細(xì)柄阿丁楓的基部樹皮所占木質(zhì)部與樹皮之和的比率最??；樹皮體積比由基部到頂部勻速上升，而樹皮質(zhì)量比在總的上升過程中有一較為明顯的先上升再下降階段；樹皮質(zhì)量比總是比樹皮體積比高，且由底部到頂部，差距越來越大。整棵樹的樹皮質(zhì)量百分率平均值為14.28%，樹皮體積百分率平均值為7.54%。

圖1 細(xì)柄阿丁楓樹皮率

2.2 密度

2.2.1 基本密度 由圖 2可看出，細(xì)柄阿丁楓徑向基本密度變化從北向到髓心和從南向到髓心的變化規(guī)律相似，都下降。其中N1和S1分別為北向和南向的邊材；邊材平均基本密度高于心材；所有部位中髓心基本密度最低，約為0.6 g·cm-3；邊材區(qū)平均基本密度低于邊材-心材過渡區(qū)；樹體平均徑向基本密度為0.62 g·cm-3。

圖2 細(xì)柄阿丁楓基本密度的徑向變化

由圖3可知，細(xì)柄阿丁楓木材縱向基本密度變化大體為下降—上升—下降，表明一棵樹的基本密度基部最大，為0.67 g·cm-3,到樹高5.3 m左右時(shí)降到最低,為0.57 g·cm-3，之后又上升，大概到樹高11.3 m左右后開始下降，平均縱向基本密度為0.62 g·cm-3。

圖3 細(xì)柄阿丁楓基本密度的縱向變化

2.2.2 生材密度 由圖4可知，細(xì)柄阿丁楓徑向生材密度從北向邊材和南向邊材到髓心都是先上升后下降。說明樹木生材密度徑向變化呈邊材最小(1.03 g·cm-3)，由外到內(nèi)逐漸上升，到心材部位又下降的規(guī)律。N1到S1的平均生材密度為1.06 g·cm-3。

圖4 細(xì)柄阿丁楓生材密度徑向變化

圖5顯示，細(xì)柄阿丁楓縱向生材密度從基部到頂部大體呈逐步上升趨勢(shì)，但在樹高1.3～3.3 m處有一較大幅度上升，然后在樹高3.3～5.3 m處有一較大幅度下降；生材密度值樹木頂部最大( 1.10 g·cm-3)，樹高0～13.3 m平均縱向生材密度為1.06 g·cm-3。

圖5 細(xì)柄阿丁楓生材密度縱向變化

2.3 生材含水率

由圖6可知，細(xì)柄阿丁楓生材徑向含水率從北向邊材到髓心和從南向邊材到髓心的變化基本一致，都是逐漸上升，含水率到髓心部位達(dá)最高、平均為79%，邊材的含水率最低、平均為0.61%。徑向含水率平均值為70.29%。

由圖7可知，縱向的含水率在每個(gè)樹段不均勻，樹高0～5.3 m逐步上升，樹高5.3～9.3 m變化不大，大概為77%，樹高9.3～13.3 m的含水率先下降再上升；總體呈現(xiàn)上升規(guī)律。整棵樹生材平均含水率為70.29%。

圖7 細(xì)柄阿丁楓含水率的縱變化

3 結(jié)論

(1) 細(xì)柄阿丁楓人工林木材的樹皮質(zhì)量百分率平均值為14.28%，樹皮體積百分率平均值為7.54%；基本密度平均值為0.62 g·cm-3，生材密度的平均值為1.06 g·cm-3；平均含水率為70.29%。

(2) 細(xì)柄阿丁楓樹皮的體積百分率和質(zhì)量百分率都隨著樹木由低到高逐漸上升；基本密度從邊材到心材逐漸下降，縱向變化呈下降—上升—下降趨勢(shì)；生材密度從邊材到心材先上升后下降，縱向變化總體呈逐步上升趨勢(shì)；生材含水率從邊材到髓心逐漸上升，縱向在每個(gè)樹高段各不相同。