气候因子对人工林杨木纤维形态特征影响研究★

朱熙岭 郭明辉* 胡建鹏 陈建名

(1.大兴安岭地区林业管理局阿木尔林业局，黑龙江漠河 165302;2.东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨 150040)

木材作为绿色的生态建筑材料，其特殊的解剖构造特征决定了其良好的生态学特性［1，2］;同时，树木的材性又受到降水、日照、温度等多个环境因子的共同作用［3-5］。因此，研究气候环境因子对树木解剖构造特征的影响规律，对于木材作为建筑材料的应用具有重要的现实意义。本文以人工林杨木为研究对象，通过相关函数分析方法，研究降水量、相对湿度、日照百分率、平均气温等单个气候环境因子与人工林杨木纤维形态特征之间的相关关系，为提高人工林杨木的材质材性以及探讨优质人工林培育技术奠定基础。

1 研究对象

1)地理环境。帽儿山实验林场老山生态站属温带大陆性季风气候，年平均气温2.8℃。年降水量723.8 mm。地带性土壤以暗棕壤为主。试验所用气候数据包括1960年～2007年每月降水量、相对湿度、日照百分率、平均气温等。2)试材选取。在七块不同土质样地上分别选取具有代表性的5棵人工林大青杨树材，在胸高处分别截取25 mm，50 mm厚圆盘各一个。

2 研究方法

1)纤维解剖形态特征测定。通过显微投影仪测量纤维长度;通过木材显微图像分析处理系统测定壁厚、直径以及壁腔比;通过计算得出纤维宽度和纤维长宽比。2)气候因子与纤维形态特征指数序列的相关分析。为了消除遗传因素对拟合度的影响，采用比值法，获得新的纤维形态特征指标的指数序列。应用SPSS19.0数据处理软件将单一气候因子与纤维形态特征指标的指数序列进行相关回归分析，分析结果的显著性。

3 分析结果

3.1 降水量对人工林杨木纤维形态特征的影响规律

表1 降水量与纤维形态特征指数序列的相关系数

表1为月平均降水量与人工林杨木纤维形态特征的指数序列的相关分析结果。其中，4月的降水量与早材纤维长宽比呈显著正相关;6月的降水量与早材纤维长宽比呈高度显著负相关;8月的降水量与晚材纤维直径呈高度显著负相关;9月的降水量与晚材纤维直径呈显著正相关，与晚材纤维壁腔比呈显著负相关。这主要是由于树木的生长与水分的吸收密切相关，在树木生长旺期，大量的降水会使树木生长旺盛，相反则会抑制树木生长。

3.2 相对湿度对人工林杨木纤维形态特征的影响规律

表2为月平均相对湿度与人工林杨木纤维形态特征的指数序列的相关分析结果。结果显示，只有6月的相对湿度与早材纤维长宽比呈显著负相关。这主要是由于6月大量的降水会使空气的相对湿度增大，促进树木生长旺盛，早材纤维宽度增加，早材纤维长度方向上的增长受到抑制;而早材纤维长宽比跟早材纤维长度呈正比，所以早材纤维长度和长宽比就小。

表2 相对湿度与纤维形态特征指数序列的相关系数

表3 日照百分率与纤维形态特征指数序列的相关系数

3.3 日照百分率对人工林杨木纤维形态特征的影响规律

表3为月平均日照百分率与人工林杨木纤维形态特征的指数序列的相关分析结果。结果显示，只有5月的日照百分率与早材纤维壁厚呈显著正相关。这主要是因为，5月的日照百分率大，光合作用强，树木自身能够充分合成有机物，有利于细胞实质物质细胞壁的生长，所以早材纤维壁厚就随之增大。

3.4 平均气温对人工林杨木纤维形态特征的影响规律

表4为月平均气温与人工林杨木纤维形态特征的指数序列的相关分析结果。结果显示，平均气温对人工林杨木的纤维形态特征的影响均不显著。虽然温度是影响木材解剖特征和物理特征重要的气候环境之一，但月平均气温这一气候因子未能与木材的解剖特征建立起良好的相关性。

表4 平均气温与纤维形态特征指数序列的相关系数

4 结语

采用相关函数分析法，探讨了降水量、相对湿度、日照百分率和平均气温四个气候环境因子对人工林杨木纤维形态特征的影响规律，结果表明气候环境因子与某些人工林纤维形态特征指标存在显著的或高度显著的相关性，这为后续人工林杨木的定向培育技术以及提高其材质材性的相关研究奠定了研究基础。

［1］戴澄月，魏 亚，栾树杰.浅谈“生态木材学”的研究［J］.东北林业大学学报，1986(S3):4-11.

［2］郭明辉，闫 丽，李海英，等.培育措施对人工林樟子松木材管胞形态特征的影响［J］.北京林业大学学报，2005，27(3):79.

［3］费本华，阮锡根.北京地区气温和降水对银杏木材年轮和密度的影响［J］.林业科学研究，2001，14(2):176-180.

［4］费松林，方精云，樊拥军，等.贵州梵净山亮叶水青冈叶片和木材的解剖学特征及其与生态因子的关系［J］.植物学报，1999，41(9):1002-1009.

［5］郭明辉，陈广胜，王金满，等.红松人工林木材解剖特征与气象因子的关系［J］.东北林业大学学报，2000，28(4):30-35.