细柄阿丁枫人工林木材生材性质研究

李俊贞，卢 庸，孙灿岳，罗青竹，符韵林

(1.广西壮族自治区南宁良凤江国家森林公园，南宁 530031；2.广西大学林学院，南宁 530004)

细柄阿丁枫(Altingiagralilipes)又名细柄蕈树，为金缕梅科蕈树属常绿乔木，中亚热带地带性植被主要树种和优良乡土速生树种[1]，分布于热带亚洲爪哇、中南半岛、印度、东喜马拉雅和中国西南至华南地区，其中在我国仅分布于赣南、浙南、闽和粤东一带[2]。树体高大，高可达20 m以上，单性花，花期4月，果期10月，蒴果5～6个[3]；干形通直，抗病性强，生长快速，用途广泛，是一种优良的用材树种[4]。作为工业原料，木材可加工建筑家具，树脂可做药用和香料。此外在保持水土、绿化和科学研究方面也均有重要意义。

我国是世界上人工林面积最大的国家，人工林是森林资源重要的组成部分，人工林的迅速发展虽然在一定程度上缓解和满足了人类对木材的需求，但是长期以来过度重视和追求短期的生产力与经济效益，忽视了树种、立地条件的选择，偏离了森林生存和发展的内在规律，导致许多人工林出现病虫害加剧、地力衰退、生物多样性下降等问题[5]。为了解决人工林树种单一而引发的一系列问题，学者们做了许多关于细柄阿丁枫和其它树种的混交试验：细柄阿丁枫和马尾松的混交可解决马尾松由于落叶较多、油脂含量较高而易引起森林火灾的问题[6]，而且马尾松的胸径、单株材积、平均材积、蓄积等指标都比马尾松纯林高，细柄阿丁枫生长良好[7]；杉木和细柄阿丁枫混交，其树高、胸径都比这两种树种的纯林有显著的提升[8]，同时杉木林的土壤生物活性在一定程度上得到了改善[9]。表明细柄阿丁枫是一个适合混交的树种。目前我国细柄阿丁枫研究还涉及培养技术[10]、物理力学[11]、外源激素对扦插生根的影响[12]等方面，但生材性质未见研究报道。为了解细柄阿丁枫的木材特性、木材生长规律，给林地管理提供依据，我们进行了细柄阿丁枫的生材性质实验研究。

1 材料与方法

1.1 试材采集

根据木材物理力学试材采集方法[13]，在广西壮族自治区南宁市广西良凤江国家森林公园采集试材细柄阿丁枫，试材采集为每样地3株树木，共6株。选定样木后，用喷漆标记树木的北向，然后进行砍伐，砍伐后分别测量好树木的总高度、枝下高，分别在树高0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3、17.3 m(至树干直径小于6 cm为止)处标记，然后截取出2个厚度为5 cm的圆盘，本次试验所需的圆盘立即用保鲜膜包好(防水分流失)，供测量该木材的生材密度、基本密度、树皮率、心材率、生材含水率。另外的一个圆盘不需要包上保鲜膜，带回实验室以备他用。

表1 试材采集记录

1.2 测定方法

1.2.1 树皮率 树皮率分为树皮体积百分率和树皮质量百分率，体积比是先用直尺测出圆盘的带皮直径R1和去皮直径R2，再测出圆盘的高H；质量比是测出圆盘的带皮质量G1和去皮质量G2,树皮体积百分率等于树皮体积和树干部位树皮和木质部的体积之和的比值；树皮质量百分率为树皮质量和树干部位树皮和木质部质量之和的比值[14]。即：

质量比/%=(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。从刚采集来的圆盘中由北到髓心再到南的方向上，分别从边材区，边材-心材过渡区，心材区，心材-髓心过渡区，髓心区的部位分别取1、1、2、1、1块小式样，取名从北向边材到南向边材为N1、N2、N3、N4、N5、N6、S6、S5、S4、S3、S2、S1，分别称取小试样的生材质量W生，利用体积法测得它的体积V生，用烘箱保持100 ℃的温度烘干小式样直到其质量不再发生变化，此为它的全干质量W干。基本密度计算公式为ρ基=W干/V生, 生材密度计算公式为ρ生=W生/V生[15]。

1.2.3 含水率 用测量密度得到的数据W生和W干计算含水率，含水率计算公式为：

生材含水率/%=(W生-W干)/W生×100%[16]。

2 结果与分析

2.1 树皮率

由图1中可以看出，细柄阿丁枫树皮体积百分率和树皮质量百分率变化的总体规律是随着树木从低到高逐渐上升。说明细柄阿丁枫的基部树皮所占木质部与树皮之和的比率最小；树皮体积比由基部到顶部匀速上升，而树皮质量比在总的上升过程中有一较为明显的先上升再下降阶段；树皮质量比总是比树皮体积比高，且由底部到顶部，差距越来越大。整棵树的树皮质量百分率平均值为14.28%，树皮体积百分率平均值为7.54%。

图1 细柄阿丁枫树皮率

2.2 密度

2.2.1 基本密度 由图 2可看出，细柄阿丁枫径向基本密度变化从北向到髓心和从南向到髓心的变化规律相似，都下降。其中N1和S1分别为北向和南向的边材；边材平均基本密度高于心材；所有部位中髓心基本密度最低，约为0.6 g·cm-3；边材区平均基本密度低于边材-心材过渡区；树体平均径向基本密度为0.62 g·cm-3。

图2 细柄阿丁枫基本密度的径向变化

由图3可知，细柄阿丁枫木材纵向基本密度变化大体为下降—上升—下降，表明一棵树的基本密度基部最大，为0.67 g·cm-3,到树高5.3 m左右时降到最低,为0.57 g·cm-3，之后又上升，大概到树高11.3 m左右后开始下降，平均纵向基本密度为0.62 g·cm-3。

图3 细柄阿丁枫基本密度的纵向变化

2.2.2 生材密度 由图4可知，细柄阿丁枫径向生材密度从北向边材和南向边材到髓心都是先上升后下降。说明树木生材密度径向变化呈边材最小(1.03 g·cm-3)，由外到内逐渐上升，到心材部位又下降的规律。N1到S1的平均生材密度为1.06 g·cm-3。

图4 细柄阿丁枫生材密度径向变化

图5显示，细柄阿丁枫纵向生材密度从基部到顶部大体呈逐步上升趋势，但在树高1.3～3.3 m处有一较大幅度上升，然后在树高3.3～5.3 m处有一较大幅度下降；生材密度值树木顶部最大( 1.10 g·cm-3)，树高0～13.3 m平均纵向生材密度为1.06 g·cm-3。

图5 细柄阿丁枫生材密度纵向变化

2.3 生材含水率

由图6可知，细柄阿丁枫生材径向含水率从北向边材到髓心和从南向边材到髓心的变化基本一致，都是逐渐上升，含水率到髓心部位达最高、平均为79%，边材的含水率最低、平均为0.61%。径向含水率平均值为70.29%。

由图7可知，纵向的含水率在每个树段不均匀，树高0～5.3 m逐步上升，树高5.3～9.3 m变化不大，大概为77%，树高9.3～13.3 m的含水率先下降再上升；总体呈现上升规律。整棵树生材平均含水率为70.29%。

图7 细柄阿丁枫含水率的纵变化

3 结论

(1) 细柄阿丁枫人工林木材的树皮质量百分率平均值为14.28%，树皮体积百分率平均值为7.54%；基本密度平均值为0.62 g·cm-3，生材密度的平均值为1.06 g·cm-3；平均含水率为70.29%。

(2) 细柄阿丁枫树皮的体积百分率和质量百分率都随着树木由低到高逐渐上升；基本密度从边材到心材逐渐下降，纵向变化呈下降—上升—下降趋势；生材密度从边材到心材先上升后下降，纵向变化总体呈逐步上升趋势；生材含水率从边材到髓心逐渐上升，纵向在每个树高段各不相同。