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顶果木树皮率、心材率及木材密度研究



全 文 :西北林学院学报 2014,29(1):161~164
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2014.01.00
 收稿日期:2013-04-11 修回日期:2013-07-22
 基金项目:广西林业科技项目“珍贵树种顶果木人工林综合技术研究(桂林科字[201230]号)。
 作者简介:曾辉,男,高级工程师,研究方向:林业管理。E-mail:13557717821@163.com
顶果木树皮率、心材率及木材密度研究
曾 辉1,刘晓玲2,符韵林2,韦大勇1
(1.广西壮族自治区 维都林场,广西 来宾546100,2.广西大学 林学院,广西 南宁530004)
摘 要:对顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)的生材密度、含水率、树皮率及心材率进行测定分
析。结果表明,顶果木的生材密度从髓心向外呈逐渐增加的趋势,随着树高的增加,生材密度变化
较为波动,但基本上呈现先增大后减小再增大的趋势,其平均值为1.170g·cm-3。基本密度从髓
心向外逐渐增大,随着树高增加,呈先减小后增大再减小的趋势,其平均值为0.520g·cm-3。生
材含水率从髓心向外呈减少的趋势,随着树高的增加,呈先增大后减小再增大的趋势,其平均值为
128.4%。树皮体积百分率及质量百分率均随着树高的增加而增加,其平均值分别为10.2%、11.
8%。心材率随着树高的增加而减少,其平均值为23.3%。
关键词:顶果木;密度;含水率;树皮率;心材率
中图分类号:S758.2   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2014)01-0161-04
Bark Percentage,Heartwood Percentage and Density of Acrocarpus fraxinifolius
ZENG Hui 1,LIU Xiao-ling2,FU Yun-lin2,WEI Da-yong1
(1.Weidu Forest Farm of Guangxi,Laibin,Guangxi 546100,China;2.Forestry College,Guangxi University,Nanning,Guangxi 530004,China)
Abstract:The green density,moisture content,bark percentage and heartwood percentage of Acrocarpus
fraxinifolius were studied.The results showed that the green density had an increasing trend from pith to
sapwood.Along with the increase of the tree height,the green density exhibited fluctuating variations.
However,it tended to increase and then decrease,and with an average density of 1.170g·cm-3.The basic
density increased from pith to sapwood.Along with the increase of the tree height,the density decreased
firstly,then increased,and decreased finaly.The average of the basic density was 0.520g·cm-3.The
moisture content of green wood decreased from pith to sapwood.Along with the increase of tree height,the
moisture contents exhibited the similar variations with the basic density,i.e.,decreased,increased,and de-
creased.The average of moisture content was 128.4%.The bark volume percentage and bark quality per-
centage increased with the increase of the tree height,with average values of 10.2%and 11.8%.The heart-
wood percentage decreased with the increase of the tree height,with an average of 23.3%.
Key words:Acrocarpus fraxinifolius;density;moisture content;bark percentage;heartwood percentage
  顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)又名顶果
树、毛榔,苏木科顶果木属落叶大乔木,生长快,树干
通直圆满,出材率高,特别适合培养大径材[1]。材质
较好,花纹美观,心材耐腐蚀,可作为上等家具用材,
同时其木材纤维细长且壁薄,属于优质的纤维用材,
为国家三级保护稀有种[2-3],2010年广西林业厅也
将其列为今后重点推广发展的珍贵树种之一。顶果
木分布于广西西部、西南部,贵州西部和云南南部、
西南部至西部。适应性强,多生长于海拔200~
800m的山地疏林中。顶果木萌芽力强、落叶易腐,
具有肥沃土壤、改良土质的作用[4-6]。
顶果木近年来受到业内人士的多次研究,主要
包括顶果木的高产栽培技术、离体培养研究、育苗技
术、人工林有害生物调查、嫩枝扦插育苗试验和叶芽
组织培养繁殖技术等方面的研究[2-8],有关其人工林
木材材性方面的研究也很多[9-13],但顶果木生材性
质研究仍未见报道。因此研究了顶果木人工林木材
的生材含水率、树皮率、心材率及木材密度等,为认
识顶果木木材材性提供参考,也为木材加工利用提
供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试材采集
顶果木试材于2012年5月采集于广西来宾市
维都林场,根据木材物理力学试材采集方法[14],采
集3株36年生顶果木样木。选定样木后定出北向,
样木伐倒后量全树高与枝下高,分别在0、1.3、3.3、
5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3m等处锯取厚度为
5cm的圆盘2个。圆盘锯制后,一个立即用保鲜膜
包装好装入包装袋中,供测定生材含水率、生材密
度、基本密度及树皮率用,另一个带回实验室气干,
备用。试验材料的采集情况见表1。
1.2 树皮率测定
树皮率分为树皮体积百分率及树皮质量百分
率。树皮体积百分率是通过测量体积,是用树皮体
积除以所在树干部位树皮与木质部体积之和。树皮
质量百分率是通过测量重量,用树皮重量除以所在
树干部位树皮与木质部重量之和[15]。
表1 试验材料采集情况记录
Table 1 Colection of testing samples
样木
编号
胸高直径/cm
最大 最小 平均值
树高/m
全高 枝下高
试验材料
编号 截取高度/m 长度/m
小头去皮直径/cm
最大 最小 平均值
3  40.5  34.8  37.7  27.2  11.66  3-1  1.3~3.3  2  36.1  30.5  33.3
3-3  5.3~7.3  2  30.3  28.0  29.2
3-5  9.3~11.3  2  29.0  24.0  26.5
3-7  13.3~15.3  2  27.1  20.2  23.7
3-9  17.3~19.3  2  14.5  12.5  13.5
4  35.6  30.5  33.1  26.3  14.8  4-1  1.3~3.3  2  32.8  27.9  30.4
4-3  5.3~7.3  2  29.8  25.2  27.5
4-5  9.3~11.3  2  28.1  24.4  26.3
4-7  13.3~15.3  2  24.6  21.4  23.0
4-9  17.3~19.3  2  14.1  12.7  13.4
6  49.1  41.3  45.2  32.7  12.5  6-1  1.3~3.3  2  44.3  42.5  43.4
6-3  5.3~7.3  2  40.8  34.2  37.5
6-5  9.3~11.3  2  36.2  32.0  34.1
6-7  13.3~15.3  2  30.6  27.8  29.2
6-9  17.3~19.3  2  29.0  22.7  25.9
6-11  21.3~23.3  2  14.3  12.6  13.5
6-13  25.3~27.3  2  8.1  6.5  7.3
1.2.1 树皮体积百分率  先检量圆盘的带皮半径
R皮,再检量圆盘的去皮半径R木。每个圆盘检量4
~6次,对于形状规整的圆盘,在东南西北的中间位
置方向分别检量带皮直径、去皮直径,取其平均值求
出其带皮半径R皮 和去皮半径R木;对于不规整的圆
盘,在检量东南西北的中间位置方向的基础上,再增
加检量一个长径和一个短径,经计算,最后求出其平
均值。根据下式计算树皮体积百分率:
V体/% =πR

皮 H-πR2木 H
πR2皮 H ×
100 (1)
1.2.2  树皮质量百分率   先称圆盘的带皮重量
G皮,再称圆盘的去皮重量G木,根据下式计算树皮质
量百分率:
V质/% =G皮 -G木G皮 ×100
(2)
1.3 密度测定
1.3.1 生材密度测定  生材即刚采伐的新鲜木
材,采样时用保鲜膜保持生材原有的含水率标准,树
皮率测定完成后将试样制成约15mm×15mm×15
mm的试样,称重得到生材重量W 生,采用排水法测
定出生材体积V生。根据下式计算生材密度:
ρ生=
W 生
V生
(3)
在圆盘的南、北方向,分别分南向和北向的髓心
部分、中间部分、边材部分3个不同区域进行测定,
然后分别计算出各自的平均值再进行统计分析,木
材泡水之后的重量接近生材质量,因为之前没有测
量生材重量,所以用泡水后的重量来充当。
1.3.2 基本密度测定  测定基本密度的试样与测
定生材密度试样相同,用排水法测定生材体积后将
试样置于(103±2)℃烘箱中干燥,恒重后称重得到
W 干,利用生材体积V生,根据下式计算基本密度:
ρ基=
W 干
V生
(4)
1.4 生材含水率测定
测定生材含水率的试样与测定生材密度试样相
261 西北林学院学报 29卷 
同,利用W 生 及W 干,根据下式计算生材含水率:
生材含水率/%=W 生-W 干W 干 ×100
(5)
1.5 心材率的测定
将生材圆盘进行表面刨光,使得心材部分清晰
可见,用钢板尺分别量出圆盘的带皮直径及圆盘心
材部分直径,每个圆盘测定4~6次,检量方向与树
皮率检量方向相同,最后计算出平均值。心材率由
心材面积除以整个圆盘面积得到。从0号圆盘开
始,测量0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3
m高度的心材率,直至无心材的圆盘为止。
2 结果与分析
2.1 密度变异
顶果木南、北方向生材密度的径向变化,从髓心
向外,南向和北向生材密度变化规律基本一致,均呈
逐渐增加的趋势。南向靠髓心、中间及边材位置3
个部分的生材密度分别为1.106、1.155、1.219g·
cm-3;北向靠髓心、中间及边材位置3个部分的生
材密度分别为1.131、1.195、1.223g·cm-3(图1)。
图1 顶果木生材密度径向变化规律
Fig.1 Radial variation of green density of A.fraxinifolius
顶果木生材密度纵向变化,随着树高增加,生
材密度变化较为波动,但基本上呈现先增大后减小
再增大的趋势。在0m高处的生材密度为1.172g
·cm-3,在3.3m高处为1.196g·cm-3,在9.3m
处为1.145g·cm-3,≥9.3m树高处,逐渐增大,
在15.3m树高处达到最大值,生材密度为1.213g
·cm-3,平均值为1.170g·cm-3(图2)。
图2 顶果木生材密度纵向变化规律
Fig.2 Longitudinal variation of green density
顶果木基本密度的径向变化,从髓心向外,南
向跟北向的基本密度基本相等,均呈增加的趋势。
南向靠髓心、中间及边材位置3个部分的基本密度
分别为0.465、0.518、0.580g·cm-3;北向靠髓心、
中间及边材位置 3 个部分的基本密度分别为
0.461、0.525、0.571g·cm-3(图3)。
图3 顶果木基本密度径向变化规律
Fig.3 Radial variation of basic densityt
顶果木基本密度纵向变化,随着树高增加,基
本密度呈先减小后增大再减小的趋势。树高0、
1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3、17.3、
19.3、21.3m处,其基本密度分别为0.569、0.548、
0.517、0.494、0.494、0.491、0.493、0.516、0.548、
0.547、0.528、0.494g·cm-3,树干根部及枝下高部
位基本密度较大,平均值为0.520g·cm-3(图4)。
图4 顶果木基本密度纵向变化规律
Fig.4 Longitudinal variation of basic density
2.2 生材含水率变化
顶果木生材含水率的径向变化,从随心向外,南
向跟北向均呈减少的趋势。南向靠髓心、中间及边
材位置3个部分的生材含水率分别为143.6%、
123.9%、111.2%;北向靠髓心、中间及边材位置3
个部分的生材含水率分别为147.2%、131.0%、
115.1%(图5)。
顶果木生材含水率的纵向变化,随着树高的增
加,生材含水率呈先增大后减小再增大的趋势,在0
m高处的生材含水率为108.7%,在7.3m高处的
生材含水率为144.1%,在17.3m高处的生材含水
率为117.8%,在21.3m 高处的生材含水率为
133.9%,生材含水率平均值为128.4%(图6)。
2.3 树皮率变化
顶果木树皮体积百分率与树高的关系,随着树
361第1期 曾 辉 等:顶果木树皮率、心材率及木材密度研究
图5 顶果木生材含水率径向变化规律
Fig.5 Radial variation of moisture content of green wood
图6 顶果木生材含水率纵向变化规律
Fig.6 Longitudinal variation of moisture content of green wood
高的增加,除了少许波动外,树皮体积百分率逐渐增
加,在0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3、
17.3、19.3、21.3、23.3、25.3、27.3m高处的树皮体
积百分率分别为 6.5%、7.4%、10.0%、7.3%、
8.2%、8.2%、8.2%、10.6%、9.3%、7.7%、11.6%、
14.3%、12.1%、19.0%、12.5%。从0~27.3m树
高处,树皮体积百分率平均值为10.2%(图7)。
图7 顶果木树皮体积百分率纵向变化规律
Fig.7 Longitudinal variation of bark volume percentage
树皮质量百分率与树高的关系,随着树高的增
加,除了少许波动外,树皮质量百分率逐渐增加,在
0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3、13.3、15.3、17.3、
19.3、21.3、23.3、25.3、27.3m高处的树皮质量百
分率分别为 6.3%、6.5%、8.3%、8.5%、9.0%、
7.1%、10.9%、10.7%、11.3%、11.5%、14.1%、
15.7%、18.3%、22.5%、16.3%。树皮质量百分率
平均值为11.8%(图8)。
2.4 心材率变化
顶果木心材率与树高的关系,随着树高的增加,
图8 顶果木树皮质量百分率纵向变化规律
Fig.8 Longitudinal variation of bark weight percentage
心材率逐渐减小,且减小的幅度越来越大。在0m
高处,即树干根部,心材率为26.8%;在5.3m 高
处,心材率最大,为38.7%;在19.3m高处,心材率
仅为12.0%;在21.3m高处,已经看不到心材,说
明在21.3m高处心材尚未形成。从0~19.3m高
处,心材率平均值为23.3%(图9)。
图9 顶果木心材率与树高的关系
Fig.9 Relationship between heartwood percentage and height
3 结论与讨论
顶果木的生材密度从髓心向外呈逐渐增加的趋
势,从树干的纵向来看,随着树高的增加,生材密度
变化较为波动,但基本上呈现先增大后减小再增大
的趋势,其平均值为1.170g·cm-3。顶果木的基
本密度从髓心向外呈增加的趋势,从树干的纵向来
看,随着树高增加,呈先减小后增大再减小的趋势,
其平均值为0.520g·cm-3。
顶果木生材含水率从髓心向外呈减少的趋势,
随着树高的增加,呈先增大后减小再增大的趋势,其
平均值为128.4%。顶果木树皮体积百分率及质量
百分率均随着树高的增加而增加,其平均值分别为
10.2%、11.8%。顶果木的心材率随着树高的增加
而减少,其平均值为23.3%。
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461 西北林学院学报 29卷 
量避免使用偏心连接件。
由于直角贯通榫的接合强度比较高,结构设计时
可以考虑外露榫接合结构,既增强家具强度又起到一
定的装饰作用,目前市场上的很多品牌实木家具常常
采用这种结构形式,研究证明这种做法是可取的。
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