全 文 ：第 29 卷 第 3期
2 00 1年 5月
东 北 林 业 大 学 学 报
JO tJ;之 倾
`八 1 O F N O R T H EA ST F O R E S T R Y t JN IV ER S IT Y
V o l
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29 N 0
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3
M a y 20 0 1
不同生长环境赤诊术材构造的变异 ”
金春德 吴义强
(
r
l
J南林学院 )
金顺泽 太万石 张美淑
(延边大学农学院 , 龙井 . 13 34 () ( ) ) ( 吉林省龙井市林业局 ) ( 延边大学农学院 )
摘 要 研究分析 了不同生长环境下天然赤松木材生长轮宽度 、 晚材率 、 生长率 、 管胞长度 、 管胞长度频率
分布 、 管胞宽度 、 管胞长宽比等木材构造的变异 , 结果表明 . 生长环境优越的林地天然赤松较生长环境差的林地
生长速度快 . 生长轮宽、 晚材率低 、 晚材管胞宽度明显宽 . 管胞长宽比两者接近 。 在一定生长抢范围内 . 管胞长
度两者差异显著。
关键词 天然赤松 ; 木材 ; 年轮宽度 ; 晚材率 ; 管胞长度 ; 管胞宽度
分类号 5 78 1
T h e Wo od S t r u e t u er o f J a p。 , I c s e R e d P i一 e u : ld e r D i t’fe r e n t E n v i r o n m e n t a l oC n d i t i o n s l j i n C h u n d e (弋 r i c u l -
t u r a l C o l l e g e o f Y a n b i a n LJ:飞Iv e r s i ty
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L o n 自in g 1334 00 , P . R . C li i n a ) : W u Y iq ia n以C e n t r a l S o u t h F o r e s t r y
U n iv e r s it y ) : Ji n S h u n z e
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T a i W a n s l飞i (F o r e s t r y B u r e a u o f L o n自in g C i ty ) : Z h a n g M e i s lz u (A g r i e u l t u r a l
C o l le g e o f Y a n b i a n LJn iv e r s i t y ) / / J o u r n a l o f N o r t h e a s t F o r e s t r y U n iv e r s i ty一 20 0 1、 29 (3 )一 2 1 一 24
T h e a n a t o n i ic a l P r o P e r t y v a r ia ti o n o f n a t u r a l Ja Pa n e s e r e d Pi n e i n d i fe
r e n t e n v ir o n n l e n t a l e o n d i t io n s
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t r a e h e id w id t h a n d r a t i o o f t r a e h e id le n g t ll t o w id tl飞. T h e r e s u i r s a r e a s fo l lo w s : th e 一l a t u r a l
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K e y w o r d s N a t u r a l J a P a n e s e r e d P in e ; W o o d : G r o w t li
一 r i n g w i d t ll : L a t e w o o d P e r e e 一z t a g e :
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f r a e l i e id
le n g t h : T r a e h e i d w id t h
树木的生长发育必须在一定的光照 、 温度 、 湿
度等气候和一定的立地条件等环境条件下才能进
行 、 树木与环境相互影响 、 相互依存 。 环境条件的
好坏在很大程度上决定林木的生长速度及其质量 ,
而林木的生长与木材的材质又是紧密相关的 。 本研
究应用生长轮材质分析方法 , 对两个不同生长条件
的天然赤松进行木材构造比较 . 为树木的定向培
育 、 集约经营和木材加工利用提供科学依据 。
1 试材的采集与实验方法
1
.
1 试材来源及取样方法
试材 6 株赤松采自吉林省龙井市林业局智新林
场 84一 2林班 、 90一 3材倒f , 取样方洲安G B 192 7
一 9 1 的规定进行 。 表 l 和表 2 给出了标粉也和样木
的基利青况 。
l ) 国家自然科学荃金资助项目 (30 ()6 0 ()7 0 ) 。
第 l 作者简介 : 金春德 , 男 . 1963 年 3月生 . 延边大学农学
院 副教授 。
收稿日期 : 2 (]0 1年 l 月 1 1 日。
责任编辑 : 张 玉 。
表 1 标准地基本情况
榔时 哪 坡度 坡向
坡位 Z( 。
海拔高
度 / n z 林分红城 土壤类型
土透刻享
度 / e , 11
8 4一 2 坡下 l ()
叹〕一 3 坡 L 29
貂撇
西 北
6 (刃
9 00
赤松纯林 暗枯镶
赤松纯林 暗徐」襄
又)
2 7
1
.
2 试样制备及测试方法
试材的锯解和取材 . 在每株的 1 . 3 m 处截取 1
个 50 m m 厚圆盘 , 每个圆树街侧助1aJ 截取宽 4 cl l
的中心试条 , 沿着径向按年轮山髓心向外逐年取
样 。 测定指标 : 生长轮宽度 、 晚材率 、 生长率 、 管
胞长度 、 管胞宽度 、 管胞长宽比 。
1
.
2
.
1 生长轮宽度 、 晚材率及生长率
刨平中心试条 , 沿南北方向通过髓心作一条垂
直年轮的直线 . 用读数显微镜测量直线上每一生长
轮的宽度及相应的晚材带宽 (精确至 0 . 0 1 : 11 , 11 )、 计
算晚材率和生长率 。
1
.
2
.
2 管胞长度 、 管胞宽度和管胞长宽比
管胞长度和管胞宽度采用乔 · 菲苗氏离析法测
定 , 在光电投影仪上进行 。 每个生长轮早 、 晚材分
DOI : 10. 13759 /j . cnki . dlxb. 2001. 03. 005
东 北 , 林 业 大 。学 学 报 第 29 卷
别测量管胞长度和管胞宽度 , 每次随机测量 3 0 个管
胞长度和 30 个管胞宽度 , 分别取其平均值作为早 、
晚材的管胞长度和管胞宽度 。 根据管胞长度和管胞
宽度的测试数据 , 计算管胞长宽比 。
表 2 赤松样木基本情况
3
.
12%
。 经方差分析 , 在 0 . 05 水平上差异不显著 。
一 82 一2 林班州卜 . 如. 3 林班昌ó侧减架平州
林班号 样木编号 树龄 / a 胸径 /cn , 树高 /m 第一枝下高 /m
84一 2 84 1 4 6 33 . 4 15 . 54 6 . 5 7
8 4 2 4 3 2 6
.
8 13
.
6 8 5
.
9 6
8 4 3 4 5 30
.
5 14
.
0 0 7
.
2 5
9 0一 3 9 0 1 6 2 24 . 8 14 . 60 6 . 33
5 9 1 3 1 7 2 1 25 2 9 3 3 3 7 4 1
生长轮龄抽
图 1 生长轮宽度的径向变异
一 8 4一 2林班
水哥委
5 9 1 3 1 7 2 1 2 5 2 9 3 3 3 7 4 1
生长轮龄阳
图 2 晚材率的径向变异
. ~ 门卜 -
. . 门 卜 - -
呱
5 9 1 3
8 4一 2林班
9 0
~ 3林班
1204608420
*并平州
9 0 2 6 1 2 7
.
8 14
.
4 0 5
.
7 6
9 0 3 7 5 3 5 1 14
.
6 0 7
.
2 2
为了提高两个林地木材构造之间的可比比 . 本
研究将所有的指标只在同龄范围内进行比较 。 84 一
2林班和 ()0 一 3林班样木胸高处的最大树龄分别为
4 2 a 和 64 a , 故所有指标都在 l 一 42 生长轮龄以内
进行比较 。
2 结果与讨论
2
.
1 生长轮宽度和晚材率及生长率
图 l 、 图 2 、 图 3分别为 84一 2材倒f和 90一 3
林班赤松胸高处生长轮宽度、 晚材率 、 生长率等指标
变异图。 年轮宽窄是树木生长快慢的主要指标 , 直接
影响木材材积和年生长量。 表 3表示的是两个林地生
长轮宽度 、 晚材率 、 生长率的统计分榨占果 。 从表 3
看 , 84 一 2林班赤松生长轮平均宽度比 90 一 3林班
赤松生长轮平均宽度宽 43 . 63 % 。 经单因素方差分
析 , 在 0 . 0 1水平上只。. , )二 .3 % 差异一显著 。 生长轮
中的晚材率增加或减少与木材密度和力学强度有很
密切的关系。 84 一 2林班晚材率均值比 90 一 3林
班小 28 · 8 1% , 两者在 .0 0 1 水平上只0 . 的 t ) = 3 · % 差
异显著 。 84 一 2 林班生长率均值比 90 一 3林班高
1 7 2 1 25 2 9 33 37
生长轮龄扭 )
图 3 生长率的径向变异
表 3 天然赤松生长轮宽度 、 晚材率 、 生长率的统计分析结果
生轮轮宽度 晚材率 生长率椒时 车劫聆/ a 平均澎 n o l 标准差 / n ln 变异系数% 轮龄Za 刊匀值% 栩化差% 变异系数% 轮龄/。 习习匀值% 标刊磋 % 变异系数%
84一 2 1 ~ 14
9 0一 3 1 ~ 14
3 7 33
2
.
5 9 9
1
.
24 6
0
.
9 8 3
3 3
.
38
37
.
8 1
2 ~ 4 1 4
.
5 6 4
2 ~ 4 1
巧 . 58 1
2 0
.
07 0 6 5 4 1
29
.
29
3 2 59
2 ~ 4 1 1 1
.
2 9 2
2 ~ 4 1 10
.
9 5 4
2 3
.
3 9 6
19
.
3 7 7
20 7
.
19
17 6 8 9
2
.
2 管胞长度
图 4表示 84 一 2林班和 90 一 3林班赤松木材
胸高处管胞长度的径向变异情况 。 从图 4 看出 , 两
个林地管胞长度的径向变异 , 在第 26 生长轮处发生
交叉 . 并在 1 一 26 生长轮龄范围内 , 84 一 2林班
管胞长度明显比 90 一 3林班大 。 但第 26 轮龄后 84
一 2林班管胞长度反而明显小于 90 一 3林班。 表 4
为两个林班管胞长度的统计分析结果 。
第 3 期 金春德等 : 不同生长环境赤松木材构造的变异 23
一 8 4 一 2林班一 9 0一 3林班
.r
.
l
se卜…lfse
口,日ù侧平留和
5 9 1 3 1 7 2 1 2 5 2 9 3 3 3 7 4 1
生长轮龄厄
图 4 管胞长度的径向变异
表 4 天然赤松管胞长度的统计分析结果
管胞长度 林班号 轮龄
/
a
平均值 标准差 变异系数
/m m /m m %
O
J0,`ó、 Jū汀了,苦声nUù早材 84 一 2 l ~ 2 6 3 . 0 36
创〕一 3 l ~ 2 6 2. 82 2
84 一 2 2 7 ~ 4 2 3. 54 1 0 . 192
如一 3 27 ~ 4 2 4 . 1 11 0 . 126
24
.
0 1
26
.
8 6
5
.
4 2
3
.
06
6320一7.02931一8484一 2 l ~ 4 2 3
如一 3 l ~ 4 2 3
19
.
57
18
.
88
晚材 8 4一 2 l ~ 2 6 3
说明在 0 . 05 水平上差异接近显著 , 即早晚材管胞长
麟目差较大 . 但 90 一 3林班早晚材管胞长度非常接
近 , F 值 ( 0 . 41 2) 远小于侧0 . 05 )值 (3 . % ) 。 早晚
爪 材的管胞长度越接近 , 其浆料纤维越均 。 纤维长度大
能提高纸张撕裂指数 , 且也能提高抗拉强度 、 耐破指
数 、 赫度 〔 , 〕 。2 . 3 管胞长度频率分布
表 5表示两个林地管月包长度的频率分布隋况 。 从
表 5看 、 84 一 2林班早材管胞长度在 3 . 0 m m 以下
.者 , 频率分布为 30 . 09% , 3 . 0 ,飞I n , 以上者 , 6 8 · 9 1%:
晚材 3 . 0 , l z n l 以下者为 19 . 33% , 3 . 0 n z n 一以上者
80
.
67 %
。
90 一 3林班早材管胞长度 3 . 0 m m 以下者
为 23 . 39% , 3 . 0 n i n i 以上者 , 76 . 6 1%: 晚材 3 . 0 : 11n ,
以 -斤者为 22 . 8% , 3 . 0 n i n l 以上者为 7 7 . 20% 。 84 一 2
林班的管胞长度频率的高峰值集中在 3 . 5 一 4 . 0 , 11111
组距内 、 而 90 一 3林班的管胞长度频率的高峰值集
中在 4 . 0 一 4 . 5 m n l组距内。
表 5 管胞长度频率分布
早 材 晚 材
林班号 组号 组距 ln/ m 长度平均数 根数 频率分布长度平均数 根数 频率分布
/
n, m % /m
一1, %
84一 2 1 < 1. 0
90 一 3 1 ~ 26
84 一 2 27 ~ 4 2
0
.
7的
3
.
854 0
.
19 5
2 1
.
0 、 1. 5
3 1
.
5 、 2. 0
1 0
.
8
9 7
.
6
,了`兮万.、 .ón“QU&`17.4.2让810刀心乃!,、JQO、八`x口伪夕白ù、é,叫门J目,、ō、J月,峙.8.14旅人“ U,1.112.月叶-l,、J`“ .90 一 3 27 ~ 4 2 4 . 0 . 190
23
.
6 1
24
.
0 8
5
.
06
4
.
49 4 2
.
0 ~ 2
.
84 一 2 1 ~ 4 2 3
叩一 3 1 ~ 42 3. 433
26
.
2 9
24
.
67
2
.
5 ~ 3
.
0 2
.
8
3
.
0 、 3
.
5 3
.
3
87l4
.().0
28一31
QOn入,OU1尸J叶,卜丘.9&8从
ó.二,`J伪一只é了O,、JrU`` l.L
月.37H
峨4
与辘材习钧值 84 一 2 1 ~ 26 3. 162 0 . 7 38 23 . 34
%一 3 1 ~ 26 2. 8 83 0 . 7 3 1 2 5. 36
84 一 2 27 ~ 4 2 3. 69 7 0 . 2田 5 . 4 1
90 一 3 27 ~ 4 2 4 . 16 0 0 . 138 3. 32
84 一 2 1 ~ 4 2 3. 36 3 0 . 酬0 19 . 03
以)一 3 1一 4 2 3. 3 73 0 . 85 6 2 5 . 38
从表 4 看 , 在 1 一 26 生长轮范围内 , 两个林班
的早利管胞长度、 晚材管胞长度及早晚材平均管胞长
度皆差异不显著 , 但在 27 一 42 生长轮范围内 , 皆为
在 0 . 0 1水平上差异显著 。 且 1 一 26 生长轮内的 84
一 2林班平均管胞长度比 90 一 3林班大 7 . 58 % 一
11
.
68%
、
27 一 42 生长轮范围内的 84 一 2林班剩匀管
胞长度小于 90一 3林班 9 . 70% ~ 16 . 10% 。 在 l 一
42 生长轮范围内管胞长度皆为在 0 . 05 水平上差异不
显著 。 根据早晚材管胞长度的株内径向变异的绷十分
析 、 在 1 一 42 生长轮龄范围内 , 84 一 2林班的早晚
材管胞长度的 F 值为 3 . 61 , 接近 (F o . 05 )值 3 . % 。
3
.
5 ~ 4
.
0
4
.
0 ~ 4
.
5 4
.
2
> 4
.
5
39
.
5
3
.
4
卯一 3 1 < 1. 0
2 1
.
0
~
1
.
5
3 1
.
5 ~ 2
.
0
4 2
.
0 ~ 2
,
5
5 2
.
5 ~ 3
.
0
6 3
.
0
、
3
.
5
7 3
.
5 、 4 . 0
8 4
.
0 ~ 4
.
5
9 4
.
5 ~ 5
.
0
1
.
3 3
l0
17
1
.
3
4
.
1
10
14
9
.
9
10 > 5
.
0 5
.
1 1 0
.
6 5
.
2 4 2
.
4
2
.
4 管胞宽度
图 5 表示管胞宽度的径向变异情况 。 从图 5
看 , 管胞宽度的径向变化没有长度变化那么明显 、
但整个变化趋势亦是从里向外递增的 。 这与湿地松
东 北 林 业 大 学 学 报 第 29卷
和杉木的结果相类似 〔 “ , ’ 〕 。 管胞宽度变化和整个树
木生长过程相一致 . 其大小主要受生长激素所控
制 〔魂 ’ 。 表 6 为管胞宽度的统计分析结果 。 其测试
范围为 l 一 42 生长轮 。 从表 6 看 、 84 一 2 林班早
材管胞宽度略宽于 90 一 3林班 , 其差异不显著 , 但
晚材管胞宽度在 0 . 05 水平上差异显著 、 且前者大于
后者 。 就早晚材习习匀管胞宽度而言 、 两者在 0 . 05 水
平七差异接近显著 、 并 84 一 2 林班早晚材荆匀管胞
宽度大于 90 一 3林班 。
表 7 天然赤松管胞长宽比的统计分析结果
管胞长宽比 林班号 平」匀值 标准差 变异系数%
4 5
4 0
2 5
2 0
一 8 4 ~ 2林班一 9 0一 3林班
二d五Uq曰J
日二、侧权理枷
1 5 9 1 3 1 7 2 1 2 5 2 9 3 3 37 4 1
生长轮脚 .
图 5 管胞宽度的径向变异
表 6 天然赤松管胞宽度的统计分析结果
管胞宽度 林班号 平均值 彻m 标准差八: m 变异系数 %
早材 84 一 2
9 0 一 3
4 2
.
0 2 4 4
.
37 7
4 0
.
7 7 4 4
.
9 5 8
10
.
4 2
12
.
16
晚材 84 一 2
9 0一 3
3 4
.
9 7 9 2
,
363
33
.
3 7 2 3
.
50 0
6
.
7 6
10
.
4 9
早晚材平均值 8 4 一 2 3 8 . 5 0 1 3 . 2 10
9 0一 3 3 7 . 0 7 3 4 . 0 6 3
8
.
3 4
10
.
9 6
2
.
5 管胞长宽比 -
通常使用长宽比表示纤维形态与制浆适合度
的关系 。 有学者认为 〔 ’ · 礴 ’ 长宽比愈大 , 纸张撕裂
指数愈高 . 不能用长宽比小于 35 一 45 的纤维制
浆 , 否则纸张的强度太低 。 表 7 为管胞长宽 比的
统计分析结果 , 测试范围为 1 一 42 生长轮 。 从表
7 看 . 84 一 2 林班的早材管胞长宽比 、 晚材管胞
长宽比及早晚材平均管胞长宽比都略小于 90 一 3
林班 。 两个林班的管胞长宽比 . 都在 0 . 05 水平上
差异不显著 。
. 乡 —’ 芍 , 早材 8 4一 2 7 6 . 3 4 5 一( ) . 7 5 3 1耳. 0 8
9 ()一 3 8 0 . 0 18 14 . 6 64 18 . 3 3
晚材 84一 2 9 9 . 3 2 3 15 . 2 7 1 15 . 3 8
9 0一 3 1( ) 1 . 4 3 6 17 . 16 ( ) 16 . 9 2
早晚材平均值 8 4一 2 8 6 . 6 3 5 1 1 . 7 9 2 13 . 6 1
9 0一 3 8 9 5 7 5 15 . 3 5 3 17 . 14
3 结论
经单因素方差验证 , 不同生长环境下生长的两
个林班天然赤松的生长轮宽度和晚材率在 0 . 0() 1水
平上差异显著 。 且 84 一 2林班的生长轮宽度明显大
于 90 一 3林班 . 90 一 3林班的晚材率明显大于 84
一 2 林班 。 但生长率在 0 . ()5 水平上差异不显著 。
经单因素方差验证 , 不同生长环境下生长的两
个林理沃然赤松的管胞长度 , 在 1 一 26 生长轮范围
内. 在 0 . 05 水平上差异不显著 ; 在 27 一 42 生长轮
范围内 , 在 0 . 001 水平上差异显著 、 在 1 一 26 生长
轮龄范围内 , 84 一 2 林班天然赤松的管胞长度大于
9 0一 3林班 , 但在 27 一 4 2 生长轮龄范围内. 却相
反 。 在 1 一 42 生长轮范围内 . 两个林班天然赤松的
晚材管胞宽度在 0 . 05 水平上差异显著 , 但早材管胞
宽度和早晚材平均管胞宽在 0 . 05 水平上差异不显
著 。 管胞长宽比在 0 . 05 水平上差异不显著 。
不同生长环境下生长的两个林班天然赤松的管
胞长度频率分布有所不同 , 84 一 2 林班的管胞长度
频率的高峰值集中在 3 . 5 一 4 . 0 , 1、 1、 , 范围 [^J 、 而 9 0
一 3林班的管胞长度频率的高峰值集中在 4 . 0 一
4
·
s n l n l 范围内 。
参 考 文 献
1 成俊卿 , 李源哲 . 孙成志 . 人 1二林及天然林长白落叶松木材材
性比较试验研究 . 林业科学 , 19 6 2(l :) 18 一 27
2 崔永志 , 徐子才 , 李坚 . 人 j’. 林杉木材性变异规律 . 东北林业
大学学报 , 19 9 . 27 ( 5 :) 35 一 3 9 .
3 刘一星 、 吴玉章 , 李坚 . 火炬松木材材性变坤规律 . 东北林业
大学学报 . l9 9 . 2 7( 5) :29 一 34
4 徐有明 . 油松管胞形态特lt 变异 . 林业科学 . l 9 8)(t :4) 337 一 3犯