全 文 ：福建林学院学报　2008, 28(2):160-163 第 28卷 第 2期
JournalofFujianColegeofForestry 2008年 4月
收稿日期:2007-12-29　　修回日期:2008-02-28
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(B0110024)。
作者简介:林瑞荣(1962-),男 ,福建莆田人 ,高级工程师 ,从事木材科学研究与林业科技推广工作。
立地条件对拟赤杨人工林木材纤维特性的影响
林瑞荣
(南平市林业局 ,福建 南平 353000)
摘要:对不同立地条件拟赤杨人工林木材纤维形态和化学成分进行测定和比较分析 , 结果表明:不同立地级拟赤杨人工林
木材纤维长度的径向变异均属于 PanshinⅠ型。拟赤杨人工林木材纤维长度和宽度均随着立地级的升高而增大 ,而拟赤杨
人工林木材纤维长宽比随着立地级的升高而略有减小。拟赤杨人工林木材硝酸—乙醇纤维素含量 、Klason木素含量 、热水
抽出物含量 、 1%NaOH抽出物含量 、苯醇抽出物含量均随着立地级的升高而降低 , 而戊聚糖含量均随着立地级的升高而提
高。对于营造定向培育作为人造板和纸浆原料的拟赤杨人工林宜选择较高立地级的林地栽培。
关键词:立地条件;拟赤杨人工林;纤维形态;化学成分;影响
中图分类号:S781.1 文献标识码:A 文章编号:1001-389X(2008)02-0160-04
Effectsofsitesonfibermorphologyandchemicalcompositionof
Alniphylumfortuneiwoodfromplantations
LINRui-rong
(ForestryBureauofNanpingCity, Nanping, Fujian353000, China)
Abstract:FibermorphologyandchemicalcompositionofAlniphylumfortuneiwoodfromplantationsindiferentsitesweredetermined
andanalyzedcomparatively.FiberlengthofA.fortuneiwoodfromplantationindiferentsitesvariedasPanshinmodleⅠ inradial
direction.Fiberlength, fiberwidthandpentosancontentofA.fortuneiwoodfromplantationsincreasedwithsiteimprovementwhile
ratiooffiberlengthtofiberwidth, nitricacid-alcoholcelulosecontent, klasonlignincontent, hotwaterextractivecontent, 1%
NaOHextractivecontent, benzene-alcoholextractivecontentdecreasedwithsiteimprovement.Forestlandwithalotbettersiteswere
fittobechosenforA.fortuneitocultivateforestdirectionalyasmaterialofwood-basedpanelandpulp.
Keywords:sites;Alniphylumfortuneiplantation;fibermorphology;chemicalcomposition;effect
20世纪 50年代以来 ,福建省森林资源结构发生了巨大变化 ,天然林资源急剧减少 ,人工林面积迅速
扩大 ,而且增加的主要是针叶林面积 ,阔叶林面积呈递减趋势 。发展阔叶林可满足人类多样性需求 ,有利
于生物多样性保护 ,也是实现林地可持续经营的需要[ 1] 。拟赤杨(Alniphylumfortunei)属安息香科拟赤杨
属落叶乔木 ,普遍生长于福建省海拔 300-700m各林区 ,适应性强 ,萌芽力强 ,干形通直 ,尖削度小 ,是我
国南方优良速生用材树种 ,其材质轻软细致 、纹理直 、易加工 。木材纤维形态是木材重要的解剖构造特征 ,
木材纤维形态分析是评价和选择该树种是否适合作为纤维原料的重要依据 。木材化学成分影响着木材的
物理力学性质 、天然耐久性 、材色和木材的加工利用 [ 2] 。迄今为止 ,国内外对针叶林的材性变异研究较
多 ,对阔叶林的材质变异研究较少[ 3-6] ,立地条件的好坏在很大程度上决定林木生长的速度及其质量 ,从
而影响着其木材纤维形态和化学成分。立地条件对拟赤杨人工林木材纤维特性(纤维形态和化学成分)
影响的研究尚未见报导 ,而掌握不同立地级拟赤杨人工林木材纤维特性的变异规律 ,对通过生物措施控制
其材性性状变异 、定向培育优质木材和木材的高效合理利用具有重要的指导意义 。因为林木生长受自然
环境和人工措施影响而存在很大差异 ,林型材质变异规律是培育优质木材的理论依据 ,具有重要的研究价
值 [ 7] 。通过研究不同立地级拟赤杨人工林木材纤维形态和化学成分的差异 ,探明立地条件对拟赤杨人工
林木材纤维形态和化学成分的影响规律 ,为拟赤杨人工林材质定向培育和木材的合理高效利用提供理论
依据。
DOI :10.13324/j.cnki.j fcf.2008.02.014
1　材料与方法
1.1　试验材料
1.1.1　试验地概况　试验地位于顺昌县内 ,该县位于福建省中部偏西北 ,东经 117°13′-118°14′,北纬
26°39′-27°13′,境内山脉属武夷山系杉岭东南伸的支脉 ,总的地势是由西南部 、北部和东北部向县的中
部 、东部和西北部的丘陵 、河谷台地倾斜。气候的特点是四季分明 、夏长冬短 ,温暖湿润 ,太阳辐射充足 ,日
照时数适中(全年平均为 1 719.8h)。年平均气温 18.5℃, 1月份平均气温 7.8 ℃,极端最高气温40.2℃,
极端最低气温 -6.8℃;全年日平均气温≥10 ℃的积温为 5 884.4℃;全年无霜期 310 d,偶有降雪(平均
3.1 d· a-1);年均降水量为 1 696.9 mm(以 3-6月份最多 ,占全年的 60%),年均湿度 82%,年蒸发量
1 374.1 mm,小于降水量 。地带性土壤为红壤 ,土层厚度多在 1m以上 ,肥力较高 ,仅在陡坡 、山顶 、山脊常
见土层浅薄的粗骨性土壤 。
表 1　不同立地级拟赤杨人工林采集木情况
Table1　SurveyontestmaterialsfromA.fortuneiplantationindiferentsites
立地级 采伐样木株数 DBH/cm H/m
Ⅰ 5 18.7-19.6 17.9-18.8
Ⅱ 5 17.6-18.4 16.7-17.6
Ⅲ 5 13.8-14.5 14.5-15.4
1.1.2　试验地调查测定取材　拟赤杨人工林
试验地点在福建省顺昌县大历镇 ,各试验号林
龄均为 20a,立地级分别为Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ级 ,造林密
度均为 1 800株· hm-2 ,现有林分密度均保留为
900-1 200株·hm-2 ,海拔 360-390m,位于山坡
中下部 ,坡度 15°-25°,苗木来源和其它培育
措施相同。在立地级为Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ级的拟赤杨人工林试验地中分别建立 20 m×20m样地 ,在样地内对拟赤
杨人工林林分进行每木检尺 ,测定胸径和树高并做好记录 ,选取平均木作为样木进行采集 ,每一样地内分
别选伐样木 5株 ,仔细记录采集木具体情况(表 1)。每木自胸高(离地 1.3 m)处向上截取 3 cm厚圆盘 3
个分别作为木材纤维形态 、基本密度和化学组分测定的试材 。
1.2　试验方法
1.2.1　木材纤维形态测定　沿木材纤维形态测定用的圆盘中心线锯 2cm宽的木条 ,每根均在北向取材 。
从髓心向外 ,沿半径方向 ,隔轮分别取制 ,按 Schultze法(氯酸钾∶60%硝酸∶水 =1∶2∶1)进行离析 ,在投影
显微镜下观察 ,每生长轮随机测定 60根完整纤维的长度和宽度并作好记录。
1.2.2　木材化学组分测定　将木材化学组分测定用的圆盘原料去皮 ,用四分法劈杆成薄片并放置 48 h,
风干后再置粉碎机中磨细至能通过 40目筛的细末 ,用标准筛截取能过 40目但不过 60目的部分作为分析
试样 ,对热水抽出物 、1%NaOH抽出物 、苯醇抽出物 、纤维素 、戊聚糖和木素含量等分别按国标相应项目进
行分析测定 [ 8] 。
2　结果与分析
2.1　立地条件对木材纤维形态径向变异的影响
根据测定数据 ,应用 Excel软件计算出不同立地级拟赤杨人工林各生长轮纤维形态的平均值并做图 。
由图 1-3可知 ,不同立地级拟赤杨人工林木材髓心处纤维长度最短 ,纤维宽度最小 ,长宽比最小 ,从髓心
到树皮 ,纤维长度 、宽度和长宽比均呈增长趋势 ,增长率以纤维长度变化最大 ,而宽度增长率要小得多 。
2.1.1　立地条件对木材纤维长度径向变异的影响　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维长度的径向变异
见图 1。不同立地级下生长的拟赤杨人工林木材在靠近髓心的生长轮内纤维长度最短 ,随着树龄的增加 ,
纤维长度增加 ,不同立地级拟赤杨人工林木材纤维长度的径向变异趋势基本一致 ,同属 PanshinⅠ型 [ 9] 。
Ⅰ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维长度从髓心向外第 1-8年内纤维长度迅速增长 ,曲线陡 , 8-13 a
内生长速度减慢 ,从图 1中的变化曲线来看 ,前 8 a纤维长度的增长率也较随后的生长轮要大 , 13 a以后
生长曲线开始转折趋于平缓。 Ⅱ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维长度从髓心向外第 1-8 a内纤维
长度迅速增长 ,曲线陡 , 8-12a内生长速度减慢 , 12a以后生长曲线开始转折趋于平缓。 Ⅲ级地上生长的
拟赤杨人工林木材纤维长度从髓心向外第 1-8年内纤维长度迅速增长 , 8-11a内生长速度减慢 , 11a以
后生长曲线开始转折趋于平缓 。说明立地级高的木材纤维生长趋于平缓的年龄迟于立地级低的 。 Ⅰ 、Ⅱ 、
Ⅲ级地上拟赤杨人工林木材纤维长度均值分别为 2.182、2.113和 1.898 mm,立地级高的拟赤杨人工林木
161　第 2期 林瑞荣:立地条件对拟赤杨人工林木材纤维特性的影响
材平均纤维长度大于立地级较低的。
图 1　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维长度径向变异
Fig.1　RadialvariationoffiberlengthofA.fortuneiwoodfromplantationindiferentsites
2.1.2　立地条件对木材纤维宽度径向变异的影响　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维宽度的径向变异
见图 2,拟赤杨人工林木材髓心处纤维宽度最小 ,从髓心到树皮 ,纤维宽度呈增长趋势 ,但纤维宽度增长率
比纤维长度要小得多 ,不同立地级拟赤杨人工林木材纤维宽度的径向变异趋势基本一致 。 Ⅰ级地上生长
的拟赤杨人工林木材纤维宽度从髓心向外在前 5 a快速增长 , 5 a后小幅波动中缓慢递增 , 10 a以后曲线
开始趋于平缓 ,稍有波动。 Ⅱ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维宽度从髓心向外在前 5a快速增长 , 5a
后小幅波动中缓慢递增 , 9 a以后曲线开始趋于平缓 ,稍有波动。 Ⅲ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维
宽度从髓心向外在前 5 a快速增长 , 5 a后小幅波动中缓慢递增 , 8 a以后曲线开始趋于平缓 ,稍有波动 。
说明立地级高的木材纤维宽度趋于平缓的时期迟于立地级低的。 Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ级地上拟赤杨人工林木材宽度
均值分别为 34.2、33.3和 31.6 μm,立地级高的木材纤维宽度大于立地级较低的 。
图 2　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维宽度径向变异
Fig.2　RadialvariationoffiberwidthofA.fortuneiwoodfromplantationindiferentsites
2.1.3　立地条件对木材纤维长宽比径向变异的影响　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维长宽比的径向
变异见图 3,拟赤杨人工林木材髓心处纤维长宽比最小 ,从髓心到树皮 ,纤维长宽比呈增长趋势 ,不同立地
级拟赤杨人工林木材纤维长宽比的径向变异趋势基本一致。 Ⅰ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维长宽
比从髓心向外在前 7a快速增长 , 7 a后缓慢递增 , 13 a以后曲线开始趋于平缓 ,稍有波动。 Ⅱ级地上生长
的拟赤杨人工林木材纤维长宽比从髓心向外在前 7 a快速增长 , 7 a后缓慢递增 , 12 a以后曲线开始趋于
平缓 ,稍有波动。 Ⅲ级地上生长的拟赤杨人工林木材纤维长宽比从髓心向外在前 7 a快速增长 , 7 a后缓
慢递增 , 11 a以后曲线开始趋于平缓 ,稍有波动。说明立地级高的拟赤杨人工林木材纤维长宽比趋于平缓
的时期也迟于立地级低的 。 Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ级地上拟赤杨人工林木材纤维长宽比均值分别为分别是 62.4、64.3
和 65.1,立地级高的木材纤维长宽比稍小于立地级较低的 。长宽比是造纸工业衡量纤维原料好坏的重要
标准 ,一般认为适合作为造纸原料的纤维长宽比应大于 45。从纤维形态方面衡量 , 3种立地级的拟赤杨人
工林木材都适宜作为造纸原料 。
162 福　建　林　学　院　学　报 第 28卷　
图 3　不同立地级拟赤杨人工林木材纤维长宽比径向变异
Fig.3　RadialvariationofratiooffiberlengthtowidthofA.fortuneiwoodfromplantationindifferentsites
2.2　立地条件对拟赤杨人工林木材化学组分的影响
不同立地条件下拟赤杨人工林木材化学组成见表 2。纤维素 、半纤维素 、木素是构成木材细胞壁的 3
种主要成分 ,其含量影响着木材的材性和利用 ,一般以戊聚糖含量反映半纤维素含量 。木材中苯醇抽出物
则与木材的色 、香 、味和天然耐久性等都有密切的关系。拟赤杨人工林木材硝酸 —乙醇纤维素含量 、
Klason木素含量 、热水抽出物含量 、1%NaOH抽出物含量 、苯醇抽出物含量随着立地级的变化为 Ⅰ级 <Ⅱ
级 <Ⅲ级 ,而戊聚糖含量随着立地级的变化为 Ⅰ级 >Ⅱ级 >Ⅲ级(表 2)。对于制浆造纸来说 ,纤维素含量
越高越好 ,木素含量越低越好。因此 , 拟赤杨人工纸浆用材林必须考虑立地条件的影响 。
表 2　不同立地条件下拟赤杨人工林木材的化学成分
Table2　ChemicalcompositionofA.fortuneiwoodfromplantationsindiferentsites %　
立地级 热水抽出物 1%NaOH抽出物 苯醇抽出物 纤维素 戊聚糖 木素
Ⅰ 2.13 18.41 2.22 45.48 22.98 21.26
Ⅱ 2.18 18.46 2.29 45.59 22.88 21.47
Ⅲ 2.25 18.52 2.35 45.71 22.71 21.95
3　小结
不同立地级拟赤杨人工林木材纤维形态的径向变异趋势基本一致 ,靠近髓心的生长轮内纤维长度最
短 ,纤维宽度最小 ,长宽比最小 ,从髓心到树皮 ,纤维长度 、宽度和长宽比均呈增长趋势 ,先逐渐增加 ,然后
变化逐渐平稳 ,它们的增长率以纤维长度变化最大 ,而宽度增长率要小得多 ,纤维宽度的波动性大于纤维
长度和长宽比;纤维长度的径向变化均属于 PanshinⅠ型。拟赤杨人工林木材纤维长度和宽度均随着立
地级的升高而增大 ,而拟赤杨人工林木材纤维长宽比均随着立地级的升高而略有减小。拟赤杨人工林木
材硝酸 —乙醇纤维素含量 、Klason木素含量 、热水抽出物含量 、1%NaOH抽出物含量 、苯醇抽出物含量均
随着立地级的提高而降低 ,而戊聚糖含量均随着立地级的提高而提高 。对于营造定向培育作为人造板和
纸浆原料的拟赤杨人工林宜选择较高立地级的林地栽培 。
参考文献
[ 1] 陈存及 , 陈伙法 ,梁一池 , 等.阔叶树种栽培 [ M] .北京:中国林业出版社 , 2000:1-8.
[ 2] 成俊卿.木材学 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1985:186-203, 309-312.
[ 3] 林金国 , 林思祖 ,林庆富 , 等.人工杉木林木材力学性质变异规律的研究 [ J] .福建林学院学报 , 1997, 17(2):176-179.
[ 4] 方文彬 , 徐永吉 ,罗建举.栽培措施对短周期工业材材性影响规律的研究 [ J] .中南林学院学报 , 1997, 17(4):14-23.
[ 5] 郭明辉 ,赵西平 ,陈广胜,等.坡向对人工林落叶松纤维形态及造纸性能的影响 [ J] .东北林业大学学报, 2002, 30(3):21-23.
[ 6] 林金国 , 翁闲 ,张兴正 , 等.气候和地形对米老排人工林生长和材质的影响 [ J] .山地学报 , 2004, 22(6):750-755.
[ 7] 李坚 , 栾树杰 ,李耀芬 , 等.生物木材学 [ M] .哈尔滨:东北林业大学出版社 , 1993:140-149.
[ 8] 屈维均.制浆造纸实验 [ M] .北京:中国轻工业出版社 , 1992:25-63.
[ 9] PashinAJ.TextbookofWoodTechnology(4thedition)[ M] .NewYork:McGraw-HilbookCompany, 1980.
(责任编辑:江　英)　　
163　第 2期 林瑞荣:立地条件对拟赤杨人工林木材纤维特性的影响