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观光木的生材性质研究



全 文 :第 38 卷 第 2 期
2 0 1 1 年 6 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol. 38 No. 2
Jun.,2 0 1 1
doi:10. 3969 / j. issn. 1002 - 7351. 2011. 02. 23
观光木的生材性质研究
邱炳发1,石敏任2,蒙好生1,符韵林2,廖克波1,韦鹏练2
(1. 广西良凤江国家森林公园,广西 南宁 530031;2. 广西大学林学院,广西 南宁 530004)
摘要:对观光木的生材密度、含水率、树皮率及心材率进行测定分析,结果表明:观光木的生材密度从髓心向外呈先减小再
增大的趋势,随着树高的增加,亦呈先减小再增大的趋势,其平均值为 0. 873 g·cm -3;基本密度自髓心向外逐渐增大,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. 423 g·cm -3;含水率从髓心向外呈减小的趋势,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 108. 4%;树皮的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 13. 5%、15. 8%;心材率随着树高的增加而减少,心材百分率平均值为 15. 6%。
关键词:观光木;生材;密度;含水率;树皮率;心材率
中图分类号:S781. 3 文献标识码:A 文章编号:1002 - 7351(2011)02 - 0095 - 04
The Research on Tsoonpiodendron odorum Green Characters
QIU Bing-fa1,SHI Min-ren2,MENG Hao-sheng1,FU Yun-lin2,LIAO Ke-bo1,WEI Peng-lian2
(1. Guangxi Liangfengjiang National Forest Park,Nanning 530031,Guangxi,China;
2. Forestry College of Guangxi University,Nanning 530004,Guangxi,China)
Abstract:The green density,moisture content,bark percentage and heartwood percentage was studied for Tsoonpiodendron odo-
rum. The research showed that:the green density had a“decreasing”and then“increasing”direction from pith to sapwood,had a
similar direction with increasing height,the average was 0. 873 g·cm -3 . The basic density increased from pith to sapwood,had a
“decreasing”then“increasing”and then“decreasing”direction with increasing height,the average was 0. 423 g·cm -3. The mois-
ture content of green wood decreased from pith to sapwood,had a“increasing”then“decreasing”and then“increasing”direction
with increasing height,the average was 108. 4% . The bark volume percentage and bark quality percentage increasing with adding
height,and bark volume percentage and bark quality was 13. 5% and 15. 8% respectively. The heartwood percentage decreasd with
increasing height,and heartwood percentage average was 15. 6% .
Key words:Tsoonpiodendron odorum;green;density;moisture containing percentage;bark percentage;heartwood percentage;
观光木(Tsoonpiodendron odorum Chun)又名香花木、香花楠,为木兰科观光木属常绿大乔木[1],广泛分
布于我国福建、江西南部、广东、海南、广西以及云南东南部地区,多生于海拔 500 ~ 1 000 m的沙页岩山地
的常绿阔叶林中[2],野生数量极少,现已被列为国家珍稀濒危植物[3]。观光木木材纹理直、结构细、易加
工、干燥后少开裂,是建筑、家具、乐器和细木工等的优良珍贵用材[4],可进行引种栽培[5]和高龄植株扦插
繁殖[6]等,生长快,较宜密植,具有良好的速生性与丰产性能。
观光木于 1963 年在海南第一次被发现和记述并在植物分类学报上发表[7],40 多年来,已有诸多研
究[5 - 9],主要包括观光木的育苗栽培、种群结构、树皮成分等方面的研究,有关其人工林木材材性方面的研
究仍未见报道。本文研究了观光木人工林木材的生材含水率、树皮率、心材率及木材密度等,可为认识观
光木木材材性及加工利用提供参考。
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[10],在南宁市广西良凤江国家森林公园采集观光木试材,采集6株样
收稿日期:2010 - 12 - 16;修回日期:2011 - 01 - 22
基金项目:广西自然科学基金重点项目(2010GXNSFD013024) ;“十一五”广西林业科技项目(桂林科字[2009]第 22
号)、(桂林科字[2009]第 7 号)
作者简介:邱炳发(1966—) ,男,广西阳朔人,广西良凤江国家森林公园工程师,从事木材加工与林业管理研究。
福 建 林 业 科 技 第 38 卷
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. 3、17. 3、19. 3、21. 3 m等处锯取厚度为 5 cm的圆盘 2 个。圆盘锯制后,一个立即装入塑料袋中,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,供作他用。样木及试材的采集情况
见表 1。
表 1 样木及试材的采集情况
样木
编号
径阶 /
cm
树高 /m
全高 枝下高
圆盘截取高度 /m
试材
编号 高度 /m 长度 /m 小头直径 /cm
1 16 18. 3 7. 2 0、1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、
13. 3、15. 3、17. 3
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 19. 3
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 15. 6
1 - 3 9. 3 - 11. 3 2 13. 1
2 22 24. 6 17. 4 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
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 13. 9
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 11. 8
1 - 3 9. 3 - 11. 3 2 9. 8
3 24 23. 9 8. 8 0、1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、
13. 3、15. 3、17. 3、19. 3、21. 3
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 9. 3
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 7. 4
1 - 3 9. 3 - 11. 3 2 5. 2
4 26 23. 5 7. 3 0、1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、
13. 3、15. 3、17. 3、19. 3、21. 3
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 16. 4
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 14. 8
1 - 3 9. 3 - 11. 3 2 12. 3
5 26 23. 2 8. 0 0、1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、
13. 3、15. 3、17. 3、19. 3、21. 3
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 20. 7
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 18. 1
1 - 3 9. 3 ~ 11. 3 2 15. 8
6 28 26. 7 14. 4 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
1 - 1 1. 3 ~ 3. 3 2 12. 6
1 - 2 5. 3 ~ 7. 3 2 10. 1
1 - 3 9. 3 ~ 11. 3 2 7. 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。树皮体积百分率是用树皮体积除以所在树干部位树
皮与木质部体积之和。而树皮质量百分率是用树皮重量除以所在树干部位树皮与木质部重量之和。
1. 2. 1 树皮体积百分率 先检量圆盘的带皮半径 R皮,再检量圆盘的高度 H,最后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,在南北,东西,北东、南西中间位置,北西、南东中间位
置分别检量带皮直径、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
检量上述 4 个方向的基础上,再增加检量一个长径和一个短径,最后求出其平均值。根据下式计算树皮体
积百分率:V体(%)=(πR
2
皮 H - πR
2
木 H)/πR
2
皮 H × 100。
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。
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,将试样制成约 15 mm ×15 mm ×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。
在圆盘的南、北方向,分别靠髓心(距离髓心位置的第 2 ~ 3 个年轮)、中间部分(髓心到形成层位置的
中间位置的 2 ~ 3 个年轮)、靠树皮部分(靠形成层的 2 ~ 3 个年轮位置)3 个不同区域进行测定,每个不同
区域分别测定 3 ~ 5 个试样,然后靠髓心、中间部分、靠树皮部分及全部平均进行统计分析。
1. 3. 2 基本密度测定 与测定生材密度试样相同,用排水法测定生材体积后在(103 ± 2)℃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基 /V生。
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第 2 期 邱炳发,等:观光木的生材性质研究
1. 4 生材含水率测定
与测定生材密度试样相同,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。
1. 5 心材率的测定
将生材圆盘上表面刨光,用钢板尺分别量出圆盘的直径(去皮)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,最后用平均值代替。用心材面积除以整个圆盘面积得到心材
率。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
观光木南、北方向生材密度的径向变化见图 1,从髓心向外,南向和北向生材密度基本相等,均呈先减
小再增加的趋势。南向靠髓心、中间及靠树皮位置 3 个部分的生材密度分别为 0. 898 、0. 834、0. 857 g·
cm -3;北向靠髓心、中间及靠树皮位置 3 个部分的生材密度分别为 0. 900、0. 842、0. 858 g·cm -3。
观光木生材密度纵向变化见图 2,随着树高增加,生材密度呈先减少再增加的趋势。在 0 m高处的生
材密度为 0. 921 g·cm -3,在 9. 3 m高处的生材密度为 0. 836 g·cm -3,≥9. 3 m树高处,逐渐增大,在 19. 3
m树高处,生材密度为 0. 935 g·cm -3,平均值为 0. 873 g·cm -3。
图 1 观光木生材密度径向变化 图 2 观光木生材密度纵向变化
图 3 观光木基本密度径向变化 图 4 观光木基本密度纵向变化
观光木基本密度的径向变化见图 3,从髓心向外,南向及北向的基本密度基本相等,均呈增加的趋势。
南向靠髓心、中间及靠树皮位置 3 个部分的基本密度分别为 0. 402、0. 413、0. 440 g·cm -3;北向靠髓心、中
间及靠树皮位置 3 个部分的基本密度分别为 0. 403、0. 413、0. 443 g·cm -3。
观光木基本密度纵向变化见图 4,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、
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福 建 林 业 科 技 第 38 卷
1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、13. 3、15. 3、17. 3、19. 3 m 处,其基本密度分别为 0. 462、0. 419、0. 405、0. 397、
0. 394、0. 396、0. 424、0. 453、0. 437、0. 412、0. 448 g·cm -3,树干根部、枝下高部位及末梢基本密度较大,平
均值为 0. 423 g·cm -3。
2. 2 生材含水率变化
观光木生材含水率的径向变化见图 5,从髓心向外,南向及北向的生材含水率基本相等,均呈减少的
趋势。南向靠髓心、中间及靠树皮位置 3 个部分的生材含水率分别为 126. 4%、103. 3%、96. 0%;北向靠髓
心、中间及靠树皮位置 3 个部分的生材含水率分别为 124. 2%、104. 9%、96. 1%。
观光木生材含水率的纵向变化见图 6,随着树高的增加,生材含水率呈先增大后减少再增大的趋势,
在 0 m高处的生材含水率为 100. 4%,在 7. 3 m高处的生材含水率为 113. 5%,在 13. 3 m高处的生材含水
率为 102. 4%,在 17. 3 m高处的生材含水率为 118. 3%,在 19. 3 m高处的生材含水率为 109. 5%;生材含
水率平均值为 108. 4%。
图 5 观光木生材含水率径向变化 图 6 观光木生材含水率纵向变化
2. 3 树皮率变化
观光木树皮体积百分率与树高的关系见图 7,随着树高的增加,树皮体积百分率增加,在 0、1. 3、3. 3、
5. 3、7. 3、9. 3、11. 3、13. 3、15. 3、17. 3、19. 3、21. 3 m 高处的树皮体积百分率分别为 8. 4 %、9. 3%、9. 3%、
10. 3%、12. 0 %、12. 3 %、14. 1%、14. 7%、15. 1%、18. 2%、17. 4%、21. 1%。从 0 ~ 21. 3 m树高处,树皮体
积百分率平均值为 13. 5%。
树皮质量百分率与树高的关系见图 8,随着树高的增加,树皮质量百分率增加,0、1. 3、3. 3、5. 3、7. 3、
9. 3、11. 3、13. 3、15. 3、17. 3、19. 3、21. 3 m 高处的树皮质量百分率分别为 8. 9%、11. 2 %、12. 2%、12. 9%、
13. 9 %、15. 0%、16. 1%、16. 3 %、18. 3 %、21. 1%、20. 6%、23. 5%。从 0 ~ 21. 3 m树高处,树皮质量百分
率平均值为 15. 8%。
图 7 观光木树皮体积百分率的纵向变化 图 8 观光木树皮质量百分率的纵向变化
(下转第 106 页)
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(上接第 98 页)
图 9 观光木树高与心材率的关系
2. 4 心材率变化
从图 9 可见,观光木的心材率随着树高的增加
而减少,且随着树高的增加,减少的幅度越来越大。
在 0 m高处,即树干根部,心材率为 15. 5%;在 1. 3
m高处,心材率最大,为 24. 1%;在 9. 3 m 高处,心
材率仅为 2. 7%;在 11. 3 m 高处,已经看不到心材,
说明在 11. 3 m高处心材尚未形成。从 0 ~ 9. 3 m高
处,心材率平均值为 15. 6%。
3 小结
观光木的生材密度从髓心向外呈先减小再增大的趋势,从树干的纵向来看,随着树高的增加,亦是先
减小再增大,其平均值为 0. 873 g·cm -3;观光木的基本密度自髓心向外逐渐增大,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. 423 g·cm -3。
观光木生材含水率从髓心向外呈减小的趋势,随着树高的增加,呈先增大后减少再增大的趋势,生材
含水率的平均值为 108. 4%。观光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,树皮体积
百分率及质量百分率平均值分别为 13. 5%、15. 8%。观光木的心材率随着树高的增加而减少,心材率平
均值为 15. 6%。
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