全 文 ： 第 vz卷 第 x期u s s t年 | 月
林 业 科 学
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长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生
长与材性的比较研究
王朝晖 费本华 任海青
k中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|tl
郝 刚
k安徽省阜阳市颖州区农林局 阜阳 uvysssl
摘 要 } 本文对长江滩地意杨的生长和木材材性进行了初步研究 o着重讨论长江滩地立木腐朽杨树与正常
杨树在树高 !胸径生长的差异 o通过回归分析 o给出了杨树胸径生长与年龄的回归方程 ∀分析研究腐朽木和正
常木在年轮宽度 !含水率 !木材密度 !干缩率等方面的差异 ∀通过扫描电镜观测腐朽木和正常木细胞壁层的差
异和菌丝在木材细胞的分布状况 ∀研究结果表明 }地势低是导致杨树立木腐朽的直接原因 ~腐朽对杨树的胸
径生长和高生长及木材材性有显著影响 ~腐朽材内部生材含水率远低于正常材内部生材含水率 o这是由于腐
朽杨树内部导管比量明显比正常材低导致其输导水分功能减弱所致 ~而腐朽材的密度和干缩率均高于正常
材 ~腐朽木中出现了具有应拉木特征的区域 o菌丝入侵立木杨树主要通过夹皮裂隙 o然后通过导管和木射线细
胞向木纤维中扩散 ∀
关键词 } 滩地立木腐朽杨树 o应拉木区域 o夹皮 o菌丝
收稿日期 }usst2st2s| ∀
基金项目 }国家攻关课题/长江中下游滩地综合治理和开发0部分内容 ∀
ΧΟΜΠΑΡΑΤΙς Ε ΡΕΣΕΑΡΧΗ ΟΝ ΓΡ ΟΩΤΗ ΑΝ∆ ΩΟΟ∆ ΠΡ ΟΠΕΡΤΙΕΣ ΒΕΤ ΩΕΕΝ
Ρ ΟΤΤΕΝ ΠΟΠΛΑΡ ΤΡΕΕ ΑΝ∆ ΝΟΡ ΜΑΛ ΟΝΕ ΟΝ ΦΛΟΟ∆
ΒΕΑΧΗΕΣ ΑΛΟΝΓ ΨΑΝΓΤΖΕΡ ΡΙς ΕΡ
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k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ Ινδυστρψo ΧΑΦ Βειϕινγtsss|tl
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k Φυψανγ Αγριχυλτυρε ανδ Φορεστ Βυρεαυ o Ανηυι προϖινχε Φυψανγuvysssl
Αβστραχτ } ײ ²¯²®©²µ¬°³¤¦·²©·µ∏±®µ²·²± ªµ²º·«¤±§º²²§³µ²³¨µ·¬¨¶²©³²³¯¤µ·µ¨¨²± ¥¨¤¦«¨¶¤¯²±ª≠¤±ª·½¨ µ
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°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·²©¬±·¨µ±¤¯ ³¤µ·²©µ²·¨§³²³¯¤µ·µ¨¨¬¶¶°¤¯¯¨µ·«¤±·«¤·²©±²µ°¤¯ ²±¨ q׫¨ √¤¯∏¨¶²©¥¤¶¬¦§¨±¶¬·¼
¤±§µ¤·¬²²©§µ¼¬±ª¶«µ¬±®¤ª¨ ²©µ²·¨§³²³¯¤µ·µ¨¨¤µ¨ «¬ª«¨µ·«¤±·«¤·²©±²µ°¤¯ ²±¨ q׫¨ ·¨±¶¬²± º²²§º¤¶§¨·¨¦·¨§
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Κεψ ωορδσ} •²·¨± ³²³¯¤µ·µ¨¨²±·«¨ ©¯²²§¥¨¤¦«¨¶o× ±¨¶¬²± º²²§o…¤µ®³²¦®¨·o ¼¦¨ ¬¯∏°
长江中下游地区位于亚热带季风气候区 o生物 !气候 !土壤资源丰富 o是我国粮 !棉 !油的重要产区 ∀
然而 o近年来由于长江上游地区森林生态系统被破坏 o造成了大量的水土流失 o恶化了滩地的生态环境 o
为吸血虫的中间宿主 ) ) ) 钉螺提供了良好的孽生环境 o造成血吸虫病的流行 ∀随着/以林为主 o灭螺防
病 o综合治理和开发滩地0这一科学的生态工程k江泽慧等 ot||x ~彭镇华等 ot||xl的实施 o不仅减少了血
吸虫病疫性 !控制了水土流失 o还增加了森林资源 o提高滩地的利用价值 ∀杨树是一个世界性树种 o黑杨
派在杨树栽培中有着重要的位置 o是世界中纬度地区栽培面积最大的树种之一 o它适宜于在平原地区 !
河漫滩地 !围垦区等废闲土地上进行成片造林 o投入少 o见效快 o充分利用了地力 o经济效益十分显著 ∀
杨树作为重要的工业用材树种之一 o在胶合板工业 !造纸工业等方面已得到广泛的应用 ∀但是杨树作为
滩地主要造林树种之一 o经常发生立木腐朽现象 o大大降低了杨树木材利用价值和农民的造林积极性 ∀
为了更好的开发 !推广杨树在滩地上的合理利用 o本文对长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长和材性
进行比较研究 o探明菌丝在杨树木材中的侵入和分布情况 o从而为进一步消除或减少杨树腐朽提供基
础 ∀通过对腐朽材和正常材结构和性质差异的研究 o为更好的利用杨树木材提供科学的依据 ∀
t 材料与方法
1 .1 材料
t qt qt 试材的采集 首先对 /长江中下游滩地综合治理和开发0 课题固定实验点安徽省安庆市红星乡
林场意杨林进行踏查选点 o由于地势高低不同 o根据去年水淹的最高水位作为标准 o选取地势高低不同
的 v个标准地 „t !„u !„v o其中 „t 的地势最低 o„v 最高 o„u 居中 ∀查数其每个标准地内的腐朽木株数 ∀
结果如表 t ∀
表 1 标准地树木生长情况表
Ταβ .1 Τηε γροωτη οφτρεειν τηεσαµπλε πλοτ
标准地号
°¯ ²·±²q
淹水最高水位距地面高度
‹ ¬¨ª«·²©©¯²²§k°l
树木总株数
ײ·¤¯ ¬±§¬√¬§∏¤¯¶
腐朽木株数
•²·¨ ±¬±§¬√¬§∏¤¯¶
„t v quu || xw
„u u q{x tss tu
„v u qx{ {s s
从表 t中可看出 o地势越低 o腐朽木的株数越多 o这主要是由于地势低 o受水淹的时间长 o积水时间
长 o加速了立木杨树树干腐朽 ∀ „t 内腐朽木最多 o实测其全部树木的树高 !胸径 o并给每棵树标号 !记录
其腐朽木号 ∀把正常木与腐朽木分开 o根据其胸径的大小分成大 !中 !小 v级 o计算各级树木的平均胸
径 o以此作为选取标准木的主要标准 o其结果如表 u ∀
表 2 标准地树木胸径 !树高及分级表
Ταβ .2 Αϖεραγε διαµετερ ατ βρεαστ ηειγητ ανδ ηειγητ οφ ποπλαρ τρεεσ
腐朽木 •²·¨ ± 正常木 ‘²µ°¤¯
树号
‘²q
胸径
⁄…‹ q
k¦°l
树高
‹ qk°l
树号
‘²q
胸径
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树高
‹ qk°l
树号
‘²q
胸径
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树高
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树号
‘²q
胸径
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树高
‹ qk°l
树号
‘²q
胸径
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树高
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树号
‘²q
胸径
⁄…‹ q
k¦°l
树高
‹ qk°l

v uw q|w t| qx us ut qy| us qx u uv qux t{ qs t{ uz qvy ut qx tz uv q|u ut qx uv us qzs t| qs
w uw qtt us qs uw us qss us qs x uv qww us qx ut uz qus uu qs ww uv qvt ut qx vs us q|y t| qx
tt uv q|{ ut qx wv us qsv t{ qs y uu qw{ ut qx vy ux qv{ us qx w| uv qyv uu qs vu t| qyx us qs
tu uw qtz us qs wz ut qzu uu qs z uu qv| tz qx yz ux q{s t| qx xu uv qux uv qs v{ ut q|t ut qs
tw uv q|u us qx w{ ut qwv uu qs | uu q|s t| qv {x uy qsu us qs xx uv q{| uv qx xy uu qtv uv qx
vx uw qvs uu qs yt t| qzx tz qx ts uu qw{ t| qs |{ uy qwv t| qx xz uv qxw uw qs yx ut qyy t| qs
vz ux qsy ut qs yu us qts uw qs xw uv qzy ut qx t| uw q|s us qs x{ uv qxw uw qs zw ut qxv us qx
wt uw qxu ut qs zs ut qzu us qs uu uv qv{ uu qs vw uw q{t uu qs x| uw qtw uw qx z| uu qst t| qx
u{ uv q|{ ut qs {{ ut qvt t{ qs vv uv qux uu qs v| uw qw| ut qs ys uu qzw uw qs |u ut qx| us qs
uy ux qv{ us qx |s t| qw| t| qx wu uu qvy ut qs ws ux quu ut qs zu uv q{| ut qs |y uu quv us qs
yv uv q{u uw qs u| tz q{z t| qx xt uv qt{ uu qs wx uw qz{ uu qs zv uv qys us qx ux uu qv| us qs
y| ux qv{ us qx vt tz qyt t{ qx ty uv qzy ut qx xv uw qvy uv qx {t uv qwz t| qs {v uu qv| us qs
z{ ux qty us qx wy tz qsz tw qs y{ uv qwt t| qx yy uw qwy us qs {u uw quz us qs |t uu qw{ us qs
{| uw qz{ t| qx xs t{ qz| t| qs zy uv qy| us qx |z uw qyx us qs |v uw qvv us qx {y tz qzt t{ qs
|w u| q|z us qx yw ty qyu tz qx {s uv qww t| qx || ux qtv uu qs |x uw qs{ us qs {z t{ qxw t| qs
t ux qxt tz qs zx tz quv tz qs { ut qzx tz qs
tx uz qzw us qx zz ty qws us qx tv uu qsw us qx
uz ux qxw ut qs {w t{ qsy ty qx zt ut q{{ us qs
平均
胸径
„√¨ q
ux qtz
平均
胸径
„√¨ q
t| quy
平均
胸径
„√¨ q
uu q|v
平均
胸径
„√¨ q
ux1yw
平均
胸径
„√¨ q
uv qzt
平均
胸径
„√¨q
ut1t|
wtt 林 业 科 学 vz卷
根据各级平均胸径 o且以树高和干形作为参照选取 |号 !vs号 !xs号 !yz号 !zu号 !z{号为标准木 ∀
通过对腐朽木和正常木伐倒调查 o腐朽木一般从树干基部开始 o一直蔓延到胸径以上部位 o基部腐朽最
严重 o越到上部越轻微 o同时腐朽木树干均不保持直立 o而是朝某一方向倾斜 o树干基部腐朽的杨树一般
没有根腐现象 ∀
t qt qu 试材的制作 将圆盘刨平以便查数其年轮 o求其晚材率及胸径生长曲线 ∀沿南北向截取通心试
条 t根 o取下再截成 w部分 o第 t部分留存 o第 u部分根据标准将其加工成 us¦° ≅ us¦° ≅ us¦°的试样 o
用于测含水率 !干缩率 !湿胀率 !基本密度 ∀
1 .2 方法
t qu qt 生材含水率的测定 样木伐前在树干上标定南北线 ∀伐倒后 o在每株树的基部 !t qv ° !u °处分
别截取厚度为 vs¦°的圆盘 o并给每个圆盘标号 ∀其中基部的向上截取 ot qv ° !u °处分别向下截取 ∀
t qv °处圆盘锯下后 o立即在树干的内部和外部分别截取木块 u块 o称重后妥善包装带回测含水率 ∀
t qu qu 木材含水率的测定方法 按国家标准 Š… t|vt p |t  木材含水率测定方法  的规定 o将加
工好的试样k清除干净附在试样上的木屑 !碎片等l称重 o然后放入烘箱内 o在 tsv ? u ε 的温度下烘 { «
后 o从中选定 u ∗ v个试样进行第 t次试称 o以后每隔 u «试称 t次 o至最后 u次称量之差不超过 s qssu ª
时 o即从烘箱中取出 o放入装有干燥剂的玻璃干燥器内 o冷却至室温后取出称重 ∀
t qu qv 木材年轮宽度的测定方法 按国家标准 Š… t|vs p |t  木材年轮宽度和晚材率测定方法  
的规定 o在试样端面上 o按径向划一直线 o沿直线测出整年轮部分的总宽度 o准确至 s qst °°∀并数出测
量范围内的整年轮数 ∀
t qu qw 木材基本密度的测定 Š… t|vv p |t  木材密度测定方法  在胸高圆盘上按 t ∗ v轮 ow ∗ y
轮 oz ∗ |轮等依次取样 o试样与测定木材含水率相同 o腐朽杨树取样试块为完整立方体 o略带腐朽 o用排
水法测定 o把 v株正常木与 v株腐朽木的平均值做为各年轮的基本密度值 ∀
t qu qx 木材干缩率的测定 按照 Š… t|vu p |t  木材干缩性测定方法  的规定 ∀
t qu qy 木材显微结构的分析 用常规染色切片法制作永久切片在光学显微镜下观测并拍照 ~另外先制
作 xs ∗ zsΛ°切片 o然后用真空喷镀仪喷金 o在 °«¬¯¯¬³扫描电镜下观测 ∀
u 结果与讨论
2 .1 腐朽对树木生长的影响
树木的生长包括高生长和径生长 o它们有着自身的特性 o同时又受外界条件的影响 ∀根据标准地
„t 的腐朽木与正常木树高和胸径 o进行方差分析 o结果如表 v }
表 3 腐朽材与正常材胸径 !树高方差分析表
Ταβ .3 Αναλψσισ οφ ϖαριανχε ον διαµετερ ανδ ηειγητ χοµπαρινγ ροττεν ποπλαρ ωιτη νορµαλ
腐朽与正常
•²·¨ ± ¤±§‘²µ°¤¯
误差来源
≥²∏µ¦¨
自由度
کq
离差平方和
⁄¨ √¬¤·¬²±
均方
 ¤¨±
Φ值
Φ √¤¯∏¨
Φs qsx
胸径
⁄¬¤° ·¨¨µ
组间
组内
t
|z
u{ qvy|v
x{u1|zwx
u{ qvy|v
y1stss
w qzu 3 3 v q|w 3

树高
‹ ¬¨ª«·
组间
组内
t
|z
uv qwwxv
u|x1v{xt
uv qwwxv
v1swxu
z qzs 3 3 v q|w 3

经单因素方差分析表明 o在 s qsx水平上 o腐朽材与正常材在树高 !胸径上差异显著 ∀即腐朽对杨树
的高生长和胸径生长都有一定的影响 o从 ƒ值大小可见 o腐朽对高生长影响大于腐朽对胸径生长的影
响 ∀
2 .2 腐朽木与正常木年轮宽度的比较
年轮宽度和晚材度是木材宏观构造上的两个重要指标 o与木材密度存在紧密的相关关系 o通过对生
xtt 第 x期 王朝晖等 }长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长与材性的比较研究
长轮的分析 o可以预测许多指标 ∀腐朽木与正常木年轮宽度的径向变异如图 t所示 }
图 t 年轮宽度的径向变异
ƒ¬ªqt •¤§¬¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ²©·«¨ º¬§·«²©¼¨ ¤µ¯¼µ¬±ª
) σ) 正常木 ‘²µ°¤¯ o ) υ) 腐朽木 •²·¨±q
图 t表明 o生长轮在不同的年龄阶段有不同的年
轮宽度 o正常木与腐朽木的年轮生长趋势基本一致
k第 w¤除外l ∀由于第 t¤的年轮宽度很小 o因此在图
中没有第 t¤的年轮宽度 ∀图中从第 u¤开始年轮宽
度逐年上升 o到第 y¤后开始下降 ∀这个结果与鲁西
杨树的生长规律和胸径粗生长过程的研究结果k曾其
蕴等 ot||s ~刘寿坡等 ot||ul相一致 ∀这种生长轮宽
度的变化规律可能是意杨自身生长特性决定的 ∀同
时 o这也说明腐朽只对树木的生长势产生影响 o并不
影响它的生长规律 ∀根据杨树的这一生长规律 o对表
x采用 ψ€ αn βΠξ和 ψ€ α#ε p βΠξ两种方程对其径向生长进行模拟 o结果如下表 }
表 4 标准木年龄胸径表
Ταβ .4 Στανδαρδ σαµπλετρεεσ διαµετερσ ατ βρεαστ ηειγητ ωιτη διφφερεντ αγεσ
树号
×µ¨¨±²q
不同年龄胸径 ⁄¬¤°¨ ·¨µ¶¤·¥µ¨¤¶·«¨¬ª«·º¬·«§¬©©¨µ¨±·¤ª¨¶k¦°l
t u v w x y z {
xs号k腐 •²·¨ ±l t q|v v q|z y qvz | qz{ 腐朽kµ²·¨±l
zu号k正 ‘²µ°¤¯l t q| w qz z q| tu qv tz q{ t| qz ut qx uv qs
z{号k腐 •²·¨ ±l u qux x qws { qys tv quy t| qsv us q|v uu qy{ uw qt{
yz号k正 ‘²µ°¤¯l u qxx x qyt | qu{ tw qwu t| qwu ut quu uu q{t uw qvy
|号k腐 •²·¨ ±l u qyu x qtz z quz tt qvu ty qvv t{ qt{ t| qyv ut qsv
vs号k正 ‘²µ°¤¯l v qss w qyy { q|{ tv quu ty qz| t{ qut t| qwz
表 5 杨树胸径生长的回归方程表
Ταβ .5 Ρεγρεσσιον εθυατιονσφορ γροωτησ ον διαµετερ οφ ποπλαρ τρεεσ
类别
×¼³¨¶
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·
正常 ‘²µ°¤¯ ψ€ p xz qyytzΠξ n uy qsuwt s q{zzx ψ€ wv q{u|z 3 ε p y qwzw{wΠξ s q|w|{
腐朽 • ²·¨ ± ψ€ p xu qtv||Πξ n uw q{z{w s q{|ux ψ€ wt q|wyvw 3 ε p y qtvtz|Πξ s q|zy|
对两种回归方程进行比较 o两种回归方程的相关系数表明 o无论是腐朽木的还是正常木 o都是采用
ψ€ α#ε p βΠξ对杨树的径向生长描述比较好 ∀对于腐朽木 o可采用 ψ€ wt q|wyvw# ε p y qtvtz|Πξ o对于正常的可
采用 ψ€ wv q{u|z#ε p y qwzw{wΠξ ∀分析与讨论 }ktl此方程只适用于长江中下游滩地 ~kul由于只采用前 | ¤
的数据 o故只可用于预测杨树的早期胸径生长 ∀
2 .3 腐朽木与正常木含水率的比较
木材的含水率包括生材含水率和气干含水率 o湿材含水率 o其中生材含水率对于木材运输和贮存等
具有一定实际意义 ∀生材中的水分主要是自由水和吸着水 o化合水的数量极少 o可忽略不计 ∀对于不同
的树种其生材所含吸着水数量接近 o所以生材含水率的高低主要是自由水含量不同的结果 ∀表 y为样
木要伐倒时所采样的含水率表 ∀
从表 y !表 z中可看出正常木的内部生材 !气干材含水率大于外部 o而内部位饱和含水率略低于外
部 o这是由于正常木内部所含树胶比外部多 o且树胶覆盖于管间纹孔 !导管 p木射线纹孔之上 o使纹孔被
堵塞 o使木材吸水受阻 ∀对于腐朽杨树 o内部生材 !气干含水率大于外部 o这与正常木一致 o但腐朽材内
部位饱和含水率大于外部 o这与正常材恰相反 o这主要是由于腐朽材外部的吸水性降低而使其饱和含水
率大大降低所致 ∀同时腐朽杨树内部平均生材含水率低于正常杨树内部平均生材含水率 o而腐朽杨树
外部平均生材含水率略高于正常杨树外部平均生材含水率 o这使得腐朽杨树内部与外部平均生材含水
ytt 林 业 科 学 vz卷
率之差远低于正常杨树这可能是真菌侵蚀造成杨树纤维细胞 !木细胞被破坏细胞腔被子粘液和微粒所
填充 o致使水份进入较少 o内部木材输送水分功能减弱所致 ∀而图中表明 o气干材含水率的变化趋势与
基本密度相一致 ∀
表 6 腐朽木与正常木含水率的差异
Ταβ .6 Μοιστυρε χοντεντ χοµ παρινγ ροττεν ωοοδ ωιτη νορµαλ
树号
×µ¨¨±²q
生材重
Šµ¨ ±¨
º ¬¨ª«·
kªl
气干重 „¬µ
§µ¬¨§º ¬¨ª«·
kªl
绝干重
’√ ±¨ º ¬¨ª«·
kªl
湿材重
≥¤·∏µ¤·¨§
º ¬¨ª«·
kªl
生材含水率
Šµ¨ ±¨
¦²±·¨±·
k h l
气干含水率
„¬µ§µ¬¨§
¦²±·¨±·
k h l
饱和含水率
≥¤·∏µ¤·¨§
¦²±·¨±·
k h l
yzk正常l
‘²µ°¤¯
内部 Œ±·¨µ±¤¯ vs qx tw qw{z tu qzzy vw q|z| tv{ qzv tv qv| tzv qz|
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ vu qx t{ qw{w ty qv{x wx q{x |{ qvx tu q{t tz| q{v
zuk正常l
‘²µ°¤¯
内部 Œ±·¨µ±¤¯ {x qx vy qyu{ vu qvy| {| qzzx tyw qtw tv qty tzz qvx
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ xu uz qvv{ uw quu{ zs qxy ttw qyv tu q{w t|t quv
vsk正常l
‘²µ°¤¯
内部 Œ±·¨µ±¤¯ ws tx qz{y tv q|x| v{ q|x{ t{y qxx tv qs| tz| qs|
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ t| tt qv{t ts qtt u{ qzt| {z q|v tu qxz t{w qsz
|k腐朽l
•²·¨ ±
内部 Œ±·¨µ±¤¯ zs vu qz| u| qsxx zx qvyt tws q|u tu q{x tx| qvz
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ ux tx qyx tv q{{t vs q|vv {s qts tu qzw tuu q{w
z{k腐朽l
•²·¨ ±
内部 Œ±·¨µ±¤¯ xu uw qwwy ut qywu ys qytz tws quz tu q|y t{s qs|
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ uz tv q{x tu qvuz vv q|uz tt| qsv tu qvx tzx quv
xsk腐朽l
•²·¨ ±
内部 Œ±·¨µ±¤¯ |z wu qtyt vz qw|{ tsw qtzy tx{ qy{ tu qww tzz q{u
外部 ∞¬·¨µ±¤¯ tsx xu qyy wz qszu tsw qttx tuv qsy tt q{z tut qt{
表 7 腐朽木与正常木平均含水率的差异
Ταβ .7 Αϖεραγε µοιστυρε χοντεντ χοµ παρινγ ροττεν ωοοδ ωιτη νορµαλ ονε
生材含水率 Šµ¨ ±¨ ¦²±·¨±·k h l 气干含水率 „¬µ§µ¬¨§¦²±·¨±·k h l 饱和含水率 ≥¤·∏µ¤·¨§¦²±·¨±·k h l
正常木内部 ‘²µ°¤¯ ¬±·¨µ±¤¯ tyv qtw tv qut tzy qzw
正常木外部 ‘²µ°¤¯ ¬¨·¨µ±¤¯ tss qvs tu qzw t{x qsw
腐朽木内部 •²·¨ ±¬±·¨µ±¤¯ twy qyu tu qzx tzu qwv
腐朽木外部 • ²·¨ ± ¬¨·¨µ±¤¯ tsz qws tu qvu tv| qzx
2 .4 腐朽木与正常木木材密度的比较
木材密度是判断木材各项力学强度的重要指标 ∀对于正常木材在含水率相同的情况下 o密度愈大
的木材强度也愈大 o木材强度与木材密度关系密切 ∀另外全干材的空隙度随着全干密度的增大而减小 o
木材的最大吸水率也随着全干密度的增大而减小 ∀因此 o了解腐朽对木材密度的影响很有必要 ∀把正
常木与腐朽木的密度进行平均 o结果如图 u }
图 u 正常木和腐朽木基本密度径向变异
ƒ¬ªqu •¤§¬¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ²©¤√¨ µ¤ª¨ ¥¤¶¬¦§¨±¶¬·¼ ¦²°2
³¤µ¬±ªµ²·¨± º²²§º¬·«±²µ°¤¯
) σ) 正常木 ‘²µ°¤¯ o ) υ) 腐朽木 •²·¨±q
从图 u中可看出 o杨树基本密度径向变异的趋势是自髓心
到树皮先增加后减小 o这与研究杨树林分内木材比重径向变异
四种模式的结果k²² ετ αλqot|{xl相一致 ∀
一般来说完全或部分腐朽的木材密度低于正常木材 ∀但上
图表明 o立木腐朽杨树木材的密度比正常材略高 o这主要是由于
其密度试样取自腐朽杨树中基本完好的木材k略带腐朽l ∀利用
显微切片观察进一步研究其原因 o从图版 ´中图 y及图版 µ中
图 tx !ty来看 o立木腐朽杨树木材横切面中出现了带状胞壁加
厚 o同时腐朽菌的菌丝周围均匀包绕着一层粘液状外层覆盖物 o
这层覆盖物充满整个细胞腔 o其中还有许多微小颗粒 o因而腐朽
杨树木材中基本完好的部分由于产生异常胞壁加厚 o同时从图
版 ´中图 u !x及图版 µ中图 t !w的比较可见 o腐朽材导管比量比
ztt 第 x期 王朝晖等 }长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长与材性的比较研究
正常材低 o由于这两个原因使得其密度比正常木高 o但不能据此说明腐朽木的强度高于正常木 ∀从整体
而言立木腐朽杨树木材的强度仍低于正常木 ∀
2 .5 腐朽木与正常木干缩率的比较
木材的干缩影响到木材的加工利用 o根据干缩率的大小可以决定制材的加工余量 o差异干缩是弦向
干缩系数与径向干缩系数的比值 o其数值反映了木材弦向干缩与径向干缩的差别程度 ∀差异干缩愈大 o
木材愈容易开裂和变形 ~差异干缩愈小 o木材的尺寸和体积稳定性愈好 ∀腐朽木与正常木的干缩差异性
分析如表 { }
表 8 正常木与腐朽木干缩差异分析统计表
Ταβ .8 Αναλψσισ οφ ϖαριανχε ον ρατιο οφ δρψινγ σηρινκαγε
弦向 פ±ª¨ ±·¬¤¯ 径向 •¤§¬¤¯ 纵向 ²±ª¬·∏§¬±¤¯
腐朽 •²·¨ ± 正常 ‘²µ°¤¯ 腐朽 •²·¨ ± 正常 ‘²µ°¤¯ 腐朽 • ²·¨ ± 正常 ‘²µ°¤¯
样本数 „°²∏±· xs xw xs xw xs xw
平均值  ¤¨±k h l y qtsyt x qzs{w u qvyyz u qtvvs s qwsxz s qvxw|
方差 ∂¤µ¬¤±¦¨k h l s q{{yv s qx|vt s qty{x s qtwss s qst|z s qsuxv
Τ统计量 Τ √¤¯∏¨ u qvwzx 3 3 v qsuy{ 3 3 t qzuzx 3 3
表 {表明 o腐朽木与正常木在弦向 !径向 !纵向上都存在显著性差异 ∀且干缩率都比正常材高 o其中
弦向高 y q|z h o径向高 s q|y h o纵向高 tw qvt h ∀这主要是由于腐朽木都为应拉木 o其胶质纤维数比正
常材高 ∀另外 o不论是腐朽木还是正常木 o其纵向干缩率都很小 o而横向干缩较大 ∀其中弦向干缩是径
向干缩的两到三倍之间 o是纵向干缩的十倍左右 o这与前人的研究结果相一致 ∀腐朽木与正常木各向的
干缩率变化趋势一致 o都为自髓心到树皮先增大而后减小 o这与基本密度的变化趋势基本一致k成俊卿 o
t|{xl ∀从总体上说腐朽木材的平均干缩率基本上都略高于正常木 ∀
2 .6 腐朽木与正常木显微结构比较与扫描电镜分析
首先制作普通切片在光学显微镜下观测比较腐朽木与正常木显微结构的差异 ∀图版 ´中图 t ∗ {
为圆盘照片及光学显微镜下拍摄的照片 ∀然后制作喷金切片在扫描电镜下观测 o图版 µ中图 t ∗ tu为
扫描显微镜下拍摄的照片 ∀从图版 ´中图 w和图 t的比较看 o立木杨树树干腐朽有明显的夹皮现象 ∀
夹皮是指生活的树干受伤后 o以至这部分的树干因形成层死亡而停止生长 o但周围的组织仍然继续生
长 o将树皮的一部分包进木材中所形成的一种缺陷 o有的夹皮形成后 o经过若干树木生长被包藏到木材
的内部 o只有在横切木材或解锯时才发现 o称为内夹皮 ∀内夹皮在树干的横断面上 o常形成包含树皮的
弧形或环状裂隙 ∀显露在树干外部 o从表面可以看见的夹皮称为外夹皮k成俊卿 ot|{xl o外夹皮在树干
侧面常成沟状k图版 µ p wl ∀夹皮使木材的正常生长发育受到破坏 o影响木材构造的均匀性 ∀杨树易发
生夹皮现象 o滩地上夹皮的杨树常常伴随着不同程度的腐朽 o这是由于夹皮产生裂隙使浸泡在水中的杨
树更易遭受菌类的侵害所致 o夹皮是滩地杨树发生腐朽的直接原因 o但是生长在滩地的杨树是否更容易
产生夹皮现象目前还不清楚 o亦即杨树夹皮现象的产生是受基因控制还是受外界环境控制目前还不清
楚 ∀从图版 ´中图 u和图 x以及图版 µ中图 t和图 w的比较看 o腐朽木横切面导管比量比正常木明显
要低 o这使得腐朽木输导水分的功能减弱 o易造成菌类侵害 ∀进一步放大观察 o从图版 ´中图 v和图 y
可见正常木纤维细胞形状十分规则整齐 o而腐朽木则出现应拉木区域 o其特征是纤维细胞出现明显的变
形 o并且应拉木纤维胞壁上出现明显的胶质层kŠ层lkŽq• ¬¯¶²± ετ αλqot|{y ~成俊卿 ot|{xl o胶质层是一
层与细胞长轴呈 xβ的纤维素微纤丝外鞘 o其厚度常等于或大于正常胞壁的 ≥u 层 o常见于靠近胞腔一边 o
常起皱与膨大 o并局部分离 o如凝胶状填充在胞腔里 o由于胶质层kŠ层l的存在 o使应拉木纤维的胞壁比
正常木的厚 ∀图版 ´图 y中颜色较深靠近胞腔一侧的为胶质层kŠ层l o进一步在扫描电镜下观测如图
版 µ图 z和图 { o胶质层kŠ层l更加明显 o由于胶质层kŠ层l缺乏木质素使得在扫描电镜下呈浅白色 ∀
图版 µ中 u !v及 x !y分别为正常木早材和晚材的扫描照片 o可见晚材的胞壁率要高于早材 o即胞壁
厚度要比早材厚 o同时晚材 ≥u 层相对比例比早材高 o从照片中可见晚材胞壁颜色较深的部分比早材多 o
{tt 林 业 科 学 vz卷
即晚材 ≥u 层木素含量比早材高 ∀
图版 ´中图 z和图 {均为腐朽木横切面腐朽区域 o在低倍横切面上可见很多小黑点是菌类侵害的
结果 o高倍横切面上可见很多木纤维细胞被菌类侵染而呈深黑色 o但是细胞形状仍基本保持正常 ∀进一
步在扫描电镜下观测k见图版 µ2| ∗ tul o图 |腐朽木横切面清晰显示在导管和木纤维中均有菌丝分布 o
图 ts和图 tt显示腐朽木径切面上菌丝的分布 o其中导管中发现大量菌丝如图 ts o其次木射线组织中也
含有较多的菌丝如图 tt o而木纤维中所含菌丝相对较少 o这说明菌类侵害杨树可能首先入侵导管 o然后
通过木射线细胞向木纤维细胞蔓延 o这至少说明导管很适宜菌丝的生存 ∀图 tu显示腐朽木弦切面上木
纤维细胞内菌丝的分布 o菌丝在木纤维细胞间的蔓延主要通过纹孔传递扩散 ∀
v 小结
地势高低对杨树立木腐朽株数所占比例起决定作用 o地势低 o淹水时间长 o易使杨树腐朽株数增加 o
一般淹水最高水位不超过树高的 u qxs °的滩地种植杨树较适宜 ∀
无论腐朽木还是正常木采用 ψ€ α# ε p βΠξ描述杨树的径向生长即胸径与年龄之间的关系效果均较
好 o相关系数较高 ∀腐朽对杨树胸径生长变化趋势影响较小 ∀腐朽木与正常木各面的年轮宽度 !晚材
率 !含水率 !基本密度 !干缩率变化趋势一致 o均是自髓心到树皮先增大而后减小 o约在 w p y¤达最大值 o
而后略降低 ∀
从外表看 o滩地上夹皮的杨树常常伴随着不同程度的树干腐朽 o夹皮是滩地杨树发生腐朽的直接原
因 ∀同时树干腐朽的杨树一般没有根腐现象 o说明菌类侵害立木杨树主要通过夹皮的裂隙 ∀
腐朽对年轮宽度影响较小 ∀腐朽材内部生材含水率低于正常材 o其内部生材含水率与外部生材含
水率之差远低于正常材 o这说明腐朽材内部输导水分功能减弱 o与其导管比量减少相一致 ∀腐朽材外部
饱和含水率远低于正常材 o说明其吸水性较正常材弱 ∀腐朽材的密度和干缩率比正常材略高 o主要由于
腐朽材中通常出现应拉木区域 o应拉木区域木纤维细胞胞壁出现较厚的胶质层kŠ层l使得其密度高于
正常材 o同时腐朽材导管比量比正常材低也是导致其密度高的原因 ∀
正常材晚材的胞壁率要高于早材 o同时晚材 ≥u 层相对比例比早材高 ∀
通过电镜观测发现侵害杨树的菌丝在导管中分布数量较多 o通过木射线细胞向木纤维细胞蔓延 o菌
丝通过细胞间的纹孔进行扩散蔓延 ∀
参 考 文 献
成俊卿 q木材学 q北京 }中国林业出版社 ot|{x
陈敏忠 o王传槐等 q白腐菌云芝腐朽木的超微结构研究 q南京林业大学学报 ot||y oktl }w{ ∗ xu
丁佐龙 o费本华 o刘盛全 q木材白腐机理研究进展 q木材工业 ot||z okxl }t{ ∗ ut
江泽慧 q兴林灭螺论文集 q北京 }中国林业出版社 ot||x
金重为 o邰瓞生 o尤纪雪 q天然耐腐木材的抗腐机理及其在腐朽过程中化学成份的变化 q林业科技 ot|{| okxl }wwz ∗ wxu
刘寿坡等 q毛白杨胸径粗生长过程的观测 q黄泛平原林地资源利用研究 o北京 }中国科学技术出版社 ot||u ovv ∗ uz
彭镇华 o江泽慧 q中国新林种 p抑螺防病林研究 q中国林业出版社 ot||x
王宝松 o徐忠虞 o潘明建等 q杨树新无性系耐水性差异的研究 qÂ江苏林业科技 ot||v okwl }t ∗ w
王金林 o李春生 o陆从进 q杨木旋切及单板质量与木材性质关系的研究 qÂ木材工业 ot||| o|kxl }t ∗ z
曾其蕴等 q河北毛白杨木材纤维长度变异的研究 q林业科学 ot||s ouykvl }uvu ∗ uv{
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|tt 第 x期 王朝晖等 }长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长与材性的比较研究
王朝晖等 }长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长与材性的比较研究 图版 ´
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t1正常木基部圆盘 ~u1 正常木横切面k ≅ yvl ~v1 正常木横切面k ≅ wssl ~w1 腐朽木基部圆盘 ~x1腐朽木横切面应拉木区域k ≅ yvl ~y1 腐
朽木横切面应拉木区域k ≅ wssl ~z1 腐朽木横切面腐朽区域k ≅ wsl ~{1 腐朽木横切面腐朽区域k ≅ wssl ∀
t1‘²µ°¤¯ ³²³¯¤µµ²∏±§¶¤°³¯¨~u q‘²µ°¤¯ ³²³¯¤µ¦µ²¶¶¶¨¦·¬²± k ≅ yvl ~v1‘²µ°¤¯ ³²³¯¤µ¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±k ≅ wssl ~w q•²·¨ ± ³²³¯¤µµ²∏±§¶¤°³¯¨~x q
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王朝晖等 }长江滩地立木腐朽杨树与正常杨树生长与材性的比较研究 图版 µ
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t1正常木电镜横切面k ≅ xsl ~u !x1 正常木早材电镜横切面k ≅ tsts !≅ xsssl ~v !y1 正常木晚材电镜横切面k ≅ tsts ! ≅ xsssl ~w1 腐朽木电
镜横切面k ≅ wtl ~z !{1腐朽木电镜横切面应拉木区域k ≅ tsts !≅ uxssl ~|1 腐朽木电镜横切面菌丝k ≅ tstsl ~ts1 腐朽木电镜径面导管内
菌丝k ≅ wsyl ~tt1 腐朽木电镜径面射线内菌丝k ≅ {tsl ~tu1 腐朽木电镜弦面纤维内菌丝k ≅ {tsl ∀
t1‘²µ°¤¯ ³²³¯¤µ¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±k ≅ xsl ~u !x q≤µ²¶¶¶¨¦·¬²± ²© ¤¨µ¯¼º²²§k ≅ tsts !≅ xsssl ~v !y q≤µ²¶¶¶¨¦·¬²± ²© ¤¯·¨º²²§k ≅ tsts !≅ xsssl ~w q•²·¨ ± ³²³2
¤¯µ¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±k ≅ wtl ~z !{ q≤µ²¶¶¶¨¦·¬²± ²©µ¨¤¦·¬²±k ≅ tsts !≅ uxssl ~| q¼¦¨ ¬¯∏°¬± ¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±k ≅ tstsl ~ts q¼¦¨ ¬¯∏°¬± √¨ ¶¶¨ k¯ ≅ wsyl ~tt q¼2
¦¨ ¬¯∏°¬±µ¤¼ ¦¨¯¯ k ≅ {tsl ~tu q¼¦¨ ¬¯∏°¬±©¬¥¨µ¦¨¯¯k ≅ {tsl q