全 文 ：按属树种木材构造的变异
Joh n W ik l
e s
澳大矛 l}亚新南威 尔士州林业委 员会木材技术与森林研究所
摘 要
同一单 株内和不同单株之 I’a i, 按树在木材构造方面有 混大的遗传性 , 包括纤维和导管的
大小 。 这种遗传作用 比生长条件对木材构造的影 响更为显著 。 相形之下 , 生长率对木材构造
的影响比较微小 。 于是 , 我门可 以认为 : 人 工林与天然 沐按树在木材性质上的差异属非构造
的差异 , 而主要是由于生长快的人工林含有较高 比例的幼龄材 。
关键词 : 按 属 、 木材 沟造 、 幼龄材 、 生长率 。
引 言
按树原产于澳大利亚 , 现已被 引种到世界许多国家和地区 。 随着按树栽种面积的扩大 ,
有关按树木材构造变异性的研究也随之增 多 , 有些研 究还涉及到不同生长条件对木材性质的
影响 。 本文将 着重论述木材构造的变异 , 尤其是人工林 ( 后生休 , 折生林 ) 与天然林 ( 原始
林 ) 在木材构造上的差异 。 新生林通常比天然林表现 出更旺盛的生长活力 。
按 树 木 材 构 造
一般地说 , 按树木材生长轮不明显 , 其构造和其它阔叶相比显得相对简单 。 按树木材 由
多种类型细胞 构成 , 多数树种在细胞形态 和大小方面具有如下几个共同特征 :
l
。 纤维 ( 纤维管胞 ) — 直径 10 一 2 。件 , 长度 0 . 8 ~ 1 . 3 m m , 纤维率 6 0% 以上 。2 . 导管— 单管孔 , 成散状分布 , 直径 80 ~ 180 协 , 导管率 10 ~ 20 % 。3 . 木射线— 成 1 一 3 列 , 高度在 20 个细胞 以下 , 木射线率 10 ~ 20 % 。4 . 轴向薄壁细胞— 离管类和傍管类并存 , 轴向薄壁细胞率在 1 0%以下 。5 . 环管管胞 : 环管管胞率 2 %以下 。
木材密度的种 内变异反映了木材横切面上纤维尺寸的变化 , 如 R u n k e l 比率即双层 细 胞
壁与细胞在厚度的 比值 。 木材密度的变异将在本文后一部分阐述 。 许多按树木材性质的研究
位重于木材密度的探索 , 这 是因为木材密度既客易测定又与木材利用密切联系 。 然而 , 关于
,本文原稿曾在 1 9 7 8年第十六次国际植物学会议上宣读过 。
DOI : 10. 13987 /j . cnki . askj . 1989. 01. 009
树木材构造的研究却得不到应有的重视 。
同一单株木内木材构造的变异
同一单株内木材构造的变异是按树木材构造变异性研究中最热口的课题 , 也是一个很重
要的理论 问题 。 要正确掌握不同单株之间木材构造的变异就必须彻底了解单株内木材构造的
变异 。 因为木材不仅在不同单株之间存在差异 , 而且在同一单株内木材构造的差异也可能是
显著的 。
在一棵较大树龄的按树木材中 , 幼龄材的界限可 以被定在众多材木构造特征发生明显变
化的 区域 。 在前 10 ~ 20 年内 , 树木直径 、 细胞壁厚度和纤维长度分别以10 % , 30 % , 50 %的
幅度上升 ` 如图 1 , 。 同样地 , 导管直径和导管率长度也以 5 %的幅度上升 , 而导管率邻缪
5 。 %下降 ( 如图 “ ) , 各种细胞类型则几乎没有变化 。 就单位体积木材实质总邹补. _包笋细胞壁厚度随着年龄的增加比纤维直径的增加更显著 。 因此 , 从髓心向外 , 木材基本份发以
1 0~ 5 0%上升 ( 如图 3 ) 。
纤维长度
占.0
直径 ( u Z
价|l|门琳l|引
双壁厚度件旅直径
。戈 5 10 15直 径 (厘米 )
侧1. 弹丸稚纤维尺寸的布的变化
纵向变化
与径向变化相 比 , 木材构造随树干高度的变化趋势有较明显的波动 。 在树干基部 , 木材
密度稍有下降 ; 再往上木材密度随高度上升而增大 ( 如图 4 ) 。 纤维长度从树干基部到树梢
这一 区域呈上升趋势 ; 而树梢往上则呈下降趋势 ( 如图 5 ) 。 这些变化除了与自髓心向外的
同龄形成层生长有关外 , 也与各形成层本身的生长有关 。
不同单株之间木材构造的变异
不同单株之间木材构造的变异可 以和同一单株内木材构造的变异一样明显 。 即使是在相
同的立地条件下 , 由于遗传因素的作用 , 这种差异也同样存在 。 同一年龄相邻树木之间木材
用基因型理论解释不同单株之间木材构造的变异可在不 同无性系 、 不同家系和不同种源
之间木材构造的差异方面得到说明 。 而不同种源 , 木材密度的微小差异却是例外的 , 其它特
征如纤维长度 、 纤维细胞腔直径却随种子来源的不同而不同 。
有厚皮按铁木按
台皮攘
。匕一
_ U万
:,
川09.08T肠叮
基本密度导营直抢众赞叭ù
拼|畔|!鲜le导管奋一·军手方爸米个口
宜 径 :厘 不 )
醉 王按导营子.改唯御牙化 直 径
(星 米 )
图芝柳豺林因材密度助刃匕
扑密度 `匆童米 , , 纤维长度 (毫来 )
` 0 .参
口、 5一口. 6
0
.
6一 O了
> 0
.
7
< 0
.
8
Q S一 10
!刀一 }.己
> 叮且
月口日因
口臼抖
立间度ǎ米é
l卫
高度ē来à
直 径
2牛
(厘米 Jó一0
图斗 . 大汁搜树密息肺
直径但 来 )
座 .工按纤缎镀狮叭
、禅仁
4 5
清生犬应夕
一
/ / 一 一 一 一
/ _
O` l,|弓.J八VO .J
|
zC
甘
纤维长度ē老米à
/ \ 一
OJ了.片沪
歼维壁厚度一截来à
— J es一一 一 - 一一多万 7 0高 度 叮舀
门已一砰瓜汤 华O
图6.两禅娜护`户艳耽掇比 二厅
. 盯牡巨资千抢长彭注龙力姗亿
表一
木材性质
按属树种木材性质的差异 ( 不同单株之间的差异 )
年龄 最小值 最大值 差异 %
5247608328153675483951
ó“”八Uù)Iù曰àn0甘nUùl)58OJ本基
密 (克 /厘米 “ )
度
树种
白按
柠檬按
巨按
巨按
巨按
亮果按
王按
大 叶按
柳按
柳按
巨按
巨按
巨按
巨按
大叶按
细叶按
1 5
1 5
上02191048,土上1占,土,八U给纤
长 ( 毫米 )
度
0
.
4 4
0
.
5 1
0
.
3 0
0
.
3 4
0
.
4 0
0
.
3 9
0
.
3 9
0
.
50
0
.
4 0
0
.
3 5
0
。
9 1
0
.
8 4
0
.
8 6
0
,
9 3
0
.
8 3
0
.
6 6
资料来源
F e r r e i r a 1 9 70
S h u k l a & R a j P u t 1 9 8 1
B u a s i a l 1 9 7 9
T a y l o r 1 9 7 3
T a y l o r 1 9 7 4
C h i f e 1 9 8 5
.
6
O a r g a v e l 19 6 8
A r u l e h e l v a m 1 9 7 1
F e r r e i r a 1 9 7 9
K 10 9 1’ 9 s 0
B a m b e r 1 9 6 9
R a n g t u n g a 1 9 6 4
T a y l o r 1 9 7 3
T a y l o r 1 9 7 4
A r u l e h e l v a m 1 9 7 1
P u v k a y a s t h a 1 9 8 4
co27530182535
同一单株内木材构造的变化趋势还因不同单株而有所差别 , 如 S ar d in il a 和 H o g h e s 发
现在安哥拉生长的两棵柳按木材纤维细胞壁随树高变化的规律完全相反 (如图 6 ) 。 M al a n对
巨按 的研究结果表明 : 木材构造与纵向生长应力存在相关关系 。 如在树干外部生长应力高的
区域内纤维长度 、 细胞壁厚度 、 木材密度和导管直径值要比生长应力低的区域内的特征值大
(如图 7 ) 。 这种木材构造与生长应力之间的相关关系也许能被用来解释木材性质在不同单
株之间和同一单株内存在差异的现象 。
木材构造随环境的变化
具有类似遗传效果的不同单株在不同的立地条 件下所引起的木材构造的差异比起由树龄
遗传因子引起的羞异要小得多 。 即使是在差异明显的立地条件下 , 木材密度和纤维长度的变
化均在 20 % 以下 ( 见表 2 ) 。
二拦 -代凡 一 按属树种木材性质的差异 ( 不同位置的差异 )
木材性质 年龄
9
8 一 9
立地 1 立地 2 差异% 资料来源
717325n98
.0597246831..0564318927.
基本
15834238密 (克 /厘米 “ )
度
长 ( 毫米 )
度
树种
赤按
柠 ;蒙按
巨按
巨按
大叶按
柳按
棒头按
巨按
巨按
细叶按
细叶按
S e s b o u & N e P v e u 19 7 8
S h u k l a & R a j p u t 2 9 8 1
T a y l o r 1 9 7 3
T a y l o r 1 9 7 4
S k o l m e r 1 9 7 5
S a r d i n h a & H
u g h e s 1 9 7 4
5 t e r n
一
C o h e n & F a h n 1 9 6 4
T a y l o r 1 9 7 3
T a y l o r 1 9 7 4
C h a u h a n 1 9 8 3
P u r k a y a s t h a 2 9 8 4
纤维
按树木材性质的变化似乎不与某个特定的环境因子发生规律性联系 , 如温度 、 海拔 , 纬
度 、 降水量 、 土壤性质等 。 同佯地 , 一系列的营林措施包括施肥 、 灌溉 、 炼山 、 间伐 、 透光
伐对木材构造的影 响也不显著 。
尽管立地因子对水材密度的影 响曾有过报道 , 但立地因子对单株内木材构造的影响尚需
得到进一步重视 。
人工林 ( 后生林 ) 与天然林 ( 原始林 )
生长条件对按 材木材 构造只有微小影 响的说法还不够确切 , 因为人工林与原始林在木材
性质上有明显的区别 。 例如人工林的木材密度和纤维长度比原始林的特征值小 。 这种情形还
可以从幼龄材的比例加 以说明 。 在人工林 、 幼龄材形成期的长短是可 以人为控制的 , 在某一
始定的砍伐高度和胸径条件下 , 人工林含有较高 比例的幼龄材 。
加速生长对木材密 度 、 纤维长度的影响曾有不少假设 , 但缺少有力证据 。 相反地 , 速生
、 对木材性质其它方百的脚!句还有报道 。 这可能是生长条件对校树木质部构造不产生显著性影
L响的缘故 。
在大按林的调查中发现 , 生长期形成 层的活动情况和次生木质部的构造有密切联系 。 至
于生长活力对木材构造的影响 , 一般分析还不足 以说明问题 。 更需要注意的是 , 不同方法泥
进的速生 , 其木材性质也不同 。 例如 , 施肥和间伐对木材密度可能有相反的结果 。 再者 , 树
木高度和直径的变化可能与木材构造分别有着不同的联系 。 另一方面 , 生长活力与木材构造
L
在遗传方面的相关性也不清楚 。 如果说生长率与木材密度 、 纤维长度存在负相关关系 , 那么
木材密度与所谓的生长率的关系 , 在很大程度上是不同单株之间遗传性差异的一 种 表 现 形
式 。 事实上 , 赤按 25 个种源木材密度与生长率的研究已经报道过 。 假如其遗传效果 是 一 致
的 , 则无论是无性系还是萌明条 , 生长活力对木材构造的影响将是微小的或者是不一致的 。
针对木材密度和纤维长度所进行的许多有关环境因子对木材构造的影响是有 理 论 意 义
的 。 卫a m be r对巨按的研究表明 , 生长活力对具有生理活性的细胞有很大影响 , 集约经营 与
薄壁细胞体积的增加 , 导管直径和导管率的减少有关 。 很明显 , 关于按树木材形成的生理研
究还不全面 。 不过 , 可以比较肯定地说 , 决定木材构造的主要因子是形成层的年龄和遗传因
素 , 而生长条件则是次要的 。
结 论
环境因子对木材构造的影响似乎常被遗传因子和年龄的影响所掩盖 。 所以 , 人工林与原
始林按树木材性质有明显 区别的看法有待于充实 。 在这方面 , 幼龄材的比例则是 个 关 键 因
素 。
林金星 、 叶科添译自:
《 国际木材解剖学家协会 》 通报
I A W A B u l l e t i n N e w S
e r i e s v o l
。
9 ( 1 ) 1 9 8 8