邱炳發(fā) ,潘雅琪,韋鵬練,符韻林
(1.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有東門林場(chǎng),廣西 崇左 532108;2.廣西大學(xué)林學(xué)院,南寧 530004)
大花序桉(EucalyptuscloezianaF.Muell) 天然分布于澳大利亞昆士蘭州[1],故又名昆士蘭桉,是桃金娘科桉屬昆士蘭桉亞屬的高大喬木,最高可達(dá)55 m。我國(guó)的大花序桉多為引種栽培,集中分布在廣東、廣西、海南、福建沿海等地。 大花序桉的干性通直、尖削度低,木材文理結(jié)構(gòu)均勻,花紋美觀,是制作實(shí)木家具和實(shí)木地板的優(yōu)良材料,木材價(jià)值遠(yuǎn)高于短輪伐期的普通桉樹,被譽(yù)為桉樹中的“紅木”,發(fā)展前景廣闊。廣西國(guó)有東門林場(chǎng)從1983年中澳東門桉樹項(xiàng)目開始,3次引種大花序桉,建立種源試驗(yàn),結(jié)果表明大花序桉適合東門及其附近地區(qū)生長(zhǎng),并表現(xiàn)出優(yōu)良特性[2]。我國(guó)是木材生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),對(duì)短輪伐期的普通紙漿材樹種的研究和利用較為廣泛,但對(duì)大花序桉的研究和應(yīng)用還是相對(duì)較少的,目前我國(guó)對(duì)大花序桉的研究,主要有引種[3]、組培[4]、木材纖維特性[5]、木材力學(xué)性質(zhì)研究[6]、修枝對(duì)大花序桉生長(zhǎng)和光合特性的影響[7]、施肥對(duì)大花序桉幼林生長(zhǎng)的影響[8]等,木材生材性質(zhì)的研究相對(duì)較少。本研究以35年生大花序桉人工林木材為研究對(duì)象,對(duì)其樹皮率、心材率、生材密度、基本密度、含水率等基本指標(biāo)分別進(jìn)行測(cè)試,分析其生材特性,為我國(guó)大花序桉人工林培育和大花序桉木材的進(jìn)一步加工利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
試樣采自東門林場(chǎng),該林場(chǎng)位于廣西壯族自治區(qū)崇左市扶綏縣東門鎮(zhèn),屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候,全年光照和水分充足,年平均氣溫為20~25 ℃,年降水量在1 000~1 200 mm之間。
采集方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《木材物理力學(xué)試材采集方法》進(jìn)行[9],共采試樣三株。選定樣木后,標(biāo)定南北向,分別在樹高0、1.3、3.3、5.3、7.3 m等處(至樹干直徑小于6 cm止)鋸下2個(gè)厚度為5 cm的圓盤,一個(gè)立即用保鮮膜包裹密封,供測(cè)定生材含水率、生材密度、基本密度、樹皮率及心材率;另一個(gè)帶回實(shí)驗(yàn)室氣干,供做他用。
把圓盤取回實(shí)驗(yàn)室后,去除外面包裹的保鮮膜,首先測(cè)定各個(gè)圓盤的心材百分率、樹皮體積百分率和樹皮質(zhì)量百分率,然后再沿著南北方向截取試樣,測(cè)定圓盤不同部位的生材密度、生材含水率和基本密度,具體方法參照文獻(xiàn)[10]。
1.2.1 樹皮率測(cè)定 樹皮率分為樹皮體積百分率和樹皮質(zhì)量百分率。樹皮體積百分率是用樹皮體積除以所在樹干部位樹皮與木質(zhì)部體積之和。樹皮質(zhì)量百分率是用樹皮質(zhì)量除以所在樹干部位樹皮與與木質(zhì)部質(zhì)量之和[11]。
(1)樹皮體積百分率
(2)樹皮質(zhì)量百分率
稱取圓盤的帶皮質(zhì)量G皮和去皮質(zhì)量G木,根據(jù)公式:V(%)=(G皮-G木)/G皮×100%計(jì)算樹皮質(zhì)量百分率。
1.2.2 心材率的測(cè)定 心材率由心材面積除以整個(gè)圓盤面積得到。將生材圓盤進(jìn)行表面刨光,使得心材部分清晰可見,用鋼板尺分別量出圓盤的帶皮直徑以及圓盤心材部分直徑,檢量方向與樹皮率檢量方向相同,最后計(jì)算平均值。從0號(hào)盤開始,測(cè)量0、1.3、3.3、5.3、7.3 m等高度的心材率,直至無心材的圓盤為止。
1.2.3 生材密度測(cè)定 生材密度測(cè)定采用剛采伐且用保鮮膜包好、保持生材原有含水率的試樣,樹皮率測(cè)定完成后將試樣制成5 mm×5 mm×50 mm的長(zhǎng)方體小木條試樣,稱量得到生材質(zhì)量W生,采用排水法測(cè)定出生材體積V生。根據(jù)公式:ρ生=W生/V生,計(jì)算生材密度。
在圓盤的南、北方向,分別從靠近樹皮側(cè)的邊材,心邊材的過渡區(qū)、心材中部、靠近髓心的內(nèi)部等四個(gè)不同區(qū)域取樣,分別記為邊、外、中、內(nèi)。然后按邊、外、中、內(nèi)分別測(cè)定并計(jì)算出生材密度,再取其平均值。
基本密度測(cè)定的試樣和測(cè)定生材密度的試樣相同,用排水法測(cè)定生材體積后將試樣置于(103±2)℃烘箱中干燥,恒重后稱重得到W干,利用生材體積V生,基本密度:ρ基=W干/V生。
1.2.4 生材含水率測(cè)定(計(jì)算) 試樣與生材密度測(cè)定相同,根據(jù)下列公式計(jì)算生材含水率:生材含水率(%)=(W生-W干)/W干×100%。
35 a生大花序桉的樹皮體積百分率和樹皮質(zhì)量百分率與樹高關(guān)系見圖1。從圖中可看出,樹皮的體積百分率和質(zhì)量百分率隨樹高的變化規(guī)律基本一致,表現(xiàn)為由樹干基部往上先減小后增大再減小,但兩者變化的速率有所區(qū)別。從樹干基部到樹高3.3 m處,樹皮質(zhì)量百分率降低幅度比較大,樹干體積百分?jǐn)?shù)率腳底幅度較?。粡臉涓?.3 m處往樹梢方向,樹皮質(zhì)量百分率逐漸增大,增幅穩(wěn)定在21.3 m處達(dá)到最大值15.77%,而樹皮體積百分率呈較波動(dòng)上升,并在23.3 m處達(dá)到最大值10.64%。但之后卻急劇下降,可能是因?yàn)榻咏鼧渖?。從不同樹高位置的樹皮率變化來看,樹干基部和梢部的樹皮含量較大,樹干中下部的樹皮含量較小。從整個(gè)樹高來看,35 a生大花序桉的平均樹皮質(zhì)量百分率和樹皮體積百分率分別為12.35%和8.92%。
大花序桉的心材率變化如上圖2所示,從圖中可以發(fā)現(xiàn),35 a生大花序桉的心材率總體隨樹高的增加而減少,在17.3 m之前減小的幅度不大,基本穩(wěn)定??傮w來看,心材所占比例較大,均在81%以上,整株平均心材率達(dá)到82.55%。在19.3 m之后,心材率顯著減小,最小的是72.84%,由圖中可知即使在27.3 m的位置,仍然含有相當(dāng)比例的心材,這與頂果木樹[12]、擎天樹[13]不同,它們?cè)诰嚯x樹梢還有4~5 m時(shí)就已看不到心材。
圖1 35 a生大花序桉樹皮率縱向變化
圖2 35 a生大花序桉心材率的縱向變化
35 a生大花序桉生材密度和基本密度的縱向變化如圖3所示,由圖可知,縱向的生材密度和基本密度波動(dòng)不大,基本是平衡狀態(tài)??v向的生材平均密度約為1.11 g·cm-3,縱向基本平均密度為0.76 g·cm-3。在21.3 m時(shí),縱向生材密度達(dá)到最大值1.13 g·cm-3,而縱向基本密度是在21.3 m與27.3 m處達(dá)到最大,為0.79 g·cm-3。
圖3 35 a生大花序桉生材密度縱向變化
35 a生大花序桉的徑向生材密度和基本密度變化如圖4、圖5所示,顯然,南北向的徑向生材密度變化有所不同,南向是先增大后減小,在靠近髓心的中部密度是最大的,達(dá)到了1.13 g·cm-3,而從北向來看,密度從外到髓心呈減少趨勢(shì),邊材和外材的密度較大,為1.15 g·cm-3。
圖4 35 a大花序桉徑向生材密度變化
圖5 35 a大花序桉徑向基本密度變化
可能是由光照不同造成的。而南向和北向的徑向基本密度相差不大,變化規(guī)律一致,從外部到髓心,都是先增大再減少,從內(nèi)而外各部分的基本密度基本相同。
35 a生大花序桉生材含水率的縱向變化如圖6所示,樹梢部分含水率比較高,含水率達(dá)到55.73%,其他部分含水率相差不大,均在40%~50%左右,整棵樹的平均含水率為46.82%。23.3 m之后,含水率呈明顯減少。
圖6 35 a生大花序桉縱向含水率變化
35 a生大花序桉生材徑向含水率如圖7所示,由圖可知,南北向的徑向含水率變化基本一致,從外部到髓心,含水率先減少后增加,南向和北向由外到內(nèi)的邊、外、中、內(nèi)4個(gè)部分的生材含水率分別是44.47%,41.05%,35.77%,46.01%和44.64%,43.91%,37.67%,48.48%。最內(nèi)部含水率是比較高的,說明大花序桉內(nèi)部蓄水能力較強(qiáng)。
圖7 35 a生大花序桉徑向含水率變化
35年生大花序桉的樹皮體積百分率為8.92%,樹皮質(zhì)量百分率為12.35%,生材密度為1.12 g·cm-3,基本密度為0.76 g·cm-3,生材含水率為44.79%。35 a生大花序桉的心材率總體隨樹高的增加而減少,心材所占比例較大,均在81%以上,整株平均心材率達(dá)到82.55%??v向生材平均密度為1.11 g·cm-3,縱向基本平均密度為0.76 g·cm-3。南北向的徑向生材密度變化有所不同,可能由光照不同造成。而南向和北向的徑向基本密度相差不大,變化規(guī)律一致,從外部到髓心,都是先增大再減少,從內(nèi)而外各部分的基本密度基本相同。35 a生大花序桉生材含水率,均在40%~50%左右,整棵樹的平均含水率為46.82%。
自我國(guó)南方各省引進(jìn)大花序桉建立種源試驗(yàn)林以來,以大花序桉為材料,在生長(zhǎng)調(diào)查、生理觀測(cè)、木材材性等方面取得了一定進(jìn)展,但當(dāng)前尚沒有能進(jìn)行市場(chǎng)化推廣應(yīng)用的大花序桉良種,因此,缺乏良種和成熟的無性擴(kuò)繁技術(shù)是當(dāng)前大花序桉發(fā)展的瓶頸所在[14]。本次研究分析其生材特性,為我國(guó)大花序桉人工林培育和大花序桉木材的加工利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐,為大花序桉的推廣應(yīng)用提供材性參考,希望能對(duì)大花選序桉未來進(jìn)一步開發(fā)利用有所幫助