覃衛(wèi)星,劉 衡,黎 巍,潘雅琪,黃現(xiàn)松,符韻林*
(1.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有東門(mén)林場(chǎng),廣西 崇左 532108;2.廣西大學(xué) 林學(xué)院,廣西 南寧 530004)
大花序桉(Eucalyptuscloeziana),又稱(chēng)“昆士蘭桉”,為桃金娘科桉屬昆士蘭桉亞屬的唯一樹(shù)種,自然分布于澳大利亞昆士蘭州[1]。其生長(zhǎng)速度快,材性?xún)?yōu)良,是理想的鋸材樹(shù)種,在原產(chǎn)國(guó)廣泛用于家具、建筑等領(lǐng)域[2]。我國(guó)自20世紀(jì)70年代引種以來(lái),已有40多年?!爸邪募夹g(shù)合作東門(mén)桉樹(shù)示范林項(xiàng)目”在廣西國(guó)有東門(mén)林場(chǎng)建立了我國(guó)首個(gè)真正意義上的大花序桉種源試驗(yàn)基地,發(fā)現(xiàn)大花序桉具有較大的生長(zhǎng)潛力,其生長(zhǎng)量較當(dāng)時(shí)主要造林樹(shù)種窿緣桉高77.2%[3]。近20年來(lái),廣西將大花序桉作為鋸材樹(shù)種進(jìn)行改良研究,對(duì)其種源、家系進(jìn)行大量研究,發(fā)現(xiàn)大花序桉的生長(zhǎng)性狀在種源、家系均存在顯著差異[4]。此外,還開(kāi)展了大花序桉木材材性變異的研究。項(xiàng)東云等對(duì)18年生大花序桉木材的基本密度、干縮率、彈性模量等物理性質(zhì)展開(kāi)了研究[5-6];Jiang等研究了大花序桉的吸聲特性[7];陳建波等探究了不同種源大花序桉順紋抗彎強(qiáng)度的變異規(guī)律[8];周維等比較研究了不同種源大花序桉木材的纖維特性[9];姜笑梅等研究了16年生大花序桉的木材解剖和物理力學(xué)性能[10];但有關(guān)中大徑大花序桉生材性質(zhì)的研究報(bào)道尚少。為此,本文通過(guò)對(duì)29年生大花序桉樹(shù)皮率、心材率、密度以及含水率等生材性質(zhì)的研究,掌握其在生材性質(zhì)方面的基本特征,為大花序桉的人工培育及其木材的加工利用提供理論依據(jù)。
29年生大花序桉于2018年7月采自廣西國(guó)有東門(mén)林場(chǎng)雷卡分場(chǎng)9林班(林場(chǎng)位于廣西崇左扶綏縣東門(mén)鎮(zhèn),108°35′E、22°40′N(xiāo),屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫22.5 ℃,平均降雨量1100 mm)。采集方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《木材物理力學(xué)試驗(yàn)方法總則》進(jìn)行[11],共采集9株樣木(表1)。選定樣木后,先測(cè)定胸徑,標(biāo)出南北向,伐倒后測(cè)量樣木全樹(shù)高和枝下高,并在樹(shù)高0、1.3、3.3、5.3 m等處(每隔2 m取1次,直至樹(shù)干直徑小于6 cm)取5 cm厚圓盤(pán),密封待用。
表1 試樣采集情況記錄表
1.2.1 樹(shù)皮率的測(cè)定 樹(shù)皮體積百分率是指樹(shù)皮體積與樹(shù)干體積(樹(shù)皮體積加上木質(zhì)部體積)的比值;樹(shù)皮質(zhì)量百分率是指樹(shù)皮質(zhì)量樹(shù)干質(zhì)量(樹(shù)皮質(zhì)量加上木質(zhì)部質(zhì)量)的比值。具體測(cè)定方法和計(jì)算公式參照秦麗紅等[12]的方法進(jìn)行。
1.2.2 心材率的測(cè)定 心材率是指樹(shù)干橫截面上心材面積所占截面總面積的比例。具體測(cè)定方法和計(jì)算公式參照秦麗紅等[12]的方法進(jìn)行。
1.2.3 密度的測(cè)定 生材密度是指生材質(zhì)量與生材體積的比值;基本密度是指絕干材質(zhì)量與生材體積的比值。具體測(cè)定方法和計(jì)算公式參照秦麗紅等[12]的方法進(jìn)行。
1.2.4 生材含水率的測(cè)定 生材含水率的具體測(cè)定方法和計(jì)算公式參照秦麗紅等[12]的方法進(jìn)行。
29年生大花序桉樹(shù)皮體積百分率隨樹(shù)高的增加整體呈升高趨勢(shì),但在23.3~25.3 m處急劇降低,由19.78%降低到15.54%,可能是因?yàn)樵谶@個(gè)位置有節(jié)子的出現(xiàn)。29年生大花序桉樹(shù)皮體積百分率平均值為17.5%(圖1)。
圖1 樹(shù)皮體積百分率的變化趨勢(shì)
29年生大花序桉樹(shù)皮質(zhì)量百分率隨樹(shù)高的增加整體呈升高趨勢(shì),在樹(shù)高0~21.3 m處樹(shù)皮質(zhì)量百分率變化較為平穩(wěn),在樹(shù)高29.3~31.3 m處急劇升高,可能是因?yàn)樵?1.3 m處圓盤(pán)比較小造成的。29年生大花序桉樹(shù)皮質(zhì)量百分率平均值為14.58%(圖2)。
圖2 樹(shù)皮質(zhì)量百分率的變化趨勢(shì)
相較于格木[13]、觀光木[14]、細(xì)葉云南松[12]等樹(shù)種,29年生大花序桉的樹(shù)皮體積率更高,樹(shù)皮質(zhì)量百分率僅略低于觀光木(15.8%),說(shuō)明大花序桉是樹(shù)皮率較高的樹(shù)種。
29年生大花序桉心材率與樹(shù)高的關(guān)系如圖3所示??梢园l(fā)現(xiàn),隨著樹(shù)高的增加,其心材率逐漸降低,在樹(shù)高19.3 m以下,降低速率較小,各樹(shù)高位置心材所占比例較高,均超過(guò)50%,在19.3 m以上,心材率顯著降低,在樹(shù)高33.3 m處已經(jīng)看不到心材了。29年生大花序桉在樹(shù)高0~31.3 m處心材率的平均值為51.09%。
圖3 心材率與樹(shù)高關(guān)系的變化趨勢(shì)
相較于格木、觀光木、細(xì)葉云南松等樹(shù)種,29年生大花序桉的心材率更高。在降香黃檀等珍貴紅木樹(shù)種的研究中,心材的價(jià)值遠(yuǎn)大于邊材,因此,大花序桉木材可能會(huì)因其心材率高而具有較高的潛在價(jià)值。
2.3.1 生材密度的變異 如圖4所示,29年生大花序桉生材密度隨樹(shù)高的增加較為波動(dòng),不存在明顯的變異規(guī)律,在樹(shù)高21.3 m處生材密度最大,為1.16 g/cm3,在樹(shù)高23.3 m處最低,為1.11 g/cm3。29年生大花序桉生材密度縱向平均值為1.13 g/cm3。
圖4 生材密度的縱向變異規(guī)律
如圖5所示,29年生大花序桉南向和北向生材密度從樹(shù)皮向髓心均呈降低趨勢(shì),在樹(shù)皮部位和中間部位北向生材密度高于南向但髓心部位卻與之相反,可能與光照強(qiáng)度有關(guān)。29年生大花序桉生材密度南向平均值為1.12 g/cm3,北向?yàn)?.13 g/cm3。
圖5 生材密度的徑向變異規(guī)律
29年大花序桉整株生材密度平均值為1.13 g/cm3,高于格木、觀光木、細(xì)葉云南松等樹(shù)種,是生材密度較大的樹(shù)種。
2.3.2 基本密度的變異 如圖6所示,29年生大花序桉基本密度隨樹(shù)高的增加較為波動(dòng),不存在明顯的變異規(guī)律,在樹(shù)高21.3 m處基本密度最大,為0.79 g/cm3,在樹(shù)高25.3 m處最低,為0.64 g/cm3。29年生大花序桉基本密度縱向平均值為0.75 g/cm3。
圖6 基本密度的縱向變異規(guī)律
如圖7所示,29年生大花序桉南向和北向基本密度從樹(shù)皮向髓心均呈先升高后降低的趨勢(shì),南向和北向基本密度均在中間部位最大,分別為0.77、0.78 g/cm3。29年生大花序桉基本密度南向平均值為0.74 g/cm3,北向?yàn)?.75 g/cm3。
圖7 基本密度的徑向變異規(guī)律
29年大花序桉整株基本密度平均值為0.75 g/cm3,高于格木、觀光木、細(xì)葉云南松等樹(shù)種,是基本密度較大的樹(shù)種。
29年生大花序桉含水率的縱向變化如圖8所示,自樹(shù)木基部向上至樹(shù)梢,含水率先降低然后趨于平緩,在樹(shù)高13.3 m以下,含水率整體呈降低趨勢(shì),但也存在一些不規(guī)律的波動(dòng),在樹(shù)高13.3 m以上,含水率基本處于47%這一水平。29年生大花序桉含水率縱向平均值為52%。
圖8 生材含水率的縱向變異規(guī)律
29年生大花序桉含水率的縱向變化如圖9所示,南向和北向生材含水率從樹(shù)皮向髓心均呈先降低后升高的趨勢(shì),南向和北向基本密度均在中間部位最低,為46%。29年生大花序桉生材含水率南向平均值為0.52%,北向?yàn)?.53%。
圖9 生材含水率的徑向變異規(guī)律
29年大花序桉整株生材含水率平均值為0.53%,低于格木、觀光木、細(xì)葉云南松等樹(shù)種,是生材含水率較小的樹(shù)種。
29年生大花序桉樹(shù)皮體積百分率和樹(shù)皮質(zhì)量百分率均隨樹(shù)高的增加而升高,其平均值分別為17.5%、14.58%;29年生大花序桉心材率隨樹(shù)高的增加而降低,其平均值為51.09%;29年生大花序桉基本密度和生材密度隨樹(shù)高的增加較為波動(dòng),不存在明顯的變異規(guī)律,其平均值分別為1.13、0.75 g/cm3,生材密度南向和北向從樹(shù)皮向髓心均呈降低趨勢(shì),而基本密度是呈先升高后降低的趨勢(shì);29年生大花序桉生材含水率樹(shù)木基部向上至樹(shù)梢,含水率先降低然后趨于平緩,從樹(shù)皮向髓心南北向均呈先降低后升高的趨勢(shì),其平均值為53%。