土贡松树皮率、生材含水率及木材密度研究

聂永雄，刘晓玲，张 荣，黎韦水，李 焱，符韵林

(1.广西梧州市苍梧县天洪岭林场，广西 梧州 543116；2.广西壮族自治区林业科学研究院，广西 南宁 530002；3.广西大学林学院，广西 南宁 530005)

土贡松树皮率、生材含水率及木材密度研究

聂永雄1，刘晓玲2,3*，张 荣1，黎韦水3，李 焱1，符韵林3

(1.广西梧州市苍梧县天洪岭林场，广西 梧州 543116；2.广西壮族自治区林业科学研究院，广西 南宁 530002；3.广西大学林学院，广西 南宁 530005)

以研究土贡松木材材性为目的，从广西梧州市苍梧县天洪岭林场采集2株试材，采用排水法测定生材体积，采用体积法及质量法测定树皮率，研究了土贡松的生材密度、树皮率及含水率。结果表明：土贡松生材密度径向变化随树龄 呈递增趋势；纵向变化则随树高增加变化幅度小，但接近两端处变化显著，平均值为0.900g·cm-3。基本密度径向变化随树龄增加，南向先增加后减少，北向呈持续增加趋势；纵向变化随树高增加，基本密度呈小—大—小变化趋势，平均值为0.457g·cm-3。生材含水率径向变化随树龄增加呈增加趋势,且北向增加趋势较为明显；纵向变化随着树高的增加，在枝下高以下，生材含水率缓慢增大,在枝下高以上，生材含水率显著增大，平均值为99.9%。树皮体积百分率随着树高的增加呈小—大—小—大变化趋势，平均值为9.1%。树皮质量百分率均随树高增高而增加—缓慢减小—突然增大变化趋势，平均值分别为7.0%。该研究为保护、发展广西重点珍贵树种土贡松提供了科学依据。

土贡松；密度；树皮率；生材含水率

土贡松(Pinus massoniana)是马尾松的一个变种，也是我国南部主要材用树种。乔木，树干较直，分布极广，北自河南及山东南部，南至两广、湖南、台湾，东自沿海，西至四川中部及贵州，遍布于华中华南各地。2013年土贡松被列为广西马尾松优良品种。与普通松树品种相比，土贡松的树高、胸径、单株材积和产脂量分别增长13.8%、17.6%、43.8%和227.4%[1]。

尽管我国很早就对土贡松进行加工利用，但有关其研究主要在生长规律和栽培技术上[2-3]，对其人工林生长规律及木材材性等方面的研究仍少见报道。为全面掌握土贡松的木材材性，笔者拟开展有关木材材性的系列研究，如土贡松的生材含水率、树皮率及木材密度等，为土贡松的科学发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试材采集

试材采集于广西梧州市天洪岭林场，根据木材物理力学试材采集方法进行[4]，采集2株样木。选定样木后，定出北向，样木伐倒后，量全树高与枝下高，在0、1.3、3.3、5.3、7.3、9.3、11.3m等处锯取厚度为5cm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 试材采集情况

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。树皮体积百分率是通过测量体积计算，是用树皮体积除以所在树干部位树皮与木质部体积之和;树皮质量百分率是通过称量重量计算，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1个长径和1个短径，最后求出其平均值。根据下式计算树皮体积百分率：

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:

1.3 密度测定

1.3.1 生材密度 生材密度是用生材质量除以生材的体积[5]，生材即刚采伐的新鲜木材，将试样制成约 15mm×15mm×15mm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:

在圆盘的南、北方向，分别分靠髓心、中间、靠树皮部分3个不同区域进行测定，靠髓心是指距离髓心位置的第2～3个年轮，中间位置是髓心到形成层位置的中间位置的2～3个年轮，靠树皮是指靠形成层的2～3个年轮位置。每个区域分别测定3～5个试样，然后靠髓心、中间、靠树皮部分及全部平均进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土贡松不同生材部位密度变化

土贡松南、 北方向生材密度的径向变化如图1所示，从髓心向外，南向和北向生材密度均呈递增的趋势，北向变化比南向显著。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0.802、0.961、0.967g·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0.803、0.942 、0.991g·cm-3。土贡松生材密度纵向变化如图2所示，随着树高增加生材密度呈小—大—小—大—小—大的趋势，变化幅度小，但接近两端处变化幅度较大。树高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、27.3、29.3、31.3m处，其生材密度分别为0.931、0.942、0.890、0.837、0.868、0.889、0.897、0.903、0.937、0.894、0.848、0.872、0.897、0.836、0.934、0.964、0.950g·cm-3，生材密度平均值为0.900g·cm-3。

图1 土贡松生材密度的径向变化

图2 土贡松生材密度的纵向变化

土贡松基本密度的径向变化如图3所示，南向靠髓心、中间及靠树皮位置三个部分的基本密度分别为0.427、0.497、0.490g·cm-3，北向这三个部分的基本密度分别为0.425、0.481、0.489g·cm-3，即从髓心向外，南向基本密度呈先增加后减少趋势，北向呈持续增加趋势。土贡松基本密度的纵向变化如图4 所示随着树高增加，呈小—大—小的趋势。树高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、27.3、29.3、31.3m处的基本密度分别为0.493、0.515、0.456、0.434、0.455、0.478、0.462、0.458、0.477、0.489、0.447、0.488、0.470、0.426、0.417、0.415、0.384g·cm-3，基本密度平均值为0. 457g·cm-3。

图3 土贡松基本密度径向变化

图4 土贡松基本密度纵向变化

2.2 土贡松生材含水率变化

土贡松生材含水率的径向变化如图5所示，从髓心向外，南向和北向的含水率均呈增加趋势，且北向增加趋势相对更明显。靠髓心、中间及靠树皮位置3个部分的生材含水率南向分别为91.5%、95.5%、98.0%，北向分别93.2%、98.3%、104.1%。

图5 土贡松生材含水率径向变化

土贡松生材含水率的纵向变化如图6所示，随着树高的增加，在枝下高以下，生材含水率缓慢增大; 在枝下高以上，生材含水率显著增大。树高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、27.3、29.3、31.3m处的生材含水率分别为82.6%、79.4%、89.3%、92.9%、90.0%、94.8%、96.4%、93.8%、80.7%、91.8%、100.4%、103.4%、95.2%、100.5%、124.4%、134.6%、147.8%，生材含水率平均值为99.9%。

2.3 树皮率变化

土贡松树皮体积百分率与树高的关系如图7所示，随着树高的增加，树皮体积百分率呈小—大—小—大的趋势，在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、27.3、29.3、31.3m高处的树皮体积百分率分别为13.6%、17.7%、13.1%、10.0%、7.6%、8.9%、3.9%、6.2%、8.1%、5.7%、8.1%、7.8%、5.5%、7.5%、4.0%、16.0%、10.4%。从0～31.3m树高处，土贡松树皮体积百分率平均值为9.1%。

图6 土贡松生材含水率纵向变化

图7 土贡松树皮体积百分比纵向变化

土贡松树皮质量百分率与树高的关系如图8所示，随着树高的增加，树皮质量百分率缓慢减小然后突然增大的趋势。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、27.3、29.3、31.3m高处的树皮质量百分率分别为7.9%、8.1%、6.8%、6.0%、5.5%、5.9%、5.1%、5.0%、5.4%、5.5%、5.2%、5.0%、4.9%、6.9%、16.1%、8.0%、11.1%。从0～31. 3m树高处，土贡松树皮质量百分率平均值为7.0%。

图8 土贡松树皮质量百分比纵向变化

3 结论

土贡松的生材密度径向变化随树龄增大均呈递增的趋势；纵向变化则随树高增加变化幅度小，但接近两端处变化显著，平均值为0.900g·cm-3。基本密度径向变化随树龄增加，南向先增加后减少的趋势，北向呈增加趋势；纵向变化随树高增加，基本密度呈小—大—小的趋势，平均值为0. 457g·cm-3。生材含水率径向变化随树龄增加呈增加的趋势、北向增加趋势较为显著；纵向变化随着树高的增加，在枝下高以下，生材含水率缓慢增大；在枝下高以上，生材含水率显著增大，平均值99.9%。树皮体积百分率随着树高的增加，树皮质量百分率随树高增高而增加呈小—大—小—大的趋势，平均值为9.1%。树皮质量百分率均随树高增高而增加、缓慢减小，然后突然增大的趋势，平均值分别为7.0%。

[1] 甘剑伟,李梦华.松树王国”新面貌——梧州市调整松脂产业结构纪实[J].广西林业,2014 (8)：6-8.

[2] 李永钱.国有林场森林资源培育和保护[J].北京农业,2013(24)：90-91.

[3] 刘青华.马尾松生长于与材性的遗传变异、基因作用方式及环境影响[D].北京：中国林业科学研究院,2010.

[4] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T1927-2009木材物理力学试材采集方法[S].北京:中国标准出版社,2009.

[5] 徐有明.木材学[M].北京:中国林业出版社,2006.

Research on Bark Percentage, Moisture Content and Wood Density of Pinus massoniana Lamb

NIEYong-xiong1,LIUXiao-ling2,3*,ZHANGRong1，LIWei-shui3，LIYan1,FUYun-lin3

(1. Tian Hongling Forest Farm of Guangxi, Wuzhou,Guangxi 543116;2. Forestry Research Institute of GuangXi Zhuang Autonomous Region, Nanning, Guangxi 530002;3. Forestry College, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530005)

PinusmassonianaLambwasselectedfromTianHonglingForestryFarminWuzhouofGuangxi.Thegreenwoodvolumeweredeterminedbythedrainagemethodandthebarkpercentagewasdeterminedbythevolumemethodandthequalitymethodsoastocalculatethedensity,barkpercentageandheartwoodpercentageofthegreenwoodofPinusmassonianaLamb.TheresultshowedthatthegreenwooddensityofPinusmassoniana\%Lambincreasedwiththetreeage.Longitudinalincreasewithtreeheightwasslow,butsignificantincreasenearthetwoends,withtheaveragevalueat0.900g·cm-3.Basicradialdensityincreasedwiththeage,southbounddensityincreasingfirstandthendecreasingwhilenorthbounddensityincreasingalltheway.Longitudinaldensityincreasedwithtreeheightinatrendofsmall-large-small,withanaverageat0.457g·cm-3.Radialchangeofmoisturecontentofrawmaterialsincreasedwiththeage,northboundincreasemoresignificantly.Longitudinalmoistureincreasedwithtreeheight,gradualincreasebelowclearboleheightandsignificantincreaseaboveclearboleheight,withtheaveragemoisturevalueat99.9%.Barkvolumepercentageincreasedwithtreeheight,barkmasspercentagesincreasedwithtreeheightinatrendofsmall-large-small-large,withaveragevalueat9.1%.Barkqualitypercentageincreasedwithheightbutslowlyfirstandthenasuddenbigincrease,withtheaveragevalueat7%.

Pinusmassoniana\%Lamb;density;barkpercentage;moisturecontent

2016-08-25 基金项目：“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)。

聂永雄(1978-)，男，广西苍梧人，工程师，主要从事营林与林业科研。

S791.248,S

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