29年生大花序桉生材性質的研究

覃衛星，劉 衡，黎 巍，潘雅琪，黃現松，符韻林*

(1.廣西壯族自治區國有東門林場，廣西 崇左 532108；2.廣西大學 林學院，廣西 南寧 530004)

大花序桉(Eucalyptuscloeziana)，又稱“昆士蘭桉”，為桃金娘科桉屬昆士蘭桉亞屬的唯一樹種，自然分布于澳大利亞昆士蘭州[1]。其生長速度快，材性優良，是理想的鋸材樹種，在原產國廣泛用于家具、建筑等領域[2]。我國自20世紀70年代引種以來，已有40多年。“中澳技術合作東門桉樹示范林項目”在廣西國有東門林場建立了我國首個真正意義上的大花序桉種源試驗基地，發現大花序桉具有較大的生長潛力，其生長量較當時主要造林樹種窿緣桉高77.2%[3]。近20年來，廣西將大花序桉作為鋸材樹種進行改良研究，對其種源、家系進行大量研究，發現大花序桉的生長性狀在種源、家系均存在顯著差異[4]。此外，還開展了大花序桉木材材性變異的研究。項東云等對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展開了研究[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度的變異規律[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性能[10]；但有關中大徑大花序桉生材性質的研究報道尚少。為此，本文通過對29年生大花序桉樹皮率、心材率、密度以及含水率等生材性質的研究，掌握其在生材性質方面的基本特征，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。

1 材料與方法

1.1 試樣的采集

29年生大花序桉于2018年7月采自廣西國有東門林場雷卡分場9林班(林場位于廣西崇左扶綏縣東門鎮，108°35′E、22°40′N，屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫22.5 ℃，平均降雨量1100 mm)。采集方法參照國家標準《木材物理力學試驗方法總則》進行[11]，共采集9株樣木(表1)。選定樣木后，先測定胸徑，標出南北向，伐倒后測量樣木全樹高和枝下高，并在樹高0、1.3、3.3、5.3 m等處(每隔2 m取1次，直至樹干直徑小于6 cm)取5 cm厚圓盤，密封待用。

表1 試樣采集情況記錄表

1.2 試樣生材性質的測定

1.2.1 樹皮率的測定 樹皮體積百分率是指樹皮體積與樹干體積(樹皮體積加上木質部體積)的比值；樹皮質量百分率是指樹皮質量樹干質量(樹皮質量加上木質部質量)的比值。具體測定方法和計算公式參照秦麗紅等[12]的方法進行。

1.2.2 心材率的測定 心材率是指樹干橫截面上心材面積所占截面總面積的比例。具體測定方法和計算公式參照秦麗紅等[12]的方法進行。

1.2.3 密度的測定 生材密度是指生材質量與生材體積的比值；基本密度是指絕干材質量與生材體積的比值。具體測定方法和計算公式參照秦麗紅等[12]的方法進行。

1.2.4 生材含水率的測定 生材含水率的具體測定方法和計算公式參照秦麗紅等[12]的方法進行。

2 結果與分析

2.1 樹皮率

29年生大花序桉樹皮體積百分率隨樹高的增加整體呈升高趨勢，但在23.3～25.3 m處急劇降低，由19.78%降低到15.54%，可能是因為在這個位置有節子的出現。29年生大花序桉樹皮體積百分率平均值為17.5%(圖1)。

圖1 樹皮體積百分率的變化趨勢

29年生大花序桉樹皮質量百分率隨樹高的增加整體呈升高趨勢，在樹高0～21.3 m處樹皮質量百分率變化較為平穩，在樹高29.3～31.3 m處急劇升高，可能是因為在31.3 m處圓盤比較小造成的。29年生大花序桉樹皮質量百分率平均值為14.58%(圖2)。

圖2 樹皮質量百分率的變化趨勢

相較于格木[13]、觀光木[14]、細葉云南松[12]等樹種，29年生大花序桉的樹皮體積率更高，樹皮質量百分率僅略低于觀光木(15.8%)，說明大花序桉是樹皮率較高的樹種。

2.2 心材率

29年生大花序桉心材率與樹高的關系如圖3所示。可以發現，隨著樹高的增加，其心材率逐漸降低，在樹高19.3 m以下，降低速率較小，各樹高位置心材所占比例較高，均超過50%，在19.3 m以上，心材率顯著降低，在樹高33.3 m處已經看不到心材了。29年生大花序桉在樹高0～31.3 m處心材率的平均值為51.09%。

圖3 心材率與樹高關系的變化趨勢

相較于格木、觀光木、細葉云南松等樹種，29年生大花序桉的心材率更高。在降香黃檀等珍貴紅木樹種的研究中，心材的價值遠大于邊材，因此，大花序桉木材可能會因其心材率高而具有較高的潛在價值。

2.3 密度

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高的增加較為波動，不存在明顯的變異規律，在樹高21.3 m處生材密度最大，為1.16 g/cm3，在樹高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律

如圖5所示，29年生大花序桉南向和北向生材密度從樹皮向髓心均呈降低趨勢，在樹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，可能與光照強度有關。29年生大花序桉生材密度南向平均值為1.12 g/cm3，北向為1.13 g/cm3。

圖5 生材密度的徑向變異規律

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、細葉云南松等樹種，是生材密度較大的樹種。

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高的增加較為波動，不存在明顯的變異規律，在樹高21.3 m處基本密度最大，為0.79 g/cm3，在樹高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律

如圖7所示，29年生大花序桉南向和北向基本密度從樹皮向髓心均呈先升高后降低的趨勢，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，北向為0.75 g/cm3。

圖7 基本密度的徑向變異規律

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、細葉云南松等樹種，是基本密度較大的樹種。

2.4 生材含水率的變異

29年生大花序桉含水率的縱向變化如圖8所示，自樹木基部向上至樹梢，含水率先降低然后趨于平緩，在樹高13.3 m以下，含水率整體呈降低趨勢，但也存在一些不規律的波動，在樹高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皮向髓心均呈先降低后升高的趨勢，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%，北向為0.53%。

圖9 生材含水率的徑向變異規律

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、細葉云南松等樹種，是生材含水率較小的樹種。

3 結論

29年生大花序桉樹皮體積百分率和樹皮質量百分率均隨樹高的增加而升高，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高的增加較為波動，不存在明顯的變異規律，其平均值分別為1.13、0.75 g/cm3，生材密度南向和北向從樹皮向髓心均呈降低趨勢，而基本密度是呈先升高后降低的趨勢；29年生大花序桉生材含水率樹木基部向上至樹梢，含水率先降低然后趨于平緩，從樹皮向髓心南北向均呈先降低后升高的趨勢，其平均值為53%。