徐明鋒， 柯嫻氡， 張　毅， 王永強(qiáng)， 蘇志堯

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642)

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粵東6種闊葉樹木材密度及其影響因子研究

徐明鋒， 柯嫻氡， 張毅， 王永強(qiáng)， 蘇志堯

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642)

摘要：【目的】分析不同影響因子對(duì)木材密度的影響，為木材密度的良種選育和碳匯計(jì)量提供理論和數(shù)據(jù)支撐。【方法】在康禾自然保護(hù)區(qū)樣地中，通過群落分析篩選出6個(gè)優(yōu)勢(shì)樹種，測(cè)定其木材密度(包括生材密度和基本木材密度)，通過多種統(tǒng)計(jì)軟件分析不同樹種、不同徑階和不同坡向?qū)δ静拿芏鹊挠绊?，以及樹木性狀因子與木材密度的相關(guān)關(guān)系。【結(jié)果】木材密度在樹種間的差異性極顯著，生材密度、基本木材密度和含水率平均值最大的分別是米櫧 Castanopsis carlesii 、紅錐 C. hystrix 和米櫧，其數(shù)值分別為1.10 g·cm-3、0.53 g·cm-3和122.84%。木材密度的徑階差異性分析結(jié)果顯示，除了栲C. fargesii 以外，其他樹種的木材密度在徑階間變化并不顯著。木材密度在坡向上的差異性分析結(jié)果表明，6個(gè)樹種的木材密度在坡向間的差異均不顯著。非參數(shù)相關(guān)分析結(jié)果表明，胸徑、樹高與生材密度的相關(guān)性強(qiáng)，而與基本木材密度的相關(guān)性弱。【結(jié)論】紅錐含水率低，基本木材密度高，具備優(yōu)質(zhì)木材的條件。木材密度隨著徑階的增加有上升的趨勢(shì)，但在坡向上沒有規(guī)律性變化。生材密度、基本木材密度與胸徑、樹高的關(guān)系并不一致，可能是因?yàn)樯拿芏仁艿胶试黾拥挠绊憽?/p>

關(guān)鍵詞：木材密度； 生材密度； 基本木材密度； 徑階； 坡向;闊葉樹；影響因子

木材是一種應(yīng)用廣泛的原材料[1-2]，木材密度是木材材性的重要指標(biāo)[3]，在木材生產(chǎn)加工過程中，對(duì)木材的強(qiáng)度、性能和木材產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響[4]。在森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)程中，木材密度也發(fā)揮了重要作用，既是樹種的一個(gè)重要的功能性狀，又是許多功能過程的核心，比如碳分配、碳增量、水運(yùn)輸、生物量等[5-6]。另外,木材密度是森林碳匯計(jì)量中一個(gè)重要的生物量估算因子[7]，但是木材密度在一些天然林樹種中仍缺少深入研究。

木材密度有著極其復(fù)雜的物理性質(zhì)和變化規(guī)律[7]。樹種差異對(duì)木材密度影響明顯，不同樹種間木材密度差異可達(dá)數(shù)倍[8]，不同的樹種和生活型對(duì)木材密度造成很大差異，比如，針葉樹的木材通常較為疏松柔軟，而闊葉樹材則多為致密堅(jiān)硬[1]。一些樹木生長(zhǎng)特性如生長(zhǎng)速度、樹齡、生長(zhǎng)部位[9]、樹高等對(duì)木材密度也有一定的影響。另外，外界環(huán)境因子可以通過改變樹木生長(zhǎng)環(huán)境中的水、肥、氣、熱，從而影響植物的木材密度變化[10-12]。但是，對(duì)于環(huán)境因子與木材密度的具體關(guān)系目前還未明確，比如，Patino等[13]的研究認(rèn)為,在年降水量小于 3 000 mm 的亞馬遜森林中，木材密度與降水之間表現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系；而Wiemann等[14]對(duì)美洲地區(qū)森林的研究則認(rèn)為木材密度與降水的關(guān)系并不顯著。

目前，國(guó)內(nèi)研究主要針對(duì)木材密度在不同樹種性狀上的變化情況，以及一些營(yíng)林措施和遺傳選育與木材密度的關(guān)系，而關(guān)于其他環(huán)境因子對(duì)木材密度影響的研究仍不夠深入[10, 15-16]。本文在10 hm2固定樣地每木檢尺的基礎(chǔ)上，篩選出6種粵東地區(qū)較為常見的闊葉樹種，進(jìn)行木材密度(包括生材和基本木材密度)測(cè)定，研究木材密度在種間、徑階、坡向的變化情況，為林木選育、森林生態(tài)效益評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣東省東源縣康禾省級(jí)自然保護(hù)區(qū)(23°25′49″～23°31′39″N，116°30′3″ ～116°37′44″E)，該保護(hù)區(qū)處于低山丘陵地帶，山體呈東北-西南走向，區(qū)內(nèi)最低點(diǎn)海拔100 m，最高峰白石崗海拔893.3 m。自然保護(hù)區(qū)全部屬東江一級(jí)支流“康禾河”流域范圍?？岛瘫Ｗo(hù)區(qū)位于中亞熱帶和南亞熱帶交界處，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。保護(hù)區(qū)最高氣溫 39.3 ℃(1953 年)，最低氣溫-3.8 ℃(1955 年)，平均氣溫 21.1 ℃，年無(wú)霜期 343.3 d，年平均日照 2 003.6 h，最大年降雨量 2 756 mm (1997 年)，最小年降雨量 1 051 mm (1991 年)，年均降水量 1 912 mm，年均蒸發(fā)量 1 275.7 mm，年平均相對(duì)濕度77.0%。保護(hù)區(qū)巖石易于風(fēng)化侵蝕，溝谷陡崖深幽，多呈“U”形。平原呈狹長(zhǎng)帶狀分布于河流兩岸及山間，地面平坦。區(qū)內(nèi)成土母巖為花崗巖和砂巖，土壤以赤紅壤為主，其次有山地紅壤、山地黃壤。區(qū)內(nèi)植物資源豐富，植物區(qū)系組成以泛熱帶和熱帶亞洲成分最為豐富，分別占30.5%和13.8%，生活型譜以高位芽植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，植被類型主要為亞熱帶常綠闊葉林，但因人為干擾活動(dòng)，現(xiàn)有植被主要為次生性較強(qiáng)的常綠闊葉林和針闊葉混交林[17-19]。保護(hù)區(qū)中10 hm2固定樣地林分類型為擇伐胸徑13 cm大樹后自然更新的次生常綠闊葉林，擇伐發(fā)生在1993年，調(diào)查時(shí)間在2012年，自然更新時(shí)間為19年。樣地林分擇伐后封山育林，排除強(qiáng)烈的人為干擾活動(dòng)，林分中米櫧Castanopsiscarlesii是建群種，另有小片的杉木Cunninghamialanceolata存于其中。

2研究方法

2.1外業(yè)調(diào)查及木材密度測(cè)定

在康禾保護(hù)區(qū)中，設(shè)置10 hm2固定樣地，樣地設(shè)置在山坡兩邊，山脊由東向西海拔減低，海拔最低處200 m，最高處375 m。10 hm2樣地面積為500 m × 200 m，共分成250個(gè)20 m × 20 m樣方，以樣方為基本單位進(jìn)行每木檢尺調(diào)查，每木檢尺從1 cm起測(cè)，調(diào)查的指標(biāo)有種名、胸徑、樹高等，胸徑采用胸徑尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定，坡向是根據(jù)樣地設(shè)置時(shí)使用的全站儀進(jìn)行測(cè)定。用流體靜力稱衡法進(jìn)行木材密度測(cè)定[20]。

2.2數(shù)據(jù)分析

2.2.1優(yōu)勢(shì)種篩選在PC-ORD 6.0軟件中作出群落的優(yōu)勢(shì)種曲線，包括物種序位-多度曲線、物種序位-頻度曲線；在STATISTICA 8.0軟件作出物種序位-重要值曲線、物種序位-斷面積曲線。通過序位曲線篩選出符合條件的優(yōu)勢(shì)樹種，最后通過STATISTICA 8.0對(duì)篩選出的6個(gè)樹種的胸徑、樹干、蓄積量進(jìn)行分析。

2.2.2樹種、徑階和坡向單因素方差分析運(yùn)用STATISTICA 8.0軟件對(duì)樹種間、徑階間、坡向間的木材密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)6個(gè)樹種的基本木材密度、生材密度和含水率進(jìn)行單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)；在區(qū)分樹種的基礎(chǔ)上再對(duì)徑階間和坡向間的基本木材密度、生材密度和含水率進(jìn)行單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)。

2.2.3樹木性狀因子與木材密度的非參數(shù)Spearman相關(guān)分析在SASTISTICA 8.0中對(duì)胸徑和樹高等樹種性狀因子與基本木材密度、生材密度和含水率進(jìn)行非參數(shù)Spearman相關(guān)分析，研究樹種性狀因子與木材密度之間的相關(guān)關(guān)系。

3結(jié)果與分析

3.1樹種篩選

選取重要值大于0.01的物種進(jìn)行優(yōu)勢(shì)種序位排序，從物種序位-重要值曲線(圖1 A)可以看出，米櫧的重要值遠(yuǎn)大于其他樹種，為群落的建群種，次優(yōu)勢(shì)種為木荷Schimasuperba，其他優(yōu)勢(shì)樹種主要有：羅傘樹Ardisiaquinquegona、栲Castanopsisfargesii、鼠刺Iteachinensis、黃杞Engelhardtiaroxburghiana、豺皮樟Litsearotundifoliavar.oblongifolia、黃樟Cinnamomumporrectum、紅錐Castanopsishystrix、多毛茜草樹Aidiapycnantha、華潤(rùn)楠Machiluschinensis等。從物種序位-多度曲線(圖1 B)和物種序位-斷面積曲線(圖1 D)可以看出，羅傘樹、鼠刺、豺皮樟和多毛茜草樹的多度序位高，但斷面積序位低，原因是它們主要為灌木和小喬木，篩選中將它們排除。黃杞的重要值雖然也較高，但是在亞熱帶森林中不如黃樟和華潤(rùn)楠常見，另外其屬于胡桃科，胡桃科在亞熱帶森林中分布也不如樟科和殼斗科那么廣泛。綜上所述，在樣地中篩選出米櫧、栲、紅錐(殼斗科Fagaceae),木荷(山茶科Theaceae),黃樟、華潤(rùn)楠(樟科 Lauraceae)這6個(gè)樹種。從物種序位-多度曲線(圖1 B)可以看出，米櫧多度最大，并且與排第2位的木荷有較大差距，米櫧是群落的建群種；通過物種序位-頻度曲線(圖1 C)可以看出，頻度最大是木荷，然后是米櫧，說(shuō)明木荷比米櫧分布范圍更廣、更均勻，所選6個(gè)樹種除了紅錐以外，頻度均超過150，即其他5個(gè)樹種在一半以上的樣方中都有出現(xiàn)；從物種序位-斷面積曲線(圖1 D)可以清楚地看出，米櫧的斷面積遠(yuǎn)大于第2位的木荷，同時(shí)，6個(gè)樹種的斷面積都居于前10位，米櫧占總體的51.6%，6個(gè)樹種斷面積的總和超過總體的70%，可以看出6個(gè)樹種的生物量、碳儲(chǔ)量總和在群落中有著足夠的優(yōu)勢(shì)?？偟膩?lái)說(shuō)，通過物種序位曲線可以看出，米櫧在米櫧、木荷、栲、黃樟、紅錐和華潤(rùn)楠：在A圖中的序位依次為1、2、4、8、9和11；在B圖中的序位依次為1、2、9、20、24和19；在C圖中的序位依次為2、1、5、8、21和6；在D圖中的序位依次為1、2、3、8、5和10。

圖1優(yōu)勢(shì)種序位曲線

Fig.1The sequence curves of dominant species

群落中相對(duì)其他樹種有著足夠的優(yōu)勢(shì)，是群落的建群種，木荷也有著較明顯的優(yōu)勢(shì)，是排列第2的優(yōu)勢(shì)樹種，而其他4個(gè)篩選樹種的重要值也較大，雖然有個(gè)別的樹種重要值更大，但主要是灌木和小喬木，其生物量和碳儲(chǔ)量并不占據(jù)優(yōu)勢(shì)，綜合各種考慮因素，最終篩選出6個(gè)優(yōu)勢(shì)樹種進(jìn)行更深入研究。

3.2木材密度在6個(gè)樹種間的差異

對(duì)生材密度、含水率和基本木材密度在樹種間的變化進(jìn)行單因素方差分析和LSD檢驗(yàn),從表1可以看出，生材密度、含水率和基本木材密度在6個(gè)樹種間都有極顯著的差異。生材密度最大的是紅錐，為1.18 g·cm-3，最小的是華潤(rùn)楠，為0.6 g·cm-3，平均值最大是米櫧，最小是黃樟，變異系數(shù)最小是木荷，最大的是黃樟，米櫧、栲、紅錐這3種殼斗科的植物生材密度的最大、最小值和平均值都較大，木荷處于中等，而華潤(rùn)楠和黃樟這2種樟科植物的生材密度相對(duì)較小，同科植物生材密度變化不明顯，不同科的植物生材密度有明顯變化。含水率最大為黃樟，達(dá)到282.12%，最小也是黃樟，為36.35%，平均值最大和最小分別是米櫧和紅錐，變異系數(shù)最大和最小分別是黃樟和米櫧，可以看出米櫧的含水率普遍較其他樹種高，而紅錐含水率較其他樹種低，同科植物在含水率上并不趨向一致，含水率低可能是紅錐木質(zhì)優(yōu)良的原因之一?；灸静拿芏茸畲笫屈S樟(0.69 g·cm-3)，最小也是黃樟(0.18 g·cm-3)，平均值最大是紅錐，最小是黃樟，變異系數(shù)最小是米櫧，最大是黃樟，米櫧、栲、紅錐這3種殼斗科植物基本木材密度普遍偏大，而2種樟科植物普遍偏小，與生材密度變化一致。總的來(lái)看，紅錐含水率低，基本木材密度高，具有較好的材質(zhì)，而黃樟含水率高，木材密度低，其材質(zhì)較差。3種殼斗科植物的種內(nèi)木材密度變異相對(duì)較小，相對(duì)穩(wěn)定，比較適合遺傳選育，而2種樟科植物的種內(nèi)木材密度變異較大，不利于遺傳選育。

表1木材密度在樹種間的變化

Tab.1Differences in wood density among tree species

樹種生材密度/(g·cm-3)含水率/%基本木材密度/(g·cm-3)最小值最大值平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤1)變異系數(shù)最小值最大值平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤1)變異系數(shù)最小值最大值平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤1)變異系數(shù)米櫧0.981.161.10±0.01a0.05587.06157.67122.84±3.27a0.1500.430.590.49±0.01a0.080栲0.731.171.08±0.02ab0.09372.19179.70116.99±4.48ab0.2100.370.670.50±0.01ab0.140紅錐0.821.181.04±0.02bc0.08775.23147.3596.20±3.41c0.1800.410.620.53±0.01bc0.090黃樟0.641.140.88±0.03d0.14836.35282.12119.56±10.43ab0.4100.180.690.42±0.02d0.210華潤(rùn)楠0.601.050.90±0.02d0.11155.28175.12105.06±5.39bc0.2400.260.670.44±0.02d0.180木荷0.851.081.01±0.01c0.05073.64186.63105.61±4.29bc0.2200.300.580.50±0.01ac0.120

1)同列數(shù)據(jù)后，凡是具有一個(gè)相同小寫字母者，表示差異不顯著(LSD檢驗(yàn)，P>0.05)。

3.3徑階對(duì)木材密度的影響

用方差分析F檢驗(yàn)以及LSD多重比較分析了木材密度在徑階間的差異。F檢驗(yàn)結(jié)果得出生材密度在徑階間有顯著差異的樹種有栲和紅錐，基本木材密度在徑階間有顯著差異的樹種有栲和華潤(rùn)楠，而6個(gè)樹種的含水率在徑階間均無(wú)顯著差異。從表2可以看出，米櫧的生材密度和基本木材密度從徑階1～徑階4間都有緩慢上升趨勢(shì)，在徑階5處下降。栲的生材密度和基本木材密度從徑階1～徑階5不斷增加，而含水率不斷降低。紅錐的生材密度和基本木材密度總體呈上升趨勢(shì)，在徑階4有一個(gè)波谷。3種殼斗科植物的生材密度和基本木材密度從小徑階向大徑階變化過程中總體呈上升趨勢(shì)，其中，栲的基本木材密度和紅錐的生材密度上升幅度最大，最為明顯，徑階的增長(zhǎng)意味著樹齡的增大，可以推斷,隨著樹齡的增大，3個(gè)殼斗科植物的生材密度和基本木材密度也有增加的趨勢(shì)。黃樟的木材密度和含水率從徑階1～徑階4分別呈上升和下降趨勢(shì)。華潤(rùn)楠的木材密度雖然總體上升，但波動(dòng)較大。樟科植物木材密度總體變化趨勢(shì)也是隨徑階增加而變大，但變化較小，波動(dòng)較大。木荷的生材密度和含水率總體有微弱上升，基本木材密度有微弱下降?？偟膩?lái)說(shuō)，除了木荷的基本木材密度外，6個(gè)樹種的生材密度和基本木材密度隨徑階的增加都有上升的趨勢(shì)，有的上升幅度較大，有的較小，有的波動(dòng)較大，而含水率沒有一定的變化規(guī)律。

3.4坡向?qū)δ静拿芏鹊挠绊?/p>

用單因素方差分析探討坡向?qū)δ静拿芏鹊挠绊?表3)，6個(gè)樹種的生材密度、含水率和基本木材密度在陰坡和陽(yáng)坡間的差異均不顯著。其中，含水率的變異系數(shù)普遍偏大，基本木材密度次之，生材密度最??；從含水率來(lái)看，3種殼斗科植物陽(yáng)坡的含水率均大于陰坡，木荷也有同樣情況，2種樟科植物則相反，陰坡大于陽(yáng)坡。而在生材密度和基本木材密度方面，6個(gè)樹種在坡向的變化上并不一致，有的陰坡較大，有的陽(yáng)坡較大。坡向反映了環(huán)境中的水熱情況，因此間接表明了6個(gè)物種的生材密度、基本木材密度對(duì)水熱條件不夠敏感。

表26個(gè)樹種木材密度在徑階間的差異1)

Tab.2Differences in wood density among diameter grades for six tree species

種名徑階2)(DBH)生材密度/(g·cm-3)含水率/%基本木材密度/(g·cm-3)種名徑階2)(DBH)生材密度/(g·cm-3)含水率/%基本木材密度/(g·cm-3)米櫧11.06±0.03a122.40±10.71a0.48±0.02a黃樟10.82±0.06a139.61±29.53a0.36±0.04a21.07±0.03ab117.51±5.64a0.50±0.02a20.84±0.05ab117.08±17.10a0.39±0.01ab31.12±0.01ab126.55±8.79a0.50±0.02a30.92±0.02ab111.68±9.54a0.44±0.03ab41.14±0.01b123.79±3.84a0.51±0.01a40.99±0.06b105.04±27.28a0.51±0.07b51.10±0.03ab123.95±7.87a0.49±0.01a華潤(rùn)楠10.91±0.03ab95.67±10.01a0.47±0.02ab栲11.01±0.03a134.97±12.8a0.44±0.02a20.82±0.05a110.91±7.68a0.39±0.03a21.01±0.07a125.34±9.34ab0.45±0.02a30.90±0.04ab118.69±11.45a0.42±0.02a31.13±0.01b113.57±7.81ab0.53±0.02b40.87ab107.90a0.42ab41.12±0.01b110.84±8.71ab0.54±0.02b51.02±0.02b83.89±15.92a0.57±0.06b51.13±0.01b100.22±7.04b0.57±0.03b木荷10.98±0.01a93.39±3.61a0.51±0.01a紅錐10.93±0.03a90.10±4.40a0.49±0.02a21.02±0.00a91.35±4.57a0.53±0.01a21.07±0.03b104.11±11.79a0.53±0.02ab31.01±0.01a103.21±4.27ab0.50±0.01a31.07±0.03b90.20±6.25a0.56±0.01b41.03±0.02a118.99±8.76b0.47±0.02a41.04±0.03b95.06±10.88a0.54±0.02ab51.02±0.04a121.12±15.79b0.48±0.04a51.12±0.02b102.53±4.88a0.55±0.01b

1)某物種同一指標(biāo)不同徑階的該列數(shù)據(jù)后，凡是具有一個(gè)相同小寫字母者，表示差異不顯著(LSD檢驗(yàn)，P>0.05)；2)徑階1為5 cm≤DBH<10 cm，徑階2為10 cm≤DBH<20 cm，徑階3為20 cm≤DBH<30 cm，徑階4為30 cm≤DBH<40 cm，徑階5為DBH≥40 cm。

表36個(gè)樹種木材密度在坡向間的差異性1)

Tab.3Differences in wood density among slope aspects for six tree species

樹種坡向生材密度/(g·cm-3)含水率/%基本木材密度/(g·cm-3)平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤變異系數(shù)P平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤變異系數(shù)P平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤變異系數(shù)P米櫧陰坡1.10±0.020.060.91122.30±4.460.140.870.49±0.010.080.99陽(yáng)坡1.10±0.010.05123.38±4.930.150.49±0.010.10栲陰坡1.07±0.020.080.70111.86±5.900.200.260.51±0.020.160.47陽(yáng)坡1.09±0.030.09122.11±6.680.210.49±0.020.12紅錐陰坡1.02±0.030.100.2594.79±4.520.160.720.53±0.020.110.47陽(yáng)坡1.06±0.020.0797.31±5.070.190.54±0.010.06黃樟陰坡0.91±0.040.120.42127.10±11.440.280.520.40±0.020.130.55陽(yáng)坡0.86±0.040.16113.29±16.840.510.43±0.040.28華潤(rùn)楠陰坡0.87±0.030.090.34109.49±10.860.300.510.42±0.020.140.30陽(yáng)坡0.91±0.030.13101.99±5.450.190.46±0.030.22木荷陰坡1.02±0.010.030.45104.90±5.590.210.870.50±0.010.100.72陽(yáng)坡1.01±0.010.06106.33±6.700.240.49±0.020.12

1)P>0.05表示差異不顯著(F檢驗(yàn))。

3.5樹木性狀與木材密度的相關(guān)關(guān)系

樹木性狀因子如胸徑、樹高等與木材密度的相關(guān)關(guān)系采用非參數(shù)Spearman相關(guān)分析進(jìn)行處理，結(jié)果(表4)表明，除了華潤(rùn)楠的胸徑和樹高、米櫧的胸徑以及黃樟的樹高，其他樹種的胸徑和樹高與生材密度總體呈正相關(guān)關(guān)系，其中，栲、紅錐和木荷的樹木性狀因子與生材密度的相關(guān)關(guān)系較強(qiáng)；基本木材密度方面,只有栲的樹高和胸徑以及黃樟的胸徑與基本木材密度有顯著正相關(guān)關(guān)系，其他關(guān)系不顯著，這與生材密度不形成一致；含水率只與栲、木荷的胸徑有顯著關(guān)系，其他不顯著。總的來(lái)看，栲的木材密度與胸徑、樹高的關(guān)系顯著，隨著胸徑的增大，樹高的增加，栲的生材密度和基本木材密度也隨著變大，含水率降低；而華潤(rùn)楠的木材密度與胸徑、樹高的關(guān)系均不顯著，沒有明顯變化規(guī)律。紅錐、木荷的胸徑、樹高與生材密度有正相關(guān)關(guān)系，而與基本木材密度的關(guān)系卻不顯著，這可能是受含水率影響造成的。隨著胸徑和樹高的增大，生材密度也增大，但生材密度增大的一部分原因可能是含水率的提高，而干物質(zhì)卻沒有顯著變化，因此生材密度增大了，基本木材密度卻沒有顯著增大。另外，可能是生材密度增大部分被分為含水率和干物質(zhì)增大兩部分，各自增加的量變小了，因此含水率和基本木材密度與胸徑、樹高的相關(guān)性不顯著。

表4樹木性狀與木材密度的相關(guān)關(guān)系1)

Tab.4Correlation between tree traits and wood density

樹種指標(biāo)生材密度含水率基本木材密度RPRPRP米櫧胸徑0.36070.05020.06000.75280.17010.3688樹高0.4183*0.02140.21500.25400.02080.9132栲胸徑0.4562*0.0113-0.4433*0.01420.6365**0.0002樹高0.5837**0.0007-0.32930.07560.6002**0.0005紅錐胸徑0.5950**0.00170.24160.24460.35950.0775樹高0.4404*0.02760.22000.29070.24750.2330黃樟胸徑0.4420*0.0394-0.15560.48920.5495**0.0081樹高0.17670.43160.05950.79270.26330.2364華潤(rùn)楠胸徑0.18460.41070.00730.9741-0.00730.9741樹高0.14320.52500.00230.99200.01430.9498木荷胸徑0.4199*0.02090.5327**0.0024-0.28610.1253樹高0.5390**0.00210.29380.1150-0.03410.8579

1) *表示0.05水平顯著相關(guān)，**表示0.01水平極顯著相關(guān)(Spearman’s方法)。

4討論與結(jié)論

4.1不同樹種木材密度對(duì)材質(zhì)的影響

樹種差異對(duì)木材密度的影響很大，不同樹種木材密度差異可達(dá)數(shù)倍[8]。木材密度與植物的功能性狀息息相關(guān)，關(guān)系著植物體的支撐能力、水分運(yùn)輸、木質(zhì)強(qiáng)度和硬度等。不同樹種其生活策略也有所差別，有的樹種依賴快速生長(zhǎng)在短時(shí)間達(dá)到林冠層，得到更多的光照和雨水，這樣的樹種一般生命周期較短，木材密度較低。而有些樹種因?yàn)樯L(zhǎng)較慢，不需要短時(shí)間吸收太多的物質(zhì)，而是通過長(zhǎng)期的物質(zhì)積累成長(zhǎng)，其木材密度一般較高，生命周期較長(zhǎng)。本研究樣地群落的建群種為米櫧，是華南地區(qū)一種較為常見的先鋒樹種，其他5種優(yōu)勢(shì)種也是亞熱帶森林出現(xiàn)頻率較高的樹種。通過樹種間的木材密度比較得出，在篩選的6個(gè)樹種中，生材密度和基本木材密度平均值最大的分別為米櫧和紅錐，最小的均為黃樟，生材密度和基本木材密度在樹種間的變化幅度為20%和21%。而含水率平均值最小的是紅錐，最大的是米櫧，然后是黃樟。從生材密度、基本木材密度和含水率的變化情況可以看出，紅錐的木材密度大，變異系數(shù)小，含水率低，已經(jīng)具備作為優(yōu)質(zhì)木材的條件。而黃樟的木材密度小，變異系數(shù)大，含水率高，不具有優(yōu)質(zhì)木材的特性。蔣燚等[21]認(rèn)為紅錐的木材堅(jiān)硬耐腐，色澤、紋理美觀，可作為高級(jí)家具、造船、車輛、工藝雕刻、建筑裝修等優(yōu)質(zhì)用材，是華南地區(qū)重要的鄉(xiāng)土闊葉珍貴用材和高效多用途樹種。

不同樹種在木材密度上的差異，為制作各種各樣的木材產(chǎn)品提供了保證。比如，高檔的木材制品通常由致密的木材制作，但提供這類木材的樹種通常生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，因?yàn)橄嗤w積下其積累的物質(zhì)密度較高，需要更長(zhǎng)的周期，因此產(chǎn)品價(jià)格較為昂貴。而造紙、低檔木材應(yīng)用等方面的木材需求數(shù)量較大，因此需要生長(zhǎng)速度快的樹種，這類樹種因?yàn)樯L(zhǎng)過程中單位體積需要的物質(zhì)量較少，因此能夠快速生長(zhǎng)。研究木材密度在樹種間的變化，對(duì)于人工造林來(lái)說(shuō)，可以根椐不同的用材目的篩選出合適的樹種，而對(duì)于天然林，木材密度的樹種間差異體現(xiàn)出不同樹種的生活策略，這可為森林生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制提供科學(xué)參考和合理建議。

4.2不同樹種木材密度對(duì)徑階和坡向的響應(yīng)

在人工林木材密度的研究中，樹齡是一個(gè)重要的影響因素[22]，有研究認(rèn)為，相同樹種，樹齡越大，其木材密度也越大[23]。但是在天然林中，樹齡較難獲得，樹木的徑階則可直接測(cè)得，而徑階的變化與樹齡密切相關(guān)，通過研究樹木的徑階對(duì)其木材密度的影響來(lái)反映樹齡與木材密度的關(guān)系是一種可行的辦法。本研究中僅有栲的木材密度在徑階間有顯著差異，其他樹種差異性不夠顯著。除了木荷的基本木材密度外，6個(gè)樹種的生材密度和基本木材密度隨徑階的增加都有上升的趨勢(shì)，但上升的幅度不同。木材密度隨著徑階變大而變大的情況，原因可能有兩種:一種是樹木主動(dòng)增加木材密度，在樹木生長(zhǎng)過程中，軀干承受的壓力增大，需要強(qiáng)度和硬度更大的材質(zhì)來(lái)負(fù)擔(dān)，植物體主動(dòng)提供更多的物質(zhì)來(lái)增加木材密度，以適應(yīng)這種變化；另一種是樹木被動(dòng)增加木材密度，隨著樹木的生長(zhǎng)，軀干受到更大的壓力，這種壓力使得樹木細(xì)胞變得越來(lái)越緊密，一些空隙也被擠壓填補(bǔ)，木材密度增大。

地形因子對(duì)植物的生長(zhǎng)、生理具有重要影響，特別是陽(yáng)坡(南坡)、陰坡(北坡)雨熱分配的差異，對(duì)植物的生理結(jié)構(gòu)，包括其木材密度也具有一定的作用[24]。在本研究中，篩選的6個(gè)樹種的生材密度、含水率和基本木材密度在陰坡和陽(yáng)坡間的差異均不顯著，6個(gè)樹種木材密度在坡向的變化上并不一致，有的陰坡較大，有的陽(yáng)坡較大。其原因可能有兩種：一種是因?yàn)?個(gè)樹種的木材密度對(duì)水熱條件不夠敏感；另外一種是因?yàn)槠孪驅(qū)δ静拿芏鹊淖兓⒉皇侵鲗?dǎo)因子，坡向?qū)δ静拿芏鹊挠绊戄^小，而體現(xiàn)不出一定的規(guī)律性。

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【責(zé)任編輯李曉卉】

Wood densities of six hardwood tree species in Eastern Guangdong and Influencing factors

XU Mingfeng, KE Xiandong, ZHANG Yi, WANG Yongqiang, SU Zhiyao

(College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642，China)

Abstract：【Objective】 This study aims to provide the theoretical and data supports for the breeding of wood density and carbon sink accounting by analyzing the effects of different impact factors on wood density. 【Method】Six tree species were selected through the analysis of communities in sample plots of Kanghe nature reserve, and their wood densities were measured. This study analyzed the effects of different species, different diameter grades and different slope aspects on wood density, and the correlation between tree traits and wood density using a variety of statistical softwares. 【Result】 There were significant differences in wood density among different tree species. The highest averages of green densities (1.10 g·cm-3), basic densities (0.53 g·cm-3) and the moisture contents (122.84%) were found in Castanopsis carlesii, C. hystrix and C. carlesii respectively. There was no significant difference in wood density among different diameter grades for all species except C. fargesii. There was no significant difference in wood density among different slope aspects for all species. The nonparametric Spearman’s rank correlation analysis showed that both diameter at breast height and tree height were significantly correlated with green density but not with basic density. 【Conclusion】C. hystrix produces high quality wood with low moisture content and high basic density. Wood density has a tendency to rise with the increase of diameter grade，but has no regular change with the change of slope aspect. The relationship between diameter at breast height, tree height and green density, and the relationship between diameter at breast height, tree height and basic density are different probably because green density is affected by the moisture content.

Key words：wood density; green density; basic density; diameter grade; slope aspect; hardwood tree; influencing factor

中圖分類號(hào)：S718.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001- 411X(2016)03- 0100- 07

基金項(xiàng)目：廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)(2010KJCX012-02, 2011KJCX031-02)

作者簡(jiǎn)介：徐明鋒(1988—)，男，博士研究生，E-mail: mingfengxu2008@163.com；通信作者：蘇志堯(1963—)，男，教授，博士， E-mail: zysu@scau.edu.cn

收稿日期：2015- 09- 07優(yōu)先出版時(shí)間：2016-04-15

優(yōu)先出版網(wǎng)址：http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20160415.1555.038.html

徐明鋒， 柯嫻氡， 張毅，等.粵東6種闊葉樹木材密度及其影響因子研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,37(3):100- 106.