熊 濤,潘雅琪,黃 全,劉 衡,李順永,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 53000)
大花序桉(Eucalyptuscloeziana),為桃金娘科桉屬昆士蘭桉亞屬的唯一樹種[1],自然分布于澳大利亞昆士蘭州,故又稱“昆士蘭桉”。其樹木生長(zhǎng)迅速,木材材性優(yōu)良,是良好的建筑、家具用材,廣泛用于制作家具、建筑、枕木等[2-4],極具應(yīng)用前景。
目前對(duì)大花序桉的研究主要集中于其種源實(shí)驗(yàn),Turnbull等研究發(fā)現(xiàn)澳大利亞南部大花序桉種源的遺傳分化大于北部種源[5];Dickinson等發(fā)現(xiàn)同種源在不同產(chǎn)地種植的生產(chǎn)性狀和基本密度差異顯著[6];Mouura等研究了9個(gè)種源在巴西利亞的生長(zhǎng)情況,發(fā)現(xiàn)Coominglah、Gympie以及Cardwell種源生長(zhǎng)較好[7];我國(guó)自20世紀(jì)70年代引種以來,已在海南、廣西、廣東等地區(qū)廣泛種植,成效明顯[8-10],廣西國(guó)有東門林場(chǎng)目前仍保留有種源家系完整的大花序桉試驗(yàn)地。除此之外,國(guó)內(nèi)外學(xué)者還對(duì)大花序桉木材的基本密度、力學(xué)性能、干縮特性、纖維特性等進(jìn)行了相應(yīng)研究[11-14],但對(duì)其幼齡材生材性質(zhì)的研究較少。為此,本研究通過對(duì)5 a生大花序桉生材含水率、樹皮率、心材率等研究,掌握5 a生大花序桉生材的基本特征,挖掘大花序桉木材利用價(jià)值,為大花序桉的人工培育以及木材利用提供理論依據(jù)。
5 a生大花序桉試材于2018年7月采集于廣西國(guó)有東門林場(chǎng)雷卡分場(chǎng)(林場(chǎng)位于廣西崇左市扶綏縣東門鎮(zhèn),108°35′E、22°40′N)。采集方法參照GB/T 1928-2009《木材物理力學(xué)試驗(yàn)方法總則》,選定樣木后,測(cè)定胸徑,標(biāo)明北向,伐倒后測(cè)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取一次,直至樹干直徑小于6 cm)取5 cm厚圓盤,密封待用。本實(shí)驗(yàn)共采集8株樣木。
去除圓盤表面的保鮮膜,先測(cè)量各圓盤的心材率、樹皮體積率以及樹皮質(zhì)量率,之后沿南北向截取試樣,用于測(cè)定圓盤不同部位的生材含水率、生材密度以及基本密度。各測(cè)定的具體操作步驟依據(jù)邱炳發(fā)等[15]方法。
如圖1、圖2所示,5 a生大花序桉樹皮體積百分率在0~17.3 m處分別為20.53%、19.03%、18.94%、21.14%、22.10%、23.20%、23.94%、23.32%、26.16%、33.96%,平均值為23.23%;質(zhì)量百分率在0~17.3 m處分別為15.49%、15.00%、15.11%、16.63%、17.83%、19.11%、22.28%、22.86%、25.85%、28.74%,平均值為19.89%。5 a生大花序桉樹皮體積百分率和質(zhì)量百分率的變化趨勢(shì)基本一致,均隨樹高的增加而增大,但兩者變化的速率存在一定的區(qū)別,樹皮體積百分率在樹高9.3 m到11.3 m處增幅明顯大于樹皮質(zhì)量百分率的增幅,在11.3 m到13.3 m處,樹皮質(zhì)量百分率有小幅降低而樹皮體積百分率略微變大,在15.3 m到17.3 m處,樹皮質(zhì)量百分率提高了7.8百分點(diǎn),遠(yuǎn)大于樹皮體積百分率的2.89百分點(diǎn)。整體而言,5 a生大花序桉樹木隨樹干的成熟,樹皮體積、質(zhì)量百分率均逐漸降低,有文獻(xiàn)報(bào)道35a生大花序桉樹皮體積、質(zhì)量百分率分別為8.92%和12.35%[15],遠(yuǎn)小于本研究中的23.23%和19.89%,同樣說明隨大花序桉樹干的成熟,樹皮率逐漸降低。
圖1 樹皮體積百分率變化趨勢(shì)
圖2 樹皮質(zhì)量百分率變化趨勢(shì)
由圖3知,5 a生大花序桉的在0~13.3 m處心材率分別為34.60%、31.61%、26.48%、25.07%、21.16%、14.03%、5.95%、0.39%,樹木基部心材率最高,隨樹高的增加心材率逐漸降低,在13.3 m處心材率已經(jīng)降低到0.39%,說明在13.3 m以上心材基本尚未形成。
在降香黃檀、檀香紫檀等珍貴紅木樹種的研究中發(fā)現(xiàn),樹木心材的硬度、耐久性、耐腐性等均優(yōu)于邊材,且心材色澤更優(yōu)美,同時(shí)還有較高的藥用價(jià)值,因此,心材率是評(píng)價(jià)紅木樹木價(jià)值最重要的指標(biāo),心材率越高的樹木價(jià)值越高。大花序桉心材色澤優(yōu)美,被稱為桉木中的“紅木”,本研究發(fā)現(xiàn),5 a生大花序桉在0~13.3 m平均心材率為19.91%,高于33 a生格木、觀光木等木材[16-17],是心材率較高的木材,具有較高的有價(jià)值,但目前對(duì)其心材研究的相應(yīng)報(bào)道較少,因此,今后研究中應(yīng)加大對(duì)大花序桉心材的研究,進(jìn)一步挖掘大花序桉木材的價(jià)值。
圖3 心材率和樹高的關(guān)系變化趨勢(shì)
2.3.1 生材密度變異 從5 a生大花序桉生材密度徑向變化圖(圖4)可以看出,自樹皮向內(nèi)到髓心,南向和北向的生材生材密度均呈降低趨勢(shì),即5 a生大花序桉心材生材密度低于邊材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材密度分別為1.14、1.12、1.11 g·cm-3,該向平均值為1.12 g·cm-3;北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材密度分別為1.14、1.12、1.10 g·cm-3,該向平均值為1.12 g·cm-3。顯示南向和北向樹皮部位的生材密度基本一致,說明生材密度與樹木南北向關(guān)系不緊密。5 a生大花序桉徑向平均生材密度為1.12 g·cm-3。
圖4 生材密度徑向變異
5 a生大花序桉生材密度的縱向變化圖(圖5)顯示,從樹干基部到樹高11.3 m處,5 a生大花序桉生材密度基本處于同一水平線,分別為1.10 、1.11、1.12、1.14、1.14、1.16、1.14 g·cm-3。5 a生大花序桉縱向平均生材密度為1.13 g·cm-3。
圖5 生材密度縱向變異規(guī)律
相較于35 a生大花序桉(平均生材密度為1.11 g·cm-3)[15],5 a生大花序桉的生材密度略高,可能是因?yàn)殡S樹木的成熟,大花序桉的生材密度逐漸降低,本研究中5 a生大花序桉心材生材密度低于邊材也與之吻合。
2.3.2 基本密度變異 5 a生大花序桉基本密度的徑向變化如圖6所示。自樹皮向內(nèi)到髓心,南向和北向的生材基本密度均呈降低趨勢(shì),即5 a生大花序桉邊材基本密度高于心材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的基本密度分別為0.59、0.56、0.55 g·cm-3,該向平均值為0.56 g·cm-3;北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材基本密度分別為0.59、0.54、0.52 g·cm-3,該向平均值為0.55 g·cm-3。表明南向基本密度略高于北向,可能由光照不同導(dǎo)致。5 a生大花序桉徑向平均生材密度為0.55 g·cm-3。
圖6 基本密度徑向變異
5 a生大花序桉生材基本密度的縱向變化如圖7所示。從樹干基部到樹高5.3 m處,5 a生大花序桉基本密度基本處于同一水平線,分別為0.55、0.55、0.56、0.56 g·cm-3,從樹高5.3 m到9.3 m處,基本密度逐漸升高,從9.3 m到11.3 m處,基本密度大幅降低,即隨樹高的增加,大花序桉基本密度先增加后減小。5 a生大花序桉縱向平均生材含水率為0.58 g·cm-3。 相較于澳大利亞種植的5 a生大花序桉基本密度(0.62 g·cm-3)[6],本研究中的大花序桉略低(0.54 g·cm-3),可能由生長(zhǎng)環(huán)境不同導(dǎo)致。
圖7 基本密度縱向變異規(guī)律
5 a生大花序桉生材含水率的徑向變化如圖8所示。自樹皮向內(nèi)到髓心,南向和北向的生材含水率均呈升高趨勢(shì),即5 a生大花序桉心材生材含水率高于邊材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材含水率分別為97.35%、109.25%、114.65%,該向平均值為101.42%;北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材含水率分別為97.36%、100.62%、106.27%,該向平均值為107.08%。說明南向和北向樹皮部位的生材含水率基本一致,但南向中間部位和髓心部位的生材含水率均高于北向,這可能是由樹木生長(zhǎng)過程中接觸陽(yáng)光不同而導(dǎo)致。5 a生大花序桉徑向平均生材含水率為104.25%。
圖8 生材含水率徑向變異規(guī)律
5 a生大花序桉生材含水率縱向變化圖(圖9)顯示,從0 m即樹干基部到樹高11.3 m處,5a生大花序桉生材含水率基本處于同一水平線,但在9.3 m處生材含水率明顯低于其他高度(0~11.3 m處的生材含水率分別為102.81%、104.41%、101.05%、102.14%、97.87%、84.19%、100.76%)。5a生大花序桉縱向平均生材含水率為99.03%。
圖9 生材含水率縱向變異規(guī)律
相較于35 a生大花序桉(平均生材含水率為46.82%)[15],5 a生大花序桉的生材含水率明顯更高,這可能是因?yàn)? a生大花序桉還未成熟,屬于幼齡材,需要更多的水分供樹木進(jìn)行各種生命活動(dòng)。
5 a生大花序桉樹皮體積百分率和質(zhì)量百分率隨樹高的增加而增大,其樹皮平均體積、質(zhì)量百分率分別為23.23%、19.89%;心材率隨樹高的增加而降低,平均為19.91%;自樹皮向內(nèi)到髓心,生材含水率呈升高趨勢(shì),生材密度和基本密度均呈降低趨勢(shì);從樹干基部向上至樹梢,其生材含水率基本處于同一水平線,平均值為101.64%,生材密度和基本密度變化基本一致,平均值分別為1.12 g·cm-3、0.54 g·cm-3。