何鴻宇 曹舒祺 王 林 孫 瑾

( 1. 大連商品交易所農(nóng)業(yè)品事業(yè)部，遼寧 大連 116023；2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 材料與能源學(xué)院，廣東 廣州510642)

針葉樹材因蓄積量大、質(zhì)地軟、易加工等特點(diǎn)被廣泛用于建筑業(yè)、家具制造業(yè)和造紙業(yè)。2018年我國(guó)對(duì)針葉樹材的需求量達(dá)55 675.16 萬m3[1]，然而我國(guó)是個(gè)缺林少木國(guó)家，同時(shí)政府致力于保護(hù)森林資源和改善生態(tài)環(huán)境，制定了嚴(yán)格的限額采伐政策[2]，自2016 年起我國(guó)便全面停止天然林采伐[3],因此我國(guó)針葉樹材基本依靠進(jìn)口[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)2019 年我國(guó)針葉樹材進(jìn)口原木4 554.4 萬m3，進(jìn)口鋸材2 766.3 m3[1]。我國(guó)針葉材進(jìn)口到岸點(diǎn)主要為內(nèi)蒙古滿洲里、黑龍江綏芬河、江蘇太倉港，成都青白江木材交易城和廣東魚珠木材交易市場(chǎng)等港口或木材市場(chǎng)。進(jìn)口量大針葉材有樟子松Pinus sylvestris、白松（主要為云杉Picea spp.和冷杉Abies spp.屬木材）、落葉松Larix spp.、鐵杉Tsuga spp.、輻射松Pinus radiate、北美黃杉Pseudotsuga menziesii 等，這些木材主要來自俄羅斯、新西蘭、美國(guó)、加拿大、捷克和德國(guó)等國(guó)家。

筆者走訪國(guó)內(nèi)木材進(jìn)口口岸和貿(mào)易市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，針葉樹材貿(mào)易過程中常采用肉眼觀察木材顏色、樹皮形態(tài)特征、甚至采用觀察原木或鋸材長(zhǎng)度來鑒別木材樹種。僅憑經(jīng)驗(yàn)很難準(zhǔn)確鑒定木材樹種，極易給市場(chǎng)帶來混亂。因此本研究旨在利用木材不同樹種間的構(gòu)造差異，通過觀察、比較并分析6種常見進(jìn)口松科木材宏、微觀構(gòu)造特征進(jìn)行科學(xué)鑒別木材樹種，為松科木材在貿(mào)易過程中的準(zhǔn)確識(shí)別與鑒定提供參考，也為針葉樹材市場(chǎng)貿(mào)易售后提供準(zhǔn)確的仲裁依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)材料取自我國(guó)黑龍江綏芬河市國(guó)林木業(yè)城、江蘇省太倉市港口及廣東省東莞市廣東祥通供應(yīng)鏈管理有限公司，詳情見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

利用小型砂光機(jī)經(jīng)過400 目、800 目及1 000 目的砂紙打磨、毛氈拋光，吸塵器抽吸和膠帶粘貼微細(xì)木粉制備成表面光滑、結(jié)構(gòu)特征清晰可見的木材樣板后，用LEICA S8AP0 體視顯微鏡觀察、拍照并記錄樣品宏觀構(gòu)造特征。

在樣品上取1 cm×1 cm×1 cm 大小試樣，室溫水軟化約30 min 后，用大和REM-710 滑走式切片機(jī)切10～15 μm 厚度橫、徑、弦切面的切片，經(jīng)番紅染液染色、用不同梯度濃度的酒精逐級(jí)脫水、二甲苯透明、中性樹脂封片后制得永久切片，然后用LEICA DM1000LED 光學(xué)顯微鏡觀察木材結(jié)構(gòu)，并通過圖像處理軟件Leica Application Suite采集特征圖樣，對(duì)6 種木材的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行記載。

本文木材構(gòu)造術(shù)語及各數(shù)量特征的描述和計(jì)算依據(jù)國(guó)際植物木材解剖學(xué)家協(xié)會(huì)制訂的木材解剖學(xué)名詞[5]和木材學(xué)[6]提出的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 宏觀特征

通過對(duì)松科6 種木材樣品在肉眼、放大鏡或體式顯微鏡下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)6 種木材生長(zhǎng)輪顯著，早晚材區(qū)別明顯、早材帶色淺、晚材色深，木射線細(xì)而密，均不具軸向薄壁細(xì)胞。鐵杉和云杉早晚材為漸變（圖1a、b），其他4 種為急變，并且樹種間早晚材的寬度略有差異（圖1a-f）。軸向樹脂道的有無和數(shù)量多少是針葉材宏觀識(shí)別的最主要構(gòu)造特征之一。除鐵杉（圖1a）外，其他5 種木材均具軸向樹脂道，其中樟子松和輻射松的樹脂道多（圖1c-d），云杉、落葉松和北美黃杉的數(shù)量少（圖1b、e、f）。

2.2 6 種進(jìn)口松科木材主要微觀解剖特征

2.2.1 軸向管胞分子解剖特征 軸向管胞是針葉樹材最主要的組成分子，軸向管胞壁上特征對(duì)木材鑒別有重要意義[7]。6 種針葉樹材的軸向管胞在橫切面上早材帶多為四邊、多邊形，壁薄腔大，晚材帶為四邊形、壁厚腔小，不同樹種間差異不明顯（表2，圖2a-f）。對(duì)于徑面壁具緣紋孔（圖2j-n）而言，均為單列，偶見2 列。除北美黃杉（圖2o）外，其他樹種在軸向管胞壁上都不具螺紋加厚。從上述的軸向管胞分子解剖特征看，螺紋加厚可作為軸向管胞分子上的識(shí)別要點(diǎn)。

表1 針葉樹材木材樣品概況Table 1 List of soft wood samples

圖1 松科6 種木材宏觀結(jié)構(gòu)Fig.1 Macroscopic structure of six pinaceous wood species

表2 松科6 種木材管胞特征Table 2 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

表3 松科6 種木材木射線特征Table 3 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

2.2.2 木射線組織解剖特征 木射線是木材中唯一橫向排列的組織，在活立木中擔(dān)負(fù)著橫向輸導(dǎo)的功能[8]。針葉樹材木射線高度、類型、射線細(xì)胞的組成、交叉場(chǎng)紋孔類型存在較大的差異，因而其解剖特征也是針葉樹材的重要識(shí)別依據(jù)[8]。

從表3 可以看出，輻射松和北美黃杉木射線短、落葉松和云杉木射線密度中等。雖然6 種針葉樹材在木射線高度上有差異，但不明顯，不能作為鑒別主要特征。從射線細(xì)胞組成來看，6 種木材均具有射線管胞，其中輻射松和云杉具鋸齒狀加厚。除鐵杉（圖2g）外，其他5 種木材木射線有單列（圖2h）和紡錘型（圖2i）兩種木射線類型。交叉場(chǎng)紋孔是指在徑切面上射線薄壁細(xì)胞與軸向管胞相交的平面[8]。是針葉樹材鑒別最重要的結(jié)構(gòu)特征。6 種木材的交叉場(chǎng)紋孔存在明顯差異(表3，圖2j-o)，為樹種鑒別特征重要依據(jù)。

2.2.3 樹脂道特征 樹脂道是有薄壁的分泌細(xì)胞環(huán)繞而成的孔道，是具有分泌樹脂功能的一種組織，為針葉材樹材構(gòu)造特征之一。正常樹脂道常見于松科6 個(gè)屬中，即松屬、云杉屬、落葉松屬、黃杉屬、銀杉屬和油杉屬[8]。因而是松科木材極其重要的微觀特征。在宏觀構(gòu)造特征中，軸向樹脂道的有無和數(shù)量是鑒別木材重要依據(jù)，在微觀構(gòu)造中，可觀察到軸向樹脂道的大小，為軸向樹脂道作為鑒別特征作補(bǔ)充，樟子松圖（圖2a）、輻射松（圖2b）落葉松的樹脂道大（圖1c），而云杉和北美黃杉的小，鐵杉未見。因具有徑向樹脂道而形成紡錘型木射線也是針葉樹材的鑒別特征之一（表3 射線類型,圖2g-i）。

3 結(jié)果與討論

6 種松科木材在宏觀上各構(gòu)造分子間的差異較小，僅僅在早晚材變化和軸向樹脂道上有一定差異。但從微觀上看存在明顯差異，就各自所提供的信息量而言，軸向管胞、木射線和樹脂道在其木材微觀識(shí)別中占據(jù)主導(dǎo)位置。早晚材變化和軸向樹脂道有無及數(shù)量是宏觀鑒別的特征要點(diǎn)。軸向管胞壁上是否螺紋加厚、木射線高度及類型、射線細(xì)胞組成、交叉場(chǎng)紋孔類型、樹脂道是微觀鑒別的特征要點(diǎn)。為規(guī)范市場(chǎng)，避免商業(yè)糾紛，對(duì)針葉樹材建議采用宏觀與微觀特征相結(jié)合方式加以鑒別。

圖2 松科6 種木材微觀解剖結(jié)構(gòu)
Fig.2 Microstructure of six pinaceous wood species

注：a：樟子松軸向樹脂道； b：輻射松軸向樹脂道； c：落葉松軸向樹脂道；d:云杉軸向樹脂道； e:北美黃杉軸向樹脂道； f:鐵杉橫切面；g：鐵杉弦切面；h：云杉紡錘型木射線； i：北美黃杉紡錘型木射線； j：樟子松窗格狀交叉場(chǎng)紋孔； k：輻射松松型交叉場(chǎng)紋孔； l:落葉松云杉型、杉型交叉場(chǎng)紋孔；m：鐵杉柏型交叉場(chǎng)紋孔； n：云杉云杉型交叉場(chǎng)紋孔； o：北美黃杉螺紋加厚a-f 標(biāo)尺：250 μm，g-l 標(biāo)尺：100 μm，m-o 標(biāo)尺：25 μm
Note: a: Vertical resin canals occur in Pinus sylvestris; b: Vertical resin canals occur in Pinus radiate; c: Vertical resin canals occur in Larix spp.; d: Vertical resin canals occur in Picea spp.; e: Vertical resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; f: The transverse section of Tsuga spp.; g: The tangential section of Tsuga spp.; h: Horizontal resin canals occur in Picea spp.; i: Horizontal resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; j:Window-like pit pair occur in Pinus sylvestris; k: Pinoid pit pair occur in Pinus radiate; l: Piceoid and taxodioid pit pair occur in Larix spp.; m:Cupressoid pit pair occur in Tsuga spp.; n:Piceoid pit pair occur in Picea spp.; o:Spiral thickening occur in Pseudotsuga menziesii

[2] 林鳳鳴. 中國(guó)木材和主要林產(chǎn)品的生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易現(xiàn)狀及其在2010年的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 林業(yè)科技通訊, 1999(6): 3-6.

[3] 邢益顯.廣東省木材戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地建設(shè)研究[J].林業(yè)與環(huán)境科學(xué), 2016, 32(3): 94-97.

[4] 周密. 木材行業(yè)發(fā)展前景良好[J]. 國(guó)際木業(yè), 2013, 43(3): 9.

[5] IAWA Committee. IAWA list of microscopic features for hardwood identification[J] . IAWA Bullns, 1989, 10( 3) : 219-332.

[6] 何天相. 木材解剖學(xué)[M]. 廣州: 中山大學(xué)出版社, 1994: 132-134.

[7] 成俊卿. 木材學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 1985: 86-87.

[8] 劉一星. 木材學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 2014: 80-92.