朱熙岭 郭明辉*

(1.大兴安岭地区林业管理局阿木尔林业局，黑龙江漠河 165302;2.东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040)

黄菠萝是我国的珍贵树种，主要以天然林为主，其木材材质坚硬，边材颜色较浅，呈现淡黄色，心材呈黄褐色，纹理美观，是优良的建筑和表面装饰材料［1］。对木材材质材性变异规律的研究，可以更好地掌握木材材质特性，充分做到材尽其用，还可以为木材营林培育提供有利的依据［2，3］，为幼龄材和成熟材的界定和木材材质的早期预测技术的研究提供理论基础［4］。本文主要从木材生长轮宽度和密度等物理性质入手，研究了天然林黄菠萝材质的径向变异规律。

1 试验材料与测试方法

1)试材采集:黄菠萝(Phellodendron amurense Rupr.)试材采自兴隆林业局太平经营所林场试验基地，根据国家标准GB 1927-91木材物理力学试材采集方法的规定进行。

2)生长轮宽度:采用X射线微密度计测量黄菠萝试样的生长轮密度，并利用微密度扫描仪测得的实验数据，根据密度变异特点，判定生长轮界限，并计算各分界限内的点数，根据每点间的距离为0.01 mm，求得生长轮宽度。X射线微密度计测量所用试样含水率为12%左右的气干材，尺寸为2.5 cm宽、3 mm厚、长度为半径方向长的薄，表面光滑。扫描速率为1.6 cm/min，取样间隔为0.01 mm。

3)密度:从试材髓心至树皮沿径向分别选取7块试样，并根据国家标准GB/T 1933-2009测定试样的基本密度、气干密度和全干密度。

2 结果与分析

2.1 生长轮宽度

黄菠萝生长轮宽度随生长轮龄变化如图1所示，生长轮宽度在1.0 mm～2.3 mm之间呈现间隔为2个～4个生长轮，并具有一定幅度的上下波动，第25年后波动范围变小，变化相对平缓、趋于稳定。根据测定结果，采用数理统计方法，得到黄菠萝生长轮宽度的回归方程为 y=-0.000 3x2+0.018 3x+1.434 7，相关系数R在0.215 4左右，回归结果不理想，不能拟合出生长轮宽度的周期性变化。生长轮宽度的测定结果如表1所示，成熟材的生长轮宽度平均值略高于幼龄材，变异程度远大于幼龄材，数值分布较幼龄材分散。成熟材和幼龄材生长轮宽度的方差分析结果如表 2 所示，幼龄材和成熟材在 F0.01，F0.05和 F0.10水平上均无显著差异，即在黄菠萝沿木材径向的不同位置取样，对生长轮宽度的测定结果没有显著影响，表明从髓心至树皮，生长轮宽度变化不显著。

表1 黄菠萝生长轮宽度测定结果

表2 黄菠萝生长轮宽度方差分析

图1 黄菠萝生长轮宽度径向变异

2.2 密度

黄菠萝基本密度、气干密度和全干密度的径向变异规律相似，如图2所示，总体趋势是缓慢增加的。第1块～3块试件处于靠近髓心的心材，其密度较靠近树皮的第5块～第7块边材要低。从髓心至树皮整体增大幅度较小，在第7块时，密度出现最大值。根据测定结果，采用数理统计方法，得到黄菠萝基本密度、气干密度和全干密度回归方程，如表3所示。回归方程均满足y=ax2+bx+c，相关系数R在0.987 1～0.997 2之间，回归结果比较好。

图2 黄菠萝密度径向变异

表3 黄菠萝基本密度、气干密度和全干密度回归方程 g/cm3

黄菠萝基本密度、气干密度、全干密度和含水率的测定结果如表4所示，黄菠萝边材的基本密度、气干密度和全干密度平均值高于心材，除全干密度外，边材变异程度大于心材，数值分布较心材分散。由于木材的干燥梯度影响，边材含水率低于心材，变异程度小于心材，数值分布较心材集中。

如表5所示的方差分析结果可以看出黄菠萝沿木材径向的不同位置取样，对基本密度的测定结果有非常显著影响，达到0.01水平;对气干密度和全干密度的测定结果没有显著影响;对含水率的测定结果没有显著影响。从髓心至树皮，木材基本密度变化非常显著，而气干密度、全干密度和含水率却没有显著变化，说明心材和边材在保水状态下，木材的吸水膨胀度不尽相同导致。同时也说明木材在生长的过程中形成的材质不均匀，在营林培育及加工利用时应给予重点考虑。

表4 黄菠萝基本密度、气干密度、全干密度与含水率测定结果

表5 黄菠萝基本密度、气干密度、全干密度和含水率方差分析

3 结语

黄菠萝生长轮宽度表现出随生长轮龄的增长呈现上下波动，到第25年后波动范围变小，变化趋于稳定;成熟材的生长轮宽度平均值略高于幼龄材;方差分析中，幼龄材和成熟材的生长轮宽度没有显著性差异。黄菠萝木材基本密度、气干密度和全干密度总体呈现缓慢增加趋势;其边材密度平均值高于心材;沿木材径向的不同位置取样，对气干密度、全干密度和含水率均没有显著影响，但对基本密度具有非常显著的影响。各物理性质指标的变化规律均满足回归方程y=ax2+bx+c形式，密度具有较好的相关性。

［1］管 宁.木材及材性变异［M］.北京:中国科学技术出版社，2001.

［2］江泽慧.木材结构与其品质特性的相关性［M］.北京:科学出版社，2011.

［3］鲍甫成.中国主要人工林树种幼龄材与成熟材及人工林与天然林木材性质比较研究［J］.林业科学，1998，34(2):63-76.

［4］费本华.人工神经网络技术在木材科学中的应用［J］.木材加工机械，2009(6):34-37.