郑献懂

（融水苗族自治县征地拆迁和房屋征收补偿服务中心，广西 融水 545300 ）

在我国南方杉木是一种特有的速生用材树种，能适应旱地生长，且作为重要的木材来源得到市场的青睐。红心杉是杉木的栽培变种之一，在我国林业与商品经济中占据着重要位置。木材的性质会受到细胞大小、形状等方面的特征和变异的影响，在树干中管胞占比达到90%，对红心杉的年轮宽度、木材性质等都会产生极大影响。红心杉木在生长过程中，气候因子可以在木材的解剖结构中记录，且每一个性状的生长都与气候条件的不同产生不同的影响。所以对于红心杉管胞特性及年轮与气候因子的关系进行分析具有重要意义。

1.实验

试验地为融水苗族自治县的一处林场，属于亚热带季风湿润气候，气候温暖，年平均气温为17.7℃。这里的气候十分适宜红心杉木的生长，且每年的无霜期达到279d。选择人工林林地林龄为9年、15年及26年的林木，每个年龄阶段设3个重复。不同林龄的胸径与树高如表1所示：

表1 不同林龄的胸径与树高

在气象数据获取过程中，选择中国气象数据网的地面气象资料。红心杉的年轮盘在带回实验室后，需对其进行打磨，使用的工具为粗砂纸，必须让年轮清晰可见，然后再使用细砂纸继续打磨，直到表面光滑。每一圈年轮标记，都需沿西、南北方向做一条通过髓心的直线，对年轮宽进行测量，使用的工具为LinTAB树木年龄分析仪。

样品选择径向与横向两个方向的。（1）径向样品。样品选择时从树皮开始逐渐向髓心靠近，每一圈年轮都要取样，将样品制作成长、宽分别为1cm与3cm的试条。（2）纵向取样只对26龄的红心杉进行取样，选择圆盘高度从0m开始，依次为3m、5m，最后是13m，每5个年轮为一个样品，样品从向南方向开始截取，截取的宽与长分别为0.5cm与1cm。

在10%硝酸+10%铬酸混合溶液中试样品，每天都要对溶液进行更换，管胞离析出来后方可停止更换溶液。清洗干净管胞，在50%的乙醇溶液中保存。在玻片上防治管胞，然后在烤箱中烘干，烤箱温度需调到36℃。在1%的番红溶液中放置1min，并再次烘干。在二甲苯中透明30s，取出后将加拿大树胶滴在上面，将玻片盖在上面，将树胶压均匀。在36℃的恒温烘箱中对制作好的玻片进行烘烤，制作成永久切片。在显微镜下观察切片，拍照并编号保存。

2.理论基础

2.1 年轮成长

树木在生活过程中可以分为细胞分裂、细胞延长与细胞分化三个过程。树木在生长过程中需从增高与增粗两个方面，也就是轴向与径向生长两个方向。林木的年龄、林分密度、气候等因素会对林木生长产生极大影响。合适的温度、光照等是树木生长发育的基本条件。高露双在研究中指出，在不同的阶段不同树种的径向生长速率变化较大。在气候因子一致的背景下，对生长量及径向年平均生长量进行对比。范玮熠与王孝安在研究中指出，杉木在生长过程中，会受到立地环境与气候变化的影响，且在反映气候与环境变化期间，树木年轮宽度是十分重要的参数。

2.2 年轮气候

在全球气候变化研究中树木年轮资料是十分重要的内容与手段，且在应用中十分广泛。树木年轮与气候是年轮气候学的基础，也是年轮年代学的重要分支。形成分裂层、细胞扩大与细胞壁增厚是年轮特征的三个重要过程。木本植物生理学是年轮气候学的基础，依据为树木生长特点。在影响树木生长的敏感气候因子中，温度是十分重要的因素，但是在不同的月份研究结果也会存在较大差异。细胞分化的时间会受到水分的影响，一般情况下水分不足分化时间会缩短，进而让植物的生长季缩短。树木生长过程中，温度与降水的综合作用下，会形成干旱的胁迫、短而冷的生长季互交作业与温度、降水的相互作用。

3.红心杉的管胞特性

3.1 径向变异规律

年轮宽的径向生长在微光上的重要体现之一是管胞径向生长情况。红心杉在年龄的增加下，管胞性状大小也会随之增加。同时在年龄的增加下，红心杉管胞宽度也随之增加 ，且在靠近髓处增加迅速，但是在一定轮龄之后就开始下降。在前5a红心杉管胞长度向外增加的速度较快，但是随后增加开始变缓。

管胞宽的径向变异与管内径径向变异大致相似，也是从髓型开始向外增加，并呈现出先增加后下降的趋势。在第10a时增加到最大，并开始下降。管胞壁厚也由髓心开始向外增加，在年龄的增加下呈现出先上升，再下降，然后再上升的趋势。管胞壁腔的下降呈现出波动趋势，由髓心向外下降。

3.2 纵向变异规律

对于纵向变异的情况来看，在不同树高的变化下管胞宽度变化规律并不强。虽然在轮龄的增加下，管胞长度各高度值增加明显，但是随后会趋于稳定。随着红心杉木的树高增加，管胞内径会呈现出先增加，再下降的趋势。红心杉树干增高过程中，不同轮林管胞壁厚的变化并无规律可循。

红心杉木材管胞宽度、长度与壁厚等形态特征之间的变异性较大，即便是同一棵树的不同部位存在的差异也较大。红心杉在不同林中，同一性状的林木所呈现出的径向变异模式大致相同，但是对管饱性状的径向变异规律却是不一致的。

4.管胞性状与生长轮之间的关系

红心杉树龄的不同会对管胞性状与年龄宽产生极大影响，同一管胞性状或者不同管胞性状会与树龄年轮宽之间的关系存在较大差异。在年轮宽的增加过程中，林龄管胞长度会下降，在林龄的增加过程中，二者之间的关系更加明显。

由于树龄的不同，管胞的生长情况存在一定差异，当树龄相同，但是管胞性状不同时，生长变化情况也是不相同的。管胞宽度的特征值并不会随着林龄的增加会发生太大变化，除极小值以外，在15林龄里出现了该性状其他特征值最大值。在林龄增加过程中管胞长度增加，标准差的变化与平均值基本一致，随着林龄增加出现减少情况。随着林龄的增加，管胞壁厚与壁腔的平均值出现变小的情况。

管胞性状在林龄见的方差如表2，管胞性状在林龄之间的差异极为显著（P＜0.01）。

表2 管胞性状在林龄间的方差

木材的材质会受到木材细胞大小及性状等的影响。26龄红心杉木在不同树高中管胞宽度变化规律不强，在轮龄增加下，靠近髓心处15个年轮的管胞宽度出现增加情况。在树高的增加过程中，5个年轮的管胞宽度先有增加的趋势，然后再下降。

9林龄管胞长度与年轮宽度之间的关系为负相关性不强；15林龄管胞长度与年轮宽度之间的关系为显著负相关性（P＜0.05）；26林龄管胞与年轮宽度之间的关系为极显著负相关（P＜0.01）。

5.管胞性状对气候的响应

5.1 管胞宽度对气候的响应

气温会对红心杉的生长产生极大影响，9林龄与15林龄红心杉管胞宽度与气温之间的关系为正相关关系，26林龄的红心杉管胞宽度会受到3个气温的抑制。15林龄与温度之间的相关系数低于9林龄的。

由于林龄不同，红心杉管胞宽度与降水、相对湿度之间的关系也存在较大差异，其中9林龄与15林龄的管胞宽度与降水、相对湿度之间呈现负相关关系。但是26林龄的关系为正相关关系。9林龄红心杉在生长过程中，管胞宽度会受到降水及相对湿度的极大影响，尤其是在1月与9月两个月，对于管胞宽度的抑制作用更加明显。15林龄管胞宽度在4月降水后，对于管胞径向生长的抑制作用明显。但是在9月份，26林龄管胞宽度与相对湿度之间呈现出正相关关系。

5.2 管胞长度对气候的响应

9林龄与15林龄管胞长度与气温之间呈现的关系为负相关关系，但是观察发现26林龄的与温度呈现出正相关关系。对于9林龄红心杉管胞长度的伸长来说，在生长初期的气温是有一定积极作用的，但是在温度较高时，则对管胞的伸展会产生抑制作用。对于气温变化，15林龄的相应更加强烈，26林龄管胞长度与气温之间的相关性更强，且在温度较高的生长季（4～10月份），气温可以促进林龄管胞长度。应用气温相比，管胞相对湿度与降水的相应相对弱一些，且树龄之间具有较大的差异。9林龄、15林龄与降水和相对湿度之间的关系为正相关，而26林龄所呈现的关系为负相关。

5.3 管胞内径对气候的响应

9林龄与15林龄的管胞内径与气温之间的关系为正相关，但是26林龄呈现出负相关关系。9林龄管胞内径与气温之间的关系并不显著。在分析中发现15林龄管胞内径与很多月份的气温因子之间的关系为显著。26林龄管胞内径与气温之间存在显著负相关关系。

5.4 管胞壁厚对气候的响应

管胞壁厚对于温度较高的高温季具有较强的响应，9林龄与15林龄的管胞壁厚与气温的相关性为正相关，26林龄对则为负相关。对于不同林龄管胞壁厚的影响而言，降水与相对湿度的影响具有一定差异。其中9林龄与15林龄管胞壁厚与降水和相对湿度呈负相关关系，而26林龄与降水和相对湿度呈现出的关系为正相关关系。

6.结果讨论

通过分析，总结出以下几个结论：（1）径向生长及其对气候的影响。当地红心杉在第8a胸径达到数量成熟龄，成熟之后，年轮宽度从隋心开始向外呈现出先增后减的趋势，早晚材也是这样的趋势，但晚材宽度的变化幅度相对较小；（2）管胞特征。管胞内径从隋心开始，然后向外呈现出先增后减的趋势。管胞双壁厚在轮林的增加下所呈现出的趋势为先升高，再下降，然后再升高的趋势。管胞壁腔呈现的整体趋势为下降，属于波动式下降；（3）管胞与生长轮之间的关系。在年轮宽的增加过程中管胞长度出现下降趋势，且在林龄的增加下这种关系更加明显。9林龄管胞长度与轮宽之间的关系十分显著，15林龄管胞长度与年轮之间的关系呈现出负相关，26林龄管胞宽度与年轮宽度之间呈现出正相关关系；（4）管胞宽度对气候的相应。

结束语

本文研究在丰富相关理论内容的同时，也能为红心杉的栽培提供一定参考。尤其是在我国社会经济快速发展过程中，杉木装饰装修材料得到人们的广泛应用，对红心杉木的需求不断增加，这就要求需强化红心杉的栽培与种植，了解种植适宜的环境温度，为提升杉木产品与品质提供支持。同时，对于红心杉木展开相关科学研究过程中，加强对红心杉管胞特性及年轮与气候因子的关系的了解是否关键，能为红心杉增长与增粗提供理论指导。