不同造林模式闽楠幼林材性分析*

温晓芸 ，张 娟 ，汤行昊 ，林智勇 ，廖鹏辉 ，罗千勋 ，黄 宇

（1.福建省林业科学研究院，福建福州350012；2.福建省林业科学技术推广总站，福建福州350003；3.福建省顺昌县林业科技推广中心，福建顺昌353200）

闽楠（Phoebe bournei）是我国特有的国家二级珍稀渐危树种，为樟科常绿大乔木。其树干端直，树冠浓密，树皮淡黄色，呈片状剥落。闽楠因其材质致密坚韧不易反翘开裂，易于加工，削面光滑，纹理美观等优点被用作为上等建筑、家具、造船及工艺雕刻等之良材[1-2]。目前，对楠木的研究多集中在分布格局、群落生态、繁育和造林等方面[3-7]。在造林方面，学者大多研究不同造林模式下闽楠的生长情况，但对不同造林模式下闽楠人工林木材物理化学性质方面的研究鲜见报道，而随着木材利用途径的不断扩大，研究木材物理化学性质对木材加工利用有着重要意义。本研究对不同造林模式下闽楠树干木材密度、含水率、纤维素含量等指标进行比较，旨在为闽楠木材的合理利用和今后进行人工林培育提供方向和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2016年2月，采用3 种不同造林方式营造闽楠试验林，分别为：18a 杉木林下套种闽楠方式（杉木保留密度450株·hm-2），试验地位于顺昌县大干镇干山村，南与顺昌县元坑镇接壤，北纬26°55＇，东经117°40＇；闽楠纯林、闽楠与杉木混交林（杉木林采伐迹地）试验地位于顺昌县元坑镇谟武村，北纬26°86＇，东经117°71＇。试验地属于中亚热带海洋性季风气候，同时又受大陆性气候的影响。年平均气温18.5℃，无霜期305d，雨日164d，年降水量在1600～1800mm，多年平均降水量1756mm，日照1740.7h，四季明显，冬短夏长，春早秋晚；夏无酷暑，冬无严寒，秋多“小阳春”，春常“倒春寒”。造林前均采用林下全面除草和带状整地，整地带宽度为1m，闽楠苗木为芽苗移栽培育 1a 容器苗（20cm≤H＜25cm，2.5mm≤D＜3mm），混交用杉木苗为 1a 裸根苗（H≥35cm，D≥0.45cm），株行距为2m×2m，穴规40cm×40cm×30cm，种植后统一进行田间管理。

1.2 样地调查及试样采集

2018年4月，3 种造林模式每个重复挖取3株闽楠植株，水平方向上以闽楠树干为中心，按0.5m 为半径进行全株挖掘，取到无明显根系为止，树高、根深和平均根幅现场测量，并用电子秤测定其地上部分鲜重和根鲜重。采用钢卷尺、数显游标卡尺（精度0.01mm）对闽楠植株的地径、最大冠幅、苗高、枝下高进行调查。

根据木材物理力学试材采集方法[8]进行，每种造林模式采集3株闽楠树干，每株树干从枝干顶部、中部、底部平均分为三等分，每部分截取中间部位长度约20cm，并称其鲜重后装入密封袋，及时带回实验室，以供测试基本密度、生材密度及生材含水率。另外截取枝干顶部、中部、底部试样，按照《制浆造纸分析与检测》方法[9]测定闽楠试样纤维素含量。

1.3 木材特性检测

1.3.1 密度测定

1.3.1.1 生材密度。生材密度是用生材质量除以生材的体积，生材即刚采伐的新鲜木材，将试样制成约15mm×15mm×15mm的试样，称重得到生材重量，采用排水法测定出生材体积。根据下式计算生材密度ρ生：ρ生=W生/V生。

1.3.1.2 基本密度。与测定生材密度试样相同，用排水法测定生材体积后，在103±2℃的干燥箱中干燥，绝干后称重得W干，计算基本密度ρ基：ρ基=W干/V生。

1.3.2 生材含水率测定

与测定生材密度试样相同，利用W生和W干计算生材含水率：

生材含水率=（W生-W干）/W干×100%。

1.3.3 纤维素含量测定

采用硝酸-乙醇法测定闽楠纤维素含量，具体操作步骤详见《制浆造纸分析与检测》[9]。

1.4 数据处理

采用Excel 2007 软件进行数据基本处理，origin7.5 制图，运用SPSS 18.0 软件进行Duncan's 检验和显著性分析；对闽楠树干基本密度、生材密度、生材含水率及纤维素含量等四个指标按照公式（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）进行标准化，使其转化为无量纲单位，便于比较；采用SPSS18.0 将已经标准化处理后的指标进行相关性分析，从而确定各指标间的相关性系数。

2 结果与分析

2.1 不同造林模式对闽楠生长指标的影响

表1可见，闽楠纯林、闽楠与杉木混交、杉木林下套种闽楠等三种造林模式下，除抽稍高无显著差异以外，其他生长指标均存在显著性差异（p＜0.05）。林下套种模式闽楠各项生长指标显著高于混交林（除抽稍高）和纯林（除地径、枝下高和抽稍高），混交林的各项生长指标与纯林均无显著性差异。其中，林下套种闽楠的地径、平均冠幅、树高、枝下高、抽稍高、根深、平均根幅、地上部分鲜重、根鲜重等各项指标均最大，分别达12.62mm、67.17cm、137.83cm、48.33cm、19.33cm、47.50cm、48.42cm、230.83g、50.57g，依次比平均值高出 27.86%、37.17%、41.77%、67.00%、15.20%、32.35%、34.50%、74.07%、60.69%。

表1 不同造林模式下闽楠生长指标

2.2 不同造林模式对闽楠树干密度和含水率的影响

表2可见，纯林、混交林和林下套种的闽楠树干顶部生材含水率均最高，分别达143.86%、238.24%、203.75%；相同造林模式闽楠植株的顶部、中部、基部的基本密度和生材密度均无显著差异。纯林和林下套种模式下闽楠植株的顶部含水率显著高于中部和基部，中部和基部无显著性差异，而混交林闽楠顶部含水率显著高于基部，顶部与中部、中部与基部均无显著性差异。

闽楠树干基本密度、生材密度和生材含水率的方差分析显示（表3、图1），这3个物理指标在不同造林模式下F 值分别为0.099、0.30、0.916，均无显著性差异。三种造林模式下的基本密度相当，纯林的生材密度略高于混交林和林下套种，而林下套种闽楠的生材含水率略高于混交林和纯林。

表2 不同部位闽楠树干密度和含水率

2.3 不同造林模式对闽楠树干纤维素含量的影响

采用硝酸—乙醇法测定纤维素含量，结果表明（表4），林下套种模式下的闽楠树干纤维素含量相对较高，达34.32%。混交林模式下的纤维素含量次之，纯林模式下纤维素含量最低。林下套种模式下的闽楠纤维素含量显著高于纯林模式，林下套种模式与混交林模式、混交林模式与纯林模式下的纤维素含量均无显著性差异。

2.4 不同造林模式下闽楠树干理化性能的相关性分析

将不同造林模式下闽楠树干密度、含水率和纤维素含量等指标经标准化处理后进行相关性分析。结果表明（表5），生材含水率和基本密度呈负相关，且相关性最大，相关系数-0.798，达极显著水平（P＜0.01）；生材密度和生材含水率相关性次之，相关系数为0.78，但显著性（双侧）为不显著。生材含水率和纤维素含量相关系数为0.515，呈现中等程度相关，但不显著。其他两两指标间均呈现弱相关性，不显著。

表3 树干密度和含水率方差分析结果

3 结论与讨论

闽楠纯林、闽楠与杉木混交、杉木林下套种闽楠三种造林模式下，除抽稍高以外，其他生长指标差异均显著。其中林下套种模式下的闽楠生长指标最佳，即杉木林下套种闽楠最适宜闽楠的生长，这是由于闽楠喜温暖湿润气候，幼树耐阴性较强，适当的遮阴有利于幼树生长[10]。

木材密度、含水率和纤维素含量均是木材材性的重要指标，具有重要的实用意义。根据木材密度和含水率可估算木材实际重量，推断木材工艺性和木材的干缩、膨胀、硬度、强度等木材物理力学性质；研究不同造林模式下闽楠幼树密度、含水率和纤维素含量等理化性能，有助于预判闽楠成年后的性能指标和应用范围，进而为闽楠木材的合理利用和今后进行人工林培育提供方向和理论依据。本研究中，不同造林模式对两年生闽楠的基本密度、生材密度、生材含水率等均无显著性影响，而相同造林模式下，闽楠的基本密度和生材密度从底部到顶部均无显著性差异，但生材含水率呈现出从底部到顶部递增的趋势，三种造林模式下的顶部生材含水率均显著高于底部。这可能是由于闽楠幼树树干顶部属于嫩杆部位，树皮为绿色，高含水率有助于光合作用。纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起。纤维素在细胞壁中起骨架作用，一般占比40～50%[11]。三种造林模式中，林下套种模式下的闽楠纤维素含量最高，略高于混交林，显著高于纯林。在闽楠推广应用过程中，在某些对纤维素含量有一定要求的领域，如制浆造纸领域，可优先考虑采用林下套种的模式人工种植闽楠。但这仅为两年生闽楠的理化性质，随着闽楠的生长后期理化性质是否有变化，还有待于继续观测。

图1 不同造林模式下闽楠树干密度和含水率差异

表4 不同造林模式下闽楠纤维素含量

表5 不同造林模式下闽楠木材理化性能的相关分析