加格达奇不同种源长白落叶松木材密度变异分析

唐仲秋，郑秀云，刘学爽，3，胡明华，刘会锋

(1.大兴安岭地区农业林业科学研究院，黑龙江 大兴安岭 165000；2.黑龙江多布库尔国家级自然保护区管理局，黑龙江 大兴安岭 165000；3.黑龙江嫩江源森林生态系统国家级定位观测研究站，黑龙江 大兴安岭 165000)

长白落叶松(Larixolgensis)松科落叶乔木，高可达40多m，胸径可达1 m多。广泛分布于黑龙江东南部山地及吉林、辽宁省。习性喜光、喜湿润、耐寒，属于浅根性树种，适应的土壤pH值区间为6～8，在肥沃的土地上生长速度最快。木材结构有重、硬和粗糙的特点，木材密度大，抗压抗弯能力强，在各个领域都有良好的应用前景。长白落叶松因其生长迅速、干形通直、适应性强、材质优良和耐腐蚀等特性而成为培育纸浆材和建筑用材的重要树种。

木材材性一直是人们关注的热点，它是评价木材品质最重要的因子，它影响着木材的产量与品质。木材密度是评价木材品质的重要指标之一，分为基本密度与气干密度，为此，众多学者也对木材材性开展了很多的研究，姜笑梅[1]等对18个种源的湿地松木材材性研究发现，种源间木材气干密度差异极显著，种源内木材气干密度差异不显著。刘青华[2]等研究了49个马尾松种源，认为不同种源地的马尾松形质和木材基本密度皆存在显著的种源差异。罗浩[3]等研究了蓝桉幼龄材物理力学性质较小，密度变异规律显著。尤龙杰[4]等对不同竹龄麻竹气干密度研究表明麻竹气干密度与其力学性质显著正相关。徐金梅[5]等对祁连山青海云杉研究发现木材密度与温度正相关，与降水量负相关。周贤武[6]等对不同树龄日本落叶松木材研究认为其气干密度与抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度呈线性正相关。而针对长白落叶松木材材性也开展了很多的研究，徐成立[7]等研究发现长白落叶松的气干密度和全干密度均小于华北落叶松。邵亚丽[8]等人的研究认为长白落叶松木材的气干密度与抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度呈线性正相关。李艳霞[9]等对长白落叶松的研究表明生长性状与基本密度不相关，史永纯[10]等研究认为坡向坡位对长白落叶松基本密度影响不显著，本文以生长于加格达奇地区的10个种源长白落叶松为材料，对其木材基本密度和气干密度进行方差分析及多重比较，以期为大兴安岭培育用材林提供科学的种源选择依据和理论指导。

1 研究区概况

研究地区位于大兴安岭南坡，123°45′—124°26′ E，50°09′—50°35′ N，境内有白河自西向东通过。山丘地貌，地势比较平缓，平均海拔472 m，寒温带大陆性气候，四季分明，冬季漫长，全年平均气温-1.2 ℃，最高温度32 ℃，最低温度-41.5 ℃，年降水494.8 mm。加格达奇物质丰富，土地肥沃，但因长期的破坏使得该地区森林质量不高，树种单一，生产力低下[11]。

试验材料取自于大兴安岭加格达奇区长白落叶松种源试验林，包括天桥岭、白河、阿尔山、露水河、大海林、和龙、白刀山、小北湖、鸡西、穆棱共10个种源，各种源种子于1980年采集,1981年进行育苗，1982年定植，造林设计株行距为3 m×3 m，每21株为1小区。随机区组设计，10个种源，3次重复。

2 材料和方法

2.1 取样方法

2016年对加格达奇长白落叶松种源试验林进行疏伐取样。每个种源每个重复伐取解析木2株，10个种源共伐取解析木40株。每个单株伐取两段，2～3 m一段，3～4 m一段。共80个样本。

2.2 木材密度测定方法

木材的基本密度和气干密度依照国家标准GB1933-1991“木材密度测定方法”测定。

2.2.1 基本密度的测量 将试验样本截取成2 cm3的小木块，在清水中浸泡为饱和水的湿材，在试验样本各面的中心位置分别测出弦向、径向和顺纹方向尺寸，精确至0.01 mm，称出试验样本质量，精度为0.001 g。用方程ρ=m/v计算，式中，ρ为试样的基本密度(g·cm-3)；m、v为试样水分饱和时的质量(g)和体积(cm3)。

2.2.2 气干密度的测量 切尺寸为2 cm3的小木块，在试样各面的中心位置，分别测出弦向、径向和顺纹方向尺寸(精度0.001 mm)，称质量(精度0.001 g)，然后将试样放入60 ℃烘箱内烘干4 h后称质量记录。待称完试验样本全干质量后，立即于试验样本各面的中心位置，分别测出弦向、径向和顺纹方向尺寸(精度0.001 mm)。气干密度用公式ρ=m/v方程计算，式中ρ为气干密度(g·cm-3)，m为试样质量(g)，v为试样体积(cm3)

2.3 统计分析方法

用Excel2007进行数据统计，用PASW Statistics18统计软件进行密度差异显著性分析。

3 结果与分析

3.1 基本密度、气干密度分析

表1 10个种源长白落叶松基本密度、气干密度变异分析

对10个种源长白落叶松的基本密度和气干密度进行统计分析发现：天桥岭种源无论基本密度还是气干密度均显示最大值，小北湖种源基本密度和气干密度均为最小值，10个种源长白落叶松基本密度平均值为0.435 g·cm-3，气干密度平均值为0.529 g·cm-3。10个种源基本密度大小顺序为天桥岭(0.462 )>穆棱(0.454)>和龙(0.436)>白河(0.433)>露水河(0.431)>大海林(0.429)>白刀山(0.428)>阿尔山(0.427)>鸡西(0.426)>小北湖(0.422)。天桥岭种源的基本密度比小北湖高出9.5%，高于种源平均值3.2%。

10个种源气干密度大小排序为天桥岭(0.562)>穆棱(0.557)>和龙(0.532)>大海林(0.531)>白刀山(0.525)>露水河(0.522)>阿尔山(0.521)>鸡西(0.520)>白河(0.518)>小北湖(0.506)。天桥岭的气干密度比白河高出8.5%，高于小北湖11.1%，高于种源平均值6.2%。

3.2 基本密度、气干密度变异分析

10个种源长白落叶松的基本密度存在着较为丰富的变异(表1)，平均变异系数为9.89%。其中，鸡西、小北湖两个种源的变异系数最大分别为12.04%、11.45%。露水河和白河两个种源的变异系数最小分别为6.43%、8.02%。变异系数最高的种源鸡西比变异系数最低的种源露水河高87.2%。

气干密度是指木材在一定大气状态下，达到平衡含水率时的质量与体积之比的密度指标。对每一个长白落叶松种源的气干密度进行统计分析，结果发现：长白落叶松存在丰富的遗传变异，平均变异系数为11.11%，略高于基本密度的平均变异系数。其中，小北湖、鸡西两个种源的变异系数最大。小北湖的变异系数是15.41%，鸡西的变异系数是13.02%。露水河和白河两个种源的变异系数最小。露水河的变异系数7.59%，白河的变异系数8.92%。变异系数最高的种源鸡西比变异系数最低的种源露水河高103.03%。

4 结论与讨论

天桥岭种源基本密度和气干密度在10个种源中均为最大值，分别为0.462 g·cm-3和0.562 g·cm-3，这和于宏影[12]等研究结果相近。

长白落叶松不同种源的基本密度的平均变异系数为9.89%，鸡西的变异系数最大为12.04%，露水河的变异系数最低为6.43%。变异分析显示基本密度在不同种源间差异显著，天桥岭种源的基本密度最大为0.462 g·cm-3，小北湖的最小为0.422 g·cm-3，由此可见天桥岭和穆棱种源木材基本密度优于其他种源。

长白落叶松不同种源气干密度在种源间差异显著，不同种源的气干密度的平均变异系数为11.11%，小北湖的变异系数最大为15.41%，露水河的变异系数最小为7.59%。天桥岭种源的气干密度最大为0.562 g·cm-3，白河种源最小0.518 g·cm-3，天桥岭和穆棱种源木材气干密度明显优于其他种源。

不同长白落叶松种源的基本密度和气干密度存在着丰富的变异。通过分析对比发现天桥岭种源基本密度和气干密度均大于其他各个种源，且天桥岭种源材积变异系数低于平均值，结合刘会锋[13]等研究认为天桥岭种源材积变异低，种源性状稳定，可以认定天桥岭为加格达奇优良的建筑用材林种源。