5年生大花序桉生材性质研究

熊 涛，潘雅琪，黄 全，刘 衡，李顺永，符韵林*

(1. 广西壮族自治区国有东门林场，广西 崇左 532108；2.广西大学林学院，南宁 53000)

大花序桉(Eucalyptuscloeziana)，为桃金娘科桉属昆士兰桉亚属的唯一树种[1]，自然分布于澳大利亚昆士兰州,故又称“昆士兰桉”。其树木生长迅速，木材材性优良，是良好的建筑、家具用材，广泛用于制作家具、建筑、枕木等[2-4]，极具应用前景。

目前对大花序桉的研究主要集中于其种源实验，Turnbull等研究发现澳大利亚南部大花序桉种源的遗传分化大于北部种源[5]；Dickinson等发现同种源在不同产地种植的生产性状和基本密度差异显著[6]；Mouura等研究了9个种源在巴西利亚的生长情况，发现Coominglah、Gympie以及Cardwell种源生长较好[7]；我国自20世纪70年代引种以来，已在海南、广西、广东等地区广泛种植，成效明显[8-10]，广西国有东门林场目前仍保留有种源家系完整的大花序桉试验地。除此之外，国内外学者还对大花序桉木材的基本密度、力学性能、干缩特性、纤维特性等进行了相应研究[11-14]，但对其幼龄材生材性质的研究较少。为此，本研究通过对5 a生大花序桉生材含水率、树皮率、心材率等研究，掌握5 a生大花序桉生材的基本特征，挖掘大花序桉木材利用价值，为大花序桉的人工培育以及木材利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试样采集

5 a生大花序桉试材于2018年7月采集于广西国有东门林场雷卡分场(林场位于广西崇左市扶绥县东门镇，108°35′E、22°40′N)。采集方法参照GB/T 1928-2009《木材物理力学试验方法总则》，选定样木后，测定胸径，标明北向，伐倒后测量样木全树高和枝下高，并在树高0、1.3、3.3、5.3 m等处(每隔2 m取一次，直至树干直径小于6 cm)取5 cm厚圆盘，密封待用。本实验共采集8株样木。

1.2 测定方法

去除圆盘表面的保鲜膜，先测量各圆盘的心材率、树皮体积率以及树皮质量率，之后沿南北向截取试样，用于测定圆盘不同部位的生材含水率、生材密度以及基本密度。各测定的具体操作步骤依据邱炳发等[15]方法。

2 结果与分析

2.1 树皮率变异

如图1、图2所示，5 a生大花序桉树皮体积百分率在0～17.3 m处分别为20.53%、19.03%、18.94%、21.14%、22.10%、23.20%、23.94%、23.32%、26.16%、33.96%，平均值为23.23%；质量百分率在0～17.3 m处分别为15.49%、15.00%、15.11%、16.63%、17.83%、19.11%、22.28%、22.86%、25.85%、28.74%，平均值为19.89%。5 a生大花序桉树皮体积百分率和质量百分率的变化趋势基本一致，均随树高的增加而增大，但两者变化的速率存在一定的区别，树皮体积百分率在树高9.3 m到11.3 m处增幅明显大于树皮质量百分率的增幅，在11.3 m到13.3 m处，树皮质量百分率有小幅降低而树皮体积百分率略微变大，在15.3 m到17.3 m处，树皮质量百分率提高了7.8百分点，远大于树皮体积百分率的2.89百分点。整体而言，5 a生大花序桉树木随树干的成熟，树皮体积、质量百分率均逐渐降低，有文献报道35a生大花序桉树皮体积、质量百分率分别为8.92%和12.35%[15]，远小于本研究中的23.23%和19.89%，同样说明随大花序桉树干的成熟，树皮率逐渐降低。

图1 树皮体积百分率变化趋势

图2 树皮质量百分率变化趋势

2.2 心材率变异

由图3知，5 a生大花序桉的在0～13.3 m处心材率分别为34.60%、31.61%、26.48%、25.07%、21.16%、14.03%、5.95%、0.39%，树木基部心材率最高，随树高的增加心材率逐渐降低，在13.3 m处心材率已经降低到0.39%，说明在13.3 m以上心材基本尚未形成。

在降香黄檀、檀香紫檀等珍贵红木树种的研究中发现，树木心材的硬度、耐久性、耐腐性等均优于边材，且心材色泽更优美，同时还有较高的药用价值，因此，心材率是评价红木树木价值最重要的指标，心材率越高的树木价值越高。大花序桉心材色泽优美，被称为桉木中的“红木”，本研究发现，5 a生大花序桉在0～13.3 m平均心材率为19.91%，高于33 a生格木、观光木等木材[16-17]，是心材率较高的木材，具有较高的有价值，但目前对其心材研究的相应报道较少，因此，今后研究中应加大对大花序桉心材的研究，进一步挖掘大花序桉木材的价值。

图3 心材率和树高的关系变化趋势

2.3 密度变异

2.3.1 生材密度变异 从5 a生大花序桉生材密度径向变化图(图4)可以看出，自树皮向内到髓心，南向和北向的生材生材密度均呈降低趋势，即5 a生大花序桉心材生材密度低于边材。南向树皮部位、中间部位以及髓心部位的生材密度分别为1.14、1.12、1.11 g·cm-3，该向平均值为1.12 g·cm-3；北向树皮部位、中间部位以及髓心部位的生材密度分别为1.14、1.12、1.10 g·cm-3，该向平均值为1.12 g·cm-3。显示南向和北向树皮部位的生材密度基本一致，说明生材密度与树木南北向关系不紧密。5 a生大花序桉径向平均生材密度为1.12 g·cm-3。

图4 生材密度径向变异

5 a生大花序桉生材密度的纵向变化图(图5)显示，从树干基部到树高11.3 m处，5 a生大花序桉生材密度基本处于同一水平线，分别为1.10 、1.11、1.12、1.14、1.14、1.16、1.14 g·cm-3。5 a生大花序桉纵向平均生材密度为1.13 g·cm-3。

图5 生材密度纵向变异规律

相较于35 a生大花序桉(平均生材密度为1.11 g·cm-3)[15]，5 a生大花序桉的生材密度略高，可能是因为随树木的成熟，大花序桉的生材密度逐渐降低，本研究中5 a生大花序桉心材生材密度低于边材也与之吻合。

2.3.2 基本密度变异 5 a生大花序桉基本密度的径向变化如图6所示。自树皮向内到髓心，南向和北向的生材基本密度均呈降低趋势，即5 a生大花序桉边材基本密度高于心材。南向树皮部位、中间部位以及髓心部位的基本密度分别为0.59、0.56、0.55 g·cm-3，该向平均值为0.56 g·cm-3；北向树皮部位、中间部位以及髓心部位的生材基本密度分别为0.59、0.54、0.52 g·cm-3，该向平均值为0.55 g·cm-3。表明南向基本密度略高于北向，可能由光照不同导致。5 a生大花序桉径向平均生材密度为0.55 g·cm-3。

图6 基本密度径向变异

5 a生大花序桉生材基本密度的纵向变化如图7所示。从树干基部到树高5.3 m处，5 a生大花序桉基本密度基本处于同一水平线，分别为0.55、0.55、0.56、0.56 g·cm-3，从树高5.3 m到9.3 m处，基本密度逐渐升高，从9.3 m到11.3 m处，基本密度大幅降低，即随树高的增加，大花序桉基本密度先增加后减小。5 a生大花序桉纵向平均生材含水率为0.58 g·cm-3。 相较于澳大利亚种植的5 a生大花序桉基本密度(0.62 g·cm-3)[6]，本研究中的大花序桉略低(0.54 g·cm-3)，可能由生长环境不同导致。

图7 基本密度纵向变异规律

2.4 含水率变异

5 a生大花序桉生材含水率的径向变化如图8所示。自树皮向内到髓心，南向和北向的生材含水率均呈升高趋势，即5 a生大花序桉心材生材含水率高于边材。南向树皮部位、中间部位以及髓心部位的生材含水率分别为97.35%、109.25%、114.65%，该向平均值为101.42%；北向树皮部位、中间部位以及髓心部位的生材含水率分别为97.36%、100.62%、106.27%，该向平均值为107.08%。说明南向和北向树皮部位的生材含水率基本一致，但南向中间部位和髓心部位的生材含水率均高于北向，这可能是由树木生长过程中接触阳光不同而导致。5 a生大花序桉径向平均生材含水率为104.25%。

图8 生材含水率径向变异规律

5 a生大花序桉生材含水率纵向变化图(图9)显示，从0 m即树干基部到树高11.3 m处，5a生大花序桉生材含水率基本处于同一水平线，但在9.3 m处生材含水率明显低于其他高度(0～11.3 m处的生材含水率分别为102.81%、104.41%、101.05%、102.14%、97.87%、84.19%、100.76%)。5a生大花序桉纵向平均生材含水率为99.03%。

图9 生材含水率纵向变异规律

相较于35 a生大花序桉(平均生材含水率为46.82%)[15]，5 a生大花序桉的生材含水率明显更高，这可能是因为5 a生大花序桉还未成熟，属于幼龄材，需要更多的水分供树木进行各种生命活动。

3 结论

5 a生大花序桉树皮体积百分率和质量百分率随树高的增加而增大，其树皮平均体积、质量百分率分别为23.23%、19.89%；心材率随树高的增加而降低，平均为19.91%；自树皮向内到髓心，生材含水率呈升高趋势，生材密度和基本密度均呈降低趋势;从树干基部向上至树梢，其生材含水率基本处于同一水平线，平均值为101.64%，生材密度和基本密度变化基本一致，平均值分别为1.12 g·cm-3、0.54 g·cm-3。