6种常见中国进口松科木材主要构造特征*

何鸿宇 曹舒祺 王 林 孙 瑾

( 1. 大连商品交易所农业品事业部，辽宁 大连 116023；2. 华南农业大学 材料与能源学院，广东 广州510642)

针叶树材因蓄积量大、质地软、易加工等特点被广泛用于建筑业、家具制造业和造纸业。2018年我国对针叶树材的需求量达55 675.16 万m3[1]，然而我国是个缺林少木国家，同时政府致力于保护森林资源和改善生态环境，制定了严格的限额采伐政策[2]，自2016 年起我国便全面停止天然林采伐[3],因此我国针叶树材基本依靠进口[4]。据统计2019 年我国针叶树材进口原木4 554.4 万m3，进口锯材2 766.3 m3[1]。我国针叶材进口到岸点主要为内蒙古满洲里、黑龙江绥芬河、江苏太仓港，成都青白江木材交易城和广东鱼珠木材交易市场等港口或木材市场。进口量大针叶材有樟子松Pinus sylvestris、白松（主要为云杉Picea spp.和冷杉Abies spp.属木材）、落叶松Larix spp.、铁杉Tsuga spp.、辐射松Pinus radiate、北美黄杉Pseudotsuga menziesii 等，这些木材主要来自俄罗斯、新西兰、美国、加拿大、捷克和德国等国家。

笔者走访国内木材进口口岸和贸易市场发现，针叶树材贸易过程中常采用肉眼观察木材颜色、树皮形态特征、甚至采用观察原木或锯材长度来鉴别木材树种。仅凭经验很难准确鉴定木材树种，极易给市场带来混乱。因此本研究旨在利用木材不同树种间的构造差异，通过观察、比较并分析6种常见进口松科木材宏、微观构造特征进行科学鉴别木材树种，为松科木材在贸易过程中的准确识别与鉴定提供参考，也为针叶树材市场贸易售后提供准确的仲裁依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料取自我国黑龙江绥芬河市国林木业城、江苏省太仓市港口及广东省东莞市广东祥通供应链管理有限公司，详情见表1。

1.2 实验方法

利用小型砂光机经过400 目、800 目及1 000 目的砂纸打磨、毛毡抛光，吸尘器抽吸和胶带粘贴微细木粉制备成表面光滑、结构特征清晰可见的木材样板后，用LEICA S8AP0 体视显微镜观察、拍照并记录样品宏观构造特征。

在样品上取1 cm×1 cm×1 cm 大小试样，室温水软化约30 min 后，用大和REM-710 滑走式切片机切10～15 μm 厚度横、径、弦切面的切片，经番红染液染色、用不同梯度浓度的酒精逐级脱水、二甲苯透明、中性树脂封片后制得永久切片，然后用LEICA DM1000LED 光学显微镜观察木材结构，并通过图像处理软件Leica Application Suite采集特征图样，对6 种木材的结构特征进行记载。

本文木材构造术语及各数量特征的描述和计算依据国际植物木材解剖学家协会制订的木材解剖学名词[5]和木材学[6]提出的标准和计算方法。

2 结果与分析

2.1 宏观特征

通过对松科6 种木材样品在肉眼、放大镜或体式显微镜下进行观察，发现6 种木材生长轮显著，早晚材区别明显、早材带色浅、晚材色深，木射线细而密，均不具轴向薄壁细胞。铁杉和云杉早晚材为渐变（图1a、b），其他4 种为急变，并且树种间早晚材的宽度略有差异（图1a-f）。轴向树脂道的有无和数量多少是针叶材宏观识别的最主要构造特征之一。除铁杉（图1a）外，其他5 种木材均具轴向树脂道，其中樟子松和辐射松的树脂道多（图1c-d），云杉、落叶松和北美黄杉的数量少（图1b、e、f）。

2.2 6 种进口松科木材主要微观解剖特征

2.2.1 轴向管胞分子解剖特征 轴向管胞是针叶树材最主要的组成分子，轴向管胞壁上特征对木材鉴别有重要意义[7]。6 种针叶树材的轴向管胞在横切面上早材带多为四边、多边形，壁薄腔大，晚材带为四边形、壁厚腔小，不同树种间差异不明显（表2，图2a-f）。对于径面壁具缘纹孔（图2j-n）而言，均为单列，偶见2 列。除北美黄杉（图2o）外，其他树种在轴向管胞壁上都不具螺纹加厚。从上述的轴向管胞分子解剖特征看，螺纹加厚可作为轴向管胞分子上的识别要点。

表1 针叶树材木材样品概况Table 1 List of soft wood samples

图1 松科6 种木材宏观结构Fig.1 Macroscopic structure of six pinaceous wood species

表2 松科6 种木材管胞特征Table 2 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

表3 松科6 种木材木射线特征Table 3 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

2.2.2 木射线组织解剖特征 木射线是木材中唯一横向排列的组织，在活立木中担负着横向输导的功能[8]。针叶树材木射线高度、类型、射线细胞的组成、交叉场纹孔类型存在较大的差异，因而其解剖特征也是针叶树材的重要识别依据[8]。

从表3 可以看出，辐射松和北美黄杉木射线短、落叶松和云杉木射线密度中等。虽然6 种针叶树材在木射线高度上有差异，但不明显，不能作为鉴别主要特征。从射线细胞组成来看，6 种木材均具有射线管胞，其中辐射松和云杉具锯齿状加厚。除铁杉（图2g）外，其他5 种木材木射线有单列（图2h）和纺锤型（图2i）两种木射线类型。交叉场纹孔是指在径切面上射线薄壁细胞与轴向管胞相交的平面[8]。是针叶树材鉴别最重要的结构特征。6 种木材的交叉场纹孔存在明显差异(表3，图2j-o)，为树种鉴别特征重要依据。

2.2.3 树脂道特征 树脂道是有薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有分泌树脂功能的一种组织，为针叶材树材构造特征之一。正常树脂道常见于松科6 个属中，即松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属和油杉属[8]。因而是松科木材极其重要的微观特征。在宏观构造特征中，轴向树脂道的有无和数量是鉴别木材重要依据，在微观构造中，可观察到轴向树脂道的大小，为轴向树脂道作为鉴别特征作补充，樟子松图（图2a）、辐射松（图2b）落叶松的树脂道大（图1c），而云杉和北美黄杉的小，铁杉未见。因具有径向树脂道而形成纺锤型木射线也是针叶树材的鉴别特征之一（表3 射线类型,图2g-i）。

3 结果与讨论

6 种松科木材在宏观上各构造分子间的差异较小，仅仅在早晚材变化和轴向树脂道上有一定差异。但从微观上看存在明显差异，就各自所提供的信息量而言，轴向管胞、木射线和树脂道在其木材微观识别中占据主导位置。早晚材变化和轴向树脂道有无及数量是宏观鉴别的特征要点。轴向管胞壁上是否螺纹加厚、木射线高度及类型、射线细胞组成、交叉场纹孔类型、树脂道是微观鉴别的特征要点。为规范市场，避免商业纠纷，对针叶树材建议采用宏观与微观特征相结合方式加以鉴别。

图2 松科6 种木材微观解剖结构
Fig.2 Microstructure of six pinaceous wood species

注：a：樟子松轴向树脂道； b：辐射松轴向树脂道； c：落叶松轴向树脂道；d:云杉轴向树脂道； e:北美黄杉轴向树脂道； f:铁杉横切面；g：铁杉弦切面；h：云杉纺锤型木射线； i：北美黄杉纺锤型木射线； j：樟子松窗格状交叉场纹孔； k：辐射松松型交叉场纹孔； l:落叶松云杉型、杉型交叉场纹孔；m：铁杉柏型交叉场纹孔； n：云杉云杉型交叉场纹孔； o：北美黄杉螺纹加厚a-f 标尺：250 μm，g-l 标尺：100 μm，m-o 标尺：25 μm
Note: a: Vertical resin canals occur in Pinus sylvestris; b: Vertical resin canals occur in Pinus radiate; c: Vertical resin canals occur in Larix spp.; d: Vertical resin canals occur in Picea spp.; e: Vertical resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; f: The transverse section of Tsuga spp.; g: The tangential section of Tsuga spp.; h: Horizontal resin canals occur in Picea spp.; i: Horizontal resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; j:Window-like pit pair occur in Pinus sylvestris; k: Pinoid pit pair occur in Pinus radiate; l: Piceoid and taxodioid pit pair occur in Larix spp.; m:Cupressoid pit pair occur in Tsuga spp.; n:Piceoid pit pair occur in Picea spp.; o:Spiral thickening occur in Pseudotsuga menziesii

[2] 林凤鸣. 中国木材和主要林产品的生产、消费和贸易现状及其在2010年的发展趋势[J]. 林业科技通讯, 1999(6): 3-6.

[3] 邢益显.广东省木材战略储备基地建设研究[J].林业与环境科学, 2016, 32(3): 94-97.

[4] 周密. 木材行业发展前景良好[J]. 国际木业, 2013, 43(3): 9.

[5] IAWA Committee. IAWA list of microscopic features for hardwood identification[J] . IAWA Bullns, 1989, 10( 3) : 219-332.

[6] 何天相. 木材解剖学[M]. 广州: 中山大学出版社, 1994: 132-134.

[7] 成俊卿. 木材学[M]. 北京: 中国林业出版社, 1985: 86-87.

[8] 刘一星. 木材学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2014: 80-92.