龙岩3种立木胸高部位含水量变化初步研究

陈承德，黄日明，段 萍

（闽西职业技术学院，福建 龙岩 364021）

树木从种子萌芽成长至衰老枯死，或受天气、菌虫危害，直至采伐加工利用过程，莫不与水分有关[1-2]。在自然界树木中水分含量与树种、年龄、部位、季节以及所处的环境条件有关[3-4]。对树木含水量的昼夜变化，国外只见苏联巴仁诺夫等对栎木边材、伊万诺夫对云杉、加拿大Gibbs对桦树木材中含水量的日变化，作过详细研究[5-7]，而国内则未见报导。本文主要对马尾松、香樟、苦楝3种常见乡土树种胸高部位含水量变化进行研究，以期为营林、园林绿化部门及树木生理学家研究树木生长与水分关系提供参考。

1 材料与方法

供试验立木为马尾松 （Pinus massoniana Lamb.）、香樟（Cinnamomum camphora（Linn） Presl）及苦楝 （Melia azedarach L.），3种树木均天然散生于闽西职业技术学院南校区南北侧。校园为低山丘陵，土壤为山地红壤。其中，马尾松长于校园南大门对面601台内，苦楝A株长于校园南大门内、B株长于校园北侧空地，2株香樟长于校园北侧山丘，试材野外记载如表1。

每株试材于2019的春分（3月21日）、夏至（6月 23日）、秋分（9月 23日）、冬至（12月 22日）4个节气（代表四季），每天从6时起，每隔3 h在胸高部位南北二向，用生长锥钻取长10～12 cm木芯1枚，置于加塞试管内，当天取回实验室。将每枚木芯切成长2～3 cm试样，用精度0.0001 g电子天平测出试样生材重量。经气干7 d后，放入电烘箱内在100℃下烘到恒重，计算其绝对含水率[8-12]。

表1 试材野外记载

本试验所选的马尾松和香樟，木材中均含有挥发性物质如松节油、樟脑油，在烘干过程中将随水分而挥发，势必影响测定精度，但美学者斯拉维克认为 “这个误差常常是不重要的” ，因此忽略不计[11-12]。

从表2、表3、表4可知，在实施观测的这4 d中，气温都是从清早6时起逐渐升高，至下午15时最高，逾此逐渐下降，到次日凌晨降至最低；而相对湿度变化与气温相反，从清晨6时起逐渐下降，至下午15时降至最低，此后又急剧上升，至凌晨3时达最高。这4 d天气，除夏至凌晨3时有小雨，其余各时段以晴、阴、多云为主。

2 结果和讨论

2.1 3种立木含水量的日变化

3种立木胸高部位在4个节气测出的各时段含水量平均值列为表5和图1。3种立木的含水量以马尾松最低（日均值46%），其次为苦楝（日均值为64%），而香樟最高（含水量日均值达134%）。从日含水量波动程度来看，马尾松相邻时段含水量差值平均为5%，在3种立木中最高，香樟和苦楝相邻时段含水量差值平均都在2%左右，表明3种立木日含水量波动不大。

3种立木日含水量变化不一致。马尾松日含水量最高出现在清晨6时，之后逐渐下降，12时降至最低，下午15时略为上升，18时又降低，此后逐渐升高，至次日临晨3时再稍下降，含水量变幅达15%。

苦楝含水量在6时至9时较高，之后逐渐下降，18时下降至最低，之后开始升高，24时升至最高，高低变幅9%。

香樟日含水量变化幅度不似前面两种树木大，其从6时起缓慢上升，15时达最高，逾此直至次日清晨逐渐下降至最低，变幅为11%。

本试验中，马尾松含水量日变化趋势大致与伊万诺夫对云杉，Gibbs对桦树测出值近似[12-13]。针对Gibbs所观测到的桦树木材含水量日变化状况，Kramer认为其 “似乎是温暖晴朗天气下很多植物的特征”[14-15]，但这显然与本试验对香樟和苦楝的观测结果不一致。产生这种不一致的原因，影响因素很多，巴仁诺夫等认为主要 “取决于生长条件”[6]。笔者根据国内外植物生理学者启示，初步把它归纳为3方面因素，即树木本身因素，土壤因素和气象因素[3-4，6，9-10]。

表2 各时段气温（℃）状况

表3 各时段相对湿度（%）状况

表4 各时段天气状况状况

表5 3种立木胸高部位含水量日变化/%

图1 3种立木胸高部位含水量日变化

导致树木含水量不一致的因素，除了树种、树龄、部位和木质部输导组织构造特征外，还有影响根系吸水状况的根部结构，以及调整蒸腾作用的树叶气孔的解剖构造[3-4，9-10]。此外，苏联学者还提到林型引起的差异[6]，关于林型与材性关系问题国内林业学者研究得较少[1]，而欧美学者从未提及林型的影响[7]。

树木中的水分主要依靠根系从土壤中吸收的，因此土壤水分、温度、通气状况，以及土壤溶液浓度都会影响根系吸收。但是树木从土壤中吸收的水分，绝大多数通过树叶气孔的蒸腾作用散失到大气中，而蒸腾失水又与光辐射、大气温度、湿度和风等气象因素有关。

因此影响树木含水量的因素很多，很难确定哪一个是主导因素，应是上述诸多因素综合影响之结果。[3-4]

2.2 树木含水量的季节变化

树木含水量的季节变化问题，向来是各国学者感兴趣的课题[5，7，16－17]。 正如 Kramer 所述，研究这个课题 “不仅有生理学上意义，而且还有实际的经济意义，因为它影响木材干燥的速率，原木的漂浮以及运输的成本” ，作者认为其还影响木材的保存[6-7]。

由表6和图2可知，在不同节气马尾松和香樟的含水量有一定差异，马尾松的含水量表现为春分>夏至>冬至>秋分，香樟表现为秋分>冬至>夏至>春分。苦楝含水量季节变化不大。

2.3 同一树种不同植株含水量的差异

本试验所测3种立木，每1种各选A、B2株，根据每株立木测得的各时段含水量结果进行统计分析，计算出日均值、标准差和t检验值[18]，其可靠性99%、自由度为 14、ta为 2.977（表 7）。

从表7中可知，2株马尾松之间没有差异，这与2株马尾松生长在同一平坡上，通风良好，相距不远（11 m），树龄和树高基本一致有关。香樟含水量B株大于A株，可能与A株、B株所处微环境不同有关。苦楝A株含水量高于B株，这与A株立地阴湿通风不良，而B株处于较空旷的马路边土壤较干燥有关。

表6 3种立木胸高部位不同季节含水量日变化/%

图2 3种立木含水量的季节变化曲线

表7 3种立木不同植株含水量差异 /%

2.4 同一植株南北方向含水量差异

本试验3种立木胸高部位含水量试样均从每株的南北两方向取样测定。从表8可知，马尾松、香樟和苦楝，A株南北向含水量均存在显著差异，南侧高于北侧。而B株的南北向含水量没有差异。这可能与其根系分布特点以及树龄不同有关，需要进一步研究。

2.5 树木昼夜含水量差异

不同季节，昼夜时长各不相同[11]。由3种立木白天与黑夜含水量差异不显著（数据略）。

3 初步结论

3.1 马尾松、香樟、苦楝3种立木胸高部位含水量的日变化较小，但变化趋势不一致。

3.2 马尾松和香樟含水量季节变化明显，而苦楝含水量季节变化很小。

表8 3种立木不同方向日含水量差异/%

3.3 马尾松株间含水量没有差异，香樟和苦楝差异显著。3种立木A株南北向含水量均存在显著差异，而B株没有差异。昼夜之间3种立木含水量没差异均不显著。