树木生长周期与木材生产形成

4. 识别、界定幼龄材
定义幼龄材的主要依据是木材的细胞结构和木材性质。
•
木材细胞的尺寸，如针叶树材中管胞的长度，阔叶树材中导
管分子的长度；木材密度；木材细胞壁壁层S2层的微纤丝角；木
材的干缩湿胀率、生长轮宽度、晚材率、壁率和基本密度等指标
为标准。这不仅是因为它们测定方便，更主要的是每项指标从不
同侧面综合反映出木材物理力学性能，而且它们之间有着紧密的
联系。
•
目前研究的共同结论是，幼龄材持续期在树种间有很大变化，
一般为5～20年，即短者约5年，而长者可达20年，主要取决于树
种。一些研究者们认为，在幼龄木形成期间，通过生长刺激（如
施肥、灌溉或造林措施）将会延长幼龄木的时限。
•
次生韧皮部
•
未分化的原始形成层→(束内形成层)
•
初生韧皮部
• 初生组织(primary tissue)：来源于顶端 分生组织的组织，没有分生能力，构造 上不完全。
• 次生组织(secondary tissue)：来源于维 管形成层的组织，无分生能力，包括次 生韧皮部、次生木质部、周皮。
图1－2 顶端分生组织分生的模型图（岛地谦，1976 ）
图1-10 射线原始细胞的增加
第三节 树干的构造
一、树干的组成
• 1. 树皮 • 2. 形成层 • 3. 木质部 • 4. 髓
图1-11 树干的结构
二、 次生木质部和初生木质部的不同：
1. 细胞的起源 2. 组成系统 3. 量 4. 利用角度 5.蓄积方向不同
三、幼龄材(juvenile wood)
•
杉科, 如杉木属, 柳杉属, 水松属, 水杉属
•
柏科, 侧柏属, 柏木属, 圆柏属, 刺柏属
•
南洋杉科
•
红豆杉纲…罗汉松科
•
三尖杉科(粗榧科)
•
红豆杉科(紫杉科)
•
买麻藤纲
• 被子植物亚门
•
双子叶植物纲：其中一小部分为阔叶树, 我国约有228科，
产生阔叶树材，如水曲柳、榆木、榉木、桦木等。
单子叶植物纲：如棕榈, 竹类。
2. 木材形成的过程
(1)形成层的细胞分裂；
• 纺锤形原始细胞→木质部和韧皮部的轴向细胞：导管分 子，管胞等；
• 射线原始细胞→木质部和韧皮部的射线细胞 • 形成层带：形成层原始细胞、木质部母细胞和韧皮部母
细胞三层。
• (2)新生木质部细胞的成熟
• 细胞的成熟过程：a.细胞的扩大生长；b.细胞壁增厚和木 质化。
2. 成熟树干主茎的两部分
根据木材结构和性质 上的主要差异，树干的主茎 可以区分为两个区域：幼龄 材与成熟材
图1-12 幼龄材和成熟材的位置
3. 幼龄材的性质
①木材结构方面
纤维长度 、纤维的尺寸 、螺旋纹理 、s2层的微纤丝角度 等 ②木材物理力学性质方面 密度 、 晚材百分率 、 干缩性 、含水率等。力学性质一 般，幼龄材的强度降低约15%～30%，也有的比正常成熟材 在同一强度上降低50%。由于纤丝角度大，顺纹抗拉强度明 显降低。 ③木材化学性质方面 ➢ 针叶树幼龄材与成熟材通常化学性质差异很大，有较高比 率的木质素和高聚糖，较低的纤维素和半乳甘露聚糖。 ➢ 幼龄材单位体积的浆产量比成熟材低5%~15%。由幼龄材 和成熟材制造出纸的质量有明显的差异。
如松木；红木等。
第二节 树干的生长与木材的形成
一、 树木的组成
• 1．树根 • 2．树冠 • 3．树干
图1-1 树木的组成 （岛地谦，1976 ）
二、树木的生长
• 1. 高生长（初生长）和直径生长（次生长）
高生长（顶端生长）(elongation of tree stem)：是根和茎主
轴生长点的分生活动，即顶端分生组织或原分生组织的分生 活动的结果。
幼龄材又称未成熟材。它位于髓心附近，幼龄材围绕髓 呈柱体，是受顶端分生组织活动影响的形成层区域所产生的 次生木质部。也即未成熟的形成层产生的木材，占5～20个年 轮。
幼龄材和成熟材是同一株树上两个有明显不同的部分。
“幼龄”两字不是对树株而言，而是针对树干某一高度的中 心部分。因它的生成在这一高度树茎断面上属“早”，故名幼龄 材。
现代植物分类学所采用的： 分类基本单位是 种 species； 最高单位是界 kingdom； 介于其间的是门 phylum 、纲 class、目order、 科 family 、属 genus。 其中，最常使用的和最基本的是科、属、种三级。
二、树木的分类
树木(tree)：木本植物的统称，包括乔木、灌木和木质 藤 本.
提出来的。
拉丁学名： “ 二名法”＝“ 属名”＋“ 种加词”＋(“ 命名人名”) 如: Ginkgo biloba Linn. 银杏
•
Pinus koraiensis Sieb. et Zucc. 红松
•
Pinus 松属; Abies 冷杉属;
•
Picea 云杉属; Larix 落叶松属
•
Tsuga 铁杉属
• 顶端分生组织 初生分生组织 初生组织 侧生分生组织 次生组织
•
原表皮(原始表层)→表层组织
•
表皮细胞
木栓形成层 木栓层
•
毛茸
(木栓形成层)
•顶
孔边细胞 栓内层
• 端 基本分生组织→ 基本组织
•分
皮层
• •
生 组 织
•
髓 束间组织…(束间形成层) 叶肉
•
原始形成层→ 维管组织(维管束)
•
初生木质部 维管形成层 次生木质部
第一章 树木的生长与木 材 的 生 成
植物分类和木材名称 树木的生长与木材的形成 树干的构造 幼龄材
第一节 植物分类和木材名称
一、植物分类( plant classification )
植物分类是以植物的亲缘关系为基础，研究区分 植物类别的科学。植物分类系统是植物分类学的中心 内容，而植物分类单位和命名则是其重要组成部分。
/%
幼 龄 材 比 例
树龄 / 年 图1-13 幼龄材在树木中所占的比例
1.幼龄材形成的机理
成熟树干靠近树梢区域的生长较其它部分旺盛； 而一株幼树，它的全体均生长旺盛。它为了正常发育 需要有营养物质平衡，在达不到这种平衡时，发育就 受到威胁、压抑。这种状况下生成的木材也就与成熟 材不同，常被视为品质较差者。
另外，当一树种已知其属名，而种名不确定时，可记作：属 名+ sp.
2．木材的名称
• 木材的学名：树木的名称
商用名：是指在生产、贸易等领域较广泛使用 的商品材名称。
俗名：俗名或别名为非正式名称，是木材种类的通 俗叫法， 往往具有地方性，故又称地方名。由于 各地的取名角度以及语言文字等方面的差异，所使 用的木材名称不尽相同。存在的问题：同物异名， 异物同名。
(木材来自于裸子植物亚门中的大部分植物和被子植物亚门内双子 叶植物纲的一小部分木本植物的树干和粗大枝条的次生木质部)
三、树木以及木材的名称
• 1．树木的名称
•
树 木 的 学 名 (scientific name) ， 由 瑞 典 植 物 学 家 Carolus
Linnaeus于1753年在其名著Species platarum (植物种志)中最早
1. 树木的分类
•
树木属于植物，树木的分类是按植物分类进行的，也以界、
பைடு நூலகம்
门、纲、目、科、属、种分类。
2. 具体分类：树木属于种子植物。
• 种子植物：具有由胚珠发育形成的种子，以种子繁殖后代的高等植物，根
据胚珠是否被心皮包被分为裸子植物和被子植物两大类。
• 裸子植物(gymnosperms)：种子裸露，胚珠无心皮包被，不形成果实；
• (3)成熟木质部细胞的蓄积。
(1)形成层的细胞分裂
图1-4 形成层的原始细胞
图 1 － 5
次 生 木 质 部 细 胞 的 来 源
(2)新生木质部细胞的成熟
图1-6 形成层带的细胞分裂
（3）形成层圆周的扩大
韧皮部
木质部
垂周分裂
平周分裂
图1-8 形成层细胞的平周分裂和垂周分裂
图1-9 纺锤形原始细胞的增加
以刺槐为例：
• 界—植物界 Plantae
• 门—种子植物门 Spermatophyta
• 亚门—被子植物亚门 Angiospermae
• 纲—双子叶植物纲 Dicotyledones
•
目—豆目 Leguminosae
•
科—蝶形花科 Papilionaceae
•
属—刺槐属 Robinia
•
种—刺槐 Robinia pseudoacacia
分生作用: 细胞数量增加（细胞体积不变）向高生长。
直径生长（次生长）(secondary growth)：形成层（即侧生
分生组织）细胞向平周方向分裂的结果。 形成层原始细胞向内形成次生木质部，向外韧皮部，于是
树木的直径不断增大。
• 形成层：介于树皮和木质部之间，是一层很薄的组织，只有
在显微镜下才可见到。
• 被子植物(angiosperms)：种子不裸露，胚珠有心皮包被，形成果实。
• 植物界
• 种子植物门
•
裸子植物亚门(其中大部分植物可产生针叶树材)
•
苏铁纲
•
银杏纲-银杏目-银杏科-银杏属-银杏(Ginkgo biloba Linn.)
•
松柏纲…松科, 如冷杉属, 落叶松属, 云杉属, 松属, 雪松属,