木材资源及利用

第一节
树木组成
树木是由树根、树干、树冠三部分组成的。
1．树根
树根是树木的地下部分，占立木材积5%-25%，其作用是：
（1）从土壤中吸收水分和矿物质，沿树干由下向上运送到 树枝和树叶，借助于光和叶绿素进行光合作用，制成有机 营养物质后，再沿树干韧皮部向下运到树干根部。 （2）贮藏由树干韧皮部下降的备用营养物质。 （3）稳定树干，把树木固定在土地上，保持树木的稳定生 长。 另外，树根在利用上多作薪材，随着经济的发展、科学 进步，树根也成为艺术之品的好材料—根雕，也有的树根 如松树伐根，可提取松节油和松香等。
木质部是最有利用价值的。
（2）木质部的作用 从地下吸收水分和矿物质，输导和贮存养分，是形成木 材的源泉。
4.髓
髓位于树干的中心部位（往往是偏心的），被木质部包 围，髓（是一种薄壁组织）和第一年生的初生木质部一起 构成髓心。 髓心的形状、大小、颜色、构造等因树种的不同而不同，是 识别木材的依据之一。 （1）髓心的形状 多数树种的髓心在横切面上呈圆形或椭圆形，如马尾松、榆 木，色木等。但也有特殊形状的，如星状的栎木、枫香、 菱形的大叶、黄杨、五角形的白杨等。
１.工业人工林木材材性培育学研究； ２.工业人工林木材解剖学研究； ３.工业人工林木材材性遗传学研究； ４.工业人工林木材物理、力学、化学研究； ５.工业人工林木材性质功能改良学基础研究. ６.工业人工林木质复合材料学基础研究.
木材资源及利用
第一节 树木的组成 第二节 木材构造 第三节 树种识别 第四节 木材性质 第五节 木材防护 第六节 木材利用
行观察。这三个切面分别是横切面、径切面、弦切面。如图
1所示。其中，横切面是木材的最重要切面。 横切面——垂直于树轴的切面； 径切面——通过树轴的切面； 弦切面——和树轴平行与年轮相切的切面。
图1 树干的3个切面
1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心
（1）横切面
与树干主轴相垂直的切 面称为横切面。除年 轮之外，木材纹理的 特征都暴露在这个切 面上，横切面是识别 木材最重要的切面， 这个切面硬度大、耐 磨损，可做铺路木块。
木材基本知识
（2）树皮作用 防止树木水分蒸发，输送叶子制造的养分并能贮藏养 分，是树木的保护层。 另外，不同树种的树皮有着不同的作用。例如桦木树 皮可炼桦皮焦油，用于医药和制革；厚朴、苦木、杜 仲等树种的树皮是贵重的药材等。同时，由于树皮的 外部形态、厚薄、颜色、质地、剥落情况、气味、滋 味等各有所不同，因此，树皮是现场识别木材主要的 依据之一。
（2）径切面
与树干主轴相平 行，并且通过髓 心的切面称为径 切面。此切面板 材收缩小，不易 翘曲，适合做木 尺和乐器共鸣板 等。
（3）弦切面
与树干主轴相平行，不通过髓 心且与年轮相切的切面称弦切 面。它是一个年轮的切线，又 是另一个年轮的弦线。 在不同的切面上可以观察到木 材的不同结构。如横切面上可 以观察到木射线的宽度和长度 以及木材细胞间的相互联系； 径切面上可以观察到年轮呈条 状，相互平行，而与木射线相 互垂直；弦切面上可以观察到 年轮呈“V”字形。
第二节 木材构造 1. 木材的分类
木材是由树木加工而成的，树木分为针叶树和阔叶树
两大类，见表1。建筑中应用最多的是针叶树。
2. 木材的构造
木材的构造是决定木材性质的主要因素。一般对木材
的研究可以从宏观和微观两方面进行。
表1
种类 特点
树木的分类和特点
用途 树种
树叶细长，成针状，多为常绿树； 是建筑工程中主要使用的 纹理顺直，木质较软，强度较高， 针叶树 树种，多用作承重构件、 表观密度小；耐腐蚀性较强，胀 门窗等 缩变形小
2．树冠 树冠是树枝和树叶的总称，位于树木的最 上部分，占立木材积的5%～25%，其作用 是： （1）树叶用从空气中摄取来的二氧化碳和 经树根从土壤中吸取来的水分和矿物质，在 阳光的辐射下、借助于叶绿素进行光合作用， 经光合作用制成营养物质，供树木生长需要。 （2）树枝可以上下输送、贮藏水分和营养 物质，并且支持树叶。 另外，树枝除可作小径木外，一般多为薪 材，但随着剩余物利用手段的增加，树枝也 可用作削片、造纸、纤维板、刨花板的原料； 树叶可作饲料，也可从中提取化学药品等。
树木生长
1．树木的分生组织
树木的分生组织可分为顶端分生组织和形 成层分生组织。顶端分生组织分生的方 向是向水分充足和光照强的方向分生， 使树木沿轴线上下长成；形成层分生组
织使树木沿弦线生成。
2．树木的生长 树木的生长是高生长和直径生长共同作用 的结果。树木的高生长是由顶端分生组织的 分生活动来实现的。分生活动主要在于增加 细胞数目，而不是加大细胞的体积；树木的 直径生长是由形成层的分生组织来实现的。 春季，顶端分生组织不断地进行分生活动， 增加细胞的数目，同时，形成层的原始细胞 得到水分和养分，开始发育，不断地进行分 生活动，向内分生次生木质部，向外分生次 生韧皮部，木质部永远多于韧皮部，次生木 质部的增加，形成了木材。秋季，原始细胞 停止发育，这时树木进入休眠状态，第二年 春天又开始生长。如此年复一年，木材日益 增多，幼苗长成了高大的乔木。
2．形成层
形成层是位于韧皮部和木质部之间的一层狭窄且具有分生能
力的细胞层。形成层中具有分生能力的母细胞，不断地分
生子细胞。母细胞向外分生韧皮部，形成树皮；向内分生 木质部，构成木材，因而它是产生木材的源泉。
（1）形成层的组成
形成层细胞是由原始细胞组成的，原始细胞又可分为纺锤
形原始细胞和射线形原始细胞。

★ 1985年，中国林业出版社 出版发行了成俊卿教授主编的《木 材学》和《中国木材志》；鲍甫成 著作了《中国主要人工林树种木材 性质》等；李坚编著的《生物木材 学》和《木材科学》等这些著作内 容新颖，展示了当前木材科学研究 的前沿。
4.木材科学研究的前景展望
随着木材科技的发展，今后木材科学的研究 应主要集中在工业人工林方面：
3．树干 树干是构成树木的最主要部分，即树木的木材部分，占 立木材积的50%-90%，其作用是： （1）树干和树根结成一体，支撑树冠。 （2）从树根向上输送水分和矿物质，再从树冠向下经韧皮 部运送有机营养物质。 （3）贮藏营养物质，供树木生长和繁殖使用。 另外，树木形成的木质部以树干为最多，木材主要来自 树干，具有重要的使用价值。
（2） 国内发展历史
我国木材学的研究历史不长，国内木材科学 的发展主要分为以下几个阶段； ★我国木材学创始人唐耀自1931年就专心 于中国木材的研究， 1936年12月由商务印书 馆出版发行了唐耀写的《中国木材学》，这是 我国第一部木材学专著． ★七十年代到九十年代全国著名的木材 学专家有成俊卿、陈桂升、梁世镇、汪明荃、 柯病凡、葛明峪、李源哲、申宗圻、张景良、 刘松龄、刘仲禄、谢福慧、何天相等。这些学 者及其研究成果对我国木材科学及加工生产的 发展起到了重要的促进作用。
树干的组成
从树干的横切面观察，树干是由树皮、形成层、木质 部、髓组成的。
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ树皮
树皮是树干的最外层，即形成层以外的一切组织 均称为树皮。树皮通常分为外皮、周皮和内皮。 外皮和内皮中间有一层薄皮，称为周皮（肉眼看 不见）。周皮以外称为外皮，又称死皮，通常颜 色较深，起着保护树木不受外界因子影响及削弱 机械损伤的作用；周皮以内称为内皮，即韧皮部， 是生活的组织，在树木生长过程中具有向下输送 营养物质的作用。 （1）树皮组成 外皮、周皮和内皮。
（2）髓心的颜色
大多数树种的髓心呈褐色或淡褐色，但也有特殊颜色的， 如泡桐的髓心是白色的。 （3）髓心的大小 针叶树种的髓心一般都很小，约3～5mm，并且相差不大；阔 叶树种髓心有大有小，大的髓心可达到数厘米。 （4）髓心的构造 髓心的构造因树种而异，片状的如核桃楸，中空的如泡桐， 充满柔软薄壁组织的如梧桐。另外，髓心组织较松软、强度 低、易开裂，因此，对质量要求较高的材种有影响，但对于 一般的材种影响不大。
（2）形成层的作用 形成层具有分裂细胞的作用，即具有分生作用。
3．木质部 木质部位于形成层和髓心的中间，是树干中最具有经 济价值的部分，也是最主要的木材部分。 （1）木质部的组成 根据细胞组成的来源，木质部可分为初生木质部和次生
木质部。初生木质部起源于顶端分生组织，分量极小，它
围绕在髓心的周围；次生木质部是由形成层分生而来的。 木质部的绝大部分是次生木质部，也可以说，树干的次生
2.年轮、春材、夏材
横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为年轮。为树 木在一个生长周期内所形成的一层木质环轮，也称为生长轮。 对于温带、寒带地区的树木，每年生长轮只出现一次；对于 热带地区的树木，每年生长轮可出现几次，因此一般不叫年 轮，只称生长轮。 年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由于生长快，细 胞大而排列疏松，细胞壁较薄，颜色较浅，称为春材(早 材)；深色部分是树木在夏季生长的，由于生长迟缓，细胞 小，细胞壁较厚，组织紧密坚实，颜色较深，称为夏材(晚 材)。每一年轮内就是树木一年的生长部分。年轮中夏材所 占的比例越大，木材的强度越高。
松树、 杉树、 柏树等
阔叶树
树叶宽大，叶脉呈网状，大多为 落叶树；木质较硬，加工较难； 表观密度大，胀缩变形大
常用作内部装饰、次要的 承重构件和胶合板等
榆树、 桦树、 水曲柳 等
2.1 宏观构造 用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为宏观构造。
树木是生物体，是由无数个形状各异、大小不同、排列
方式不同的细胞组成，这些细胞呈立体状态存在于木材组织 中，因此为了正确地了解木材的构造，必须从三个切面来进
第二章 木材资源及利用
绪论 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 树木的组成 木材构造 树种识别 木材性质 木材防护 木材利用
木材资源及其利用
绪论
1.木材的定义
2.木材学的研究内容 3.木材科学发展史 4.木材科学研究的前景展望
1.木材学的定义
★ 广义木材学(IAWS) ：木质化天然材料及其制品的 生物学、化学和物理性质，以及生产、加工工艺的 科学依据。 ★ 狭义木材学：木材科学是研究木质原材料的学科， 它的范围包括木材结构、性质(化学、物理、力学)、 缺陷和性质改良理论等内容。 它不仅是木材加工、人造板、家具、木材流通 贸易、木材改性等专业方向的重要基础课，而且也 是一门覆盖面极广，具有林业特色的重要专业基础 课。
2.木材学的研究内容——生物木材学
木材 化学 木材物 理学
组织构造学 材性遗传学
工艺木材学研究内容
木材干燥学 人造板制造学 木材保护学 木材材性改良学 木制品工艺学 环境木材学
3.木材科学发展史
（1） 国外发展历史 木材学研究开展于20世纪初,最先开始于英国和德国,之后 才在美国 、俄罗斯、澳大利亚、印度等国相继开展起来， 主要有以下阶段： ★ 1906年美国Tiemann在《水分对木材强度和硬 度的影响》一文中提出纤维饱和点的概念。这是木材性质 研究的重要发现。 ★ 1924年英国牛津大学出版Jone《木材结构和识 别》，他为木材的科学识别提供了理论依据．
★ 1936年德国木材学家Kollmann发表了《木材工 艺学》一书。1951年出版了经过全面修订并有较大充实 的《木材工艺学和木材材料学》。 ★ 1934年美国 Brown和Panshin合著《美国商用 木材识别》，这也是木材识别的早期专著，对各国同类研 究工作有推动作用。 ★ 1948年Brown、Panshin和Forsaith合著 《木材工艺学教科书》第一卷——美国商用木材的结构、 识别、缺陷和利用，1952年出版《木材工艺学教科书》 第二卷——美国商用木材物理、力学和化学性质。它们对 木材的结构、性质给出了全面的阐述，时至今日尚不失其 重要的参考价值。 ★ 1989年Zobel的英文专著Wood variation,Its Cause and Control在林学界引起了 广泛的重视。
1.边材、心材
在宏观下，树木可分为树皮、木质部和髓心三个部分。
而木材主要使用木质部。

从横切面观察，木质部中，在髓心周围，颜色较 深，含水量少的部分，称为心材；心材含水量较少， 不易翘曲变形，抗蚀性较强。 靠近树皮部分，颜色较浅，含水量多的部分，称为 边材。边材含水量高，易干燥，也易被湿润，所以容 易翘曲变形，抗蚀性也不如心材。