树木的生长和木材的形成

1.4.3.1 木材结构方面
螺旋纹理 把幼龄材和成熟材进行对比，幼 龄材中出现螺旋纹理的倾向较大。
次生壁中层的微纤丝角度 由于幼龄材有较 短和较薄壁的管胞和纤维，因此，具有较 大的微纤丝角，具特征性。
1.4.3.2 木材物理力学性质方面
密度 与成熟材相比，幼龄材的密度低。 晚材百分率 幼龄材晚材细胞数量相对较少，年轮中占比 例较多细胞的壁薄。 干缩性 幼龄材细胞壁S2层微纤丝倾角大，造成它的纵向 收缩大，而横向收缩则有相应的减小。因此影响固体木材 的尺寸稳定性以及与正常材的并用。 幼龄材严重降低锯材质量，主要由于干燥时的翘曲、纵向 收缩大，不适合锯制小尺寸锯材。
1.2.1 树木的组成部分
树木是有生命的有 机体，是由种子（或萌 条、插条）萌发，经过 幼苗期、长成枝叶繁茂， 根系发达的高大乔木。 纵观全树，它是由树冠、 树干和树根三大部分组 成。
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（一） 树根(root)：树木的地下部分，
占5~25%体积。 功能：吸收水分和矿物质，将树木 固定于土壤。 （二）树冠(tree-crown)：树木的最 上部分，由树枝、树叶组成。占 5~25%体积。 功能；将树根吸收的水分和矿物质 等养分和叶吸收的二氧化碳，通过 光合作用制成碳水化合物。 （三）树干(trunk)：树木地面以上的 主茎部分，是树木的主体，占树木 体积的50~90%。它一方面将树根 吸收的养分由边材运送到树叶，另 一方面把叶子制造的养料沿韧皮部 输送到树木的各个部分，并与树根 共同支撑整个树木。
树木的生长
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。
分生作用: 细胞数量增加（细胞体积不变）
如：园林修植物篱墙采用剪顶端组织抑制高生长。
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。
研究表明，一般幼龄材的质量次于成熟材，主要表现 在以下方面： 木材结构方面
木材物理力学性质方面 木材化学方面
1
2
3
1.4.3.1 木材结构方面
纤维长度 幼龄材细胞比成熟材短。针叶树成熟材 细胞是幼龄材细胞长度的3～4倍。阔叶树成熟材纤 维长度常为邻近髓心处纤维的2倍。
纤维的尺寸 纤维的径、弦向直径是幼龄材小于成 熟材。纤维的径、弦向壁厚是幼龄材小于成熟材。 纤维的长宽比，腔径比都是幼龄材小于成熟材。壁 腔比为绝大多数木材是幼龄材略大于成熟材。
学名的组成：属名＋ 种名＋
定名人。
红
松： Pinus
koraiensis
Sieb. et Zucc.
红松 Pinus（属名，第一个字母大写，斜体） koraiensis （种名，斜体） Sieb. et
Zucc.（定名人，非斜体，第一个字母大写，et =and）
无法确定到种的木材表示方法：属名+sp. 或者 属名+spp.
2） 浅纵裂：树皮表面沿树干纵向呈较浅的开裂，如紫椴。
3）纵横裂：既有纵向又有横向的开裂，呈不规则方块形， 如泡桐。 （4）横裂：树皮表面呈横向的开裂，如光皮桦、山樱桃。
2 .形成层(cambium)
木材是通过形成层的细胞(cell)分裂、新生木质部 细胞的成熟、成熟木质部细胞的蓄积等三个过程形 成的，即木材的直接起源是形成层。
松属的某种木材的表示方法：Pinus sp. 松属的某几种木材的表示方法：Pinus spp.
木材名称
2 木材名称：木材标准称谓，依木材类为准，其归类是 以树木学为基础，把材性和用途相近木材树种统一，又
称商品名。
如： 红铁木豆 ——葱状铁木豆、马达加斯加铁木豆
红木——包括5属8类木材
WB/T 2103-2008 中国主要木材流通商品名称
1.4.1.2 木材生成后的变化
树株早年生长形成的木材，初始薄壁细胞还保持生机， 以后这部分木材发展为心材。在这一转变的前后，占木
材体积大部分的厚壁组织无改变。以后整个木材更无变
化。那种只把小树的木材看成是幼龄材，认为随树龄的 增加幼龄材就会生成为成熟材，以及成熟树干的全部木 材均为成熟材等看法均是错误的。
1.4.1 幼龄材形成的机理
1.4.1.1 木材在生成中的差别
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。可以把这种生长旺盛比喻 为幼童状态。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。
关于幼龄材，有两种错误的认识：
（ 1 ）把幼龄材只看成是小树的木材。误认为在成熟树干 中就谈不上存在幼龄材。 （ 2 ）把树株生长最初年份形成的木材看作是幼龄材，误 认为幼龄材为高度一定的圆锥形，只限于成熟树干下方 中心部位。 由于这些错误认识，就低估了幼龄材对木材品质的 影响；也可以说，对这种影响没有足够认识。
外弦向分裂产生次生韧皮部，向内分裂产生次生木质部。
树干的组成

（三）木质部：位于形成层和髓之间，是树干的主要部分， 即所谓的木材。

（四）髓：位于树干的中心为木质部所包围，是一种柔软的 薄壁组织。 髓的形状、颜色、大小不同，有助于识别。
树
皮
树皮的外部形态及其裂隙的类型（可作为原木识别的特征之 一）： （1）平滑：树皮表面光滑，如天目紫茎、梧桐等。 （2）瘤状突起或针刺状皮刺：树皮表面有许多高低不等的瘤状 突起，如 石栎、皂英、 刺楸等。 （3）纵裂 1）深纵裂：树皮表面沿树干纵向呈较深裂隙，如樟木。
1.4.2 幼龄材的概念
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。
这个定义可用来解释为什么幼龄材和成熟材之间在木
材性质上呈平缓过渡。幼龄材在树干的外部就不大可能形
成，因处于一定位置的形成层在连续使树干直径加大的同 时，也就逐渐远离顶端分生组织，并且受它的影响也在减 弱。

应注意，定义幼龄材的主要依据是木材的细胞结
高生长
植 物 生 长 示 意 图
直径生长
树干的组成

1. 树皮 2. 形成层 3. 木质部 4. 髓



树干的组成

（一）树皮（韧皮部）：
各种树皮外部形态、厚度、颜色、花纹、质地、剥落情
况、气味、滋味不尽相同，在树木分类和原木识别上都有一
定作用。

（二）形成层：是一个连续的鞘状层，属分生组织。它向
如： 降香黄檀商品名：黄花梨（海南）
印茄商品名：菠萝格
常用木材名称标准
GB/T 18513-2001 中国主要进口木材名称
GB/T 16734-1997
WB/T 2103-2008
中国主要木材名称
中国主要木材流通商品名称
3 中文名：根据树种拉丁名而来，又称正名或 通名。在国内即指的木材名称。
4 别名：树种的地方名称，又称俗名。 如：桤木俗名 ：水冬瓜
裸子植物亚门 （针叶材） 松柏纲 松柏目 松科 松属 马尾松
针叶树材：指裸子植物的木本植物，这类木材轻软（Softwood）。 阔叶树材：指被子植物中双子叶植物中的木本植物。这类一般较硬重 (Hardwood)。
木材名称
1 学名： 遵循《国际植物命名法规》，用拉丁字母书写并在国际上得到承 认，被世界 广泛应用的植物名称，称为学名。
1.4.3.2 木材物理力学性质方面
含水率从幼龄材到成熟材变化很大。大多数针叶材在株 内从基部向上随高度增加，含水率也增加，因为有较大 的幼龄林比例。 幼龄材里有较高的应压木比例，其具有短的管胞，生产 中容易破裂；由于有较高的木质素，很难漂白。 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。
1.4.3.3 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。这些对木材最终产品的质量、纸浆产量和生产 效率有很大影响。
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。

1.4.3.3 木材化学性质方面

幼龄材材性的总体特征劣于成熟材，具体表现为：幼龄
材的纤维（管胞或木纤维）长度均小于相应的成熟材，
树干的螺旋纹理倾角（针叶树材的管胞倾角）和细胞壁 微纤丝倾角均大于成熟材，因此幼龄材刚性小、强度低， 受外力后易挠曲，不适于作承重构件；而成熟材的强度 和刚性均稳定，能充分抵抗外力的影响，幼龄材干缩系 数大，木制品尺寸不稳定，易产生翘曲变形。因此幼龄 材在一些用途方面要受到限制。
3 木质部(xylem)
木质部位于形成层和髓之间，为树干的主要部分，
是木材加工的主要利用对象，也是木材科学的研究对
象。
木质部分为：初生木质部(primary xylem)和次生 木质部(secondary xylem)。
髓

位于树干的中心，为木质部所包围，是一种柔软的薄壁组织，一
般直径很小，有时受外界的影响而偏心。

树干的中心是髓，它的周围环绕着一薄层初生木质部， 这两部分都是树茎在这一高度时的第一年中形成，它们 的组织均与以后形成层产生的次生木质部不同。还要认 识的一个要点是，在树茎长到任何一个高度上的前5～
25年间产生的次生木质部这段幼龄期后的次生木质部有
不同，前者即为这一高度上的幼龄材。这就从理论上说 明了幼龄材在树干内不为圆锥形而近于圆柱状；它不限 存在于树干基部，而是自基部延伸至树梢。
形成层是一个连续的鞘状层，包围在整个树干、 树枝、树根的次生木质部周围，属分生组织。它向 外弦向分裂产生次生韧皮部(secondary phloem )，向 内分裂产生次生木质部(secondary xylem)。
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形成层原始细胞分 为：1）射线原 始细胞（平周分 裂）-分生出木 射线和韧皮射线 等横卧细胞; 2）纺锤形原始细 胞（垂周分裂） -分生出导管、 管胞、木纤维等 垂直细胞。
本章简要介绍木材的命名，着 重介绍树木的生长、木材的形成 及树干的构造，并对幼龄材的形 成机理、幼龄材的性质与识别进 行了论述。
植物分类学
植物分类系统的阶段层：
树木的分类常用的方法是恩格勒（Engler）的自然分类法
界——植物界（动物界，微生物界） 门——种子植物门 亚门——被子植物亚门 （阔叶材） 纲——双子叶植物纲 目——豆目 科——蝶形花科 属——紫檀属 种—— 檀香紫檀
5 不规范名称（误导名）：

如：刺猬紫檀：非洲黄花梨；红铁木豆：红檀
1.2 树木的生长与木材的形成
树木的生长是指树木在同化外界物质的过程中，
通过细胞分裂和扩大，使树木的体积和重量产生不可
逆的增加。树木是多年生植物，可以生活几十年至几 千年。树木的一生要经历幼年期、青年期、成年期， 直至衰老死亡。而木材产自高大的针叶树和阔叶树等 乔木的主干。要了解主干是怎样生成的，首先有必要 了解树木的生长过程。
1.4.1.3 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。幼龄材是环绕髓心
的周围呈圆柱状。它的形成是活性树冠区域的
顶端分生组织长期对形成层的木材分生影响的 结果。在生长的树木中，当树冠进一步向上移， 顶端分生组织对下面某一高度形成层区域的影 响就减小，成熟材也就开始形成。
应该把幼龄材和成熟材看作同一株树上两 个有明显不同的部分。成熟材具有那些被认为 是这个树种的正常特性，而幼龄材在结构特征 和物理性质方面次于同一树株的成熟材。 这就进一步明确了“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。
1.4.3 幼龄材的性质

各种树髓的形状和大小都不一样，有助于木材的识别。

髓心的颜色多数为褐色，但也有红色的，如血桐；赤色的如细香
桂等。

髓心大小因树种而异，针叶树材的髓心差不多，直径约为3~5mm, 阔叶树材相差很大，有的可以达到10mm。
1.4
幼龄材
树木在个体的生长、发育过程中，经历
了幼龄 - 成熟 - 老龄各个阶段，最后形成木材。 幼龄材是次生人工林快速生长树株中严重影 响木材品质的部分。研究幼龄材，可进一步 提高对木材的综合利用率。