木質(zhì)資源材料學課件

緒論

材料是人類一切生產(chǎn)和生活水平提高的物質(zhì)基礎，是人類進步的里程碑

,今天，人類已經(jīng)進入了與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的階段，材料、環(huán)境和自然資源保護利用已成為國際社會最為關心和最迫切需要解決的問題。我國將21世紀的材料學研究定位在信息材料、復合材料、新能源材料、智能材料、生態(tài)環(huán)境材料等方面優(yōu)先發(fā)展。其中，生態(tài)環(huán)境材料是強調(diào)了材料的功能特性與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性、與人類可持續(xù)發(fā)展關系的一類重要材料。

木質(zhì)材料以其獨特的材料性能以及優(yōu)良的環(huán)境學特性深受人們喜愛，廣泛被用于人類的生產(chǎn)生活環(huán)境當中，發(fā)揮著重要的作用。隨著當今科學技術(shù)的進步，人們對材料的認識從物理到化學再到生物學，對材料的研究從宏觀到微觀再到超微觀分子水平，對材料的加工利用也從粗加工到精加工再到高附加值加工，使得人們利用消耗性的自然資源更具合理性，也使得人們利用農(nóng)作物秸稈等木質(zhì)資源更具可行性。

1、我國木質(zhì)資源的概況和特點

1.1我國木質(zhì)資源概況木材、竹材、藤本、灌木、作物秸稈類資源當中，無疑木材的重要性是第一位的。自古木材就是人類生存所依賴的主要原材料，迄今仍是世界公認的4大原材料（木材、鋼鐵、水泥、塑料）之一。我國竹類資源豐富，無論是竹子的種類、面積、蓄積量還是年采伐量均居世界之首。據(jù)統(tǒng)計，全國共有竹類植物40多屬500余種，竹林面積720萬hm2，其中純竹林420萬hm2，主要分布在福建、江西、浙江、湖南、廣東和四川6省。

藤類是世界植物資源和森林資源的重要組成部分，具有生產(chǎn)周期短、經(jīng)濟價值高、特殊觀賞文化價值、易實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營等顯著特點，已成為僅次于木材和竹材的重要非木材木質(zhì)資源之一。

灌木類是無明顯直立主干的木本植物。灌木的經(jīng)濟價值大體可分為薪炭用灌木、工藝灌木、觀賞灌木、飼料灌木、香料灌木和藥用灌木等。

稻是禾本科植物，是世界重要的糧食作物。

麥是一年生的禾本科植物，是世界重要糧食作物，也是我國北方的糧食主作物之一。

麻、棉、蘆葦、玉米、甘蔗、高粱等可生產(chǎn)人造板、紡織工業(yè)、編織、藥材、釀酒、制糖等原材料。

1.1我國木質(zhì)資源概況1.2木材科學發(fā)展史的簡要回顧

解放前，在我國農(nóng)學院森林系中沒單獨開設木材學課程，只將其包括在森林利用等有關課程中。新中國成立后，于1952年正式將木材學列入木材機械加工專業(yè)的教學計劃，并制訂了全國統(tǒng)一的木材學教學大綱，進行了有計劃有目的的教學。前蘇聯(lián)，在開設專門木材學的課程之前，有關各種木材性質(zhì)等木材學知識被列入在森林工藝學、木材加工學或建筑材料學中講授。于1932年才單獨分出木材學科目，并列入前蘇聯(lián)高等林業(yè)院校的教學計劃。此時，世界上其他國家還沒有把木材學作為一門獨立的學科。1.2木材科學發(fā)展史的簡要回顧

我國木材學的研究歷史不長，解放前偏重于對木材構(gòu)造與性質(zhì)的研究。我國木材學創(chuàng)始人唐耀自1931年就專心于中國木材的研究，先后發(fā)表了“華北重要闊葉材之鑒定”、“華南重要闊葉材之鑒定”和“中國裸子各屬木材之初步研究”等學術(shù)論文。1936年12月由商務印書館出版發(fā)行了唐耀寫的《中國木材學》，這是我國第一部木材學專著。前蘇聯(lián)在1934年出版了世界上第一部由C.N.瓦寧著的俄文木材學教科書，經(jīng)修改和補充，第三版于1949年出版，1959年由申宗圻等譯成中文在我國出版發(fā)行。

1.2木材科學發(fā)展史的簡要回顧

新中國成立后，我國木材科學的研究工作，隨著社會主義建設和國民經(jīng)濟發(fā)展的需要而得到了迅速、全面的發(fā)展。全面有關木材科學的研究機構(gòu)和高等林業(yè)院校在木材構(gòu)造性質(zhì)、利用、木材保存、木材改性及其測試和研究方法等方面的研究都取得了很大的成就，發(fā)表了許多論文，出版了一些木材學專著，并在某些研究領域已經(jīng)趕上世界先進國家的研究水平。特別指出的是，1985年，由中國林業(yè)出版社出版發(fā)行了成俊卿教授主編的《木材學》，這是一部國內(nèi)外罕見的高層次的木材學巨著。結(jié)合當代木材科學的進展，李堅教授主編了《木材科學新篇》和《木材科學》等專著，內(nèi)容新穎，展示了當前木材科學研究的前沿。

2、我國的森林和木材資源概況

我國幅員遼闊，地跨寒溫帶至熱帶，地形和氣象因子差異很大，森林類型多樣，樹種資源豐富。全世界木本植物約2萬余種，而我國就有7，500余種，主要喬木樹種2，500余種，遠較歐洲和北美豐富。森林

森林是以喬木樹種為主體的生物群落，它是人類非常寶貴的可再生資源。森林效益有兩方面，直接的是給人類提供巨大原材料，間接的是對生態(tài)的調(diào)節(jié)作用。(上針下闊-秋天)

森林的主產(chǎn)品——木材是經(jīng)濟建設和人民生活的重要物資。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展，其用途越來越廣泛。3、我國木材資源的現(xiàn)況

3.1森林覆蓋率據(jù)研究，一個國家森林覆蓋率要在30%以上，并均勻分布，才能保持水土、保障農(nóng)田豐收和減輕自然災害。我國有林地面積和蓄積量，就其絕對數(shù)量來說，還是不小的。但以土地遼闊、人口眾多的大國地位來衡量，森林資源又是不足的，是一個少林國家。3.1森林覆蓋率(80年代)

1985年聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計報告，世界森林覆蓋率為32.3%。我國第四次（1989—1993年）森林資源清查結(jié)果，現(xiàn)森林覆蓋率為13.92%，與第三次（1984—1988年）清查相比凈增0.94%。在第四次清查期間，我國森林的發(fā)展成績顯著。（見表1所示）但還存在著嚴重的問題：1.可采森林資源少；2.森林質(zhì)量低，體現(xiàn)在林齡結(jié)構(gòu)等方面：（1）現(xiàn)在成熟林和過熟林可供采伐的資源是14～15億m3

。大徑級材將基本消失，森林質(zhì)量下降，林齡結(jié)構(gòu)低齡化，勢必要大量消耗近熟林和中齡林，森林覆蓋率緩慢上升的趨勢將會停滯不前。（2）天然林資源迅速減少，次生林、人工林資源包括速生林的比重將逐年增加。大徑級的優(yōu)質(zhì)材和針葉材的比重下降，中、小徑級闊葉材和劣次材的比重增加。

森林資源（90年代后）

我國森林蓄積量為124.9億立方米，人均占有森林面積相當于全球的21.3%，人均蓄積量則只有世界的12.5%，森林覆蓋率相當于世界的61.3%，在某種程度上說中國應為少林的國家，但中國又是一個木材消費量很大的國家之一。

木材消費

我國木材消費主要集中在建筑裝修行業(yè)、人造板及家具制造業(yè)，造紙業(yè)等三大領域，這三大行業(yè)消耗木材量及份額分別為4000萬立方米，占22%；5000萬立方米，占28%；6000萬立方米，占38%，農(nóng)業(yè)，水利用材等約2500萬立方米，占12%。目前我國每年木材消耗量約為1.7億立方米，今后幾年可達到2.4億立方米。

3.2我國林木資源尚有不足

與世界各國和地區(qū)森林資源相比較，我國森林資源主要有以下不足：

1．森林覆蓋率低，人均占有森林資源少。

2．森林資源地域分布極不均勻。

3．林齡結(jié)構(gòu)不合理，可采資源不足。

4．森林資源質(zhì)量不高，單位面積蓄積量較低。3.3我國的木材進口如表2所示，1985年、1988年是我國木材進口量較大年份，進口量超過1000萬m3，而全國森工企業(yè)商品生產(chǎn)量約5000萬m3。根據(jù)保護木材資源和維護生態(tài)平衡的需要，在發(fā)展經(jīng)濟建設和提高人民生活水平中，我國有進一步發(fā)展和擴大木材進口的需要。在這一工作中應加強對進口木材結(jié)構(gòu)和加工性能的研究，更好發(fā)揮進口木材的使用效益。

表2我國木材進口統(tǒng)計年份數(shù)量（104m3

）

1950～195930.41960～19695.141970～19794.6419801811981～19853460.36198511001986876.71987876.9198813181989769

3.4世界和中國木材供需預測據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)預測，2010年的世界人口將在1990年的基礎上增長37％，而全球?qū)δ静牡男枨罅繉⒃鲩L40％以上，即從34．33億m3，增加到50多億m3。

1990—2010年全球木材及林產(chǎn)品需求增長預測產(chǎn)品1990年需求量2010年需求量增長比例／％原木／億m334．3350．6947．7其中：

薪炭材／億m317．7823．9534．7工業(yè)材／億m316．5526．7461．6鋸材／億m34．897．4552．4木質(zhì)人造板／億m31．323．13137．0木槳／億t1．422．8399．3紙和紙板／億t2．134．43108．04、木材的產(chǎn)品類別-木質(zhì)原材料和人造板產(chǎn)品類別如下：

原條針葉樹加工用原木圓材闊葉樹加工用原木旋切加工用原木整體木材原木特級原木直接用原木次加工用原木小徑原木車立柱等針葉樹鋸材木質(zhì)原材料和產(chǎn)品闊葉樹鋸材枕木鋸材鐵路貨車鋸材紙漿載重汽車鋸材罐道木機臺木等

人造板4、木材的產(chǎn)品類別

木質(zhì)原材料和人造板產(chǎn)品類別如下：

木質(zhì)刨花板刨花板水泥木質(zhì)刨花板貼面和表面涂飾刨花板各種膠合板細木工板人造板膠合板空芯板異型膠合板木塑復合材（ＷＰＣ）等軟質(zhì)纖維板（０.４０ｇ／ｃｍ３以下）纖維板中密度纖維板（０.４～０.８ｇ／ｃｍ３）硬質(zhì)纖維板（０.８ｇ／ｃｍ３以上）5、木材的優(yōu)缺點5.1優(yōu)點１．易于加工。用簡單的手工具就可以加工。結(jié)合形式多種多樣：榫結(jié)合、釘結(jié)合、膠結(jié)、各種金屬連接件；同時可以蒸煮后進行彎曲、壓縮等加工。２．木材的強重比比一般金屬高，即木材輕而強度高。３.氣干材是良好的熱、電絕緣材料。一般器具的把柄，如螺絲刀、大勺柄等。

4.木材具有天然的美麗花紋、光澤和顏色，能起到特殊的裝飾效果。

5.對紫外線的吸收和對紅外線的反射作用。

良好的聲學性質(zhì)。是纖維素的主要來源之一?？商峁┮恍┍＝∷幤烦煞?/p>

6.木材有吸收能量的作用。如：枕木。

7.木材是彈—塑性體。在損壞時有一定的預兆，給人以安全感。

8.調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候。9.調(diào)節(jié)生物的生理量和心理量，使之正常。白鼠試驗表明，木材對人體健康有益。5、木材的優(yōu)缺點5.2缺點

1.干縮濕脹性。木材含水率在纖維飽和點以下變動時，其尺寸也隨之變化。由于各向異性，在木材各個方向上干縮濕脹率存在著差異，可能導致木材發(fā)生開裂、翹曲等缺陷。

2.木材容易腐朽和蟲蛀。

3.木材用作沿海水生建筑材料或木船等，則常為海生鉆孔動物所侵害。

4.木材易于燃燒。

5.變異性大。不同樹種、不同產(chǎn)地、不同氣候、不同部位（心邊材、早晚材、幼齡材和成熟材等）均不一樣。

6.有許多天然缺陷，如：節(jié)疤、斜紋、油眼等。

6、木材的主要應用方面

國家經(jīng)濟建設中，木材與鋼材、水泥并列為三大建筑材料，與生產(chǎn)各部門均有密切關系，不論是工農(nóng)業(yè)還是人民生活都需要大量木材。我國在實行計劃經(jīng)濟時期，木材是國家計劃分配的物資。表3給出我國這一期間木材的主要應用方面和分配量。（古樟樹）

表3我國木材的主要應用方面

應用方面

占計劃分配量（%）

建筑用材采掘用材交通建設用材造紙用材包裝用材農(nóng)業(yè)、市場用材（其中火柴材家具材）膠合板15208106~1010131.4

7、木材科學的發(fā)展7.1木材科學的定義木材科學（WoodScience）—是研究木質(zhì)化了的天然材料與衍生制品以及為木質(zhì)材料的加工利用和森林經(jīng)營管理技術(shù)提供科學依據(jù)的一門生物的、化學的和物理的科學。7.2國外木材科學的發(fā)展

Kollmann（1968年）提出，現(xiàn)代林產(chǎn)品研究工作50年前才開始。今天我們正處于將木材科學應用于木材工藝學領域的時代。木材科學是以理論和實踐的科學研究為基礎，開辟了木材作為原材料的新用途，奠定了木質(zhì)人造板新工業(yè)的基礎。

1906年美國Tiemann在《水分對木材強度和硬度的影響》一文中提出纖維飽和點的概念。這是木材性質(zhì)研究的重要發(fā)現(xiàn)。

1924年英國牛津大學出版Jone《木材結(jié)構(gòu)和識別》，他為木材的科學識別提供了理論依據(jù)。

1936年德國木材學家Kollmann發(fā)表了《木材工藝學》一書。1951年出版了經(jīng)過全面修訂并有較大充實的《木材工藝學和木材材料學》。

1934年美國Brown和Panshin合著《美國商用木材識別》，這也是木材識別的早期專著，對各國同類研究工作有推動作用。

1948年Brown、Panshin和Forsaith合著《木材工藝學教科書》第一卷——美國商用木材的結(jié)構(gòu)、識別、缺陷和利用，1952年出版《木材工藝學教科書》第二卷——美國商用木材物理、力學和化學性質(zhì)。它們對木材的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)給出了全面的闡述，時至今日尚不失其重要的參考價值。以上個本專著都與我國高校木材學課程內(nèi)容頗為接近，都是在終結(jié)當時本學科研究的基礎上寫出的，反映了木材學科在國外的形成和發(fā)展。

7.3我國木材科學的發(fā)展

我國木材科學研究始于本世紀30年代，當時偏重于木材構(gòu)造特征的描述。近40年來，我國木材基礎科學有很大發(fā)展。（1）科研方面：各級林業(yè)科研單位和用材部門相繼設置木材研究機構(gòu)，對我國主要用材樹種的木材構(gòu)造、化學、物理和力學性質(zhì)等方面進行了廣泛的研究，獲得了不少研究成果，對我國木材科學和加工生產(chǎn)的發(fā)展起到了一定的促進作用。（2）教學方面：除在高、中等林業(yè)院校開設木材學課程外，還培養(yǎng)了一批木材科學方面的研究生、博士生等高級專門人才。7.3

現(xiàn)代木材科學的發(fā)展

木材科學屬材料科學的范疇。它是以高分子復合體的生物材料為研究對象，與它交叉的學科甚多。目前相關學科的發(fā)展很迅速，它們和木材科學見形成新交叉，新測試手段不斷出現(xiàn)更使木材科學研究不斷深化。木材科學和林業(yè)、木材加工生產(chǎn)的聯(lián)系很密切，其中一部分與木材生成因子有關，也有部分是對確定木材加工工藝條件有作用，這些都構(gòu)成了木材科學發(fā)展的永恒和根本動力。7.4我國學者近年在木材科學研究方面取得的成就有：1.木材解剖我國對木材宏觀和微觀結(jié)構(gòu)和識別有廣泛研究，現(xiàn)已開始應用計算機作檢索工具，注意國產(chǎn)木材結(jié)構(gòu)和材性關系的研究。木材顯微結(jié)構(gòu)研究中，已開始應用計算機圖象分析。應用電子顯微鏡可大大提高對木材細胞壁的觀察倍次，加深了對木材結(jié)構(gòu)的認識，并研究木材的超微結(jié)構(gòu)和干燥質(zhì)量、木材滲透性等材性因素的關系。用碘染色法和偏光顯微鏡法直接測定木材胞壁微纖絲角，用X射線衍射法—

間接估測木材胞壁微纖絲角度。2.化學方面

研究木材化學成分與抗腐性的關系、木質(zhì)材料的耐候性、木材化學變色的成分。研究木材的pH值、木材結(jié)合酸含量對膠粘劑凝膠時間的影響。研究木材化學成分與纖維板質(zhì)量的關系、木材水泥刨花板生產(chǎn)中木材對水泥固化作用的影響、木材表面化學改性與膠合效應。研制木塑復合材。北京亞運游泳館建筑中采用了木質(zhì)膠合層集材。用聚乙二醇處理、乙?；幚硖岣吣静某叽绶€(wěn)定性；用乙?；岣吣静哪透?。

2.化學方面

近年來，在研究木材的超分子結(jié)構(gòu)、表面化學性質(zhì)和反應動力學等方面采用了波譜分析手段，即：（1）X射線衍射圖譜：用來測定木材中胞壁晶區(qū)的長度、寬度和結(jié)晶度以及木材干燥或纖維板生產(chǎn)中，結(jié)晶度有無變化。（2）化學分析光電子能譜（ESCA）：可測定木材表面經(jīng)處理后，產(chǎn)生的化學性質(zhì)變化和工藝效果；木材在自然條件下的風化因子和提高木材耐侯性處理的效果。（3）電子自旋共振波譜（ESR）：可測定木材表面不成對電子（即自由基）的存在與變化。（4）紅外光譜（IR和FTIR）：可用來研究木材結(jié)構(gòu)中所具有的基團及其在受某種化學處理后的變化。

3.物理方面進行的研究有：（1）用X射線測定木材的密度；（2）木材的生材含水率和平衡含水率；（3）木材的滲透性；（4）木材的熱性能；（5）木材的介電性質(zhì)；（6）木材的聲學性質(zhì)；（7）木材材色的定量表征；（8）木材的扭曲強度、握釘力和耐磨性；（9）木材的顯微力學測定；（10）木材的粘彈性；（11）木材的切削和應力分級。4.木材的質(zhì)量方面我國對木材質(zhì)量的研究工作已進行的主要方面有：（1）木材結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變異；（2）木材缺陷的成因和對材質(zhì)的影響；（3）木材的天然耐久性。8、木材科學的主要研究方向1.木材解剖構(gòu)造；2.木材保護與改性；3.木材物理；4.木材化學；5.生物木材學；6.木質(zhì)環(huán)境學等。

教材：木質(zhì)資源材料學

木材科學的參考文獻：

1.《木材科學與工藝學》（WoodScienceandTechnology），國際木材科學學會雜志（JournalofInternationalAcademyofWoodScience），雙月刊；

2.《國際木材解剖學雜志》（IAWAJournal），國際木材解剖學家協(xié)會主辦（InternationalAssociationofWoodanatomists），季刊；

3.《纖維素化學和工藝學》（CelluloseChemistryandTechnology），國際纖維素和木素物理、化學和工藝學雜志，羅馬尼亞科學院主辦，雙月刊；

4.國際木材生物、化學、物理和工藝學學報《木材研究》（Holzforschung），德國出版（英文），雙月刊；

5.《木材和纖維科學》（WoodandFiberScience），美國木材科學和加工學會雜志（JournaloftheSocietyofWoodScienceandTechnology），季刊；

Proceedings），年刊；1.1植物分類和木材名稱

一、植物分類(plantclassification)

根據(jù)樹木的花、果、葉的主要形態(tài)特征，樹木的分類常采用恩格勒（Engler）的自然分類法。劃分的單位由高至低排列的順序為：界、門(division)、綱(class)、目(order)、科(family)、屬(genus)、種(species)

其中，最常使用的和最基本的是科、屬、種三級。

多媒體課件植物分類界——植物界Plantae

門——種子植物門Spermatophyta

亞門——被子植物亞門Angiospermae

綱——雙子葉植物綱Dicotyledones

目——豆目Leguminosae

科——蝶形花科Papilionaceae

屬——刺槐屬Robinia

種——刺槐R..pseudoacaciaL

二、木材名稱樹木的名稱分學名和俗名兩種。學名是根據(jù)《國際植物命名法規(guī)》利用拉丁文對樹種進行命名的，即拉丁學名，其組成為：屬名+種名+定名人。其中，屬名第一個字母大寫，其它字母小寫；種名字母均小寫；定名人通常用省略詞第一個字母大寫。

二、木材名稱例如：學名PinuskaraiensisSieb.EtZuce

俗名：紅松、果松、海松、朝鮮松另外，當一樹種已知其屬名，而種名不確定時，可記作：屬名+sp.

俗名是由于各地的習俗不同，一種木材在某地叫這樣的名字，而在另一地方則又叫別的名字，例如上面所舉紅松的例子。

多媒體課件

三、商品材樹木的特征及其在分類上的位置1.商品材樹木的特征（1）商品材樹木必須是多年生的；（2）必須具有直立的多年生主莖；（3）在生長過程中能不斷生成新木質(zhì)部和樹皮層，使主莖直徑逐漸增大。2.商品材樹種在分類上的位置一般所說的木材，是指針葉材(softwood)和闊葉材(hardwood)，即裸子植物亞門中的大部分植物（即針葉材）和被子植物亞門內(nèi)雙子葉植物綱的一小部分木本植物（即闊葉材）所生成的木材。

多媒體課件四、商品材和我國商品材的分類

廣義的木材含義是指木質(zhì)材料，即包括未經(jīng)加工的各種原條、原木，也包括經(jīng)初加工的半成材和成材。它們都有一定的尺寸和規(guī)格要求，主要用于建筑、家具、車輛、橋梁或木材加工等各個方面。（一）商品材樹種的分類規(guī)則如前所述，即用拉丁學名或俗名表述。（二）材種分類材種是木材產(chǎn)品的類別，是依照木材不同用途、形狀和尺寸而區(qū)分，與木材樹種是兩個概念。根據(jù)國標（GB），木材材種依據(jù)不同的分類標準可分為：1.根據(jù)木材外形，分為圓材(roundtimber)（如原條、原木），鋸材(sawtimber)（如板材、方材、枕木），人造板(panel)（如刨花板、膠合板等）等材種。2.根據(jù)木材尺寸：如鋸材依據(jù)斷面尺寸大小而分為薄板、中板和厚板。3.根據(jù)木材用途及不同使用方式分類

多媒體課件1.2樹木的生長與木材的形成

樹木的生長是指樹木在同化外界物質(zhì)的過程中，通過細胞分裂和擴大，使樹木的體積和重量產(chǎn)生不可逆的增加。樹木是多年生植物，可以生活幾十年至幾千年。樹木的一生要經(jīng)歷幼年期、青年期、成年期，直至衰老死亡。而木材產(chǎn)自高大的針葉樹和闊葉樹等喬木的主干。要了解主干是怎樣生成的，首先有必要了解樹木的生長過程。1.2.1樹木的組成部分

樹木是有生命的有機體，是由種子（或萌條、插條）萌發(fā)，經(jīng)過幼苗期、長成枝葉繁茂，根系發(fā)達的高大喬木?？v觀全樹，它是由樹冠、樹干和樹根三大部分組成（圖1-1）。（一）樹根(root)：樹木的地下部分，占5~25%體積。功能：吸收水分和礦物質(zhì)，將樹木固定于土壤。（二）樹冠(tree-crown)：樹木的最上部分，由樹枝、樹葉組成。占5~25%體積。功能；將樹根吸收的水分和礦物質(zhì)等養(yǎng)分和葉吸收的二氧化碳，通過光合作用制成碳水化合物。（三）樹干(trunk)：樹木地面以上的主莖部分，是樹木的主體，占樹木體積的50~90%。它一方面將樹根吸收的養(yǎng)分由邊材運送到樹葉，另一方面把葉子制造的養(yǎng)料沿韌皮部輸送到樹木的各個部分，并與樹根共同支撐整個樹木。圖1-1樹木的組成部分1.2.2樹木的生長樹木的生長:高生長（頂端生長，初生長）直徑生長（次生長）的共同作用結(jié)果。

多媒體課件

樹木的生長是高生長和直徑生長的共同結(jié)果。

高生長（頂端生長）(elongationoftreestem)：是根和莖主軸生長點的分生活動，即頂端分生組織或原分生組織的分生活動的結(jié)果。分生作用:細胞數(shù)量增加（細胞體積不變）高生長

直徑生長（次生長）(secondarygrowth)：形成層（即側(cè)生分生組織）細胞向平周方向分裂的結(jié)果。形成層原始細胞向內(nèi)形成次生木質(zhì)部，向外韌皮部，于是樹木的直徑不斷增大。（闊葉樹）

1.3樹干的構(gòu)造（由樹皮、形成層、木質(zhì)部和髓組成）

1.樹皮指包裹在樹木的干、枝、根次生木質(zhì)部圓柱體外側(cè)的全部組織。樹皮的外部形態(tài)及其裂隙的類型（可作為原木識別的特征之一）：（1）平滑：樹皮表面光滑，如天目紫莖、梧桐等。（2）瘤狀突起或針刺狀皮刺：樹皮表面有許多高低不等的瘤狀突起，如石櫟、皂英、刺楸等。（3）縱裂

1）深縱裂：樹皮表面沿樹干縱向呈較深裂隙，如樟木。

2）淺縱裂：樹皮表面沿樹干縱向呈較淺的開裂，如紫椴。

3）縱橫裂：既有縱向又有橫向的開裂，呈不規(guī)則方塊形，如泡桐。（4）橫裂：樹皮表面呈橫向的開裂，如光皮樺、山櫻桃。

多媒體課件

多媒體課件

2.形成層(cambium)

木材是通過形成層的細胞(cell)分裂、新生木質(zhì)部細胞的成熟、成熟木質(zhì)部細胞的蓄積等三個過程形成的，即木材的直接起源是形成層。形成層是一個連續(xù)的鞘狀層，包圍在整個樹干、樹枝、樹根的次生木質(zhì)部周圍，屬分生組織。它向外弦向分裂產(chǎn)生次生韌皮部(secondaryphloem)，向內(nèi)分裂產(chǎn)生次生木質(zhì)部(secondaryxylem)。形成層原始細胞分為：1）射線原始細胞-分生出木射線和韌皮射線;2）紡錘形原始細胞-分生出導管、管胞、木纖維等。

多媒體課件3木質(zhì)部(xylem)

木質(zhì)部位于形成層和髓之間，為樹干的主要部分，是木材加工的主要利用對象，也是木材科學的研究對象。木質(zhì)部分為：初生木質(zhì)部(primaryxylem)和次生木質(zhì)部(secondaryxylem)。

4髓（髓心）(pith)

位于樹干軸心，為木質(zhì)部所包圍的柔軟的薄壁組織。通常直徑很小，有時受外界影響而偏心。它不屬于木質(zhì)部，利用上無價值。髓的組織松軟，強度低，易開裂。橫切面形狀多助于木材識別。1.4幼齡材

樹木在個體的生長、發(fā)育過程中，經(jīng)歷了幼齡-成熟-老齡各個階段，最后形成木材。幼齡材是次生人工林快速生長樹株中嚴重影響木材品質(zhì)的部分。研究幼齡材，可進一步提高對木材的綜合利用率。關于幼齡材，有兩種錯誤的認識：（1）把幼齡材只看成是小樹的木材。誤認為，在成熟樹干中就談不上存在幼齡材。（2）把樹株生長最初年份形成的木材看作是幼齡材，誤認為幼齡材為高度一定的圓錐形，只限于成熟樹干下方中心部位。由于這些錯誤認識，就低估了幼齡材對木材品質(zhì)的影響；也可以說，對這種影響沒有足夠認識。1.4.1幼齡材形成的機理

1.4.1.1木材在生成中的差別

成熟樹干靠近樹梢區(qū)域的生長較其它部分旺盛；而一株幼樹，它的全體均生長旺盛?？梢园堰@種生長旺盛比喻為幼童狀態(tài)。它為了正常發(fā)育需要有營養(yǎng)物質(zhì)平衡，在達不到這種平衡時，發(fā)育就受到威脅、壓抑。這種狀況下生成的木材也就與成熟材不同，常被視為品質(zhì)較差者。樹干的中心是髓，它的周圍環(huán)繞著一薄層初生木質(zhì)部，這兩部分都是樹莖在這一高度時的第一年中形成，它們的組織均與以后形成層產(chǎn)生的次生木質(zhì)部不同。還要認識的一個要點是，在樹莖長到任何一個高度上的前5～25年間產(chǎn)生的次生木質(zhì)部這段幼齡期后的次生木質(zhì)部有不同，前者即為這一高度上的幼齡材。這就從理論上說明了幼齡材在樹干內(nèi)不為圓錐形而近于圓柱狀；它不限存在于樹干基部，而是自基部延伸至樹梢。1.4.1.2木材生成后的變化

樹株早年生長形成的木材，初始薄壁細胞還保持生機，以后這部分木材發(fā)展為心材。在這一轉(zhuǎn)變的前后，占木材體積大部分的厚壁組織無改變。以后整個木材更無變化。那種只把小樹的木材看成是幼齡材，認為隨樹齡的增加幼齡材就會生成為成熟材，以及成熟樹干的全部木材均為成熟材等看法均是錯誤的。1.4.1.3成熟樹干主莖的兩部分

根據(jù)木材結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的主要差異，樹干的主莖可以區(qū)分為兩個區(qū)域。幼齡材是環(huán)繞髓心的周圍呈圓柱狀。它的形成是活性樹冠區(qū)域的頂端分生組織長期對形成層的木材分生影響的結(jié)果。在生長的樹木中，當樹冠進一步向上移，頂端分生組織對下面某一高度形成層區(qū)域的影響就減小，成熟材也就開始形成。1.4.2幼齡材的概念

幼齡材又稱未成熟材。它位于髓心附近，幼齡材圍繞髓呈柱體，是受頂端分生組織活動影響的形成層區(qū)域所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部。這個定義可用來解釋為什么幼齡材和成熟材之間在木材性質(zhì)上呈平緩過渡。幼齡材在樹干的外部就不大可能形成，因處于一定位置的形成層在連續(xù)使樹干直徑加大的同時，也就逐漸遠離頂端分生組織，并且受它的影響也在減弱。應該把幼齡材和成熟材看作同一株樹上兩個有明顯不同的部分。成熟材具有那些被認為是這個樹種的正常特性，而幼齡材在結(jié)構(gòu)特征和物理性質(zhì)方面次于同一樹株的成熟材。這就進一步明確了“幼齡”兩字不是對樹株而言，而是針對樹干某一高度的中心部分。因它的生成在這一高度樹莖斷面上屬“早”，故名幼齡材。1.4.3幼齡材的性質(zhì)

幼齡材的質(zhì)量次于成熟材。

1.4.3.1木材結(jié)構(gòu)方面根據(jù)以往的研究表明幼齡材與成熟材在木材結(jié)構(gòu)方面有很大的差異:纖維長度幼齡材細胞比成熟材短。針葉樹成熟材細胞是幼齡材細胞長度的3～4倍。闊葉樹成熟材纖維長度常為鄰近髓心處纖維的2倍。纖維的尺寸纖維的徑、弦向直徑是幼齡材小于成熟材。纖維的徑、弦向壁厚是幼齡材小于成熟材。纖維的長寬比，腔徑比都是幼齡材小于成熟材。壁腔比為絕大多數(shù)木材是幼齡材略大于成熟材。螺旋紋理把幼齡材和成熟材進行對比，幼齡材中出現(xiàn)螺旋紋理的傾向較大。次生壁中層的微纖絲角度由于幼齡材有較短和較薄壁的管胞和纖維，因此，具有較大的微纖絲角，具特征性。1.4.3.2木材物理力學性質(zhì)方面

密度與成熟材相比，幼齡材的密度低。晚材百分率幼齡材晚材細胞數(shù)量相對較少，年輪中占比例較多細胞的壁薄。干縮性幼齡材細胞壁S2層微纖絲傾角大，造成它的縱向收縮大，而橫向收縮則有相應的減小。因此影響固體木材的尺寸穩(wěn)定性以及與正常材的并用。幼齡材嚴重降低鋸材質(zhì)量，主要由于干燥時的翹曲、縱向收縮大，不適合鋸制小尺寸鋸材。含水率從幼齡材到成熟材變化很大。大多數(shù)針葉材在株內(nèi)從基部向上隨高度增加，含水率也增加，因為有較大的幼齡林比例。幼齡材里有較高的應壓木比例，其具有短的管胞，生產(chǎn)中容易破裂；由于有較高的木質(zhì)素，很難漂白。力學性質(zhì)一般，幼齡材的強度降低約15%～30%，也有的比正常成熟材在同一強度上降低50%。由于纖絲角度大，順紋抗拉強度明顯降低。1.4.3.3木材化學性質(zhì)方面

針葉樹幼齡材與成熟材通?；瘜W性質(zhì)差異很大，有較高比率的木質(zhì)素和高聚糖，較低的纖維素和半乳甘露聚糖。這些對木材最終產(chǎn)品的質(zhì)量、紙漿產(chǎn)量和生產(chǎn)效率有很大影響。幼齡材單位體積的漿產(chǎn)量比成熟材低5%~15%。由幼齡材和成熟材制造出紙的質(zhì)量有明顯的差異。幼齡材材性的總體特征劣于成熟材，具體表現(xiàn)為：幼齡材的纖維（管胞或木纖維）長度均小于相應的成熟材，樹干的螺旋紋理傾角（針葉樹材的管胞傾角）和細胞壁微纖絲傾角均大于成熟材，因此幼齡材剛性小、強度低，受外力后易撓曲，不適于作承重構(gòu)件；而成熟材的強度和剛性均穩(wěn)定，能充分抵抗外力的影響，幼齡材干縮系數(shù)大，木制品尺寸不穩(wěn)定，易產(chǎn)生翹曲變形。因此幼齡材在一些用途方面要受到限制。1.4.4識別、界定幼齡材

1.4.4.1識別幼齡材

幼齡生長期的終止，在一些木材樹種是陡變。一些樹種，特別是針葉樹材，在至成熟條件之間有一過渡期，成熟材和幼齡材間無明顯的界限。最初生成的年輪，密度最低，纖維最短，纖維角最大。而后自樹心向外密度增加，纖維增長。對大多數(shù)性質(zhì)，在開始的幾個年輪變化率較大，以后逐漸相似于成熟材的性質(zhì)。這種木材結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的逐漸變化，使得在樹干橫截面上難于判別何處幼齡材結(jié)束和成熟材開始。幼齡材區(qū)界:得注意尚有一些復雜情況，如細胞長度可在其它性質(zhì)（如細胞厚度）之前到達成熟。目前研究的共同結(jié)論是，幼齡材持續(xù)期在樹種間有很大變化，一般為5～20年，即短者約5年，而長者可達20年，主要取決于樹種。一些研究者們認為，在幼齡木形成期間，通過生長刺激（如施肥、灌溉或造林措施）將會延長幼齡木的時限。應注意，定義幼齡材的主要依據(jù)是木材的細胞結(jié)構(gòu)和木材性質(zhì)。人工林樹木中的幼齡材是與髓附近的快速生長有關，但在所有樹木中的寬生長輪并非必定與幼齡材有關。例如，幼莖生長在不利的競爭條件下時近髓處有窄生長輪，而一旦生長條件改善，就會形成寬生長輪。1.4.4.2界定幼齡材

關于幼齡材與成熟材的界定，渡道治人認為：不管樹木生長快慢，在樹干任何橫切面上未成熟的范圍總是與髓心距離有關，針葉樹大概在5~7cm的半徑范圍內(nèi)。

Pashin等則認為：幼齡期的長短，在各樹種之間變化很大，通常在5~20a間，且圍繞髓心呈圓柱體。

Haygreen.J.G.等人認為，尤其是在針葉樹材中，成熟材和幼齡材間的過渡期，使得幼齡材與成熟材界限劃分變得困難。幼齡期生長的終止，有些樹種是陡變，如某些闊葉樹材，有些則是具有明顯的過渡期。

從實驗分析結(jié)果可以看出，不同指標所界定的成熟期年齡不同。綜合不同研究所得結(jié)論，認為以反映木材最基本特征的幾種指標為界定幼齡材與成熟材的標準，即以管胞長度、微纖絲角、生長輪寬度、晚材率、壁率和基本密度等指標為標準。這不僅是因為它們測定方便，更主要的是每項指標從不同側(cè)面綜合反映出木材物理力學性能，而且它們之間有著緊密的聯(lián)系。2.1木材的三切面

木材的三切面可充分把木材結(jié)構(gòu)特征反映出來。反之，要充分認識木材的結(jié)構(gòu)特征，又必須通過三切面進行。三切面本身不是木材特征，它是人為確定的三個特定的木材截面對它們的觀察就可以達到全面了解木材構(gòu)造的目的。

橫切面(crosssection)是與樹干長軸相垂直的切面，亦稱端面或橫截面。在這個切面上，可以見到木材的生長輪、心材和邊材、早材和晚材、木射線、薄壁組織、管孔(或管胞)，胞間道等，是木材識別的重要切面。橫切面弦切面徑切面橫切面弦切面橫切面弦切面徑切面

弦切面(tangentialsection)是順著樹干長軸方向，與木射線垂直或與生長輪相平行的縱切面。弦切面和徑切面同為縱切面，但它們相互垂直。在弦切面上生長輪呈拋物線狀，可以測量木射線的高度和寬度。徑切面橫切面弦切面徑切面

徑切面(radialsection)是順著樹干長軸方向，通過髓心與木射線平行或與生長輪相垂直的縱切面。在這個切面上可以看到相互平行的生長輪或生長輪線、邊材和心材的顏色、導管或管胞線沿紋理方向的排列、木射線等。

在木材加工中通常所說的徑切板和弦切板，與上述的徑切面和弦切面是有區(qū)別的。在木材生產(chǎn)和流通中，借助橫切面，將板寬面與生長輪之間的夾角在45°～90°的板材，稱為徑切板；將板寬面與生長輪之間的夾角在0°～45°的板材，稱為弦切板。

2.2木材的主要宏觀特征

2.2.1邊材和心材2.2.1.1邊材和心材的定義

邊材：在木質(zhì)部中，靠近樹皮（通常顏色較淺）的外環(huán)部分。心材：髓心與邊材之間（通常顏色較深）的木質(zhì)部。

2.2.1.2心材的形成

邊材的薄壁細胞在枯死之前有一個非常旺盛的活動期，淀粉被消耗，在管孔內(nèi)生成侵填體，單寧增加，其結(jié)果是薄壁細胞在枯死的同時單寧成分擴散，木材著色變?yōu)樾牟?。形成心材的過程是一個非常復雜的生物化學過程。在這個過程中，生活細胞死亡，細胞腔出現(xiàn)單寧、色素、樹膠、樹脂以及碳酸鈣等沉積物，水分輸導系統(tǒng)阻塞，材質(zhì)變硬，密度增大，滲透性降低，耐久性提高。

2.2.1.3邊材樹種、心材樹種和熟材樹種

在實際工作中，通常根據(jù)心·邊材的顏色、立木中心·邊材的含水率，將木材分為以下三類：

心材樹種(顯心材樹種——心·邊材顏色區(qū)別明顯的樹種叫心材樹種(顯心材樹種)，如松屬、落葉松屬、紅豆杉屬、柏木屬、紫杉屬等針葉樹材；楝木、水曲柳、桑樹、苦木、檫木、漆樹、櫟木、蜆木、刺槐、香椿、櫸木等闊葉樹材

邊材樹種——心·邊材顏色和含水率無明顯區(qū)別的樹種叫邊材樹種，如樺木、椴木、榿木、楊木、鵝耳櫟及槭屬等闊葉樹材。

熟材樹種(隱心材樹種)——心·邊材顏色無明顯區(qū)別，但在立木中心材含水率較低，如云杉屬、冷杉屬、山楊、水青岡等。2.2.2生長輪、年輪、早材和晚材

2.2.2.1生長輪、年輪

通過形成層的活動，在一個生長周期中所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部，在橫切面上呈現(xiàn)一個圍繞髓心的完整輪狀結(jié)構(gòu)，稱為生長輪或生長層。溫帶和寒帶樹木在一年里，形成層分生的次生木質(zhì)部，形成后向內(nèi)只生長一層，將其生長輪稱為年輪。

生長輪在不同的切面上呈不同的形狀。多數(shù)樹種的生長輪在橫切面上呈同心圓狀，如杉木、紅松等；少數(shù)樹種的生長輪則為不規(guī)則波浪狀，如殼斗科、鵝耳櫪、紅豆杉、榆木等；石山樹則多作偏圓形；蜆木似鮭殼的環(huán)紋。生長輪在橫切面上的形狀是識別木材的特征之一。生長輪在徑切面上作平行條狀，在弦切面上則多作V形或拋物線形的花紋。

樹木在生長季節(jié)內(nèi)，由于受菌蟲危害、霜、雹、火災、干旱，氣候突變等的影響，生長中斷，經(jīng)過一定時期以后，生長又重新開始，在同一生長周期內(nèi)，形成兩個或兩個以上的生長輪，這種生長輪稱作假年輪或偽年輪。假年輪的界線不像正常年輪那樣明顯，往往也不成完整的圓圈，如圖2-3所示，其類型如圖2-4所示。杉木、柏木、馬尾松常出現(xiàn)假年輪。2.2.2.2早材與晚材

早材—形成層的活動受季節(jié)影響很大，溫帶和寒帶樹木在一年的早期形成的木材，或熱帶樹木在雨季形成的木材，由于環(huán)境溫度高，水分足，細胞分裂速度快，細胞壁薄，形體較大，材質(zhì)較松軟，材色淺，稱為早材。

晚材—到了溫帶和寒帶的秋季或熱帶的旱季，樹木的營養(yǎng)物質(zhì)流動緩慢，形成層細胞的活動逐漸減弱，細胞分裂速度變慢并逐漸停止，形成的細胞腔小而壁厚，材色深，組織較致密，稱為晚材。

晚材在一個生長輪中所占的比率稱為晚材率。其計算公式為：

P=a/b*100%

式中：P—晚材率(％)；a—相臨兩個輪界線之間晚材的寬度(cm)；b—相臨兩個輪界線之間的寬度(cm)。晚材率的大小可以作為衡量針葉樹材和闊葉樹環(huán)孔材強度大小的標志。識別應用（1）早材至晚材的變化緩急急變—硬松類：落葉松、馬尾松、油松等緩變—軟松類：紅松、冷杉等（2）晚材率晚材率用于衡量針葉材。晚材率的大小不僅在識別中有用，而且是衡量木材強度及材質(zhì)材性的一個重要標志。2.2.3管孔(pore)

導管：絕大多數(shù)闊葉材所具有的輸導組織。管孔(vessels)：在橫切面上導管呈孔穴狀。有孔材(porouswood)—具有導管的闊葉材；無孔材(nonporouswood)—不具有導管的針葉材。管孔的有無才、是區(qū)別闊葉材和針葉材的重要依據(jù)。針葉材除麻黃屬、百歲蘭屬和買麻藤屬的樹種外，均不具導管；闊葉材除水青樹屬和昆欄樹屬外均具有導管。（白樺、紅松）2.2.3.1管孔的組合

管孔的組合是指相鄰管孔的連接形式，常見的管孔組合有以下四種形式：

(1)單管孔(2)徑列復管孔(3)管孔鏈(4)管孔團

單管孔—指一個管孔周圍完全被其它細胞(軸向薄壁細胞或木纖維)所包圍，各個管孔單獨存在，和其它管孔互不連接，如黃檀、槭木等。（黃波羅）

2.2.3.1管孔的組合

管孔的組合是指相鄰管孔的連接形式，常見的管孔組合有以下四種形式：

(1)單管孔(2)復管孔(3)管孔鏈(4)管孔團復管孔—指二個或兩個以上管孔相連成徑向排列，除了在兩端的管孔仍為圓形外，在中間部分的管孔則為扁平狀，如楓楊、毛白楊、紅楠、椴樹、黑樺等。(紫椴)2.2.3.1管孔的組合

管孔的組合是指相鄰管孔的連接形式，常見的管孔組合有以下四種形式：

(1)單管孔(2)徑列復管孔(3)管孔鏈(4)管孔團

管孔鏈—一串相鄰的單管孔，呈徑向排列，管孔仍保持原來的形狀，如冬青、油桐等。(柿木)2.2.3.1管孔的組合

管孔的組合是指相鄰管孔的連接形式，常見的管孔組合有以下四種形式：

(1)單管孔(2)徑列復管孔(3)管孔鏈(4)管孔團管孔團—多數(shù)管孔聚集在一起，組合不規(guī)則，在晚材內(nèi)呈團狀，如榆木屬、臭椿等。(春榆)2.2.3.2管孔的排列及分布

管孔排列指管孔在木材橫切面上呈現(xiàn)出的排列方式。管孔排列用于對散孔材的整個生長輪、環(huán)孔材晚材部分的特征進行描述。

(1)管孔的排列類型

①星散狀在一個生長輪內(nèi)，管孔大多數(shù)為單管孔，呈均勻或比較均勻的分布，無明顯的排列方式。②徑列或斜列管孔組合成徑向或斜向的長行列或短行列，與木射線的方向一致或成一定角度。又分為：

a溪流狀bZ字形c“人”字形d火焰狀e樹枝狀a溪流狀a溪流狀（輻射狀）管孔徑列，似小溪的流水一樣穿過幾個生長輪。bZ字形(之字形)生長輪中管孔的斜列有時中途改變方向，每個與2—3個互為“之”字形排列，呈“Z”字形。c“人”字形或“《”形生長輪中管孔成“人”字形排列或成串作“《”形排列。d火焰狀在徑列管孔中，早材管孔大、似火焰的基部，晚材管孔小、形狀好似火舌，管孔排列似火焰一樣。e樹枝狀(交叉狀、鼠李狀)在一個生長輪內(nèi)管孔大小相等，一至數(shù)列管孔組合成交叉狀排列，排列不規(guī)則。bZ字形c“人”字形d火焰狀e樹枝狀③弦列在一個生長輪內(nèi)全部管孔沿弦向排列，略與生長輪平行或與木射線垂直。

a花彩狀（切線狀）在一個生長輪內(nèi)，全部管孔成數(shù)列鏈狀，沿生長輪方向排列，并且在兩條寬木射線間向髓心凸起，管孔的一側(cè)常圍以軸向薄壁組織層。b波浪狀(榆木狀)

管孔幾個一團，連續(xù)成波浪形或傾斜狀，略與生長輪平行，呈切線狀的弦向排列。但也有少數(shù)樹種(如槐樹)在生長輪中部呈分散狀，靠近生長輪邊緣，有少數(shù)管孔呈切線狀。(2)管孔的大小及分布

根據(jù)管孔在橫切面上一個生長輪內(nèi)的分布和大小情況，可將其分為三種類型：

①散孔材指在一個生長輪內(nèi)早晚材管孔的大小沒有明顯區(qū)別，分布也比較均勻，如楊木、椴木、冬青、荷木、蜆木、木蘭、槭木等。根據(jù)管孔的排列方式，又可分為以下幾種類型：a星散狀見圖a，如樺木、楠木、楓香等。b溪流狀（輻射狀）見圖b，如青岡、椆木屬等。c花彩狀(切線狀)見圖c，如山龍眼等。d樹枝狀(交叉狀、鼠李狀)見圖2d，如桂花樹、鼠李等。②半散孔材(半環(huán)孔材)

，指在一個生長輪內(nèi)，早材管孔比晚材管孔稍大，從早材到晚材的管孔逐漸變小，管孔的大小界線不明顯，如香樟、黃杞、核桃楸、楓楊等。③環(huán)孔材指在一個生長輪內(nèi)，早材管孔比晚材管孔大得多，并沿生長輪呈環(huán)狀排成一至數(shù)列，如刺楸、麻櫟、刺槐、南酸棗、梓木、山槐、檫樹、栗屬、櫟屬、桑屬、榆屬等。根據(jù)管孔的排列方式，又可分為以下幾種類型:a星散狀見圖a，如水曲柳、香椿木、梧桐、白蠟樹、檫樹等。b徑列（輻射狀）見圖b，如蒙古櫟、栓皮櫟、短柄枹樹等。c斜列（“人”字形或“《”形）見圖c，如黃連木、桉樹、刺楸等。d火焰狀見圖d，如板栗、麻櫟、栲屬等。

e團狀見圖e，如桑木、榆木等。

f波浪狀(榆木狀)見圖e，如榆木、櫸樹等。

2.2.3.3管孔的大小

導管的大小是闊葉樹材的重要特征，是闊葉樹材宏觀識別的特征之一。管孔大小是以弦向直徑為準，分為以下五級：(1)極小弦向直徑小于0.1mm，肉眼下不見至略可見，放大鏡下不明顯至略明顯，木材結(jié)構(gòu)甚細，如木荷、衛(wèi)矛、黃楊、山楊、樟木、樺木、桉樹等。(2)小弦向直徑0.10～0.20mm，肉眼下可見，放大鏡下明晰，木材結(jié)構(gòu)細，如楠木。(黃波羅)(3)中弦向直徑0.20～0.30mm，肉眼下易見至略明晰，結(jié)構(gòu)中等，如核桃、黃杞木。(4)大弦向直徑0.30～0.40mm，肉眼下明晰，木材結(jié)構(gòu)粗，如檫木、大葉桉。(5)極大弦向直徑大于0.40mm，肉眼下很明顯，木材結(jié)構(gòu)甚粗，如泡桐、麻櫟等。

2.2.3.4管孔的數(shù)目

對于散孔材，在橫切面上單位面積內(nèi)管孔的數(shù)目，對木材識別也有一定幫助?？煞譃橐韵碌燃墸?1)甚少每10mm2內(nèi)少于12個，如榕樹。(2)少每10mm2內(nèi)有12～30個，如黃檀。(3)略少每10mm2內(nèi)30～65個，如核桃。(4)略多每10mm2內(nèi)65～125個，如穗子榆(5)多每10mm2內(nèi)125～250個，如樺木、擬赤楊、毛赤楞。(6)甚多每10mm2內(nèi)多于250個，如黃楊木。2.2.3.5管孔內(nèi)含物

管孔內(nèi)含物——指在管孔內(nèi)的侵填體、樹膠或其它無定形沉積物(礦物質(zhì)或有機沉積物)。（1）侵填體——

在某些闊葉樹材的心材導管中，常含有一種泡沫狀的填充物，稱侵填體。(黃連木)（2）樹膠和其它沉積物

樹膠與侵填體的區(qū)別是：樹膠不象侵填體那樣有光澤，呈不定形的褐色或紅褐色的膠塊。

如楝科、香椿、豆科、薔薇科。皂莢心材導管中有豐富的淡紅色沉積物，而肥皂莢導管中則沒有，這也有助于識別木材。礦物質(zhì)或有機沉積物，為某些樹種所特有，如在柚木、桃花心木、胭脂的導管中常具有白堊質(zhì)的沉積物，在柚木中有磷酸鈣沉積物。木材加工時，這些物質(zhì)容易磨損刀具，但它提高了木材的天然耐久性。2.2.4軸向薄壁組織(longitudinalarenchyma)

軸向薄壁組織：指形成層紡錘形原始細胞所形成的薄壁細胞。它們沿樹軸方向排列。在橫切面上，呈比木材顏色淺的線條或圍繞管孔的圓圈或斑點狀。用水潤濕后更為明顯。

識別應用是闊葉材識別的重要特征之一，對針葉材沒有多大價值（因為針葉材的軸向薄壁組織通常很不發(fā)達）。1.明顯度（1）不發(fā)達：在放大鏡下不見或不明顯，如木荷。（2）發(fā)達：在放大鏡下可見或明晰，如楓楊等。（3）很發(fā)達：在肉眼下可見或明晰，如泡桐、梧桐等。2.類型包括傍管型和離管型（1）傍管型薄壁組織：環(huán)繞于導管周圍與導管相連生。①環(huán)管束狀：圍繞在導管周圍呈不同寬度的鞘狀，如水曲柳。②翼狀：環(huán)繞導管并向兩側(cè)弦向展開，形似鳥翼，如泡桐。③聚翼狀：翼狀薄壁組織相互連生在一起，如洋槐。④寬帶狀：軸向薄壁組織構(gòu)成平行于年輪的寬帶，肉眼下顯著，如鐵刀木。2.2.5木射線

髓射線——在木材橫切面上，有許多顏色較淺，從髓心向樹皮方向呈輻射狀排列的組織，稱為髓射線。初生木射線——髓射線起源于初生組織，后來由形成層再向外延伸，它從髓心穿過生長輪直達內(nèi)樹皮，被稱為初生木射線。次生木射線——起源于形成層的木射線，達不到髓心，稱為次生木射線。木材中的射線大部分屬于次生木射線。木射線——在木質(zhì)部的射線；韌皮射線——在韌皮部的射線稱為。射線是樹木的橫向組織，由薄壁細胞組成，起橫向輸送和貯藏養(yǎng)料作用。木射線(woodray)

在木材橫切面上有顏色較淺的，從髓心向樹皮呈輻射狀排列的組織。在弦切面上，木射線呈短線或紡錘形，可顯示出木射線的高度和寬度。順著木材紋理方向為高度，垂直紋理方向為寬度。

2.2.5.1木射線的寬度

有兩種表示方法：木射線的尺寸或肉眼下的明顯度，最大木射線與最大管孔對比。

(1)木射線的尺寸或肉眼下的明顯度極細木射線寬度小于0.05mm，肉眼下不見，木材結(jié)構(gòu)非常很細，如松屬、柏屬、桉樹、楊樹、柳樹等。

細木射線寬度在0.05～0.10mm之間，肉眼下可見，木材結(jié)構(gòu)細，如杉木、樟木、白果(銀杏)等。

中等木射線寬度在0.10～0.20mm之間，肉眼下比較明晰，如冬青、毛八角楓、槭樹等。

寬木射線寬度在0.20～0.40mm之間，肉眼下明晰，木材結(jié)構(gòu)粗，如山龍眼、密花樹、梧桐、水青岡等。

極寬木射線寬度在0.40mm以上，射線很寬，肉眼下非常明晰，木材結(jié)構(gòu)甚粗，如椆木、櫟木等(肉眼下最明顯)。(2)最大木射線與最大管孔對比最大木射線小于管孔直徑，如楹樹、格木等。最大木射線等于管孔直徑，如阿丁楓、鴨腳木等。最大木射線大于管孔直徑，如木麻黃、山龍眼、冬青、青岡屬等。2.2.5.2木射線的高度矮木射線高度小于2mm，如黃楊、樺木等。中等木射線高度在2～10mm之間，如懸鈴木、柯楠樹等高木射線高度大于10mm，如榿木、麻櫟等。2.2.5.3木射線的數(shù)量

在木材橫切面上覆以透明膠尺（或用低倍投影儀），與木射線直角相交，沿生長輪方向計算5mm內(nèi)木射線的數(shù)量，取其平均值。木射線在5mm長度中的數(shù)量對木材識別有一定的意義。

(1)少每5mm內(nèi)木射線的數(shù)量少于25條，如鴨腳木、刺槐等。(2)中每5mm內(nèi)有25～50條木射線，如樟木、樺木等。(3)多每5mm內(nèi)有50～80條木射線，如冬青、黃楊等。(4)甚多每5mm內(nèi)木射線的數(shù)量多于80條，如杜英、子京、七葉樹等。2.2.5.4木射線的類型

(1)聚合木射線有些闊葉材在肉眼或低倍放大鏡下顯示出的寬木射線，實際上是由許多細木射線聚合而成，稱為聚合射線，如榿木、鵝耳櫪、木麻黃等。(2)寬木射線寬木射線指全部由射線細胞組成的寬木射線，如山龍眼、麻櫟、梧桐等。在識別木材時，寬射線還應觀察其反光程度的強或弱，以及一條寬射線的寬窄是否均勻等。（水青樹、柞木）2.2.6胞間道

胞間道——指由分泌細胞圍繞而成的長形細胞間隙。樹脂道——貯藏樹脂的胞間道。存在于部分針葉樹材中。(紅松)

樹膠道——貯藏樹膠的胞間道。存在于部分闊葉樹材中。胞間道有軸向和徑向(在木射線內(nèi))之分，有的樹種只有一種，有的樹種則兩種都有。(黃玻蘿）2.2.6.1樹脂道

（1）軸向樹脂道在橫切面:淺色的小點，氧化后轉(zhuǎn)為深色；常星散分布于早晚材交界處或晚材帶中，溝道中常充滿樹脂（圖2-10a）。排列情況各個生長輪互不相同，偶爾有斷續(xù)切線狀分布的，如云杉。在縱切面：各種不同長度的深色小溝槽。（2）徑向樹脂道存在于紡錘狀木射線中，非常細?。▓D2-10b）。a.軸向樹脂道b.徑向樹脂道

具有正常樹脂道的針葉樹材主要有松屬、云杉屬、落葉松屬、黃杉屬、銀杉屬及油杉屬。前五屬具有軸向與徑向兩種樹脂道，而油杉屬僅有軸向樹脂道。一般松屬的樹脂道體積較大，數(shù)量多；落葉松屬的樹脂道雖然大但稀少；云杉屬與黃杉屬的樹脂道小而少；油杉屬無橫向樹脂道，而且軸向樹脂道極稀少。軸向樹脂道和橫向樹脂道通?；ハ鄿贤?，在木材中形成樹脂道網(wǎng)。根據(jù)有無正常樹脂道和樹脂香氣的大小，常把針葉樹材分為三類：（1）脂道材：具有天然樹脂道的木材，如松屬、云杉屬、落葉松屬、黃杉屬、銀杉屬及油杉屬等。

(2）有脂材：無正常樹脂道而具有樹脂香氣，初伐時常有樹脂流出的木材，如鐵杉、杉木、柏木等。（3）無脂材：無樹脂道又無樹脂香氣的木材，如銀杏，雞毛松，竹柏等。創(chuàng)傷樹脂道——生活的樹木因受氣候、損傷或生物侵襲等刺激而形成的非正常樹脂道，如冷杉、鐵杉、雪松等。(臭冷杉)

2.2.6.2樹膠道

樹膠道也分為軸向樹膠道和徑向樹膠道。油楠、青皮、坡壘等闊葉樹材具有正常軸向樹膠道，多數(shù)呈弦向排列，少數(shù)為單獨分布，不像樹脂道容易判別，而且容易與管孔混淆。個別樹種，如龍腦香科的黃柳桉同時具有正常的軸向和徑向樹膠道。

創(chuàng)傷樹膠道的形成與創(chuàng)傷樹脂道相似。闊葉樹材通常只有軸向創(chuàng)傷樹膠道，在木材橫切面上呈長弦線狀排列，肉眼下可見，如楓香、山桃仁、木棉等。

2.2.6.3髓斑(pithfleck)

髓斑：木質(zhì)部受蟲害后產(chǎn)生的一種愈合組織，在橫切面上呈褐色彎月狀斑點。髓斑都是薄壁組織，質(zhì)地松軟，分布無規(guī)律。但常發(fā)生在某些特定的樹種中，如杉木、柏木、樺木、櫻木等。2.3木材的次要宏觀特征

2.3.1顏色和光澤2.3.1.1顏色

構(gòu)成木材細胞壁的主成分之間無明顯的顏色差異，但由于各種色素、單寧、樹脂、樹膠及油脂等物質(zhì)沉積于木材細胞腔，并滲透到細胞壁中，使木材呈現(xiàn)不同的顏色。邊材樹種和熟材樹種邊心材的顏色無明顯的區(qū)別，心材樹種邊材顏色較淺、心材顏色較深，應分別進行描述。木材的顏色能夠反映樹種特征，可以作為識別木材的特征之一。

2.3.1.2光澤

木材的光澤是指光線在木材表面反射時所呈現(xiàn)的光亮度。不同樹種之間光澤的強弱與樹種、表面平整程度、木林構(gòu)造特征、侵填體和內(nèi)含物、光線入射(反射)角度、木材切面的方向等因素有關。

2.3.2氣味和滋味

木材的氣味來源于細胞腔所含有的樹脂、樹膠、單寧以及各種揮發(fā)性物質(zhì)。由于不同樹種的木材所含有的化學物質(zhì)不同，因而會散發(fā)出各種不同的氣味，可用于木材的識別。木材的滋味來源于木材中所含的水溶性抽提物中的一些特殊化學物質(zhì)。如黃柏、苦木、黃連木有苦味；糖槭有甜味；櫟木、板栗有單寧澀味；肉桂具有辛辣及甘甜味。木材的氣味和滋味不僅有助于木材樹種的識別，而且還有一些重要的用途。如香樟可以提取樟腦油，用樟木制作的衣箱和書柜可以防蟲蛀；檀香木可以提取白檀油，制作檀香扇及雕刻玩具。2.3.3紋理、結(jié)構(gòu)和花紋

2.3.3.1紋理

木材紋理指構(gòu)成木材主要細胞（纖維、導管、管胞等）的排列方向。通常分為以下幾類：(1)直紋理直紋理指木材軸向細胞的排列方向基本與樹干長軸平行，如杉木、紅松、榆木、黃桐、鴨腳木等。這類木材強度高，易加工，但花紋簡單。(2)斜紋理斜紋理指木材軸向細胞的排列方向與樹干長軸不平行，成一定角度。如圓柏、香樟、桉樹、