第一章-树木生长与木材形成

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(plantclassification)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。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.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、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；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(GinkgobilobaLinn.)松柏纲…松科,如冷杉属,落叶松属,云杉属,松属,雪松属,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。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Robiniapseudoacacia(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(scientificname)，由瑞典植物学家CarolusLinnaeus于1753年在其名著Speciesplatarum(植物种志)中最早提出来的。拉丁学名：“二名法”＝“属名”＋“种加词”＋(“命名人名”)如:GinkgobilobaLinn.银杏

PinuskoraiensisSieb.etZucc.红松Pinus松属;Abies冷杉属;Picea云杉属;Larix落叶松属Tsuga铁杉属另外，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。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）(elongationoftreestem)：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）向高生长。

直径生长（次生长）(secondarygrowth)：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。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)孔边细胞栓内层基本分生组织→基本组织皮层髓束间组织…(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次生韧皮部未分化的原始形成层→(束内形成层)初生韧皮部顶端分生组织初生组织(primarytissue)：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(secondarytissue)：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）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。(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）形成层圆周的扩大图1-8形成层细胞的平周分裂和垂周分裂垂周分裂平周分裂木质部韧皮部图1-9纺锤形原始细胞的增加图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(juvenilewood)

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。图1-13幼龄材在树木中所占的比例树龄/年幼龄材比例/%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。

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2.成熟树干主茎的两部分

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。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。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。幼龄材材性的总体特征劣于成熟材具体表现为：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，