加格達奇不同種源長白落葉松木材密度變異分析

唐仲秋，鄭秀云，劉學爽，3，胡明華，劉會鋒

(1.大興安嶺地區農業林業科學研究院，黑龍江 大興安嶺 165000；2.黑龍江多布庫爾國家級自然保護區管理局，黑龍江 大興安嶺 165000；3.黑龍江嫩江源森林生態系統國家級定位觀測研究站，黑龍江 大興安嶺 165000)

長白落葉松(Larixolgensis)松科落葉喬木，高可達40多m，胸徑可達1 m多。廣泛分布于黑龍江東南部山地及吉林、遼寧省。習性喜光、喜濕潤、耐寒，屬于淺根性樹種，適應的土壤pH值區間為6～8，在肥沃的土地上生長速度最快。木材結構有重、硬和粗糙的特點，木材密度大，抗壓抗彎能力強，在各個領域都有良好的應用前景。長白落葉松因其生長迅速、干形通直、適應性強、材質優良和耐腐蝕等特性而成為培育紙漿材和建筑用材的重要樹種。

木材材性一直是人們關注的熱點，它是評價木材品質最重要的因子，它影響著木材的產量與品質。木材密度是評價木材品質的重要指標之一，分為基本密度與氣干密度，為此，眾多學者也對木材材性開展了很多的研究，姜笑梅[1]等對18個種源的濕地松木材材性研究發現，種源間木材氣干密度差異極顯著，種源內木材氣干密度差異不顯著。劉青華[2]等研究了49個馬尾松種源，認為不同種源地的馬尾松形質和木材基本密度皆存在顯著的種源差異。羅浩[3]等研究了藍桉幼齡材物理力學性質較小，密度變異規律顯著。尤龍杰[4]等對不同竹齡麻竹氣干密度研究表明麻竹氣干密度與其力學性質顯著正相關。徐金梅[5]等對祁連山青海云杉研究發現木材密度與溫度正相關，與降水量負相關。周賢武[6]等對不同樹齡日本落葉松木材研究認為其氣干密度與抗彎彈性模量、抗彎強度、順紋抗壓強度呈線性正相關。而針對長白落葉松木材材性也開展了很多的研究，徐成立[7]等研究發現長白落葉松的氣干密度和全干密度均小于華北落葉松。邵亞麗[8]等人的研究認為長白落葉松木材的氣干密度與抗彎彈性模量、抗彎強度、順紋抗壓強度呈線性正相關。李艷霞[9]等對長白落葉松的研究表明生長性狀與基本密度不相關，史永純[10]等研究認為坡向坡位對長白落葉松基本密度影響不顯著，本文以生長于加格達奇地區的10個種源長白落葉松為材料，對其木材基本密度和氣干密度進行方差分析及多重比較，以期為大興安嶺培育用材林提供科學的種源選擇依據和理論指導。

1 研究區概況

研究地區位于大興安嶺南坡，123°45′—124°26′ E，50°09′—50°35′ N，境內有白河自西向東通過。山丘地貌，地勢比較平緩，平均海拔472 m，寒溫帶大陸性氣候，四季分明，冬季漫長，全年平均氣溫-1.2 ℃，最高溫度32 ℃，最低溫度-41.5 ℃，年降水494.8 mm。加格達奇物質豐富，土地肥沃，但因長期的破壞使得該地區森林質量不高，樹種單一，生產力低下[11]。

試驗材料取自于大興安嶺加格達奇區長白落葉松種源試驗林，包括天橋嶺、白河、阿爾山、露水河、大海林、和龍、白刀山、小北湖、雞西、穆棱共10個種源，各種源種子于1980年采集,1981年進行育苗，1982年定植，造林設計株行距為3 m×3 m，每21株為1小區。隨機區組設計，10個種源，3次重復。

2 材料和方法

2.1 取樣方法

2016年對加格達奇長白落葉松種源試驗林進行疏伐取樣。每個種源每個重復伐取解析木2株，10個種源共伐取解析木40株。每個單株伐取兩段，2～3 m一段，3～4 m一段。共80個樣本。

2.2 木材密度測定方法

木材的基本密度和氣干密度依照國家標準GB1933-1991“木材密度測定方法”測定。

2.2.1 基本密度的測量 將試驗樣本截取成2 cm3的小木塊，在清水中浸泡為飽和水的濕材，在試驗樣本各面的中心位置分別測出弦向、徑向和順紋方向尺寸，精確至0.01 mm，稱出試驗樣本質量，精度為0.001 g。用方程ρ=m/v計算，式中，ρ為試樣的基本密度(g·cm-3)；m、v為試樣水分飽和時的質量(g)和體積(cm3)。

2.2.2 氣干密度的測量 切尺寸為2 cm3的小木塊，在試樣各面的中心位置，分別測出弦向、徑向和順紋方向尺寸(精度0.001 mm)，稱質量(精度0.001 g)，然后將試樣放入60 ℃烘箱內烘干4 h后稱質量記錄。待稱完試驗樣本全干質量后，立即于試驗樣本各面的中心位置，分別測出弦向、徑向和順紋方向尺寸(精度0.001 mm)。氣干密度用公式ρ=m/v方程計算，式中ρ為氣干密度(g·cm-3)，m為試樣質量(g)，v為試樣體積(cm3)

2.3 統計分析方法

用Excel2007進行數據統計，用PASW Statistics18統計軟件進行密度差異顯著性分析。

3 結果與分析

3.1 基本密度、氣干密度分析

表1 10個種源長白落葉松基本密度、氣干密度變異分析

對10個種源長白落葉松的基本密度和氣干密度進行統計分析發現：天橋嶺種源無論基本密度還是氣干密度均顯示最大值，小北湖種源基本密度和氣干密度均為最小值，10個種源長白落葉松基本密度平均值為0.435 g·cm-3，氣干密度平均值為0.529 g·cm-3。10個種源基本密度大小順序為天橋嶺(0.462 )>穆棱(0.454)>和龍(0.436)>白河(0.433)>露水河(0.431)>大海林(0.429)>白刀山(0.428)>阿爾山(0.427)>雞西(0.426)>小北湖(0.422)。天橋嶺種源的基本密度比小北湖高出9.5%，高于種源平均值3.2%。

10個種源氣干密度大小排序為天橋嶺(0.562)>穆棱(0.557)>和龍(0.532)>大海林(0.531)>白刀山(0.525)>露水河(0.522)>阿爾山(0.521)>雞西(0.520)>白河(0.518)>小北湖(0.506)。天橋嶺的氣干密度比白河高出8.5%，高于小北湖11.1%，高于種源平均值6.2%。

3.2 基本密度、氣干密度變異分析

10個種源長白落葉松的基本密度存在著較為豐富的變異(表1)，平均變異系數為9.89%。其中，雞西、小北湖兩個種源的變異系數最大分別為12.04%、11.45%。露水河和白河兩個種源的變異系數最小分別為6.43%、8.02%。變異系數最高的種源雞西比變異系數最低的種源露水河高87.2%。

氣干密度是指木材在一定大氣狀態下，達到平衡含水率時的質量與體積之比的密度指標。對每一個長白落葉松種源的氣干密度進行統計分析，結果發現：長白落葉松存在豐富的遺傳變異，平均變異系數為11.11%，略高于基本密度的平均變異系數。其中，小北湖、雞西兩個種源的變異系數最大。小北湖的變異系數是15.41%，雞西的變異系數是13.02%。露水河和白河兩個種源的變異系數最小。露水河的變異系數7.59%，白河的變異系數8.92%。變異系數最高的種源雞西比變異系數最低的種源露水河高103.03%。

4 結論與討論

天橋嶺種源基本密度和氣干密度在10個種源中均為最大值，分別為0.462 g·cm-3和0.562 g·cm-3，這和于宏影[12]等研究結果相近。

長白落葉松不同種源的基本密度的平均變異系數為9.89%，雞西的變異系數最大為12.04%，露水河的變異系數最低為6.43%。變異分析顯示基本密度在不同種源間差異顯著，天橋嶺種源的基本密度最大為0.462 g·cm-3，小北湖的最小為0.422 g·cm-3，由此可見天橋嶺和穆棱種源木材基本密度優于其他種源。

長白落葉松不同種源氣干密度在種源間差異顯著，不同種源的氣干密度的平均變異系數為11.11%，小北湖的變異系數最大為15.41%，露水河的變異系數最小為7.59%。天橋嶺種源的氣干密度最大為0.562 g·cm-3，白河種源最小0.518 g·cm-3，天橋嶺和穆棱種源木材氣干密度明顯優于其他種源。

不同長白落葉松種源的基本密度和氣干密度存在著豐富的變異。通過分析對比發現天橋嶺種源基本密度和氣干密度均大于其他各個種源，且天橋嶺種源材積變異系數低于平均值，結合劉會鋒[13]等研究認為天橋嶺種源材積變異低，種源性狀穩定，可以認定天橋嶺為加格達奇優良的建筑用材林種源。