6種常見中國進口松科木材主要構造特征*

何鴻宇 曹舒祺 王 林 孫 瑾

( 1. 大連商品交易所農業(yè)品事業(yè)部，遼寧 大連 116023；2. 華南農業(yè)大學 材料與能源學院，廣東 廣州510642)

針葉樹材因蓄積量大、質地軟、易加工等特點被廣泛用于建筑業(yè)、家具制造業(yè)和造紙業(yè)。2018年我國對針葉樹材的需求量達55 675.16 萬m3[1]，然而我國是個缺林少木國家，同時政府致力于保護森林資源和改善生態(tài)環(huán)境，制定了嚴格的限額采伐政策[2]，自2016 年起我國便全面停止天然林采伐[3],因此我國針葉樹材基本依靠進口[4]。據統(tǒng)計2019 年我國針葉樹材進口原木4 554.4 萬m3，進口鋸材2 766.3 m3[1]。我國針葉材進口到岸點主要為內蒙古滿洲里、黑龍江綏芬河、江蘇太倉港，成都青白江木材交易城和廣東魚珠木材交易市場等港口或木材市場。進口量大針葉材有樟子松Pinus sylvestris、白松（主要為云杉Picea spp.和冷杉Abies spp.屬木材）、落葉松Larix spp.、鐵杉Tsuga spp.、輻射松Pinus radiate、北美黃杉Pseudotsuga menziesii 等，這些木材主要來自俄羅斯、新西蘭、美國、加拿大、捷克和德國等國家。

筆者走訪國內木材進口口岸和貿易市場發(fā)現，針葉樹材貿易過程中常采用肉眼觀察木材顏色、樹皮形態(tài)特征、甚至采用觀察原木或鋸材長度來鑒別木材樹種。僅憑經驗很難準確鑒定木材樹種，極易給市場帶來混亂。因此本研究旨在利用木材不同樹種間的構造差異，通過觀察、比較并分析6種常見進口松科木材宏、微觀構造特征進行科學鑒別木材樹種，為松科木材在貿易過程中的準確識別與鑒定提供參考，也為針葉樹材市場貿易售后提供準確的仲裁依據。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗材料取自我國黑龍江綏芬河市國林木業(yè)城、江蘇省太倉市港口及廣東省東莞市廣東祥通供應鏈管理有限公司，詳情見表1。

1.2 實驗方法

利用小型砂光機經過400 目、800 目及1 000 目的砂紙打磨、毛氈拋光，吸塵器抽吸和膠帶粘貼微細木粉制備成表面光滑、結構特征清晰可見的木材樣板后，用LEICA S8AP0 體視顯微鏡觀察、拍照并記錄樣品宏觀構造特征。

在樣品上取1 cm×1 cm×1 cm 大小試樣，室溫水軟化約30 min 后，用大和REM-710 滑走式切片機切10～15 μm 厚度橫、徑、弦切面的切片，經番紅染液染色、用不同梯度濃度的酒精逐級脫水、二甲苯透明、中性樹脂封片后制得永久切片，然后用LEICA DM1000LED 光學顯微鏡觀察木材結構，并通過圖像處理軟件Leica Application Suite采集特征圖樣，對6 種木材的結構特征進行記載。

本文木材構造術語及各數量特征的描述和計算依據國際植物木材解剖學家協會制訂的木材解剖學名詞[5]和木材學[6]提出的標準和計算方法。

2 結果與分析

2.1 宏觀特征

通過對松科6 種木材樣品在肉眼、放大鏡或體式顯微鏡下進行觀察，發(fā)現6 種木材生長輪顯著，早晚材區(qū)別明顯、早材帶色淺、晚材色深，木射線細而密，均不具軸向薄壁細胞。鐵杉和云杉早晚材為漸變（圖1a、b），其他4 種為急變，并且樹種間早晚材的寬度略有差異（圖1a-f）。軸向樹脂道的有無和數量多少是針葉材宏觀識別的最主要構造特征之一。除鐵杉（圖1a）外，其他5 種木材均具軸向樹脂道，其中樟子松和輻射松的樹脂道多（圖1c-d），云杉、落葉松和北美黃杉的數量少（圖1b、e、f）。

2.2 6 種進口松科木材主要微觀解剖特征

2.2.1 軸向管胞分子解剖特征 軸向管胞是針葉樹材最主要的組成分子，軸向管胞壁上特征對木材鑒別有重要意義[7]。6 種針葉樹材的軸向管胞在橫切面上早材帶多為四邊、多邊形，壁薄腔大，晚材帶為四邊形、壁厚腔小，不同樹種間差異不明顯（表2，圖2a-f）。對于徑面壁具緣紋孔（圖2j-n）而言，均為單列，偶見2 列。除北美黃杉（圖2o）外，其他樹種在軸向管胞壁上都不具螺紋加厚。從上述的軸向管胞分子解剖特征看，螺紋加厚可作為軸向管胞分子上的識別要點。

表1 針葉樹材木材樣品概況Table 1 List of soft wood samples

圖1 松科6 種木材宏觀結構Fig.1 Macroscopic structure of six pinaceous wood species

表2 松科6 種木材管胞特征Table 2 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

表3 松科6 種木材木射線特征Table 3 Characteristics of tracheids of six pinacaous wood species

2.2.2 木射線組織解剖特征 木射線是木材中唯一橫向排列的組織，在活立木中擔負著橫向輸導的功能[8]。針葉樹材木射線高度、類型、射線細胞的組成、交叉場紋孔類型存在較大的差異，因而其解剖特征也是針葉樹材的重要識別依據[8]。

從表3 可以看出，輻射松和北美黃杉木射線短、落葉松和云杉木射線密度中等。雖然6 種針葉樹材在木射線高度上有差異，但不明顯，不能作為鑒別主要特征。從射線細胞組成來看，6 種木材均具有射線管胞，其中輻射松和云杉具鋸齒狀加厚。除鐵杉（圖2g）外，其他5 種木材木射線有單列（圖2h）和紡錘型（圖2i）兩種木射線類型。交叉場紋孔是指在徑切面上射線薄壁細胞與軸向管胞相交的平面[8]。是針葉樹材鑒別最重要的結構特征。6 種木材的交叉場紋孔存在明顯差異(表3，圖2j-o)，為樹種鑒別特征重要依據。

2.2.3 樹脂道特征 樹脂道是有薄壁的分泌細胞環(huán)繞而成的孔道，是具有分泌樹脂功能的一種組織，為針葉材樹材構造特征之一。正常樹脂道常見于松科6 個屬中，即松屬、云杉屬、落葉松屬、黃杉屬、銀杉屬和油杉屬[8]。因而是松科木材極其重要的微觀特征。在宏觀構造特征中，軸向樹脂道的有無和數量是鑒別木材重要依據，在微觀構造中，可觀察到軸向樹脂道的大小，為軸向樹脂道作為鑒別特征作補充，樟子松圖（圖2a）、輻射松（圖2b）落葉松的樹脂道大（圖1c），而云杉和北美黃杉的小，鐵杉未見。因具有徑向樹脂道而形成紡錘型木射線也是針葉樹材的鑒別特征之一（表3 射線類型,圖2g-i）。

3 結果與討論

6 種松科木材在宏觀上各構造分子間的差異較小，僅僅在早晚材變化和軸向樹脂道上有一定差異。但從微觀上看存在明顯差異，就各自所提供的信息量而言，軸向管胞、木射線和樹脂道在其木材微觀識別中占據主導位置。早晚材變化和軸向樹脂道有無及數量是宏觀鑒別的特征要點。軸向管胞壁上是否螺紋加厚、木射線高度及類型、射線細胞組成、交叉場紋孔類型、樹脂道是微觀鑒別的特征要點。為規(guī)范市場，避免商業(yè)糾紛，對針葉樹材建議采用宏觀與微觀特征相結合方式加以鑒別。

圖2 松科6 種木材微觀解剖結構
Fig.2 Microstructure of six pinaceous wood species

注：a：樟子松軸向樹脂道； b：輻射松軸向樹脂道； c：落葉松軸向樹脂道；d:云杉軸向樹脂道； e:北美黃杉軸向樹脂道； f:鐵杉橫切面；g：鐵杉弦切面；h：云杉紡錘型木射線； i：北美黃杉紡錘型木射線； j：樟子松窗格狀交叉場紋孔； k：輻射松松型交叉場紋孔； l:落葉松云杉型、杉型交叉場紋孔；m：鐵杉柏型交叉場紋孔； n：云杉云杉型交叉場紋孔； o：北美黃杉螺紋加厚a-f 標尺：250 μm，g-l 標尺：100 μm，m-o 標尺：25 μm
Note: a: Vertical resin canals occur in Pinus sylvestris; b: Vertical resin canals occur in Pinus radiate; c: Vertical resin canals occur in Larix spp.; d: Vertical resin canals occur in Picea spp.; e: Vertical resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; f: The transverse section of Tsuga spp.; g: The tangential section of Tsuga spp.; h: Horizontal resin canals occur in Picea spp.; i: Horizontal resin canals occur in Pseudotsuga menziesii; j:Window-like pit pair occur in Pinus sylvestris; k: Pinoid pit pair occur in Pinus radiate; l: Piceoid and taxodioid pit pair occur in Larix spp.; m:Cupressoid pit pair occur in Tsuga spp.; n:Piceoid pit pair occur in Picea spp.; o:Spiral thickening occur in Pseudotsuga menziesii

[2] 林鳳鳴. 中國木材和主要林產品的生產、消費和貿易現狀及其在2010年的發(fā)展趨勢[J]. 林業(yè)科技通訊, 1999(6): 3-6.

[3] 邢益顯.廣東省木材戰(zhàn)略儲備基地建設研究[J].林業(yè)與環(huán)境科學, 2016, 32(3): 94-97.

[4] 周密. 木材行業(yè)發(fā)展前景良好[J]. 國際木業(yè), 2013, 43(3): 9.

[5] IAWA Committee. IAWA list of microscopic features for hardwood identification[J] . IAWA Bullns, 1989, 10( 3) : 219-332.

[6] 何天相. 木材解剖學[M]. 廣州: 中山大學出版社, 1994: 132-134.

[7] 成俊卿. 木材學[M]. 北京: 中國林業(yè)出版社, 1985: 86-87.

[8] 劉一星. 木材學[M]. 北京: 中國林業(yè)出版社, 2014: 80-92.