时间：2019-05-21 10:37:31 所属分类：林业 浏览量:
摘 要: 通过对浙江庆元天然林中椤木石楠生长环境的实地调查，选择合适的植株，对其木材进行力学性能试验与分析，并与黄檀、光皮桦、水青冈、水曲柳、核桃、枫香、柞木、笔罗子、细柄阿丁枫等阔叶用材树种进行综合比较，结果表明: 椤木石楠气干密度为 0. 933
摘 要: 通过对浙江庆元天然林中椤木石楠生长环境的实地调查，选择合适的植株，对其木材进行力学性能试验与分析，并与黄檀、光皮桦、水青冈、水曲柳、核桃、枫香、柞木、笔罗子、细柄阿丁枫等阔叶用材树种进行综合比较，结果表明: 椤木石楠气干密度为 0. 933 g·cm - 3，顺纹抗压强度为 57. 8 MPa，顺纹抗拉强度为 164. 1 MPa，径面抗劈力为 50. 7 N·mm - 1，弦面抗劈力为 69. 0 N·mm - 1，冲击韧性为 124. 6 kJ·m - 2，椤木石楠仅次于黄檀而优于其他树种。综上可得，椤木石楠木材力学特性较好，是值得试验推广的优良珍贵用材树种。
关键词: 椤木石楠; 珍贵树种; 生长环境; 木材物理力学性质
椤木石楠 Photinia davidsoniae，俗名椤木、梅子树、水红树花、凿树，是蔷薇科石楠属的植物，为常绿乔木，产于陕西、四川、安徽、浙江、江苏、江西、湖南、湖北、云南、福建、广 东、广西。分布越南、缅甸、泰国。椤木石楠木材为红棕色，图案美观，坚硬而沉重，结构细腻均匀。它是用于家 具、油 压 机、农业工具和仪器的优良材料[11]。现有的研究主要集中在椤木石楠的形态特征、生活习性、物种价值、繁殖方法、地理分布等方面，在《中国植物志》[1]、《中国树木志》[2]、《浙江植物志》[3]等书籍中均有所描述，而椤木石楠的木材物 理 力 学 性 能 在 《中 国 木 材 志》[4] 中 有 所描述。在《优良速生珍贵树种 续集》[5]中，叙述了椤木石楠生长环境、生长状况、经济意义和营林技术等几个方面，指出椤木石楠适应范围较广、适应性较强，是一种速生的优良工艺用材树种。芦建国等[6] 对引种到山东省济南市长清区、兖州市兴隆庄镇、临沂市罗庄区 3 个试验地的石楠 Photinia serrulata、椤木石楠、红罗宾石楠 Photinia × fraseri ‘Red Robin’、鲁宾斯石楠 P. glabra var. Robens、金红石楠 Photinia × fraseri ‘Jin Hong’5 种植物，在越冬期间，观察植物的外部形态，用电导率测量其抗寒性。
张勤生，曾建国[7 - 8]宋墩福[9]研究了椤木石楠等珍稀树种种子的萌发特性和苗木生长规律。方颖，张金池，王玉华[10]对南京市 26 种不同功能绿地树种，对大气中净化固体悬浮物的能力进行了监测和分析，研究了不同功能区主要树种叶片滞尘量的季节变化，研究结果: 椤木石楠叶片滞尘能力属于中等。杨理兵[11]、廖洁[12]对椤木石楠的田间育苗繁殖技术进行了总结，欧斌等[13]对椤木石楠的种子采集处理、种子主要参数及育苗方法进行了观测及试验，研究了椤木石楠的育苗技术和苗期生长规律。陈春芳[14]通过隶属函数分析，得出 4 种石楠属苗木抗涝性: 红罗宾石楠 > 石楠 > 椤木石楠 > 鲁宾斯石楠; 抗旱性: 鲁宾斯石楠 > 石楠 > 红罗宾石楠 > 椤木石楠。国内外现有的研究主要集中在椤木石楠的森林培育方面，关于椤木石楠的木材物理力学性能的研究尚未报道。本研究对椤木石楠木材的物理力学性能进行了测试和分析，为其资源培育以及工业利用方面提供基础数据[15]。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
椤木石楠材料采样浙江丽水市庆元县安南乡山头垟村( 小地名: 埠头) ，地理坐标 119°02'50. 5 ″E， 27°32'34. 3″N，海拔高度 802 m; 地形为山谷，坡向为西南，坡度为 15°; 土壤类型为高山黄壤，土壤肥力为肥沃，土层厚度: A 层为 30 cm，B 层为 100 cm，气候带为亚热带季风气候。群落外貌为常绿落叶阔叶混交林，建群树种为柳杉 Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr、糙叶树 Aphananthe aspera ( Thunb. ) Planch、枫香 Liquidambar formosana; 主要伴生乔木主要树种有: 南方红豆杉 Taxus mairei SY Hu、椤木石楠、小叶青冈 Cyclobalanopsis myrsinifolia、罗浮栲 Castanopsis fabri、 拟 赤 杨 Alniphyllum fortunei ( Hemsl. ) Makino、杨梅叶蚊母树 Distylium myricoides、油桐 Vernicia fordii ( Hemsl. ) Airy Shaw 、黄果朴 Celiis labilis Schneid 、 苦 槠 Castanopsis sclerophylla ( Lindl. ) Schottky、 三 尖 杉 Cephalotaxus fortunei Hook、棕榈 Trachycarpus fortunei; 主要灌木和草本植物有: 牛膝 Achyranthes bidentata Blume、珊瑚珠 Sedum stahlii、朱砂根 Ardisia crenata、细叶十大功劳 Mahonia fortunei ( Lindl. ) 、中华常春藤 Hedera nepalensis var. sinensis、钩 藤 Uncaria rhynchophylla、井 栏 边 草 Pieris multifida、 求 米 草 Oplismenus undulatifolius var. undulatifolius. 、栗 褐 苔 草 Carex brunnea Thunb. 、蹄盖蕨 Athyrium filix-femina ( L. ) Roth 等。椤木石楠耐荫性极强，若与其它树种混交，可增大空间密度，提升空气湿度，有利于树木生长; 而且椤木石楠适应范围广，适应性强，在浙江省分布也很广泛[3]，十分 适 宜 浙 江 多 数 山 区种植。
本实验采样材料为小头去皮直径为 18. 6 cm、长度为 2 m 的椤木石楠木段，带回实验室待测。
1. 2 试验方法
将椤木石楠试材制成 22 mm 厚的板坯，室内空气干燥后，按 《木材物理力学性质试验方法》 ( 国家标准 GB1927 ～ 1943 - 91) ，测定木材的各项物理力学性质指标[15 - 18]。测试木材密度、顺纹抗压强度、径面抗劈力、弦面抗劈力、冲击韧性的试样尺寸为 20 mm × 20 mm × 20 mm，测试顺纹抗拉强度的试样尺寸为 20 mm × 15 mm × 5 mm[3]，全过程在 MWD - 10 型万能试验机上进行测试，有效样品数大于20 个[18]。
2 结果与分析 2
. 1 木材物理性质
木材密度。木材力学性能与木材物质的数量和结构有关，其中木材物质的数量是最重要的。木材密度是每单位体积木材物质数量的标志，它与力学性质密切相关[15 - 24]。它不仅是椤木石楠营林、育种主要评价指标，而且是判断其木材强度、硬度、干缩湿涨等最直接的指标。通过试样检测得到，椤木石楠木材的气干密度为 0. 933 g·cm - 3，属高等 ( 0. 75 ～ 0. 95 g ·cm - 3 ) ，与 细 柄 阿 丁 枫 ( 0. 770 g·cm - 3 ) 、水 曲 柳 ( 0. 643 g ·cm - 3 ) 大，与 黄 檀 ( 0. 923 g·cm - 3 ) 接近。
2. 2 木材力学性质
根据测试结果，椤木石楠木材力学性能的平均值和变异统计列于表 1。表 1 椤木石楠木材力学性质均值及变异统计 Tab. 1 Mean and variation statistics of mechanical properties of Photinia davidsoniae 试验项目有效样本数/ 个平均值 标准差标准误差变异系数/ % 顺纹抗压强度/MPa 25 57. 849 9. 605 1. 921 16. 6 顺纹抗拉强度/MPa 20 164. 081 55. 467 12. 403 33. 8 径面抗劈力/( N·mm - 1 ) 20 50. 727 13. 562 3. 032 26. 7 弦面抗劈力/( N·mm - 1 ) 20 69. 037 22. 810 5. 100 33. 0 冲击韧性/( kJ·m - 2 ) 20 124. 6 45. 807 10. 242 36. 8 椤木石楠木材的力学性质 ( 顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、抗劈力与冲击韧性) 与其他阔叶树材比较见表 2。
2. 2. 1 木材顺纹抗压强度 椤木石楠木材的顺纹抗压强度为 57. 8 MPa，比枫香、笔罗子、细柄阿丁枫、水曲柳、水青冈、核桃、柞木、笔罗子、细柄阿丁枫大，小于黄檀 ( 66. 9 MPa) ，与光皮桦 ( 58. 3 MPa) ) 的顺纹抗压强度相似。通过 查 阅《木材物理力学性质分级表》[15，17]可得知椤木石楠木材的顺纹抗压强度等级较高。
2. 2. 2 木材顺纹抗拉强度木材顺纹抗拉强度取决于木材纤维或管胞的强度、长度和方向，其长度是木材强度的主要因素，木材顺纹抗拉强度与顺纹抗压强度之比同木材韧性密切 相 关， 是判断木材对弯曲适应性的依据[15 - 17，25]。椤木石楠的顺纹抗拉强度与顺纹抗压强度之比为 2. 84，比核桃小，但大于其他阔叶树种，因此 表 明，椤木石楠木材的弯曲适应性比较好。
2. 2. 3 木材抗劈力 椤木石楠木材的径向和弦向抗劈力分别为 50. 7 N·mm - 1和 69. 0 N·mm - 1，都比表 2 中的其他阔叶树种大，说明椤木石楠木材的抗劈力最为突出。
2. 2. 4 木材抗冲击韧性 木材的冲击韧性多半是顺纹抗拉强度对破坏的影响[17]。椤木石楠木材的冲击韧性为 124. 6 KJ·m - 2，小于水青冈，接近于黄檀，大于表 2 中的其他阔叶树种，查阅 《木材物理力学性质分级表》[15，17]可知椤木石楠木材的冲击韧性为高等。
3 结论与讨论
由实验所得，浙江丽水天然林中的椤木石楠的气干密度 0. 933 g·cm - 3、顺纹抗压强度为 57. 8 MPa、顺纹抗拉强度 164. 1 MPa、冲击韧性 124. 6 kJ·m - 2、径向抗劈力 50. 7 N·mm - 1、弦向抗劈 69. 0 N·mm - 1，说明椤木石楠硬度大，重量重，抗冲击、抗劈力大，各项力学性质与笔罗子、细柄阿丁枫、光皮桦、水曲柳、水青冈、枫香、核桃、柞木、黄檀等 9 种已知阔叶用材树种进行综合比较，椤木石楠的木材力学性质较好，与黄檀相近。尤其是椤木石楠木材颜色为红褐色，与多种红木相似，对于地理位置处于亚热带、因气候原因不能种植红木树种的浙江地区，椤木石楠树种是值得试验推广的优良珍贵用材树种，建议可以作为人工林进行培育栽植。
参考文献:
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志: 第三十六卷 [M]. 北京: 科学出版社，2002: 225 - 226.
[2] 郑万均. 中国树木志 : 第二卷 [M]. 北京: 中国林业出版社，1997.
[3] 浙江植物志编委会. 浙江植物志 : 第三卷 [M]. 杭州: 浙江科学技术出版社，1993: 159 - 160.
[4] 成俊卿，杨家驹，刘鹏，等. 中国木材志 [M]. 北京: 中国林业出版社，1992.
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