第四章 木材显微构造
本章重点介绍针叶树材与阔叶树的
显微构造，并比较针、阔叶材组织构造
的差异。同时简要讲解木材组织与构造
的变异情况。
目 录
4.1 针叶树材的显微构造
4.2 阔叶树材的显微构
造
4.3 组织、构造的变异
针叶材（红松）、阔叶材（小叶杨）微观构造横切面
紫椴 水曲柳
4.1 针叶树材的显微构造
针叶树材的解剖分子较简单, 排列规则, 主要有
轴向管胞, 木射线, 轴向薄壁组织和树脂道 (图 4-1)。
图 4-1 针叶树材三切面的扫描电镜图 (自崔永志,2003)
1,红松 (pinus koraiensis)。 2,杉木 (Cunninghamia lanceolata)。
C,横切面； T,弦切面； R,径切面。 箭头所指为生长轮分界处。
近面为早材部位，远面为晚材部位
4.1.1 轴向管胞
广义轴向管胞是针叶树材中沿树干主轴方向排列的狭长
状厚壁细胞 。
广义轴向管胞,
狭义轴向管胞 (简称管胞 ) —
树脂管胞
索状管胞 极少数针叶树材中才具有
一切针叶树材都具有，为针叶
树材最主要的组成分子
通常轴向管胞是指狭义轴向管胞 。
轴向管胞 —— 针叶树材中轴向排列的厚壁细胞, 两端
封闭, 内部中空, 细而长, 胞壁上具有纹孔, 同时起
输导水分和机械支撑的作用, 是决定针叶树材材性的
主要因素 。
4.1.1.1 管胞的特征及变异
(1)管胞的形态、特征
管 胞在 横切 面
上沿径向排列, 相邻
两列管胞位臵前后略
交错, 早材呈多角形,
常为六角形, 晚材呈
四边形 。
管胞
早材 管胞, 两端呈
钝阔形, 细胞腔大壁薄,
横断面呈四边形或多边
形；
晚材 管胞, 两端
呈尖削形, 细胞腔壁厚,
横断面呈扁平状 (图 4-2)。
图 4-2 针叶树材管胞
A.马尾松早材管胞；
B.早材管胞的一部分；
C.晚材管胞的一部分；
1.径切面上的纹孔；
2.弦切面上的一部分；
3.通向射线管胞的纹孔；
4.窗格状纹孔
管胞平均长度为 3～
5mm,宽度 15～ 80μm,
长宽比为 75～ 200∶ 1。
晚材管胞比早材管
胞长 。
早晚材管胞厚度变
化有的渐变, 如冷杉；
有的急变, 如落叶松 。
轴向管胞弦向直径
决定着木材结构的粗细,
弦向直径小于 30μm 的
木 材为 细结构 ； 30～
45μm 的为中等结构；
45μm 以上的为粗结构 。 （红松）
(2) 管胞的变异
管胞长度的变异幅度
很大，因 树种、树龄、生
长环境和树木的部位而异。
在不同树高部位内的
变异，由树基向上，管胞
长度逐渐增长，至一定树
高便达最大值，然后又减
少。
由于针叶树材成熟期有
早有晚，管胞达到最大长
度的树龄也不同。（ 樟子松 ）
4.1.1.2 管胞壁上的特征
(1)纹孔
早材管胞 在径切面上, 纹
孔大而多, 一般分布在管胞
两端 。
晚材管胞, 纹孔小而少,
径, 弦切面都有 (图 4-2)。
图 4-2 针叶树材管胞
A.马尾松早材管胞；
B.早材管胞的一部分；
C.晚材管胞的一部分；
1.径切面上的纹孔；
2.弦切面上的一部分；
3.通向射线管胞的纹孔；
4.窗格状纹孔
雪松属的纹孔托曲呈蛤壳状，
称雪松型，是雪松属木材的典型
特征。
铁杉的纹孔边缘上具有折皱
和极细至颇粗的辐射线条，称铁
杉型纹孔，为铁杉属木材的特征。
图 4-3 纹孔 (径切面 )
A.雪松型纹孔 (雪松 )；
B.铁杉型纹孔 (铁杉 )
(2) 螺纹加厚
螺纹的倾斜度随树种和细胞壁的厚度而变异 。 螺纹加
厚并非所有针叶树材都具有 。
? 早, 晚材管胞壁上都具有：紫杉属, 榧属, 粗榧属 。
? 早材管胞壁具有：黄杉属 。
? 晚材管胞具有：落叶松属, 云杉属
在应压木中, 有些管胞壁上具有一种贯穿胞壁的螺纹
裂隙, 称为 螺纹裂隙 。
螺纹裂隙与螺纹加厚的区别 在于螺纹加厚见于正常材, 螺
纹裂隙见于应压木；螺纹加厚与轴线的夹角大于 45°, 螺
纹裂隙与轴线的夹角小于 45° ；螺纹加厚限于内内壁, 为
加厚, 螺纹裂隙延至复合胞间层 。
4.1.2 木射线 （ wood ray）
体积约占 7%。
? 射线细胞 （ ray cell） ——
构成木射线的每个单独细胞 。
? 木射线 （ wood ray） —— 由多
数射线细胞相互连续聚合而成
的组织 。
? 1,种类：
? 在弦切面上, 以木射线的宽度
和高度分两类：
? a,单列木射线 （ uniseriate
wood ray）
? b.纺锤型木 射线 （ fusiform
wood ray） （ 由于横向树脂
道的存在 ）
? （ 红松 ）
木射线
2,组成：由射线薄壁细胞 （ ray
parenchyma cell） 组成 。
在松科某些属 （ 松, 云杉, 落叶
松等 ） 中也有射线管胞 。
（ 1） 射线管胞 （ ray tracheid） —
— 木射线中的横向管胞, 为松科
木材特征
射线管胞内壁有锯齿状加厚
（ dentate thickenings）, 也可
能 有 螺 纹 加 厚 （ spiral
thickening s） 。
硬松类：有锯齿状加厚
软松类：无锯齿状加厚
锯齿状加厚为鉴别木材的重要
特征之一 。 （ 樟子松 ）
木射线：组成
? （ 2） 射线薄壁细胞 —— 横向
生长的薄壁组织, 是组成木
射线的主体 。
? ① 水平壁与垂直壁：把垂直
于木质部年轮的细胞壁称径
面壁弦向的壁称弦面壁 。
? a,在径切面的早材部观察,
壁薄 （ 水平壁 ） 。 水平壁上
是否具纹孔, 也是识别木材
的特征之一, 如：铁杉 （ 水
平壁具纹孔 ）, 罗汉松 （ 水
平壁不具纹孔 ） 。
? b,垂直壁的节状加厚：如松
科的软松系也是鉴别木材特
征之一。 （红松）
木射线：组成 （ 2）射线薄壁细胞
? ② 凹痕 （ indenture） —— 径切
面上射线薄壁细胞四周的凹穴 。
? 除南洋杉外, 存在于针叶树材
的各科木材中 。
? ③ 交叉场纹孔类型 （ 是针叶材
最重要的识别特征之一 ）
? 交叉场 （ cross field） —— 径
切面上射线薄壁细胞与轴向管
胞相交的平面, 又称, 井字
区,, 一般指早材部分而言 。
?
红松的 交叉场纹孔
交叉场纹孔（ cross-field pit ）
交叉场纹孔 —— 在径切面由射线薄壁细胞和早材轴向管胞相交
叉区域的纹孔式 。
交叉场纹孔可分五种类型：
窗格状, 松木型, 云杉型, 杉木型, 柏木型 。窗格状 松木型 云杉型 杉木型 柏木型
具有宽的纹孔口，系单
纹孔或近似单纹孔，形
大呈窗格状。通常为 1～
3个纹孔，横列，是松属
木材的特征之一，以樟
子松、马尾松、华山松
最为典型。
较窗格状纹孔小，为单
纹孔或具狭的纹孔缘，
纹也数目一般为 1～ 6个。
常见于松属，如白皮松、
长叶松、湿地松、火炬
松 (美国硬松类几乎全
为松型纹孔 )。
纹孔具有狭长的纹孔口, 略向
外展开或内含, 形状较小 。 是
云杉属, 落叶松属, 黄杉属,
粗榧属等木材的典型特征 。 在
南洋杉科, 罗汉松科, 杉科的
杉属及松科的雪松属木材中云
杉型纹孔与其它型纹孔同时出
现 。
为椭圆形至圆形的内含纹孔, 其纹
孔口略宽于纹孔口与纹孔缘之间任
何一边的侧向距离 。 与柏木型纹孔
的区别是纹孔与纹孔缘的长轴是一
致的 。 不仅存在杉科, 也见于冷杉
属, 崖柏属, 油杉属 。 并能与其它
纹孔类型同时存在于黄杉属, 罗汉
松属, 雪松属, 落叶松属, 落羽杉
属等木材 。
柏木型纹孔口为内含, 纹孔
口较云杉型稍宽, 其长轴从
垂直至水平, 纹孔数目一般
为 1～ 4个 。 柏木型纹孔为柏
科的特征, 但在雪松属, 铁
杉属及油杉属的木材中也可
发现 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 交叉场纹孔类型：
? a,窗格状 （ window-like
pit ） —— 单纹孔, 形大, 每
个交叉场内有 1-3个, 为松属
特征, 红松, 樟子松, 马尾松,
云南松 。
? b,云杉型 （ piceoid pit ）,
具窄而稍外延或内涵的纹孔口,
形小, 孔缘狭, 云杉, 落叶松
（ 2）射线薄壁细胞
? c,柏型 （ cupressoid
pit ）,纹孔口较宽,
但纹孔缘较窄, 其纹
孔口的长轴随位臵而
变 。 柏科, 柏木, 杉
科少数属, 紫杉 。
? d,杉型 （ taxodioid
pit ）,纹孔略大,
卵圆至圆形, 纹孔口
内涵, 且宽, 孔口长
轴与纹孔缘一致 。 罗
汉松, 冷杉, 水杉,
雪松 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 交叉场纹孔类型：
? e,f,松型
（ pinoid pit ）,
纹孔比窗格状的小，
单纹孔或具狭缘，
无一定形状纹孔口
的两端较尖，纹孔
的大小不一，以区
别于杉型,白皮松,
长叶松 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 射线细胞 （ ray cell） 的形状和大小：
? 形状：弦切面上呈圆形, 卵圆形, 椭圆形, 变化很大
? 长度：早材的射线管胞比晚材部分的长, 测量时应以早
材部分取其中部较高的木射线细胞长度为准 。
? 木射线的高度和体积：
? 射线高度以弦切面上的细胞个数或以整个高度用微米
（ um） 计算
? ① 高度：针叶树材平均 10-15细胞高 （ 每个细胞 15-
30μm ）, 柏科的木射线高度比松, 杉科低 。
? ② 体积：很小, 百分比 7.08%（ 3.7-11.7%）, 射线率高,
树种进化程度高 。
? 从这点上说，阔叶树材比针叶树进化。阔叶材射线发达。
射线细胞的形状和大小：
4.1.3 轴向薄壁组织
4.1.3.1
组成细胞的胞壁较薄, 细胞短, 两端水平, 壁上为单
纹孔, 细胞腔内常含有深色树脂 。 横切面为方形或长方形,
常借内含树脂与轴向管胞相区别 。 纵切面为数个长方形细
胞纵向相连成一串, 其 两 端 两 个细 胞 端 部 尖削 。
4.1.3.2
根据轴向薄壁细胞在针叶树材横断面的分布状态, 可
分为三种类型 。
(1)星散型
指轴向薄壁细胞呈不规则状
态散布在生长轮中，如杉
木。
(2) 切线型
指轴向薄壁细胞呈 2～数个
弦向分布，呈断续切线状，
如柏木。
(3) 轮界型
指轴向薄壁细胞分布在生长
轮末缘，如铁杉。
轮界型（ terminal）（ 大叶
桃花心木）
节状加厚：薄壁细胞端壁上
单纹孔对的一种加厚形式。
（ 水青树 ）
4.1.4 树脂道
树脂道 —— 由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有
分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。
根据树脂道发生和发展可分为 正常树脂道 和 创伤树脂道 。
4.1.4.1 正常树脂道
(1)
树脂道是生活的薄壁组
织的幼小细胞相互分离而
成的。
围绕树脂道成一完整的
1～数层壁薄，泌脂细胞层，
称泌脂细胞层。松属的泌
脂细胞壁上无纹孔，未木
质化，因而分泌树脂能力
极强，是松属树种作为采
脂树种的主要原因。
(2) 树脂道的组成
树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管
胞所组成。
(3) 树脂道的大小
在具正常轴向树脂道的 六属 中, 松属树脂道
最多也最大, 其直径为 60～ 300μm, 落叶松次之
为 40～ 80μm, 云杉为 40～ 70μm, 银杉和黄杉为
40～ 45μm, 油杉为最小 。
树脂道长度平均为 50cm,最长可达 1m,它随树
干的高度而减小 。
(4) 横向树脂道
上述具正常轴向树脂道的六属中, 除油杉属之
外, 都具有横向树脂道 。 横向树脂道存在于纺锤
形木射线之中 。 它与轴向树脂道相互沟通, 形成
完整树脂道体系 。 横向树脂道直径较小, 在木材
弦切面上, 用扩大镜仔细观察有时也能发现 。
4.1.4.2 受伤树脂道
在针叶树材中, 凡任何破坏树木正常生活的现象, 都可能
产生受伤树脂道 。
针叶树材的受伤树脂道可分为轴向和横向二种, 但除雪松
外很少有两种同时存在于一块木材中 。
轴向受伤树脂道在横切面上呈弦列分布于旱材部位, 通常
在生长轮开始处较常见 （ 臭冷杉 ） 。 而正常轴向树脂道为
单独存在, 多分布早材后期和晚材部位 。
横向受伤树脂道与正常横
向树脂道一样, 仅限于纺
锤形木射线中, 但形体更
大 。
4.2 阔叶树材的显微构造
阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有导管，
故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、木纤维、轴向
薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等 (图 4-10)。
与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排列不规
整，材质不均匀。其中导管约占 20%，木纤维占 50%，木射线
占 17%，轴向薄壁组织占 2%～ 50%。各类细胞的形状、大小和
壁厚相差悬殊。
图 4-10阔叶树材三切面的扫描电镜图 (佐伯浩 )
1,欧洲水青冈 (Fagus sylvatica)； 2,榆木 (Ulmus laciniata)；箭头处表示生长轮界
4.2.1 导管
? 导管 —— 由一连串的轴向细胞形成无一定长度的管状组
织, 构成导管的单个细胞称为导管分子 。
? 导管是由管胞演化而成的一种进化组织, 专司输导作用 。
导管分子是构成导管的一个细胞 。
? 导管分子发育的初期具初生壁和原生质, 不具穿孔,
以后随面积逐渐增大, 但长度几乎无变化, 待其体积发
育到最大时, 次生壁与纹孔均已产生, 同时两端有开口
形成, 即穿孔 。
4.2.1.1 导管分子的形状和大小
（ 1） 导管分子的形状
常见有鼓形, 纺锤形, 圆柱形和矩形等, 一般早材部分
多为鼓形, 而晚材部分多为圆柱形和矩形 。
若树木仅具有较小的导管分子, 则在早晚材中都呈圆柱
形和矩形；若导管分子在木材中单生, 它的形状一般呈
圆柱形或椭圆形 。
图 4-11
A.鼓形； B.圆柱形； C.纺锤形； D.
a.穿孔； b.穿孔隔； c.穿孔板
A
C B
D
(2) 导管分子的大小和长度
大小,以测量弦向直径为准 。
小者可小于 25μm, 大者可大于 400μm 。
通 常 可 以 用 100 ～ 200μm 定 为 中 等, 小于
100μm 者为小, 大于 200μm 者为大 。
长度,
短者可小于 175μm, 长者可大于 1900μm 。 以
350～ 800μm 定为 中等, 小于 350μm 为短, 大于
800μm 为长 。
一般环孔材早材导管分子较晚材短, 散孔材则长
度差别不明显 。 树木生长缓慢者比生长快者导管分子
短 。 较进化树种导管分子长度较短 。
4.2.1.2 管孔的分布与组合
(1)管孔的分布
导管分子的横切面称为管孔 。 根据管孔的分布状态, 可将木材
分成环孔材, 散孔材, 半散孔材等不同类型, 可参见本书的第 2章 。
单管孔：
管孔单独存在于木材中,
管孔周围全由其它组织包
围, 它不与其它管孔相连 。
如栎木等 。
复管孔：
指由 2～数个管孔相连成径
向或弦向排列，除两端的管
孔仍为圆形外，中间部分的
管孔则为扁平状的一组管孔。
如桦木、槭木等。
管孔链：
指一串相互连接, 但各自仍
保持原来形状的单管孔, 呈
径向排列, 如冬青等 。 (柿
树 )
管孔团：指许多呈圆形或不
规则形状的管孔聚集在一起
呈集团状 。 如桑树, 榆树等 。
(2)管孔的组合 可分以下四种。
4.2.1.3 导管分子的穿孔
穿孔 －两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。
穿孔板 －在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿 孔板。
穿孔板的形状随其倾斜度而不同。如穿孔板与导管分子的长
轴垂直，则为圆形，随倾斜度增加，呈卵圆形、椭圆形及扁平形
等多种形态。
穿孔起源于导管分子的发育过程中，纹孔膜的消失而形成各
种类型。
根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分两大类型 (图 4-13)
（ 1）单穿孔
穿孔板上具有一个圆或
略圆的开口 。 导管分子在原
始时期为一个大的纹孔, 当
导管发育成熟后, 导管分子
两端的穿孔板全部消失而形
成的穿孔称为单穿孔, 绝大
多数的树种其导管分子为单
穿孔 。 单穿孔代表进化的树
种 。
图 4-13 导管分子的穿孔
A.单穿孔； B.梯状穿孔； C.木纤维； a.穿
孔隔； b.穿孔板
b
A
C
B
a
(2) 复穿孔
导管分子两端的纹孔在原始时期，为许多平行排列的长纹孔
对圆孔，当导管分子发育成熟后，纹孔膜消失，在穿也板上留下
很多开口称复穿孔。
梯状穿孔,穿孔板上具有平行排列扁而
长的复穿孔 。 如枫香, 光皮桦 。
网状穿孔,穿孔板上有许多比穿孔细的
壁分隔, 呈许多密集的穿孔, 或壁的部
分常具不规则分岐, 形成网状外观的穿
孔 。 如虎皮楠, 双参, 杨梅等 。
筛状穿孔,穿孔板上具有像筛状的圆形
或椭圆形许多小穿孔的复穿孔 。 如麻黄
等, 故又称麻黄状穿孔 。
图 4-13 导管分子的穿孔
A.单穿孔； B.梯状穿孔； C.木纤维；
a.穿孔隔； b.穿孔板
b
A
C
B
a
4.2.1.4 导管壁上纹孔的排列
导管与木纤维、管胞、轴向薄壁组织
间的纹孔，一般无固定排列形式。而导
管与射线薄壁细胞，导管与导管间的纹
孔，常有一定的排列形式，是重要的识
别特征。导管间纹孔其排列形式有三种。
(1) 梯状纹孔 为长形纹孔,
它与导管长轴成垂直方向排列,
纹孔的长度常和导管的直径几
乎相等 。 如木兰等 。
(2) 对列纹孔 为方形或长方
形纹孔, 成上下左右均对称的
排列, 呈长或短水平状对列 。
如鹅掌楸 。
图 4-14 导管相互间纹孔
A.梯状纹孔； B.对列纹孔
(3) 互列纹孔
为圆形或多边形的纹孔，作
上下左右交错排列。若纹孔排列
非常密集，则纹孔呈六边形，类
似蜂窝状；若纹孔排列较稀疏，
则近似圆形。阔叶树材绝大多数
树种均为互列纹孔。如杨树、香
樟等。
互列 纹孔
4.2.1.5
螺纹加厚为导管分子次生壁上的特征。
紫椴的导管
在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导管。
散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。
有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭树等。有
的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香。
导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要的特
生之一。例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加厚，后
者则不具。
榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具螺纹加厚。
热带木材常缺乏螺纹加厚。
螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中，或具有单
穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中。如木兰属。
4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚
4.2.1.6
导管的内含物主要有 侵填体 与 树胶 两类, 以侵填体为常
见 。 侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处, 它是在薄
壁组织具有生活力时, 由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细
胞, 经过纹孔口而挤入导管内, 并在导管内生长, 发育, 以
至部分或全部填塞导管腔而形成 。
刺槐管孔中的侵填体
侵填体常见于心材, 但边材含水率少的地方也可能发现 。
侵填体极多的树种, 不论心边材, 几乎所有导管内都被充
满, 如刺槐 。
北美橡木 (Quercus spp.)商品材分红橡和白橡两类, 除材
色差别外, 具否侵填体是主要区别, 红橡类不具侵填体,
白橡类具侵填体, 用途, 价格均不相同 。
由于侵填体堵塞了导管, 所以木材透水性小, 适用于桶材
和船舶用材 。
侵填体多的树种会造成木材防腐和改性处理困难 。 一般具
侵填体的木材天然耐久性高 。
在阔叶树材导管中除侵填体外, 有时也含树胶, 如黄菠萝 。
树胶在导管中呈不规则的块状, 填充在导管细胞腔中或成隔
膜状填充在穿孔部分, 而将导管封闭 。
树胶的颜色通常为红色和褐色, 也有特殊颜色的, 如芸香科
(Rutaceae)木材所含树胶为黄色, 乌木所含树胶为黑色, 苦
楝, 香椿等木材导管内则含红色至黑褐色的树胶 。
4.2.2 木纤维
约占木材体积的 50%。木纤维是
两端尖削，呈长纺锤形，腔小壁厚
的细胞。
木纤维壁上的纹孔具有缘纹孔
和单纹孔两类，是阔叶树材的主要
组成分子之一。
根据壁上纹孔类型，有具缘纹
孔的木纤维称纤维状管胞；有单纹
孔的木纤维称韧型纤维。
这两类木纤维可分别存在，也
可同时存在于同一树种中。它们的
功能主要是支持树体，承受力学强
度的作用。
木材中所含纤维的类别, 数量和分布与木材的
强度, 密度等物理力学性质有密切关系 。
有些树种还可能存在一些特殊木纤维, 如分隔
木纤维和胶质木纤维 。
木纤维一般明显地比形成层纺锤形原始细胞长 。
长度为 500～ 200μm, 直径为 10～ 50μm, 壁厚为
1～ 11μm, 热带材一般直径大 。
4.2.2.1 纤维状管胞
纤维状管胞是标准的木纤维
细胞, 腔小壁厚, 两端尖削, 而
壁上具有透镜形或裂隙状纹孔口
的具缘纹孔 。 其次生壁的内层平
滑或有螺纹加厚 。
纤维管胞在有些树种中完全
无, 一些树种中数量很少, 但如
茶科 (Theaceae) 和 金 缕 梅 科
(Hamamelidaceae)等属树种中极
显著, 为组成木材的主要成分 。
纤维管胞
具有螺纹加厚的纤维状管
胞仅为少数树种所特有, 如黄
菠萝, 女贞, 冬青等 。 冬青属
木材纤维状管胞, 其壁较薄,
具缘纹孔和螺纹加厚都清晰可
见 。
一般具有螺纹加厚的纤维
状管胞, 往往叠生状排列, 其
最显著者, 以榆科及豆科 所属
树种最为常见 。
纤维管胞
4.2.2.2 韧型纤维
韧型纤维为细长纺锤形, 末
端略尖削, 偶呈锯齿状或分岐状 。
其细胞壁较厚, 胞腔较窄, 外形
与纤维管胞略相似 。
韧型纤维具单纹孔, 而纤维
状管胞为具缘纹孔 。
韧型纤维单独存在或与纤维
状管胞混合存在 。
韧型纤维末端与射线细胞相
接触处, 末端常呈锯齿状或分岐
状 。
通常在韧型纤维壁上的纹孔
分布是比较均匀的, 而径面壁上
纹孔较多, 其内壁平滑而不具螺
纹加厚 。 韧型纤维
4.2.2.3 分隔木纤维
分隔木纤维是一种具有比侧壁
更薄的水平隔膜组织的木纤维，常
出现于具有较大单纹孔的韧型纤维
中。
一般见于热带木材，是热带材
的典型特征，特别是楝科桃花心木
等木材。
分隔的隔膜是木质部子细胞形
成次生壁后，再进行分裂而产生的。
在楝科、橄榄科、豆科、马鞭草科、
五茄科等树种上可见，常见树种有
桃花心木、非洲楝 (色比利 )、奥克
榄 (奥古曼 )、黄檀、柚木、刺楸、
女贞,重阳木等。 分隔纤维
4.2.2.4 胶质木纤维
胶质木纤维 是指尚未木质化的, 胞
腔内壁呈胶质状的木纤维, 即为次
生壁呈胶质状态的韧型纤维状管胞,
通常出现胶质状态的韧型纤维较纤
维状管胞要多 。
胶质层吸水膨胀, 失水收缩, 常造
成与初生壁接合处的分离现象 。
胶质木纤维是一种缺陷, 见于许多
树种中, 常散生或集中出现在树干
偏生长轮一侧, 与应力木同时出现,
为应拉木的特征之一 。 胶质纤维
胶质木纤维 集中存在部位的木材, 在干燥过程中,
其弦向和径向的干缩均较正常材为大, 易造成木材
的扭曲和开裂；在锯解时, 常产生夹锯现象, 材面
易起毛, 需锋利的刀刃才能使切削面光滑 。
木纤维的长度, 直径和壁厚等不仅因树种而异, 即
使同一树种不同部位变异也很大 。 一般木材密度和
强度, 随木纤维胞腔变小, 胞壁变厚而显著提高 。
对于纤维板和纸浆等纤维用材, 纤维长度和直径比
值 (长宽比 )愈大, 产品质量愈好 。
木纤维长度根据国际木材解剖协会规定分七级如下：
极短 500以下；
短 500～ 700μm ；
稍短 700～ 900μm ；
中 900～ 1600μm ；
稍长 1600～ 2200μm ；
长 2200～ 3000μm ；
极长 3000μm 以上。
4.2.3 轴向薄壁组织
轴向薄壁组织 —— 由形成层纺锤形原始细胞衍生成两个或两个
以上的具单纹孔的薄壁细胞, 纵向串联而成的轴向组织 。
功能,其功能主要是贮藏和分配养分 。
轴向薄壁组织由数个薄壁细
胞轴向串链而成 。
在这一串细胞中只有两端的
细胞为尖削形, 中间的细胞
呈圆柱形或多面体形, 在纵
切面观察呈长方形或近似长
方形 。
一串中细胞个数在同一树种
中大致相等, 或有变化 。
一般在叠生排列的木材中, 每一串链中的细胞个数较少, 约
为 2～ 4个细胞；
在非叠生构造的木材中, 每一串中的细胞数较多, 约为 5～
12个细胞, 在木材显微鉴别时有一定参考价值 。
在轴向薄细胞中根据树种不同有时可含油, 粘液的结晶, 它
们分别称油细胞, 粘液细胞和含晶细胞, 因含各类物质造成
细胞特别膨大时, 又统称为巨细胞或异细胞 。
阔叶树材中轴向薄壁组织远比针叶树材发达, 其分布形
态也是多种多样的, 是鉴定阔叶树材的重要特征之一 。
根据轴向薄壁组织与导管加生的关系, 分为 离管型 和 傍
管型 两大类 。
4.2.3.1 离管型薄壁组织
4.2.3.2 傍管型薄壁组织
4.2.4 木射线
木射线 — 位于形成层以内的木质部
上, 呈带状并沿径向延长的薄壁细胞壁
集合体 。
阔叶树材的木射线比较发达, 含量较
多, 为阔叶树材的主要组成部分, 约占
木材总体积的 17%。
木射线有初 生木射线 和 次生木射线 。
初生木射线源于初生组织, 并借形成
层而向外伸长 。
从形成层所衍生的射线, 向内不延伸
到髓的射线称次生木射线 。
木材中绝大多数均为次生木射线 。
香樟
4.2.4.1 射线的大小
射线大小是指木射线的宽度与高度, 其长度难以测定 。 射线
宽度和高度在木材显微切片的弦切面上进行 。
宽度计测射线中部最宽处, 高度则计测射线上下两端间距离 。
宽度和高度均可用测尺计算长度, 也可以细胞个数表示, 宽
度在木材鉴别时特别重要,
国际木材解剖学会 (IAWA)将阔叶树材射线分五类：
(1) 射线组织宽一个细胞, 如紫檀属, 栗属等 。
(2) 射线组织宽 1～ 3列, 如雨树, 樟木等 。
(3) 射线组织宽 4～ 10列, 如朴木, 槭木等 。
(4) 射线组织宽 11列以上, 如栎木, 山龙眼, 青罔栎等 。
(5) 射线组织多列部与单列部等宽, 如油桃, 铁青木, 水团
花等 。
4.2.4.2 射线的种类
阔叶树材木射线较针叶树材复杂, 针叶树材以单列为主,
而阔叶树材以多列为主, 这也是相互区别的特征之一 。 阔叶
树材中木射线分四类：
(1) 单列木射线 在弦切面射线
沿木纺方向排成一纵列, 仅一个
细胞宽者称单列木射线, 几乎所
有木材中均能见单列射线, 但完
全为单列木射线者在阔叶树材中
甚少, 仅在杨柳科, 七叶树科和
紫檀属等木材上能见 。
(2) 多列木射线 在弦切面上射
线宽为二列以上, 为绝大多数阔
叶树材所具有如核桃木, 柚木,
桃花心木等 。 昆兰树,单列、多列
(3) 聚合木射线
许多单独的射线组织相互聚集
一起, 在肉眼下似单一的宽射线,
显微镜下各小射线由不包含导管在
内的其它轴向分子所分隔 。 如鹅耳
枥, 桤木, 石栎, 悬铃木等 。
(4) 栎式射线
由单列木射线和极宽木射线, 这
两类宽度明显差别的两类射线共同
组成的射线 。 如栎木, 米槠等 。
单列射线与多列射线同时存在于同一树种, 如丝栗,
栎木 。 多列射线与聚合射线也可同时存在于同一树种,
如桤木等 。
悬铃木
4.2.4.3 射线的组成
阔叶树材的木射线主要有射线薄壁细胞组成, 仅极少数
具聚合射线的树种, 射线中才夹杂有木纤维和轴向薄壁组织 。
阔叶树材射线薄壁细胞按径切面排列方向和形状
分三类：
横卧细胞,细胞的长轴与木纹方向垂直排列, 即呈水平状 。
直立细胞,细胞的长轴与木纹方向平行排列, 即直立状 。
方形细胞,射线细胞在径切面近似方形 。
根据射线薄壁细胞类别及组合, 可分同形射线和异形
射线两类 。
为了方便木材区分和鉴别, 在 Kribs射线分类基础上,
作了修正和补充, 成为目前射线分类最广泛应用的方法：
(1) 同形射线 射线组织全部由横卧细胞组成的射线 。
a 同形单列 射线组织全
为单列射线或偶见二列射
线, 且全由横卧细胞组成 。
如杨属, 苦木, 丝棉木,
海南锥 。
b 同形单列及多列 射
线组织由单列和多列射线,
全由横卧细胞组成 。 如桦
木属, 合欢属 。 （ 柞木 ）
(2) 异形射线 射线组织全部或部分由方形或直立细胞组成。
a 异形单列 射线组织全为单列或偶
尔出现成对者, 由横卧与直立或
方形细胞所组成 。 如柳属, 千年
桐 (Aleurites montana), 山 乌 桕
(Saplium discoior)等
b 异形多列 射线组织全为二列以上,
偶见单列, 由横卧与直立或方形
细胞组成 。 如马桑, 密花树 。
c 异形 Ⅰ 型 由单列和多列射线组成 。
单列射线由直立和方形细胞构成；
多列射线弦面观察其单列尾部较
多列部分要长, 单列尾部由直立
细胞构成, 多列部分有横卧细胞
构成 。 如乌檀, 银柴 。
d 异型 Ⅱ 型
由单列和多列射线组成 。 与异形 Ⅰ
型区别为多列射线的单列尾部较多列
部分要短 。 如朴属, 黄札属, 翻白叶
属等 (图 4-19.5)。
e 异形 Ⅲ 型
由单列和多列射线组成 。 单列射
线全为横卧细胞或直立与横卧细胞混
合组成 。 多列射线的单列尾部通常为
一个方形细胞, 一个以上者也应为方
形细胞；多列部分由横列细胞所组成 。
如山核桃, 香椿, 小叶红豆等 。
4.2.4.4 射线的特殊构造
? 射线叠生,在弦切面上，射线高度一致，呈水平方向整齐排列，
有时肉眼下亦可见，即宏观构造中的波痕。如紫檀属、黄檀属、
柿属等树种可见。射线叠生热带木材多于温带木材。
? 乳汁管,它是存在于射线中的变态细胞，是含有乳汁的连续管
状细胞。如夹竹桃科的盆架树属和桑科的榕属、箭毒木属等树
? 单宁管,形状与乳汁管相似，也存在于射线中，其管道甚长，
管壁无纹孔，管内含铁的化合物，凝聚时呈蜡状深红色，为肉
? 油细胞,射线细胞中特别膨大，内含油分的薄壁细胞。这类细
胞也可存在于轴向薄壁组织中。在樟科、木兰科某些属的木材
? 径向树胶道,出现于纺锤形射线中径向伸展的胞间道，常含树
4.2.5 阔叶树材的管胞
管胞是组成针叶树材的最主
要成分, 在阔叶树材中不常见,
仅少数树种内可见, 亦不占主要
地位 。
其长度较针叶树材管胞要短得
多, 且形状不规则 。
阔叶树材管胞可分为 环管管胞
和 导管状管胞 两类 。
4.2.5.1 环管管胞
它是一种形状不规则而短小的管胞 。
形状变化很大, 大部分略带扭曲, 两
端多少有些钝, 有时还具水平的端壁,
侧壁上具有显著的具缘纹孔 。
环管管胞多数分布在早材大导管的周
围, 受导和内压力的影响, 而被压缩
成扁平状, 其长度不足木纤维之一半,
平均长 500～ 700μm, 与导管一样起输
导作用 。
环管管胞仅在栎木, 黄菠萝, 桉树及
龙脑香科等木材上可见 。
4.2.5.2 导管状管胞
它分布于晚材中, 形状和排列像较
原始而构造不完全的导管 。
它不具穿孔, 两端以具缘纹孔相接,
侧壁具缘孔直径常大于导管间纹孔
直径 。
在榆木, 朴木等榆科木材中, 导管
状胞侧壁有具缘纹孔外, 常见螺纹
加厚, 并与晚材小导管混杂, 甚至
上下相接, 在晚材中同样起输导作
用 。
4.2.6 胞间道
胞间道 －指不定长的细胞间隙, 通常储藏着由泌脂细胞或泌
胶细胞所分泌的树脂或树胶 。
双子叶类木材的胞间道通常称为树胶道 。
阔叶树材的树胶道和针叶树材的树脂道一样, 也分 轴
向 和 径向 两种, 但阔叶树材两种同时具有的树种极少, 仅
限于龙脑香科, 金缕梅科, 豆科等所属的少数树种 。 阔叶
树材中也有正常树胶道和受伤树胶道 。
4.2.6.1 正常树胶道
正常轴向树胶道为龙脑香科和豆科等某些木材的特征,
在横切面上散生, 如异翅香 。
正常横向树胶道存在于木射线中, 在弦切面呈纺锤形
射线, 见于漆树科, 橄榄科等所属木材 。
4.2.6.2 受伤树胶道
受伤树胶道是由于树木生长受病虫害或外伤而产
生，在横切面上常为切线状，常见于金缕梅科的枫香
和芸香科等所属树种的木材中。
髓斑 （ pith flecks）
? 是不正常的薄壁组织, 一般
是在形成层受伤后产生的一
种受伤薄壁组织, 多见于槭
属, 桦属 （ 白桦 ） 。 在纵切
面上呈轴向线条状 。 伤害形
成层的穿孔的幼虫是产生髓
斑的原因 。
4.2.7 针叶树材和阔叶树材组织构造的比较
针、阔叶树材的组织构造有明显差异，前者组成细胞种类
少；后者种类多，且进化程度高。
主要表现于针叶树材主要组成分子管胞，既有输导功能，
又具有对树体支持机能；而阔叶树材作了分工，导管司输
导，木纤维司支持机能。
针、阔叶树材最大差异是前者不具导管，而后者具有导管。
此外，阔叶树材比针叶树材射线宽，射线和薄壁组织的类
型丰富，含量多。
因此阔叶树材在构造和材性上比针叶树材要复杂、多变 。
表 4-1 针叶树材和阔叶树材构造的主要差异
组成分子 针叶树材 阔叶树材
不具有 具有
管胞
木纤维
管胞是主要分子, 不具韧性纤维 。 管
胞横切面呈四边形或六边形 。 早晚材
的管胞差异较大 。
具有阔叶树材管胞 (环管管胞和导
管状管胞 )。 木纤维 (纤维状管胞和
韧性纤维 )是主要分子, 细胞横切
面形状不规则, 早晚材之间差异不
大 。
木射线
具射线管胞, 组成射线的细胞都是横
卧细胞, 多数是单列 。 具有横向树脂
道的树种会形成纺锤形木射线 。
不具射线管胞 。 组成射线的细胞也
有都是横卧的, 一般是横卧和直立,
与方形细胞一起组成的较多 。 射线
仅为单列的树种少, 多数为多列射
线, 有些含聚合射线 。
胞间道
仅松科某些属具有树脂道, 其分布多
为星散, 或短切线状 (轴向正常的为两
个树脂道隔着木射线并列, 而创伤树
脂道呈短切线状弦向排列 )。
具有树脂道 。 某些树种具有轴向和
横向两种 。 有些仅有轴向, 而多数
仅有横向 。 轴向胞间道的排列有同
心圆状, 短切线状或星散状等 。
矿物质 仅少数树种细胞含有草酸钙结晶, 不含二氧化硅 。
在不少树种细胞中含有草酸钙结晶,
结晶形状多样 。 有些热带树种细胞
中含有二氧化硅 。
4.3 组织、构造的变异
4.3.1 树种间变异
4.3.1.1 细胞构成
针叶树材构造细胞中, 管胞和射线薄壁细胞是所有树种都
存在的基本细胞, 其它种类的细胞根据树种不同而决定其
存在与否 。
阔叶树材的特征是具有导管, 构成细胞的种类也较针叶树
材为多, 功能向专门化发展, 针叶树材的主要组成细胞为
管胞, 在阔叶树材中仅少数树种具有, 而主要组成细胞为
木纤维 。
针叶树材射线细胞在排列上全系横卧细胞, 而阔叶树材射
线构成除横卧细胞外, 部分树种尚有直立细胞和方形细胞
共同组成 。
总之, 木材的细胞构成, 其形状, 比率, 排列状态和尺寸
大小等是随树种而异的特征 。
根据, 日本木材, 记载，日本产 18种针叶树
材
构成组织比的变动范围为：
管胞占 89.1%(罗汉松 )～ 98.6%(罗汉松 )；
轴向树脂道占 0～ 1.6%(日本五针松 )。
32种阔叶树材构成组织比的变动范围为：
导管占 4.7%(黑榆 )～ 51.9%(连香 )；
木纤维占 32.1%(圆齿木青罔 )～ 83.2%(黑榆 )；
轴向薄壁组织占 0.2%(辽杨 )～ 36.9%(毛泡桐 )；
射线组织占 3.7%(椴木 )～ 19.5%(樱木 )
4.3.1.2 细胞的大小
针叶树材管胞其大小可分长度, 直径和壁厚, 因早, 晚
材管胞大小有异, 需分别计测；
管胞直径和壁厚在径向和弦向有差异, 通常以弦向计测 。
管胞长度根据树种而异, 在 1～ 6.7mm范围内, 通常长为
3～ 4mm；
管胞弦向直径 15～ 60μm ；壁厚早材为 1～ 3.5μm, 晚材
为 2～ 8μm 。
阔叶树材导管和木纤维大小同样分长度, 直径和壁厚等项目 。
导管长度在 0.08～ 1.7mm范围内；
直径以弦向计, 在 15～ 260μm 范围内；壁厚在 1～ 8μm 范围内 。
木纤维长度在 0.3～ 2.5μm 范围, 以 1～ 2μm 为最常见, 为针
叶树材管胞长度的 1/2～ 1/3左右；
木纤维直径在 10～ 60μm 范围内, 以 20～ 30μm 为最常见；壁
厚在 1～ 10μm 范围内, 常见为 3～ 5μm 。
世界主要木材中, 最轻的巴塞木 (balsa)木纤维大小：
直径 40～ 80μm, 长 1.3～ 2.0～ 2.7mm,壁厚 1.5～ 2μm ；
最重的愈创木 (lignum vitae)木纤维大小,直径 8～ 13μm, 长
0.33～ 0.59～ 0.77mm,壁厚 3～ 5μm 。
4.3.2 树干内的变动
4.3.2.1 水平变动
水平变动－ 构成树木的细胞大小, 壁厚及 S2层的纤丝角等,
通常从髓水平向外 (即径向 )呈有规则的变动, 将这种变动
称径向变动或水平变动 。
（ 1） 管胞长度
针叶树材管胞长度在近髓部位为最短 (约 1mm),从髓
起向外侧移动呈急剧增长, 在第 10～ 15生长轮时增长变小,
超过 20生长轮后成为大致稳定 (约 4mm)。 这种管胞长度规
律性的水平变动模式常称 K·Sanio法则 。
管胞从形成层纺锤形原始细胞分生, 至细胞的细胞壁形
成结束为止, 这全过程其长度伸长仅 5%～ 10%左右, 它与木纤
维的成倍增长有明显区别, 这意味着 管胞长度依存于原始细
胞自身长度 。
未成熟材：原始细胞长度不稳定阶段所形成的木材 。
成熟材：原始细胞长度达稳定的成熟期所形成的木材 。
未成熟的幼龄材材质低劣, 管胞长度是判别幼龄材的重
要指标, 也是针叶树材材质评定的重要指标 。
影响形成层的分裂频度的因素：
依存于林木的生长环境, 如气候, 土壤, 地形,
植被, 营养, 水分等自然环境；加上种植密度, 修
枝, 间伐, 施肥, 树冠量等人为生长环境等的变化 。
生长在贫瘠林地上初期直径生长不良的柳杉, 通
过施肥, 促进直径生长的树干, 其管胞长度加速到
达稳定, 能缩短未成熟期 。 落叶松和赤松达成熟龄
后, 生长轮宽度为 1～ 2mm者管胞长度为最长, 生长
轮过宽及过窄均会使管胞长度变短 。 此外成为老龄
的过熟龄, 一般因生长衰弱, 管胞长度变短 。
管胞长度也受高生长的影响, 在树枝上管胞长度
的变异, 和树干各节间内的变异相似, 枝的长度越
长, 管胞长度越长 。 高生长越好, 则管胞长度变长 。
(2) 管胞的直径、壁厚、纤丝角
管胞弦向直径无论近髓还是其外侧都大致
相同； 径向直径 从髓向外侧逐渐变大, 超过 15
年左右后大致一定, 这种变化在早材管胞上特
别显著, 而晚材管胞变化较少 。
管胞厚度的水平变化显示与直径变化有相
似的倾向, 但是壁厚的变化和直径相反, 在晚
材管胞上能明显看到, 在早材管胞较少变化 。
管胞纤丝角因和针叶树材的物理, 力学性质有着直接
关系, 所以是重要的材质指标 。 纤丝角在生长轮内从早材
部至晚材部逐渐变小, 至 15生长轮左右大致一定 。 这种纤
丝角的水平变化和管胞长度的变化大体呈相反关系 。
两者间有 L=a+bcosθ 的关系 。
式中：
L为管胞长度, θ 为纤丝角,
a和 b为根据不同树种而定的常数 。
(3) 木纤维长、导管分子长
构成阔叶树材的细胞约 70%以上是木纤维 (包括韧形纤维
和纤维状管胞 )和导管 。 木纤维主要保持树体有足够的强度,
导管起水分输导作用 。
木纤维长度从髓向外侧水平变动的趋势和针叶树材管胞
长度变动相似。
髓附近的木纤维最短 (0.5～ 1.0mm)，随着向外侧移动急
剧变长。大体超过 20个生长轮时 (个别有 50～ 60生长轮 )成为
一定长度 (1.5～ 2mm)。
木纤维长度在生长轮内的变动情况和管胞有相当明显的
不同。
木纤维长度和纺锤形原始细胞长
度间的关系，可分三种类型
(1)依存于原始细胞长度的树种
(2)完全不依存的树种
(3)中间型的树种
木纤维在其分化过程中, 长度伸
长有 50%～ 80%,相对比, 导管分子长
度在分化中几乎不变, 为此导管分子
长度可认为是各形成部位原始细胞的
长度 。 而根据古川 71种阔叶树材木纤
维长和导管分子长的水平变动的研究
结果显示有明显差别 。
图 4-24 木纤维和
导管分子长度的水
平移动
长
度
(
m
m
)
Ⅲ
型木纤维长
Ⅱ 型 Ⅰ 型
Ⅲ
型
导管分子
长 Ⅱ 型
Ⅰ 型
从髓起的生长轮数
1 20(-50)
0.
5
1.
0
1.
5
2.
0
Ⅰ 型树种是导管长度全无变化,
木纤维的伸长生长量 (可近似看作从
木纤维长度上减去导管分子长度 )从
髓起随生长轮数增加而增大, 超过 20
生长轮后趋于稳定 。
Ⅲ 型树种, 不仅导管分子长度从
髓起随生长轮数增大而增长, 在生长
轮内从生长轮形成早期至晚期也增长；
木纤维长度也作对应的变动 。
Ⅲ 型树种其木纤维伸长量远比 Ⅰ
型为小, 木纤维长度变动完全依存于
原始细胞长度这一点和针叶树材管胞
的水平变动相类似 。
图 4-25 阔叶树 Ⅰ 型,Ⅲ
型 的木纤维长和导管分子
长的经内水平变动
木纤维
长 Ⅲ 型
木纤维
长 Ⅲ 型
木纤维
长 Ⅰ 型
木纤维
长 Ⅰ 型
长
度
从髓起的生长轮数
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
Ⅰ 型－完全不依存的树种
Ⅱ 型－中间型的树种
Ⅲ 型－依存的树种
(4) 木纤维及导管分子的直径、壁厚
这类细胞水平变动尚缺乏系统的研究, 仅有片断的
结果, 如导管分子平均直径近髓处小, 分布密；从髓向
外侧移动时, 其直径变大, 分布变疏, 其后稳定等 。 木
纤维纤丝角水平变动与木纤维长度变动显示有相反倾向,
也有报导在这两者间存在和管相似的变异 。
4.3.2.2
树干不同高度上分析, 将这
些数据在树干解析图或树干纵切
形状图上作成曲线, 就了解树干
内或地上高度方向的变动 (垂直
变动 )。
管胞长度最长的部位, 即是
材质最优良的部位 。 它是从树干
的胸高附近起至树冠基部为止的
区段内, 分布在树干外侧的部分
(成熟材部分 ) 。
阔叶树材木纤维长度的垂直
分布与针叶树材落叶松的情况大
致相同 。
图 4-26 落叶松管胞
长的垂直变动
从髓起的生长轮数
未成熟材
成熟材
枝下部
树冠部
树高
(m)
0 10 20 30 40 50
2.0
3.0
3.5 4.0m
m
0
5
10
15
20
25
4.3.3
4.3.3.1 生长轮年代学
生长轮年代学 (dendrochronology)－是从木材宽度的变
动, 来确定形成该木材的年代, 以此为基础而研究过去的气
候和环境变化的一门科学 。
木材的生长轮宽度在生长环境 (气候 )共同的地区其变动
的图谱非常相似 。
应用该原理, 以采伐年的木材作为基点, 从古建筑木材,
遗址出土木材, 埋没木材等搜集的木材标本上, 将具有同样
生长轮宽度变动图谱的部分重叠, 能得到很久远连续年代的
生长轮宽变动的标准图谱 。
把这样所制得标准图谱称为历年标准生长轮宽度变动图
谱, 简称为历年标准图谱 (Standard Chronology)。
生长轮年代学 不是以生长轮宽绝对值的大小, 而是以生
长轮宽变动的倾向作基准的 。
在日本用扁柏木材已完成从现代起至公元前 317年为止,
约 2200生长轮宽的历年标准图谱 。
另有从生长轮宽的变动来推断古气候的研究领域, 称为
生长轮气象学 (dendroclimatology),世界各国都在研究 。
根据最近研究, 从美洲加利福尼亚产的狐尾松 (pinus
balfouriana)过去 2000年生长轮宽的分析, 认为从 6月份起
至 1月份的气温和生长轮宽有密切关联 。
另外这种气温对照太阳的活动, 认为是以 125年作周期
性变动 。
4.3.3.2 环境对木材构造、材质的影响
给树木生长造成影响的环境因子极多, 以下为几个主
要影响因子：
温度 是影响形成层活动的主要因素之一, 低温不仅
使形成层活动推迟, 也使形成层活动过早停止, 因而缩
短了生长期, 使生长轮变窄 。
相反, 高温也常常抑制树木的直径生长 。 在控制环
境的实验结果表明：在某温度范围内, 管胞的直径长度
随温度增大而增大；管胞的壁厚随夜间温度上升而减少,
这是认为夜间温度高, 由呼吸而引起同化物质消耗变多
的缘故 。
树木生长所需的 水 是土壤中的有效水分, 而对木材的
影响在不同生长时期是不同的 。
一般在整个生长时期, 或从春至初夏, 具有充足水分
时, 生长轮宽度变宽, 晚材率减少, 因此木材密度下降 。
此外, 在晚材形成时期, 如存在有充分的水, 晚材形
成期延长, 木材的晚材率增加, 木材密度变高 。 水应力越
高, 形成层活动衰减, 活动期变短, 生长轮宽度变狭 。
Larson在多脂松 (Piunus resinosa)的苗木上用实验
证明了若在生长期造成人工的水不足, 则形成直径窄的细
胞, 再给予水分时则细胞直径增大, 形成了假生长轮 。 认
为这是因为水分不足, 顶端生长活动衰弱, 供给细胞的植
物生长激素量减少所致 。
土壤的性质 和树种的不同也给予木材影响, 认为这是因为
土壤对水分和养分保持能力差的缘故 。
关于木材性质的 地理变动 方面, 认为是由于场所不同,
造成温度, 降水量, 土壤, 日照等不同所给予的影响 。 北美
伊里诺州的松类的木材密度从北向南逐渐减小；加勒比松和
湿地松的晚材率在其天然分布范围内, 从北向南, 从西向东
逐渐增加 。 认为这些是由于在生长期间土壤中的水分不同的
缘故 。
另外, 还存在有适应于这种温度, 降水量, 日长等环境
因子的地理变异, 如欧洲赤松的管胞长度从南到北变短 。 关
于气候对生长轮宽度影响方面, 也有认为前一年的气候比生
长期间的气候更重要的报导 。
4.3.3.3 抚育对木材构造、材质的影响
抚育能给予木材性质影响的是 间伐、打枝和施肥 。
间伐 是在林分闭锁, 林木间竞争开始后, 为了调
节生长, 采伐其中一部分, 调节立木密度的重要抚育
措施 。 立木密度不仅影响树枝的大小和发达程度, 树
干形状和生长量, 也影响木材品质, 因枝条在木材中
形成节, 节是木材重要的缺陷因子 。
根据加纳的研究, 柳杉人工林, 密植能减少节子
数和减小节直径, 使树干圆满, 枝下高变高 。 疏植会
造成树干圆满度下降, 制品的成品率降低, 同时低品
质的未成熟材比例增加, 木材密度降低 。
另外尚有管胞长度减少等报导 。 从材质考虑, 间
伐常采用弱度间伐 。 因强度间伐会造成树冠变大, 枝
的尺寸增大, 生产树冠材偏谱多, 有些树种会产生不
定芽的不良情况 。
打枝 是为了生产无节材而除去枝条 。
从材质考虑打枝作用有：
(1)能生产无节材；
(2)使干形圆满；
(3)能控制单树的生长轮宽度；
(4)能减少树冠材 (未成熟材 )的数据；
(5)能加速心材化进程 。
而打枝可能产生木材的缺点有：
(1)会发生变色；
(2)有时会产生不定芽；
(3)打枝后会暂时形成木材不规则乱纹；
(4)打枝反复进行会形成木材密度分布不规则 。
综合利弊, 打枝是利远大于弊的抚育措施 。
施肥 是增大森林收获量的抚育措施 。 施肥对木材性质的
影响, 根据幼龄林或壮龄林的不同而异 。
对于未成熟材形成阶段的幼龄林, 施肥不仅增加未成熟
材的数量, 并会推迟向成熟材过渡的时间 。
一般由于施肥生长轮宽度变宽, 晚材率减少, 伴随着木
材密度减少 。 此外, 认为管胞长度也减少 。
根据 Posdy报导, 由于施肥火炬松 (Pinus taeda)晚材率
从 47%减少到 36%；木材密度从 0.48g/cm3减少到 0.39g/cm3；
晚材管胞长度从 3.9mm减少到 3.4mm。 但也有由于施肥早材管
胞壁厚增加, 晚材管胞壁厚减少, 生长轮内木材密度更均一
化等的相关报导 。
施肥对于木材性质的影响, 一般认为需要数年的时间 。
本章结束
轴向薄壁组织组成 1～ 3个细胞宽的
横向断续短切线 。
如柿树, 枫杨, 核桃木等 。
切线状
带状
轴向薄壁组织宽 3个细胞以上, 呈同心带
排列, 如黄檀 。
带状薄壁组织宽度与所间隔的木纤维带等
宽或更宽, 称宽带状, 如红豆树, 榕树等 。
若轴向薄壁组织带相互间的间距与射线组
织相互间的间距大致相等, 构成交叉网,
称网状, 如橡胶木, 纤皮玉蕊等 。 若轴向
如番荔枝, 山龙眼等 。
带状又分 傍管带状 和 离管带状, 两者难以
区分时可统称带状 。
轮末状
在每个生长期末期, 单独或不定宽
度的轴向薄壁细胞构成连续或断
续的层状排列 。
如柳属, 杨属, 槭属, 桑属, 刺槐
属等 。
轮始状
在每个生长期初期, 单独或不定宽度
的轴向薄壁细胞构成连续或断续的
层状排列 。
如柚木及核桃科各属 。
星散状
轴向薄壁组织单独呈不规则分散于
木纤维等其它组织之间 。
如黄杨, 枫香, 桦木, 桉树等 。
稀疏傍管状
轴向薄壁组织在导管周围单独出现,
或排列成不完整的鞘状的,
如拟赤杨, 木荷等 。
单侧傍管状
轴向薄壁组织仅限于导管的外侧或内
侧分布, 如厚皮香, 枣树等 。
环管状
轴向薄壁组织完全围绕于导管周围,
呈圆形或卵圆形, 如梧桐, 香樟,
梓树, 大叶桉等 。
翼状
轴向薄壁组织在导管周围向左右两
侧延伸, 呈型如鸟翼状的排列,
如泡桐, 合欢等 。
聚翼状
翼状薄壁组织横向相连, 呈不规
则的切线或斜带状, 如榉树,
刺槐, 花榈木等 。
本章重点介绍针叶树材与阔叶树的
显微构造，并比较针、阔叶材组织构造
的差异。同时简要讲解木材组织与构造
的变异情况。
目 录
4.1 针叶树材的显微构造
4.2 阔叶树材的显微构
造
4.3 组织、构造的变异
针叶材（红松）、阔叶材（小叶杨）微观构造横切面
紫椴 水曲柳
4.1 针叶树材的显微构造
针叶树材的解剖分子较简单, 排列规则, 主要有
轴向管胞, 木射线, 轴向薄壁组织和树脂道 (图 4-1)。
图 4-1 针叶树材三切面的扫描电镜图 (自崔永志,2003)
1,红松 (pinus koraiensis)。 2,杉木 (Cunninghamia lanceolata)。
C,横切面； T,弦切面； R,径切面。 箭头所指为生长轮分界处。
近面为早材部位，远面为晚材部位
4.1.1 轴向管胞
广义轴向管胞是针叶树材中沿树干主轴方向排列的狭长
状厚壁细胞 。
广义轴向管胞,
狭义轴向管胞 (简称管胞 ) —
树脂管胞
索状管胞 极少数针叶树材中才具有
一切针叶树材都具有，为针叶
树材最主要的组成分子
通常轴向管胞是指狭义轴向管胞 。
轴向管胞 —— 针叶树材中轴向排列的厚壁细胞, 两端
封闭, 内部中空, 细而长, 胞壁上具有纹孔, 同时起
输导水分和机械支撑的作用, 是决定针叶树材材性的
主要因素 。
4.1.1.1 管胞的特征及变异
(1)管胞的形态、特征
管 胞在 横切 面
上沿径向排列, 相邻
两列管胞位臵前后略
交错, 早材呈多角形,
常为六角形, 晚材呈
四边形 。
管胞
早材 管胞, 两端呈
钝阔形, 细胞腔大壁薄,
横断面呈四边形或多边
形；
晚材 管胞, 两端
呈尖削形, 细胞腔壁厚,
横断面呈扁平状 (图 4-2)。
图 4-2 针叶树材管胞
A.马尾松早材管胞；
B.早材管胞的一部分；
C.晚材管胞的一部分；
1.径切面上的纹孔；
2.弦切面上的一部分；
3.通向射线管胞的纹孔；
4.窗格状纹孔
管胞平均长度为 3～
5mm,宽度 15～ 80μm,
长宽比为 75～ 200∶ 1。
晚材管胞比早材管
胞长 。
早晚材管胞厚度变
化有的渐变, 如冷杉；
有的急变, 如落叶松 。
轴向管胞弦向直径
决定着木材结构的粗细,
弦向直径小于 30μm 的
木 材为 细结构 ； 30～
45μm 的为中等结构；
45μm 以上的为粗结构 。 （红松）
(2) 管胞的变异
管胞长度的变异幅度
很大，因 树种、树龄、生
长环境和树木的部位而异。
在不同树高部位内的
变异，由树基向上，管胞
长度逐渐增长，至一定树
高便达最大值，然后又减
少。
由于针叶树材成熟期有
早有晚，管胞达到最大长
度的树龄也不同。（ 樟子松 ）
4.1.1.2 管胞壁上的特征
(1)纹孔
早材管胞 在径切面上, 纹
孔大而多, 一般分布在管胞
两端 。
晚材管胞, 纹孔小而少,
径, 弦切面都有 (图 4-2)。
图 4-2 针叶树材管胞
A.马尾松早材管胞；
B.早材管胞的一部分；
C.晚材管胞的一部分；
1.径切面上的纹孔；
2.弦切面上的一部分；
3.通向射线管胞的纹孔；
4.窗格状纹孔
雪松属的纹孔托曲呈蛤壳状，
称雪松型，是雪松属木材的典型
特征。
铁杉的纹孔边缘上具有折皱
和极细至颇粗的辐射线条，称铁
杉型纹孔，为铁杉属木材的特征。
图 4-3 纹孔 (径切面 )
A.雪松型纹孔 (雪松 )；
B.铁杉型纹孔 (铁杉 )
(2) 螺纹加厚
螺纹的倾斜度随树种和细胞壁的厚度而变异 。 螺纹加
厚并非所有针叶树材都具有 。
? 早, 晚材管胞壁上都具有：紫杉属, 榧属, 粗榧属 。
? 早材管胞壁具有：黄杉属 。
? 晚材管胞具有：落叶松属, 云杉属
在应压木中, 有些管胞壁上具有一种贯穿胞壁的螺纹
裂隙, 称为 螺纹裂隙 。
螺纹裂隙与螺纹加厚的区别 在于螺纹加厚见于正常材, 螺
纹裂隙见于应压木；螺纹加厚与轴线的夹角大于 45°, 螺
纹裂隙与轴线的夹角小于 45° ；螺纹加厚限于内内壁, 为
加厚, 螺纹裂隙延至复合胞间层 。
4.1.2 木射线 （ wood ray）
体积约占 7%。
? 射线细胞 （ ray cell） ——
构成木射线的每个单独细胞 。
? 木射线 （ wood ray） —— 由多
数射线细胞相互连续聚合而成
的组织 。
? 1,种类：
? 在弦切面上, 以木射线的宽度
和高度分两类：
? a,单列木射线 （ uniseriate
wood ray）
? b.纺锤型木 射线 （ fusiform
wood ray） （ 由于横向树脂
道的存在 ）
? （ 红松 ）
木射线
2,组成：由射线薄壁细胞 （ ray
parenchyma cell） 组成 。
在松科某些属 （ 松, 云杉, 落叶
松等 ） 中也有射线管胞 。
（ 1） 射线管胞 （ ray tracheid） —
— 木射线中的横向管胞, 为松科
木材特征
射线管胞内壁有锯齿状加厚
（ dentate thickenings）, 也可
能 有 螺 纹 加 厚 （ spiral
thickening s） 。
硬松类：有锯齿状加厚
软松类：无锯齿状加厚
锯齿状加厚为鉴别木材的重要
特征之一 。 （ 樟子松 ）
木射线：组成
? （ 2） 射线薄壁细胞 —— 横向
生长的薄壁组织, 是组成木
射线的主体 。
? ① 水平壁与垂直壁：把垂直
于木质部年轮的细胞壁称径
面壁弦向的壁称弦面壁 。
? a,在径切面的早材部观察,
壁薄 （ 水平壁 ） 。 水平壁上
是否具纹孔, 也是识别木材
的特征之一, 如：铁杉 （ 水
平壁具纹孔 ）, 罗汉松 （ 水
平壁不具纹孔 ） 。
? b,垂直壁的节状加厚：如松
科的软松系也是鉴别木材特
征之一。 （红松）
木射线：组成 （ 2）射线薄壁细胞
? ② 凹痕 （ indenture） —— 径切
面上射线薄壁细胞四周的凹穴 。
? 除南洋杉外, 存在于针叶树材
的各科木材中 。
? ③ 交叉场纹孔类型 （ 是针叶材
最重要的识别特征之一 ）
? 交叉场 （ cross field） —— 径
切面上射线薄壁细胞与轴向管
胞相交的平面, 又称, 井字
区,, 一般指早材部分而言 。
?
红松的 交叉场纹孔
交叉场纹孔（ cross-field pit ）
交叉场纹孔 —— 在径切面由射线薄壁细胞和早材轴向管胞相交
叉区域的纹孔式 。
交叉场纹孔可分五种类型：
窗格状, 松木型, 云杉型, 杉木型, 柏木型 。窗格状 松木型 云杉型 杉木型 柏木型
具有宽的纹孔口，系单
纹孔或近似单纹孔，形
大呈窗格状。通常为 1～
3个纹孔，横列，是松属
木材的特征之一，以樟
子松、马尾松、华山松
最为典型。
较窗格状纹孔小，为单
纹孔或具狭的纹孔缘，
纹也数目一般为 1～ 6个。
常见于松属，如白皮松、
长叶松、湿地松、火炬
松 (美国硬松类几乎全
为松型纹孔 )。
纹孔具有狭长的纹孔口, 略向
外展开或内含, 形状较小 。 是
云杉属, 落叶松属, 黄杉属,
粗榧属等木材的典型特征 。 在
南洋杉科, 罗汉松科, 杉科的
杉属及松科的雪松属木材中云
杉型纹孔与其它型纹孔同时出
现 。
为椭圆形至圆形的内含纹孔, 其纹
孔口略宽于纹孔口与纹孔缘之间任
何一边的侧向距离 。 与柏木型纹孔
的区别是纹孔与纹孔缘的长轴是一
致的 。 不仅存在杉科, 也见于冷杉
属, 崖柏属, 油杉属 。 并能与其它
纹孔类型同时存在于黄杉属, 罗汉
松属, 雪松属, 落叶松属, 落羽杉
属等木材 。
柏木型纹孔口为内含, 纹孔
口较云杉型稍宽, 其长轴从
垂直至水平, 纹孔数目一般
为 1～ 4个 。 柏木型纹孔为柏
科的特征, 但在雪松属, 铁
杉属及油杉属的木材中也可
发现 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 交叉场纹孔类型：
? a,窗格状 （ window-like
pit ） —— 单纹孔, 形大, 每
个交叉场内有 1-3个, 为松属
特征, 红松, 樟子松, 马尾松,
云南松 。
? b,云杉型 （ piceoid pit ）,
具窄而稍外延或内涵的纹孔口,
形小, 孔缘狭, 云杉, 落叶松
（ 2）射线薄壁细胞
? c,柏型 （ cupressoid
pit ）,纹孔口较宽,
但纹孔缘较窄, 其纹
孔口的长轴随位臵而
变 。 柏科, 柏木, 杉
科少数属, 紫杉 。
? d,杉型 （ taxodioid
pit ）,纹孔略大,
卵圆至圆形, 纹孔口
内涵, 且宽, 孔口长
轴与纹孔缘一致 。 罗
汉松, 冷杉, 水杉,
雪松 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 交叉场纹孔类型：
? e,f,松型
（ pinoid pit ）,
纹孔比窗格状的小，
单纹孔或具狭缘，
无一定形状纹孔口
的两端较尖，纹孔
的大小不一，以区
别于杉型,白皮松,
长叶松 。
（ 2）射线薄壁细胞
? 射线细胞 （ ray cell） 的形状和大小：
? 形状：弦切面上呈圆形, 卵圆形, 椭圆形, 变化很大
? 长度：早材的射线管胞比晚材部分的长, 测量时应以早
材部分取其中部较高的木射线细胞长度为准 。
? 木射线的高度和体积：
? 射线高度以弦切面上的细胞个数或以整个高度用微米
（ um） 计算
? ① 高度：针叶树材平均 10-15细胞高 （ 每个细胞 15-
30μm ）, 柏科的木射线高度比松, 杉科低 。
? ② 体积：很小, 百分比 7.08%（ 3.7-11.7%）, 射线率高,
树种进化程度高 。
? 从这点上说，阔叶树材比针叶树进化。阔叶材射线发达。
射线细胞的形状和大小：
4.1.3 轴向薄壁组织
4.1.3.1
组成细胞的胞壁较薄, 细胞短, 两端水平, 壁上为单
纹孔, 细胞腔内常含有深色树脂 。 横切面为方形或长方形,
常借内含树脂与轴向管胞相区别 。 纵切面为数个长方形细
胞纵向相连成一串, 其 两 端 两 个细 胞 端 部 尖削 。
4.1.3.2
根据轴向薄壁细胞在针叶树材横断面的分布状态, 可
分为三种类型 。
(1)星散型
指轴向薄壁细胞呈不规则状
态散布在生长轮中，如杉
木。
(2) 切线型
指轴向薄壁细胞呈 2～数个
弦向分布，呈断续切线状，
如柏木。
(3) 轮界型
指轴向薄壁细胞分布在生长
轮末缘，如铁杉。
轮界型（ terminal）（ 大叶
桃花心木）
节状加厚：薄壁细胞端壁上
单纹孔对的一种加厚形式。
（ 水青树 ）
4.1.4 树脂道
树脂道 —— 由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有
分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。
根据树脂道发生和发展可分为 正常树脂道 和 创伤树脂道 。
4.1.4.1 正常树脂道
(1)
树脂道是生活的薄壁组
织的幼小细胞相互分离而
成的。
围绕树脂道成一完整的
1～数层壁薄，泌脂细胞层，
称泌脂细胞层。松属的泌
脂细胞壁上无纹孔，未木
质化，因而分泌树脂能力
极强，是松属树种作为采
脂树种的主要原因。
(2) 树脂道的组成
树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管
胞所组成。
(3) 树脂道的大小
在具正常轴向树脂道的 六属 中, 松属树脂道
最多也最大, 其直径为 60～ 300μm, 落叶松次之
为 40～ 80μm, 云杉为 40～ 70μm, 银杉和黄杉为
40～ 45μm, 油杉为最小 。
树脂道长度平均为 50cm,最长可达 1m,它随树
干的高度而减小 。
(4) 横向树脂道
上述具正常轴向树脂道的六属中, 除油杉属之
外, 都具有横向树脂道 。 横向树脂道存在于纺锤
形木射线之中 。 它与轴向树脂道相互沟通, 形成
完整树脂道体系 。 横向树脂道直径较小, 在木材
弦切面上, 用扩大镜仔细观察有时也能发现 。
4.1.4.2 受伤树脂道
在针叶树材中, 凡任何破坏树木正常生活的现象, 都可能
产生受伤树脂道 。
针叶树材的受伤树脂道可分为轴向和横向二种, 但除雪松
外很少有两种同时存在于一块木材中 。
轴向受伤树脂道在横切面上呈弦列分布于旱材部位, 通常
在生长轮开始处较常见 （ 臭冷杉 ） 。 而正常轴向树脂道为
单独存在, 多分布早材后期和晚材部位 。
横向受伤树脂道与正常横
向树脂道一样, 仅限于纺
锤形木射线中, 但形体更
大 。
4.2 阔叶树材的显微构造
阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有导管，
故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、木纤维、轴向
薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等 (图 4-10)。
与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排列不规
整，材质不均匀。其中导管约占 20%，木纤维占 50%，木射线
占 17%，轴向薄壁组织占 2%～ 50%。各类细胞的形状、大小和
壁厚相差悬殊。
图 4-10阔叶树材三切面的扫描电镜图 (佐伯浩 )
1,欧洲水青冈 (Fagus sylvatica)； 2,榆木 (Ulmus laciniata)；箭头处表示生长轮界
4.2.1 导管
? 导管 —— 由一连串的轴向细胞形成无一定长度的管状组
织, 构成导管的单个细胞称为导管分子 。
? 导管是由管胞演化而成的一种进化组织, 专司输导作用 。
导管分子是构成导管的一个细胞 。
? 导管分子发育的初期具初生壁和原生质, 不具穿孔,
以后随面积逐渐增大, 但长度几乎无变化, 待其体积发
育到最大时, 次生壁与纹孔均已产生, 同时两端有开口
形成, 即穿孔 。
4.2.1.1 导管分子的形状和大小
（ 1） 导管分子的形状
常见有鼓形, 纺锤形, 圆柱形和矩形等, 一般早材部分
多为鼓形, 而晚材部分多为圆柱形和矩形 。
若树木仅具有较小的导管分子, 则在早晚材中都呈圆柱
形和矩形；若导管分子在木材中单生, 它的形状一般呈
圆柱形或椭圆形 。
图 4-11
A.鼓形； B.圆柱形； C.纺锤形； D.
a.穿孔； b.穿孔隔； c.穿孔板
A
C B
D
(2) 导管分子的大小和长度
大小,以测量弦向直径为准 。
小者可小于 25μm, 大者可大于 400μm 。
通 常 可 以 用 100 ～ 200μm 定 为 中 等, 小于
100μm 者为小, 大于 200μm 者为大 。
长度,
短者可小于 175μm, 长者可大于 1900μm 。 以
350～ 800μm 定为 中等, 小于 350μm 为短, 大于
800μm 为长 。
一般环孔材早材导管分子较晚材短, 散孔材则长
度差别不明显 。 树木生长缓慢者比生长快者导管分子
短 。 较进化树种导管分子长度较短 。
4.2.1.2 管孔的分布与组合
(1)管孔的分布
导管分子的横切面称为管孔 。 根据管孔的分布状态, 可将木材
分成环孔材, 散孔材, 半散孔材等不同类型, 可参见本书的第 2章 。
单管孔：
管孔单独存在于木材中,
管孔周围全由其它组织包
围, 它不与其它管孔相连 。
如栎木等 。
复管孔：
指由 2～数个管孔相连成径
向或弦向排列，除两端的管
孔仍为圆形外，中间部分的
管孔则为扁平状的一组管孔。
如桦木、槭木等。
管孔链：
指一串相互连接, 但各自仍
保持原来形状的单管孔, 呈
径向排列, 如冬青等 。 (柿
树 )
管孔团：指许多呈圆形或不
规则形状的管孔聚集在一起
呈集团状 。 如桑树, 榆树等 。
(2)管孔的组合 可分以下四种。
4.2.1.3 导管分子的穿孔
穿孔 －两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。
穿孔板 －在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿 孔板。
穿孔板的形状随其倾斜度而不同。如穿孔板与导管分子的长
轴垂直，则为圆形，随倾斜度增加，呈卵圆形、椭圆形及扁平形
等多种形态。
穿孔起源于导管分子的发育过程中，纹孔膜的消失而形成各
种类型。
根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分两大类型 (图 4-13)
（ 1）单穿孔
穿孔板上具有一个圆或
略圆的开口 。 导管分子在原
始时期为一个大的纹孔, 当
导管发育成熟后, 导管分子
两端的穿孔板全部消失而形
成的穿孔称为单穿孔, 绝大
多数的树种其导管分子为单
穿孔 。 单穿孔代表进化的树
种 。
图 4-13 导管分子的穿孔
A.单穿孔； B.梯状穿孔； C.木纤维； a.穿
孔隔； b.穿孔板
b
A
C
B
a
(2) 复穿孔
导管分子两端的纹孔在原始时期，为许多平行排列的长纹孔
对圆孔，当导管分子发育成熟后，纹孔膜消失，在穿也板上留下
很多开口称复穿孔。
梯状穿孔,穿孔板上具有平行排列扁而
长的复穿孔 。 如枫香, 光皮桦 。
网状穿孔,穿孔板上有许多比穿孔细的
壁分隔, 呈许多密集的穿孔, 或壁的部
分常具不规则分岐, 形成网状外观的穿
孔 。 如虎皮楠, 双参, 杨梅等 。
筛状穿孔,穿孔板上具有像筛状的圆形
或椭圆形许多小穿孔的复穿孔 。 如麻黄
等, 故又称麻黄状穿孔 。
图 4-13 导管分子的穿孔
A.单穿孔； B.梯状穿孔； C.木纤维；
a.穿孔隔； b.穿孔板
b
A
C
B
a
4.2.1.4 导管壁上纹孔的排列
导管与木纤维、管胞、轴向薄壁组织
间的纹孔，一般无固定排列形式。而导
管与射线薄壁细胞，导管与导管间的纹
孔，常有一定的排列形式，是重要的识
别特征。导管间纹孔其排列形式有三种。
(1) 梯状纹孔 为长形纹孔,
它与导管长轴成垂直方向排列,
纹孔的长度常和导管的直径几
乎相等 。 如木兰等 。
(2) 对列纹孔 为方形或长方
形纹孔, 成上下左右均对称的
排列, 呈长或短水平状对列 。
如鹅掌楸 。
图 4-14 导管相互间纹孔
A.梯状纹孔； B.对列纹孔
(3) 互列纹孔
为圆形或多边形的纹孔，作
上下左右交错排列。若纹孔排列
非常密集，则纹孔呈六边形，类
似蜂窝状；若纹孔排列较稀疏，
则近似圆形。阔叶树材绝大多数
树种均为互列纹孔。如杨树、香
樟等。
互列 纹孔
4.2.1.5
螺纹加厚为导管分子次生壁上的特征。
紫椴的导管
在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导管。
散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。
有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭树等。有
的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香。
导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要的特
生之一。例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加厚，后
者则不具。
榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具螺纹加厚。
热带木材常缺乏螺纹加厚。
螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中，或具有单
穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中。如木兰属。
4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚
4.2.1.6
导管的内含物主要有 侵填体 与 树胶 两类, 以侵填体为常
见 。 侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处, 它是在薄
壁组织具有生活力时, 由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细
胞, 经过纹孔口而挤入导管内, 并在导管内生长, 发育, 以
至部分或全部填塞导管腔而形成 。
刺槐管孔中的侵填体
侵填体常见于心材, 但边材含水率少的地方也可能发现 。
侵填体极多的树种, 不论心边材, 几乎所有导管内都被充
满, 如刺槐 。
北美橡木 (Quercus spp.)商品材分红橡和白橡两类, 除材
色差别外, 具否侵填体是主要区别, 红橡类不具侵填体,
白橡类具侵填体, 用途, 价格均不相同 。
由于侵填体堵塞了导管, 所以木材透水性小, 适用于桶材
和船舶用材 。
侵填体多的树种会造成木材防腐和改性处理困难 。 一般具
侵填体的木材天然耐久性高 。
在阔叶树材导管中除侵填体外, 有时也含树胶, 如黄菠萝 。
树胶在导管中呈不规则的块状, 填充在导管细胞腔中或成隔
膜状填充在穿孔部分, 而将导管封闭 。
树胶的颜色通常为红色和褐色, 也有特殊颜色的, 如芸香科
(Rutaceae)木材所含树胶为黄色, 乌木所含树胶为黑色, 苦
楝, 香椿等木材导管内则含红色至黑褐色的树胶 。
4.2.2 木纤维
约占木材体积的 50%。木纤维是
两端尖削，呈长纺锤形，腔小壁厚
的细胞。
木纤维壁上的纹孔具有缘纹孔
和单纹孔两类，是阔叶树材的主要
组成分子之一。
根据壁上纹孔类型，有具缘纹
孔的木纤维称纤维状管胞；有单纹
孔的木纤维称韧型纤维。
这两类木纤维可分别存在，也
可同时存在于同一树种中。它们的
功能主要是支持树体，承受力学强
度的作用。
木材中所含纤维的类别, 数量和分布与木材的
强度, 密度等物理力学性质有密切关系 。
有些树种还可能存在一些特殊木纤维, 如分隔
木纤维和胶质木纤维 。
木纤维一般明显地比形成层纺锤形原始细胞长 。
长度为 500～ 200μm, 直径为 10～ 50μm, 壁厚为
1～ 11μm, 热带材一般直径大 。
4.2.2.1 纤维状管胞
纤维状管胞是标准的木纤维
细胞, 腔小壁厚, 两端尖削, 而
壁上具有透镜形或裂隙状纹孔口
的具缘纹孔 。 其次生壁的内层平
滑或有螺纹加厚 。
纤维管胞在有些树种中完全
无, 一些树种中数量很少, 但如
茶科 (Theaceae) 和 金 缕 梅 科
(Hamamelidaceae)等属树种中极
显著, 为组成木材的主要成分 。
纤维管胞
具有螺纹加厚的纤维状管
胞仅为少数树种所特有, 如黄
菠萝, 女贞, 冬青等 。 冬青属
木材纤维状管胞, 其壁较薄,
具缘纹孔和螺纹加厚都清晰可
见 。
一般具有螺纹加厚的纤维
状管胞, 往往叠生状排列, 其
最显著者, 以榆科及豆科 所属
树种最为常见 。
纤维管胞
4.2.2.2 韧型纤维
韧型纤维为细长纺锤形, 末
端略尖削, 偶呈锯齿状或分岐状 。
其细胞壁较厚, 胞腔较窄, 外形
与纤维管胞略相似 。
韧型纤维具单纹孔, 而纤维
状管胞为具缘纹孔 。
韧型纤维单独存在或与纤维
状管胞混合存在 。
韧型纤维末端与射线细胞相
接触处, 末端常呈锯齿状或分岐
状 。
通常在韧型纤维壁上的纹孔
分布是比较均匀的, 而径面壁上
纹孔较多, 其内壁平滑而不具螺
纹加厚 。 韧型纤维
4.2.2.3 分隔木纤维
分隔木纤维是一种具有比侧壁
更薄的水平隔膜组织的木纤维，常
出现于具有较大单纹孔的韧型纤维
中。
一般见于热带木材，是热带材
的典型特征，特别是楝科桃花心木
等木材。
分隔的隔膜是木质部子细胞形
成次生壁后，再进行分裂而产生的。
在楝科、橄榄科、豆科、马鞭草科、
五茄科等树种上可见，常见树种有
桃花心木、非洲楝 (色比利 )、奥克
榄 (奥古曼 )、黄檀、柚木、刺楸、
女贞,重阳木等。 分隔纤维
4.2.2.4 胶质木纤维
胶质木纤维 是指尚未木质化的, 胞
腔内壁呈胶质状的木纤维, 即为次
生壁呈胶质状态的韧型纤维状管胞,
通常出现胶质状态的韧型纤维较纤
维状管胞要多 。
胶质层吸水膨胀, 失水收缩, 常造
成与初生壁接合处的分离现象 。
胶质木纤维是一种缺陷, 见于许多
树种中, 常散生或集中出现在树干
偏生长轮一侧, 与应力木同时出现,
为应拉木的特征之一 。 胶质纤维
胶质木纤维 集中存在部位的木材, 在干燥过程中,
其弦向和径向的干缩均较正常材为大, 易造成木材
的扭曲和开裂；在锯解时, 常产生夹锯现象, 材面
易起毛, 需锋利的刀刃才能使切削面光滑 。
木纤维的长度, 直径和壁厚等不仅因树种而异, 即
使同一树种不同部位变异也很大 。 一般木材密度和
强度, 随木纤维胞腔变小, 胞壁变厚而显著提高 。
对于纤维板和纸浆等纤维用材, 纤维长度和直径比
值 (长宽比 )愈大, 产品质量愈好 。
木纤维长度根据国际木材解剖协会规定分七级如下：
极短 500以下；
短 500～ 700μm ；
稍短 700～ 900μm ；
中 900～ 1600μm ；
稍长 1600～ 2200μm ；
长 2200～ 3000μm ；
极长 3000μm 以上。
4.2.3 轴向薄壁组织
轴向薄壁组织 —— 由形成层纺锤形原始细胞衍生成两个或两个
以上的具单纹孔的薄壁细胞, 纵向串联而成的轴向组织 。
功能,其功能主要是贮藏和分配养分 。
轴向薄壁组织由数个薄壁细
胞轴向串链而成 。
在这一串细胞中只有两端的
细胞为尖削形, 中间的细胞
呈圆柱形或多面体形, 在纵
切面观察呈长方形或近似长
方形 。
一串中细胞个数在同一树种
中大致相等, 或有变化 。
一般在叠生排列的木材中, 每一串链中的细胞个数较少, 约
为 2～ 4个细胞；
在非叠生构造的木材中, 每一串中的细胞数较多, 约为 5～
12个细胞, 在木材显微鉴别时有一定参考价值 。
在轴向薄细胞中根据树种不同有时可含油, 粘液的结晶, 它
们分别称油细胞, 粘液细胞和含晶细胞, 因含各类物质造成
细胞特别膨大时, 又统称为巨细胞或异细胞 。
阔叶树材中轴向薄壁组织远比针叶树材发达, 其分布形
态也是多种多样的, 是鉴定阔叶树材的重要特征之一 。
根据轴向薄壁组织与导管加生的关系, 分为 离管型 和 傍
管型 两大类 。
4.2.3.1 离管型薄壁组织
4.2.3.2 傍管型薄壁组织
4.2.4 木射线
木射线 — 位于形成层以内的木质部
上, 呈带状并沿径向延长的薄壁细胞壁
集合体 。
阔叶树材的木射线比较发达, 含量较
多, 为阔叶树材的主要组成部分, 约占
木材总体积的 17%。
木射线有初 生木射线 和 次生木射线 。
初生木射线源于初生组织, 并借形成
层而向外伸长 。
从形成层所衍生的射线, 向内不延伸
到髓的射线称次生木射线 。
木材中绝大多数均为次生木射线 。
香樟
4.2.4.1 射线的大小
射线大小是指木射线的宽度与高度, 其长度难以测定 。 射线
宽度和高度在木材显微切片的弦切面上进行 。
宽度计测射线中部最宽处, 高度则计测射线上下两端间距离 。
宽度和高度均可用测尺计算长度, 也可以细胞个数表示, 宽
度在木材鉴别时特别重要,
国际木材解剖学会 (IAWA)将阔叶树材射线分五类：
(1) 射线组织宽一个细胞, 如紫檀属, 栗属等 。
(2) 射线组织宽 1～ 3列, 如雨树, 樟木等 。
(3) 射线组织宽 4～ 10列, 如朴木, 槭木等 。
(4) 射线组织宽 11列以上, 如栎木, 山龙眼, 青罔栎等 。
(5) 射线组织多列部与单列部等宽, 如油桃, 铁青木, 水团
花等 。
4.2.4.2 射线的种类
阔叶树材木射线较针叶树材复杂, 针叶树材以单列为主,
而阔叶树材以多列为主, 这也是相互区别的特征之一 。 阔叶
树材中木射线分四类：
(1) 单列木射线 在弦切面射线
沿木纺方向排成一纵列, 仅一个
细胞宽者称单列木射线, 几乎所
有木材中均能见单列射线, 但完
全为单列木射线者在阔叶树材中
甚少, 仅在杨柳科, 七叶树科和
紫檀属等木材上能见 。
(2) 多列木射线 在弦切面上射
线宽为二列以上, 为绝大多数阔
叶树材所具有如核桃木, 柚木,
桃花心木等 。 昆兰树,单列、多列
(3) 聚合木射线
许多单独的射线组织相互聚集
一起, 在肉眼下似单一的宽射线,
显微镜下各小射线由不包含导管在
内的其它轴向分子所分隔 。 如鹅耳
枥, 桤木, 石栎, 悬铃木等 。
(4) 栎式射线
由单列木射线和极宽木射线, 这
两类宽度明显差别的两类射线共同
组成的射线 。 如栎木, 米槠等 。
单列射线与多列射线同时存在于同一树种, 如丝栗,
栎木 。 多列射线与聚合射线也可同时存在于同一树种,
如桤木等 。
悬铃木
4.2.4.3 射线的组成
阔叶树材的木射线主要有射线薄壁细胞组成, 仅极少数
具聚合射线的树种, 射线中才夹杂有木纤维和轴向薄壁组织 。
阔叶树材射线薄壁细胞按径切面排列方向和形状
分三类：
横卧细胞,细胞的长轴与木纹方向垂直排列, 即呈水平状 。
直立细胞,细胞的长轴与木纹方向平行排列, 即直立状 。
方形细胞,射线细胞在径切面近似方形 。
根据射线薄壁细胞类别及组合, 可分同形射线和异形
射线两类 。
为了方便木材区分和鉴别, 在 Kribs射线分类基础上,
作了修正和补充, 成为目前射线分类最广泛应用的方法：
(1) 同形射线 射线组织全部由横卧细胞组成的射线 。
a 同形单列 射线组织全
为单列射线或偶见二列射
线, 且全由横卧细胞组成 。
如杨属, 苦木, 丝棉木,
海南锥 。
b 同形单列及多列 射
线组织由单列和多列射线,
全由横卧细胞组成 。 如桦
木属, 合欢属 。 （ 柞木 ）
(2) 异形射线 射线组织全部或部分由方形或直立细胞组成。
a 异形单列 射线组织全为单列或偶
尔出现成对者, 由横卧与直立或
方形细胞所组成 。 如柳属, 千年
桐 (Aleurites montana), 山 乌 桕
(Saplium discoior)等
b 异形多列 射线组织全为二列以上,
偶见单列, 由横卧与直立或方形
细胞组成 。 如马桑, 密花树 。
c 异形 Ⅰ 型 由单列和多列射线组成 。
单列射线由直立和方形细胞构成；
多列射线弦面观察其单列尾部较
多列部分要长, 单列尾部由直立
细胞构成, 多列部分有横卧细胞
构成 。 如乌檀, 银柴 。
d 异型 Ⅱ 型
由单列和多列射线组成 。 与异形 Ⅰ
型区别为多列射线的单列尾部较多列
部分要短 。 如朴属, 黄札属, 翻白叶
属等 (图 4-19.5)。
e 异形 Ⅲ 型
由单列和多列射线组成 。 单列射
线全为横卧细胞或直立与横卧细胞混
合组成 。 多列射线的单列尾部通常为
一个方形细胞, 一个以上者也应为方
形细胞；多列部分由横列细胞所组成 。
如山核桃, 香椿, 小叶红豆等 。
4.2.4.4 射线的特殊构造
? 射线叠生,在弦切面上，射线高度一致，呈水平方向整齐排列，
有时肉眼下亦可见，即宏观构造中的波痕。如紫檀属、黄檀属、
柿属等树种可见。射线叠生热带木材多于温带木材。
? 乳汁管,它是存在于射线中的变态细胞，是含有乳汁的连续管
状细胞。如夹竹桃科的盆架树属和桑科的榕属、箭毒木属等树
? 单宁管,形状与乳汁管相似，也存在于射线中，其管道甚长，
管壁无纹孔，管内含铁的化合物，凝聚时呈蜡状深红色，为肉
? 油细胞,射线细胞中特别膨大，内含油分的薄壁细胞。这类细
胞也可存在于轴向薄壁组织中。在樟科、木兰科某些属的木材
? 径向树胶道,出现于纺锤形射线中径向伸展的胞间道，常含树
4.2.5 阔叶树材的管胞
管胞是组成针叶树材的最主
要成分, 在阔叶树材中不常见,
仅少数树种内可见, 亦不占主要
地位 。
其长度较针叶树材管胞要短得
多, 且形状不规则 。
阔叶树材管胞可分为 环管管胞
和 导管状管胞 两类 。
4.2.5.1 环管管胞
它是一种形状不规则而短小的管胞 。
形状变化很大, 大部分略带扭曲, 两
端多少有些钝, 有时还具水平的端壁,
侧壁上具有显著的具缘纹孔 。
环管管胞多数分布在早材大导管的周
围, 受导和内压力的影响, 而被压缩
成扁平状, 其长度不足木纤维之一半,
平均长 500～ 700μm, 与导管一样起输
导作用 。
环管管胞仅在栎木, 黄菠萝, 桉树及
龙脑香科等木材上可见 。
4.2.5.2 导管状管胞
它分布于晚材中, 形状和排列像较
原始而构造不完全的导管 。
它不具穿孔, 两端以具缘纹孔相接,
侧壁具缘孔直径常大于导管间纹孔
直径 。
在榆木, 朴木等榆科木材中, 导管
状胞侧壁有具缘纹孔外, 常见螺纹
加厚, 并与晚材小导管混杂, 甚至
上下相接, 在晚材中同样起输导作
用 。
4.2.6 胞间道
胞间道 －指不定长的细胞间隙, 通常储藏着由泌脂细胞或泌
胶细胞所分泌的树脂或树胶 。
双子叶类木材的胞间道通常称为树胶道 。
阔叶树材的树胶道和针叶树材的树脂道一样, 也分 轴
向 和 径向 两种, 但阔叶树材两种同时具有的树种极少, 仅
限于龙脑香科, 金缕梅科, 豆科等所属的少数树种 。 阔叶
树材中也有正常树胶道和受伤树胶道 。
4.2.6.1 正常树胶道
正常轴向树胶道为龙脑香科和豆科等某些木材的特征,
在横切面上散生, 如异翅香 。
正常横向树胶道存在于木射线中, 在弦切面呈纺锤形
射线, 见于漆树科, 橄榄科等所属木材 。
4.2.6.2 受伤树胶道
受伤树胶道是由于树木生长受病虫害或外伤而产
生，在横切面上常为切线状，常见于金缕梅科的枫香
和芸香科等所属树种的木材中。
髓斑 （ pith flecks）
? 是不正常的薄壁组织, 一般
是在形成层受伤后产生的一
种受伤薄壁组织, 多见于槭
属, 桦属 （ 白桦 ） 。 在纵切
面上呈轴向线条状 。 伤害形
成层的穿孔的幼虫是产生髓
斑的原因 。
4.2.7 针叶树材和阔叶树材组织构造的比较
针、阔叶树材的组织构造有明显差异，前者组成细胞种类
少；后者种类多，且进化程度高。
主要表现于针叶树材主要组成分子管胞，既有输导功能，
又具有对树体支持机能；而阔叶树材作了分工，导管司输
导，木纤维司支持机能。
针、阔叶树材最大差异是前者不具导管，而后者具有导管。
此外，阔叶树材比针叶树材射线宽，射线和薄壁组织的类
型丰富，含量多。
因此阔叶树材在构造和材性上比针叶树材要复杂、多变 。
表 4-1 针叶树材和阔叶树材构造的主要差异
组成分子 针叶树材 阔叶树材
不具有 具有
管胞
木纤维
管胞是主要分子, 不具韧性纤维 。 管
胞横切面呈四边形或六边形 。 早晚材
的管胞差异较大 。
具有阔叶树材管胞 (环管管胞和导
管状管胞 )。 木纤维 (纤维状管胞和
韧性纤维 )是主要分子, 细胞横切
面形状不规则, 早晚材之间差异不
大 。
木射线
具射线管胞, 组成射线的细胞都是横
卧细胞, 多数是单列 。 具有横向树脂
道的树种会形成纺锤形木射线 。
不具射线管胞 。 组成射线的细胞也
有都是横卧的, 一般是横卧和直立,
与方形细胞一起组成的较多 。 射线
仅为单列的树种少, 多数为多列射
线, 有些含聚合射线 。
胞间道
仅松科某些属具有树脂道, 其分布多
为星散, 或短切线状 (轴向正常的为两
个树脂道隔着木射线并列, 而创伤树
脂道呈短切线状弦向排列 )。
具有树脂道 。 某些树种具有轴向和
横向两种 。 有些仅有轴向, 而多数
仅有横向 。 轴向胞间道的排列有同
心圆状, 短切线状或星散状等 。
矿物质 仅少数树种细胞含有草酸钙结晶, 不含二氧化硅 。
在不少树种细胞中含有草酸钙结晶,
结晶形状多样 。 有些热带树种细胞
中含有二氧化硅 。
4.3 组织、构造的变异
4.3.1 树种间变异
4.3.1.1 细胞构成
针叶树材构造细胞中, 管胞和射线薄壁细胞是所有树种都
存在的基本细胞, 其它种类的细胞根据树种不同而决定其
存在与否 。
阔叶树材的特征是具有导管, 构成细胞的种类也较针叶树
材为多, 功能向专门化发展, 针叶树材的主要组成细胞为
管胞, 在阔叶树材中仅少数树种具有, 而主要组成细胞为
木纤维 。
针叶树材射线细胞在排列上全系横卧细胞, 而阔叶树材射
线构成除横卧细胞外, 部分树种尚有直立细胞和方形细胞
共同组成 。
总之, 木材的细胞构成, 其形状, 比率, 排列状态和尺寸
大小等是随树种而异的特征 。
根据, 日本木材, 记载，日本产 18种针叶树
材
构成组织比的变动范围为：
管胞占 89.1%(罗汉松 )～ 98.6%(罗汉松 )；
轴向树脂道占 0～ 1.6%(日本五针松 )。
32种阔叶树材构成组织比的变动范围为：
导管占 4.7%(黑榆 )～ 51.9%(连香 )；
木纤维占 32.1%(圆齿木青罔 )～ 83.2%(黑榆 )；
轴向薄壁组织占 0.2%(辽杨 )～ 36.9%(毛泡桐 )；
射线组织占 3.7%(椴木 )～ 19.5%(樱木 )
4.3.1.2 细胞的大小
针叶树材管胞其大小可分长度, 直径和壁厚, 因早, 晚
材管胞大小有异, 需分别计测；
管胞直径和壁厚在径向和弦向有差异, 通常以弦向计测 。
管胞长度根据树种而异, 在 1～ 6.7mm范围内, 通常长为
3～ 4mm；
管胞弦向直径 15～ 60μm ；壁厚早材为 1～ 3.5μm, 晚材
为 2～ 8μm 。
阔叶树材导管和木纤维大小同样分长度, 直径和壁厚等项目 。
导管长度在 0.08～ 1.7mm范围内；
直径以弦向计, 在 15～ 260μm 范围内；壁厚在 1～ 8μm 范围内 。
木纤维长度在 0.3～ 2.5μm 范围, 以 1～ 2μm 为最常见, 为针
叶树材管胞长度的 1/2～ 1/3左右；
木纤维直径在 10～ 60μm 范围内, 以 20～ 30μm 为最常见；壁
厚在 1～ 10μm 范围内, 常见为 3～ 5μm 。
世界主要木材中, 最轻的巴塞木 (balsa)木纤维大小：
直径 40～ 80μm, 长 1.3～ 2.0～ 2.7mm,壁厚 1.5～ 2μm ；
最重的愈创木 (lignum vitae)木纤维大小,直径 8～ 13μm, 长
0.33～ 0.59～ 0.77mm,壁厚 3～ 5μm 。
4.3.2 树干内的变动
4.3.2.1 水平变动
水平变动－ 构成树木的细胞大小, 壁厚及 S2层的纤丝角等,
通常从髓水平向外 (即径向 )呈有规则的变动, 将这种变动
称径向变动或水平变动 。
（ 1） 管胞长度
针叶树材管胞长度在近髓部位为最短 (约 1mm),从髓
起向外侧移动呈急剧增长, 在第 10～ 15生长轮时增长变小,
超过 20生长轮后成为大致稳定 (约 4mm)。 这种管胞长度规
律性的水平变动模式常称 K·Sanio法则 。
管胞从形成层纺锤形原始细胞分生, 至细胞的细胞壁形
成结束为止, 这全过程其长度伸长仅 5%～ 10%左右, 它与木纤
维的成倍增长有明显区别, 这意味着 管胞长度依存于原始细
胞自身长度 。
未成熟材：原始细胞长度不稳定阶段所形成的木材 。
成熟材：原始细胞长度达稳定的成熟期所形成的木材 。
未成熟的幼龄材材质低劣, 管胞长度是判别幼龄材的重
要指标, 也是针叶树材材质评定的重要指标 。
影响形成层的分裂频度的因素：
依存于林木的生长环境, 如气候, 土壤, 地形,
植被, 营养, 水分等自然环境；加上种植密度, 修
枝, 间伐, 施肥, 树冠量等人为生长环境等的变化 。
生长在贫瘠林地上初期直径生长不良的柳杉, 通
过施肥, 促进直径生长的树干, 其管胞长度加速到
达稳定, 能缩短未成熟期 。 落叶松和赤松达成熟龄
后, 生长轮宽度为 1～ 2mm者管胞长度为最长, 生长
轮过宽及过窄均会使管胞长度变短 。 此外成为老龄
的过熟龄, 一般因生长衰弱, 管胞长度变短 。
管胞长度也受高生长的影响, 在树枝上管胞长度
的变异, 和树干各节间内的变异相似, 枝的长度越
长, 管胞长度越长 。 高生长越好, 则管胞长度变长 。
(2) 管胞的直径、壁厚、纤丝角
管胞弦向直径无论近髓还是其外侧都大致
相同； 径向直径 从髓向外侧逐渐变大, 超过 15
年左右后大致一定, 这种变化在早材管胞上特
别显著, 而晚材管胞变化较少 。
管胞厚度的水平变化显示与直径变化有相
似的倾向, 但是壁厚的变化和直径相反, 在晚
材管胞上能明显看到, 在早材管胞较少变化 。
管胞纤丝角因和针叶树材的物理, 力学性质有着直接
关系, 所以是重要的材质指标 。 纤丝角在生长轮内从早材
部至晚材部逐渐变小, 至 15生长轮左右大致一定 。 这种纤
丝角的水平变化和管胞长度的变化大体呈相反关系 。
两者间有 L=a+bcosθ 的关系 。
式中：
L为管胞长度, θ 为纤丝角,
a和 b为根据不同树种而定的常数 。
(3) 木纤维长、导管分子长
构成阔叶树材的细胞约 70%以上是木纤维 (包括韧形纤维
和纤维状管胞 )和导管 。 木纤维主要保持树体有足够的强度,
导管起水分输导作用 。
木纤维长度从髓向外侧水平变动的趋势和针叶树材管胞
长度变动相似。
髓附近的木纤维最短 (0.5～ 1.0mm)，随着向外侧移动急
剧变长。大体超过 20个生长轮时 (个别有 50～ 60生长轮 )成为
一定长度 (1.5～ 2mm)。
木纤维长度在生长轮内的变动情况和管胞有相当明显的
不同。
木纤维长度和纺锤形原始细胞长
度间的关系，可分三种类型
(1)依存于原始细胞长度的树种
(2)完全不依存的树种
(3)中间型的树种
木纤维在其分化过程中, 长度伸
长有 50%～ 80%,相对比, 导管分子长
度在分化中几乎不变, 为此导管分子
长度可认为是各形成部位原始细胞的
长度 。 而根据古川 71种阔叶树材木纤
维长和导管分子长的水平变动的研究
结果显示有明显差别 。
图 4-24 木纤维和
导管分子长度的水
平移动
长
度
(
m
m
)
Ⅲ
型木纤维长
Ⅱ 型 Ⅰ 型
Ⅲ
型
导管分子
长 Ⅱ 型
Ⅰ 型
从髓起的生长轮数
1 20(-50)
0.
5
1.
0
1.
5
2.
0
Ⅰ 型树种是导管长度全无变化,
木纤维的伸长生长量 (可近似看作从
木纤维长度上减去导管分子长度 )从
髓起随生长轮数增加而增大, 超过 20
生长轮后趋于稳定 。
Ⅲ 型树种, 不仅导管分子长度从
髓起随生长轮数增大而增长, 在生长
轮内从生长轮形成早期至晚期也增长；
木纤维长度也作对应的变动 。
Ⅲ 型树种其木纤维伸长量远比 Ⅰ
型为小, 木纤维长度变动完全依存于
原始细胞长度这一点和针叶树材管胞
的水平变动相类似 。
图 4-25 阔叶树 Ⅰ 型,Ⅲ
型 的木纤维长和导管分子
长的经内水平变动
木纤维
长 Ⅲ 型
木纤维
长 Ⅲ 型
木纤维
长 Ⅰ 型
木纤维
长 Ⅰ 型
长
度
从髓起的生长轮数
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
Ⅰ 型－完全不依存的树种
Ⅱ 型－中间型的树种
Ⅲ 型－依存的树种
(4) 木纤维及导管分子的直径、壁厚
这类细胞水平变动尚缺乏系统的研究, 仅有片断的
结果, 如导管分子平均直径近髓处小, 分布密；从髓向
外侧移动时, 其直径变大, 分布变疏, 其后稳定等 。 木
纤维纤丝角水平变动与木纤维长度变动显示有相反倾向,
也有报导在这两者间存在和管相似的变异 。
4.3.2.2
树干不同高度上分析, 将这
些数据在树干解析图或树干纵切
形状图上作成曲线, 就了解树干
内或地上高度方向的变动 (垂直
变动 )。
管胞长度最长的部位, 即是
材质最优良的部位 。 它是从树干
的胸高附近起至树冠基部为止的
区段内, 分布在树干外侧的部分
(成熟材部分 ) 。
阔叶树材木纤维长度的垂直
分布与针叶树材落叶松的情况大
致相同 。
图 4-26 落叶松管胞
长的垂直变动
从髓起的生长轮数
未成熟材
成熟材
枝下部
树冠部
树高
(m)
0 10 20 30 40 50
2.0
3.0
3.5 4.0m
m
0
5
10
15
20
25
4.3.3
4.3.3.1 生长轮年代学
生长轮年代学 (dendrochronology)－是从木材宽度的变
动, 来确定形成该木材的年代, 以此为基础而研究过去的气
候和环境变化的一门科学 。
木材的生长轮宽度在生长环境 (气候 )共同的地区其变动
的图谱非常相似 。
应用该原理, 以采伐年的木材作为基点, 从古建筑木材,
遗址出土木材, 埋没木材等搜集的木材标本上, 将具有同样
生长轮宽度变动图谱的部分重叠, 能得到很久远连续年代的
生长轮宽变动的标准图谱 。
把这样所制得标准图谱称为历年标准生长轮宽度变动图
谱, 简称为历年标准图谱 (Standard Chronology)。
生长轮年代学 不是以生长轮宽绝对值的大小, 而是以生
长轮宽变动的倾向作基准的 。
在日本用扁柏木材已完成从现代起至公元前 317年为止,
约 2200生长轮宽的历年标准图谱 。
另有从生长轮宽的变动来推断古气候的研究领域, 称为
生长轮气象学 (dendroclimatology),世界各国都在研究 。
根据最近研究, 从美洲加利福尼亚产的狐尾松 (pinus
balfouriana)过去 2000年生长轮宽的分析, 认为从 6月份起
至 1月份的气温和生长轮宽有密切关联 。
另外这种气温对照太阳的活动, 认为是以 125年作周期
性变动 。
4.3.3.2 环境对木材构造、材质的影响
给树木生长造成影响的环境因子极多, 以下为几个主
要影响因子：
温度 是影响形成层活动的主要因素之一, 低温不仅
使形成层活动推迟, 也使形成层活动过早停止, 因而缩
短了生长期, 使生长轮变窄 。
相反, 高温也常常抑制树木的直径生长 。 在控制环
境的实验结果表明：在某温度范围内, 管胞的直径长度
随温度增大而增大；管胞的壁厚随夜间温度上升而减少,
这是认为夜间温度高, 由呼吸而引起同化物质消耗变多
的缘故 。
树木生长所需的 水 是土壤中的有效水分, 而对木材的
影响在不同生长时期是不同的 。
一般在整个生长时期, 或从春至初夏, 具有充足水分
时, 生长轮宽度变宽, 晚材率减少, 因此木材密度下降 。
此外, 在晚材形成时期, 如存在有充分的水, 晚材形
成期延长, 木材的晚材率增加, 木材密度变高 。 水应力越
高, 形成层活动衰减, 活动期变短, 生长轮宽度变狭 。
Larson在多脂松 (Piunus resinosa)的苗木上用实验
证明了若在生长期造成人工的水不足, 则形成直径窄的细
胞, 再给予水分时则细胞直径增大, 形成了假生长轮 。 认
为这是因为水分不足, 顶端生长活动衰弱, 供给细胞的植
物生长激素量减少所致 。
土壤的性质 和树种的不同也给予木材影响, 认为这是因为
土壤对水分和养分保持能力差的缘故 。
关于木材性质的 地理变动 方面, 认为是由于场所不同,
造成温度, 降水量, 土壤, 日照等不同所给予的影响 。 北美
伊里诺州的松类的木材密度从北向南逐渐减小；加勒比松和
湿地松的晚材率在其天然分布范围内, 从北向南, 从西向东
逐渐增加 。 认为这些是由于在生长期间土壤中的水分不同的
缘故 。
另外, 还存在有适应于这种温度, 降水量, 日长等环境
因子的地理变异, 如欧洲赤松的管胞长度从南到北变短 。 关
于气候对生长轮宽度影响方面, 也有认为前一年的气候比生
长期间的气候更重要的报导 。
4.3.3.3 抚育对木材构造、材质的影响
抚育能给予木材性质影响的是 间伐、打枝和施肥 。
间伐 是在林分闭锁, 林木间竞争开始后, 为了调
节生长, 采伐其中一部分, 调节立木密度的重要抚育
措施 。 立木密度不仅影响树枝的大小和发达程度, 树
干形状和生长量, 也影响木材品质, 因枝条在木材中
形成节, 节是木材重要的缺陷因子 。
根据加纳的研究, 柳杉人工林, 密植能减少节子
数和减小节直径, 使树干圆满, 枝下高变高 。 疏植会
造成树干圆满度下降, 制品的成品率降低, 同时低品
质的未成熟材比例增加, 木材密度降低 。
另外尚有管胞长度减少等报导 。 从材质考虑, 间
伐常采用弱度间伐 。 因强度间伐会造成树冠变大, 枝
的尺寸增大, 生产树冠材偏谱多, 有些树种会产生不
定芽的不良情况 。
打枝 是为了生产无节材而除去枝条 。
从材质考虑打枝作用有：
(1)能生产无节材；
(2)使干形圆满；
(3)能控制单树的生长轮宽度；
(4)能减少树冠材 (未成熟材 )的数据；
(5)能加速心材化进程 。
而打枝可能产生木材的缺点有：
(1)会发生变色；
(2)有时会产生不定芽；
(3)打枝后会暂时形成木材不规则乱纹；
(4)打枝反复进行会形成木材密度分布不规则 。
综合利弊, 打枝是利远大于弊的抚育措施 。
施肥 是增大森林收获量的抚育措施 。 施肥对木材性质的
影响, 根据幼龄林或壮龄林的不同而异 。
对于未成熟材形成阶段的幼龄林, 施肥不仅增加未成熟
材的数量, 并会推迟向成熟材过渡的时间 。
一般由于施肥生长轮宽度变宽, 晚材率减少, 伴随着木
材密度减少 。 此外, 认为管胞长度也减少 。
根据 Posdy报导, 由于施肥火炬松 (Pinus taeda)晚材率
从 47%减少到 36%；木材密度从 0.48g/cm3减少到 0.39g/cm3；
晚材管胞长度从 3.9mm减少到 3.4mm。 但也有由于施肥早材管
胞壁厚增加, 晚材管胞壁厚减少, 生长轮内木材密度更均一
化等的相关报导 。
施肥对于木材性质的影响, 一般认为需要数年的时间 。
本章结束
轴向薄壁组织组成 1～ 3个细胞宽的
横向断续短切线 。
如柿树, 枫杨, 核桃木等 。
切线状
带状
轴向薄壁组织宽 3个细胞以上, 呈同心带
排列, 如黄檀 。
带状薄壁组织宽度与所间隔的木纤维带等
宽或更宽, 称宽带状, 如红豆树, 榕树等 。
若轴向薄壁组织带相互间的间距与射线组
织相互间的间距大致相等, 构成交叉网,
称网状, 如橡胶木, 纤皮玉蕊等 。 若轴向
如番荔枝, 山龙眼等 。
带状又分 傍管带状 和 离管带状, 两者难以
区分时可统称带状 。
轮末状
在每个生长期末期, 单独或不定宽
度的轴向薄壁细胞构成连续或断
续的层状排列 。
如柳属, 杨属, 槭属, 桑属, 刺槐
属等 。
轮始状
在每个生长期初期, 单独或不定宽度
的轴向薄壁细胞构成连续或断续的
层状排列 。
如柚木及核桃科各属 。
星散状
轴向薄壁组织单独呈不规则分散于
木纤维等其它组织之间 。
如黄杨, 枫香, 桦木, 桉树等 。
稀疏傍管状
轴向薄壁组织在导管周围单独出现,
或排列成不完整的鞘状的,
如拟赤杨, 木荷等 。
单侧傍管状
轴向薄壁组织仅限于导管的外侧或内
侧分布, 如厚皮香, 枣树等 。
环管状
轴向薄壁组织完全围绕于导管周围,
呈圆形或卵圆形, 如梧桐, 香樟,
梓树, 大叶桉等 。
翼状
轴向薄壁组织在导管周围向左右两
侧延伸, 呈型如鸟翼状的排列,
如泡桐, 合欢等 。
聚翼状
翼状薄壁组织横向相连, 呈不规
则的切线或斜带状, 如榉树,
刺槐, 花榈木等 。
