木材的构造

木材的构造是在树木生长过程中自然形成的，其共性特征和组织结构可以从树干的纵切面和横切面进行分析。

　　树木采伐后的横截面呈不规则的圆形，能清楚地看到树皮、形成层、年轮、髓心、髓线的排列状况。加工利用中把靠髓心部分的木材称心材，靠树皮部分的木材称边材，心材和边材中间部分称中材。而材质最好的地方就是中材部分。
　　树木采伐后的纵截面同样可以看到树皮、形成层、年轮、髓心。加工利用中把靠树梢部分称梢材，树根部分称根材，梢材和根材中间部分称中材。如果把树桩或板材分段锯截后，常常又把这些木材分为根材和梢材，纵截面的材质同样还是中材好。
　　
　　

　　口诀：
　　木材要分清，
　　纵横截面有名称。
　　横截心、边和中材，
　　纵截中材和梢根。
　　树皮年轮形成层，
　　髓心髓线规律清。
　　
　　木材各部分的特征口诀：
　　树木采伐冬春好，
　　树皮不宜早剥掉。
　　末伏剥皮锯板料，
　　自然干燥存放好。

　　
　　心材、中材、边材口诀：
　　心材边材要区分，
　　中材木质最适中，
　　心材常裂边材曲，
　　取材用料搭配用。

　　

　　梢材、中材、根材口诀：
　　梢、中、根材位置分，
　　纵横中材都适中，
　　根材易裂质粗重，
　　梢材易曲质细轻。
　　木材梢空空到底，
　　根腐多是三尺“洞”。　　
　　对树木采伐后的树干进行全面、细致的构造分析，就能很好地掌握其特征，从而达到更合理的使用。

一、木材的三切面

木材是由许多细胞组成的，它们的形态、大小和排列各有不同，使木材的构造极为复杂，成为各向异性的材料。因此，从不同方向锯切木材就有不同的切面。人们利用切面上的特征辨别和研究木材。在无数的切面当中，有价值的典型切面有3个，即横切面、径切面和弦切面。

横切面：与树木生长方向成垂直锯截所得到的切面称横切面。木材中平行于木纹方向的细胞组织在横切面上均可看到。它是识别木材最重要的一个切面。这个切面的板材硬度大，耐磨损。但易折断，难刨削。

径切面：与年轮相垂直的纵切面称为径切面。从树皮通过髓心把木材切开，其剖面则为标准的径切面。径切面板材收缩小，不易翘曲，木纹挺直，硬度也较好。

弦切面：顺着树干方向纵向锯解的切面称弦切面。标准的弦切面与年轮平行，所以弦切面应为曲面，而不是平面。在木材加工中，旋切薄片趋近于标准的弦切面。弦切面板材面上年轮呈“V”字型花纹，较美观，但易翘曲变形。径切面和弦切面都是顺着树干锯解的，故又都称为纵切面。在锯解板材时，往往弦切面和径切面交替出现。因此，在通常的板材上较难辨认出标准的弦切面和径切面。

二、木材的构造

凭肉眼或借助放大镜所见到木材构造特征包括：年轮、边材、心材、木射线、管孔等。

年轮：在横切面上有颜色深浅交替不一、木质结构有粗有细的一圈圈呈同心圆环形状，这些圆环形称为年轮。多数树种的年轮近似圆形，少数树种的年轮呈不规则的波浪形。在每一个年轮内，靠里面的部分是每年春季生长的，其颜色较浅，组织较松，材质软，称为早材（春材）；靠外面的部分是夏末生长的，颜色较深，组织致密，材质较硬，称为晚材（夏材、秋材）。由于早材与晚材的组织结构不同，在材质交界处有一条界线，此界线是否明显，有助于识别树种。在横切面上，年轮呈同心圆形或弧形，在径切面上年轮呈平行的条状，在弦切面上年轮呈抛物线或山峰状的花纹。

边材与心材：某些树种木质部接近树皮部分的材色较浅，且在树木伐倒时，含水率较大，称边材；在树木的中心部分，称心材。心材是边材老化，木质中沉积了许多的树脂、单宁、色素等而形成的。边材、心材的强度几乎无差别，但心材的耐腐性较强。有些树种边材、心材有明显差别，称心材树种。有些树种的木质部材色一致，但中心部分含水率较小，称稳心材树种。如云杉、冷杉。还有些树种木质部的材色和含水率都一致，称边材树种，这种树种多半为阔叶材。如桦木、白杨。在制作家具过程中，常利用边材、心材的颜色特征，制造出外观美丽的家具。

木射线：木材由无数细胞组成，许多性质相同的细胞组合在一起，构成木材的各种组织。木材中与树轴方向成垂直排列的薄壁细胞，构成了“木射线”。同一条木射线，在木材的三切面上表现出不同的形态，木射线在横切面上呈径向辐射状细线（这也是木射线名称的来源），显露其宽度和长度；在径切面上呈横向短带状，显露其长度和高度；在弦切面上呈短线形，显露其宽度和高度。木射线的宽度随树种而异，一般分为以下三种：!宽型木射线，如麻栎、柞木、赤杨等。"窄型木射线，如椴木、水曲柳等。#极窄型木射线，如针叶材及阔叶材中的桦木、杨、柳等。木射线是木材中惟一呈辐射状、横向排列的组织。在木材的利用上，它是构成木材美丽花纹的因素之一。因此，宽木射线的树种，适用于制造家具。但是，木射线由薄壁细胞组成，是木材中较脆弱、强度较低之处，而且木材干燥时常沿木射线方向发生裂纹，降低使用价值。"

管孔：在阔叶材的横切面上，我们常看到一些大小不同的小孔，在径向切面和弦切面上，它们呈长短不一的沟槽，这些沟槽和小孔叫“管孔”。管孔在树木生长时起着输送水分、养分的作用。有些阔叶树开始生长时所生的管孔孔径特别粗大，后生长的管孔孔径则细小，在横切面上有明显的差别，即在一个年轮内早材管孔大，呈环状排列，故称环孔材。有些阔叶树的管孔孔径粗细均匀，在横切面上没有多大差别，且均匀地分散在整个年轮中，故称散孔材阔叶材管孔的大小、排列及组合，反映出不同的规律。了解它的规律对识别木材具有重要意义。

木材的主要宏观特征是木材的结构特征，比较稳定，包括心材和边材、生长轮、早材和晚材、管孔、轴向薄壁组织、木射线、胞间道等。树木的组成部分

树冠：树木的枝叶部分，占树木总体积的5～25%，为树木有机养分的加工厂。

树干：地面至树冠第一个大枝条的主干，为树木主体，是商品材或树木利用最主要部分，占树木总体积的50～90%。

树根：树木地下部分，为树木无机养分和水分吸收的场所，占树木总体积的5～20％。

二、树干的构造

树皮：树木的韧皮部，占树干体积的6～25%。

形成层：位于树皮和木质部之间，具有分生能力很强的细胞组织。

木质部：即木材，占树干体积的80～90％;是木材利用最主要部分，也是木材研究的主要部分。

髓心：位于树干的中心，多数树木的髓心很小，通常呈圆形，仅有少数树木的髓心较大(泡桐)。

三、树皮生成的过程

木质部细胞不断增加与木质化→树木表皮破裂→木栓形成层→周皮(木栓层、栓内层)→树木再增粗→新的周皮(树皮)。

四、树皮小于木质部的原因

(1)形成层原始细胞每年分裂成木质部细胞为韧皮部细胞的6～8倍。

(2)木质部细胞数量没有损耗，而树皮常因树干直径增粗而发生破裂以至脱落。

(3)木质部细胞一般木质化，韧皮部细胞多数不木质化而被压扁或风化脱落。

五、木材是怎么形成的（树木的直径生长）

由树木维管形成层原始细胞进行平周分裂或垂周分裂，向内分裂形成木质部(木材)，向外分裂形成韧皮部(树皮)。由于树木形成层每年的活动很有规律，故树木每年都在增加其直径，也就是木材的生成过程。

  木材的辅助宏观特征又称次要特征，通常变化较大，只能在宏观识别木材中作为参考，如髓斑、色斑、乳汁迹、内含韧皮部、油细胞和黏液细胞等。

  其中一些物理特征，如木材的颜色、光泽、纹理、花纹、结构、材表、气味、滋味、轻重和软硬等特征，作为木材识别的辅助依据，也被列入木材宏观构造的范畴。

木材是由树木的主要组成部分组成的天然材料。它的构造可以分为以下几个部分：

• 细胞壁：木材的细胞壁是由纤维素、半纤维素和木质素等有机物质构成的。这些物质赋予木材强度和耐久性。

• 纤维：木材的纤维是由纤维素组成的长而细的细胞壁，它们负责提供木材的强度和刚性。

• 维管组织：木材中的维管组织包括木质部和韧皮部。木质部主要由木质纤维和木质素组成，负责水分和养分的传输。韧皮部则负责运输有机物质。

• 年轮：木材的年轮是由生长环和边材组成的。生长环是由一年内的春季和夏季木材形成的，具有较宽的细胞壁和较暗的颜色。边材是年轮的外层，具有较窄的细胞壁和较浅的颜色。

• 空隙：木材中的细胞之间存在着空隙，称为木材的孔隙。这些孔隙可以影响木材的质量和特性，如密度、吸水性和透气性。

许多消费者会被家具美丽的纹理颜色吸引，不同木材也有不同的木纹。如黑胡桃木纹理笔直、结构略粗，呈浅黑褐色；鸡翅木纹理交错、清晰，年轮生长不明显，是红木中比较漂亮的木材；樱桃木呈艳红色至棕红色，日晒后颜色变深，纹理均匀平滑；榉木有美丽的大花纹，如层层山峦重叠，被称为“宝塔纹”；橡木结构细腻，呈白色或黄白色，切面光滑。

　　这些美丽的木纹是由于木材构成细胞的种类、大小、排列、分布和组合方式的不同，而在材面上形成千变万化的纹样图案，其包含木材宏观水平和微观水平的各种木纹图案，样式和内涵极其丰富。通过木材解剖技术，可以将这些木材花纹图案显现出来，让我们常人的肉眼可以看见。同时，还可以应用美学构成原理，对木材解剖花纹图案进行美学分析，提取出具有高度美学价值的美学元素。
　　什么是木材解剖特征？
　　木材解剖学又可以称为次生木质部解剖学。1858年德国人内格利首次提出木质部和韧皮部的概念,萨尼奥提出了“管胞”一词并对木材组织进行研究,这奠定了木材解剖学的基础。木材解剖是通过将木材切割来了解木材内部成分的形态、位置、构造及其相互关系和组合的方法,包括木材宏观、显微和超显微的构造。
　　（1）木材宏观构造
　　木材的宏观构造是指借助肉眼或利用10倍光学玻璃放大镜所观察到的木材构造特征。主要特征有木材三切面、心材和边材、年轮、早材和晚材、木射线髓线、树脂道、管孔等。次要特征为纹理、材色、气味、轻重和软硬等。
　　（2）木材微观构造
　　木材的微观构造是指在光学显微镜放大的倍数为40-1600倍下所能观察到的木材构造。木材细胞根据功能不同可分为管胞、导管、木纤维、木射线髓线等。树种不同,其细胞组成也不同。针叶树的微观构造主要由管胞和木射线组成,其木射线大多较细且不明显,某些树种在管胞间还有树脂道。阔叶树的微观构造较复杂,细胞种类较多且排列不规则,主要由导管、木纤维、木射线和轴向薄壁组织等组成。
　　（3）木材超微观构造
　　木材超微观构造是利用电子显微镜放大倍数在1600倍以上，如扫描电子显微镜、分析电子显微镜和高分解能电子显微镜等观测到的木材细胞局部形态,也可对木材细胞结构及其形成过程进行观察。以导管上的穿孔构造为例,两个导管分子纵向连接时,穿孔为两者端部相通的空隙,穿孔板则是在两个导管分子断壁间互相连接的细胞壁,根据结构不同,分为单穿孔和复穿孔。
　　木材解剖特征的应用
　　（1）了解木材性质，反映外界气候变化。木材解剖特征是了解木材性质和利用的基础，木材构造(如细胞形态、细胞数量、年轮变化等)受遗传、立地条件、环境因子(如温度、降雨)等多种因素的影响,它是反映外界气候变化的一个重要指标,也是气候历史重建和未来气候变化预测的主要依据。
　　（2）木材纹理图案创造。木材的三切面是构成木材自然美的基础,木材解剖特征形成的纹理千变万化,不仅美观、大方,满足人们的视觉享受,而且表达了人们的某种心理需求,大量被应用在平面设计、包装、家具、室内装潢等设计行业中,展现了木材作为天然材料的特异之美。
　　结语：
　　木材宏观构造的纹理之美早在家具产品有所体现,消费者在选择家具时,总会仔细观察木材的纹理。许多仿自然木纹的人造饰面板也应运而生，这是因为人类具有亲近大自然的本性,满足了他们情感上的需求,这样的饰面材料带来了巨大的经济效益。