木材的解剖结构和组织
木材特征由梭状回和射线首字母分别衍生的轴向和径向结构的存在。在针叶树中,轴向系统的细胞最为常见很多,旨在形成增强强度和水传导的组织;在硬木上轴系主要由纤维和导管组成。有两种细胞类型允许分工;纤维主要具有机械功能,血管元件是宽的中空细胞,专门用于水传导。木纹是由轴系细胞的方向决定的,因此是测量的纵向对准很多(在软木中)或纤维及其优势。
的径向系统的主要功能是从内部运输碳水化合物树皮到树林里去;在这个系统中也有一些储存食物的细胞,水在光线中流动是可能的。射线细胞阻断气管或纤维的相互连接;因此,木更容易沿着木射线分开。
在许多物种中,只有最年轻的木材才能在整个植物中传递水分和营养;这叫做边材.随着树木年龄的增长,边材的内部老化部分被油脂、树胶、树脂,丹宁酸,及其他化学制品化合物.当细胞死亡时,边材已被转化为心材,通常比边材颜色深。心材虽然枯死,但通常在树的生命中持续存在,除非患病,否则可以提供结构强度,并可作为边材的蓄水池。
在正常或良好的生长条件下,比例次生木质部形成的细胞比次生细胞大得多韧皮部但在压力极大的年份或情况下,韧皮部受到的影响较小,这一比例可能会降至1以下。在大多数情况下,韧皮部在食物运输中的作用仅为一年,而大多数物种的木质部在食物运输中发挥作用sap传导几年之后,它就会失去功能,变成心材。在大多数情况下,树木每年生产的木材超过了传导和支撑所需的木材;也就是说,木质部生产有很大的安全边际。相比之下,韧皮部生产的安全边际要小得多;因此,它在树的能量资源分配中具有更高的优先级。在极度紧张的条件下,即使一些韧皮部继续形成,每年的木质部产量可能为零。
分支是树木的显著特征。大多数针叶树形成一个明确的主干和较小的侧枝(流出的分支)。许多被子植物在其发育的某些部分显示出一个明确的中心轴,然后不断分裂,形成一个由大小相似的树枝组成的树冠(易潮解的分支)。这在很多地方都有橡树,皂荚树(Gleditsia triacanthos),银林登(椴树属tomentosa)和美国人榆树(榆属美国).的手掌举例说明第三种主要的树形,柱状的,在其中的中轴发展没有分枝直到竿的先端。
年轮形成
生长在季节差异明显地区的树木通常会在季节开始时经历形成层的“觉醒”生长季节为了形成年轮木头和树皮。年轮形成可能是进化到晚期古生代以应对水资源的季节性变化。虽然树的高度与树木生长的地点的质量密切相关(即,树木的生长质量)气候、土壤、地形和生物群),径向生长更多地与当年的天气条件有关。因此,年轮的宽度被用来提供过去气候的信息,以及过去事件的日期。年轮气候学和树木年代学是这些研究领域的名称。历史上,生长环(也称为生长增量)被称为年轮。现代对季节性木材形成的理解现在认识到,许多树木,特别是热带和亚热带地区的树木,不是每年形成年轮,而是对各种循环环境条件的响应。生长环是可见的,因为细胞类型不同,特征,以及这些循环之间的安排。在一个生长环内,那些负责传导水分的细胞迅速变得缺乏细胞内容物,因为它们在功能成熟时必须是空的和死亡的。细胞的中空中心叫做腔。
硬木可分为ring-porous和分布树。在环状多孔的树木中,在生长季节开始时铺设的容器要比在生长季节结束时铺设的容器大得多。扩散多孔树在整个生长季节形成大致相同的径向直径的容器。更大的血管尺寸允许更快的水传导,因为传导速率随血管腔半径的四次方变化。大多数环孔树分布在世界北温带地区。在许多物种中,血管被周围活细胞的细胞长入阻塞。闭塞,叫做侵填体,可能发生在血管形成后的第一年。原生质体相邻活细胞通过细胞壁上被称为凹坑的薄区域增殖。红橡木(Quercus rubra)没有tyloss,然而白橡木(问:阿尔巴);这就是为什么白橡木被用来制作威士忌桶,而红橡木不能用于此目的。
年增量的宽度取决于土壤质量,全年径向生长开始和停止的日期,生长的速率细胞分裂以及细胞扩张的速度和大小。在春季,轴系细胞的径向直径一般较大,因为水分压力低,激素分泌高。
壁最厚的细胞通常标志着生长环的末端。这通常会导致生长环之间的急剧分离,因为下一个形成的细胞将是一个大直径、薄壁的细胞,这标志着下一年的开始earlywood.(条款春材而且夏天的木已不再常用,因为现在人们知道,在许多地方,大多数所谓的夏季木材实际上是在春季形成的。在前生树种(冬芽中含有明年所有针叶的树木)中,形成层活动与枝条生长同时开始,但通常在枝条停止生长一段时间后继续进行。在新叶树(在冬芽中不长出明年所有叶子的树木)中,叶在直径增长停止后,形成可能会持续一段时间。
在不利的条件下,观察到的变化有:不完整(不连续)的年轮,缺失的年轮(在给定的年份里没有木材形成),假年轮,偏心环(一侧生产过剩)和凹槽环(环周周围各部位生产过剩)。在一棵给定的树中,在给定的年份,从树冠到树身都可以看到这些变化的任何组合。
正常情况下,特别是在温带地区的树木,是在每个生长季节形成一个单环。在这个季节形成的其他环被称为假环。假环现象很明显表现在针叶树的正常生长季节被春季干旱等因素打断时。随着条件的恶化,次要的径向直径组织细胞减少,壁可能变厚,木材可能呈现latewood.一旦干旱条件过去,次生组织细胞的径向直径就会增加,形成一个新的年轮。然而,这是一个假环,因为在假环的开始有一个细胞壁厚度增大、细胞直径减小的梯度,在假环的结束有一个细胞壁厚度减小、细胞直径增大的梯度。
假环是树木气候学的一个挑战,但它们也提供了追踪长时间天气模式的机会。过去气候的信息不仅体现在年轮的细胞数量上,还体现在年轮的厚度和温度上作文细胞壁和管腔直径。阅读这些信息会产生复杂的情况,因为给定树木在给定年份产生的生长增量可能在树干周围的不同点和树的不同高度处宽度不相等。经典的生长年轮在针叶树和有环孔的硬木中发现,在这些地方,生长年轮的轮廓是清晰的。在弥散多孔的温带硬木和带年轮的热带树木中,细胞响应发育、季节和时间的变化可能会掩盖树木年轮的限制。