图虫创意

日常生活中，软木和硬木各有用途。最近，科学家发现一种介于中间的全新木材——“中木”。它不仅结合了硬木软木的优点，还能大幅度增强树木储存碳的能力。

先说一个反直觉的知识点，我们通常认为结实的木材都产自大雪纷飞的东北林区，实际上真正高级的硬质木材，特别是各种红木，主要出自热带雨林。

硬木和软木的区别，并不是硬木就硬，软木就软，而是基于其生长环境、木材结构等诸多因素，它们是树木分类的两种常见方式。

软木通常来自针叶树，硬木通常来自阔叶树。一般来说，软木通常比硬木密度小、质地较软，但是，例外的情况也很多，比如说花旗松密度和一些硬木一样，而作为硬木的轻木，材质反倒如泡沫塑料一样轻质和柔软。

硬木和软木各自的优点很突出，缺点也很明显。比如说，软木通常纹理平顺，用于建筑结构框架的木材大部分来自软木，这是相对丰富和便宜的，且便于加工，干缩湿胀率小，不易开裂，但是硬度和耐磨性是硬伤。而硬木则恰恰相反，它们的材质更密实，纹理更丰富，具有漂亮的外观，和较高的耐磨性，特别适合制作家具、地板和精细的木制品，但是硬木常常容易变形和开裂，在北方使用过红木家具的朋友，一定对此深有感触。

硬木和软木的基本区别还是在于木材的微观结构。

软木结构相对简单，主要由较大的纵向细胞(管胞)和少量的径向细胞(木射线)组成，垂直分布的管胞决定了软木的基本结构，覆盖在木质部细胞上的纤维也比较粗。

硬木的结构较为复杂，木射线在木材中所占比例较大，在很大程度上影响了木材的质地。另外，硬木中纵向细胞分布更为复杂，有直径大的导管来输送水分和无机盐，周围细一些的木纤维则赋予树木更强的结构强度和耐久性。

研究人员发现，硬木树（例如橡树或桦树）通常拥有直径约为15纳米的巨原纤维；而如松树或云杉的软木树巨原纤维的直径可高达25纳米或以上，这种差异决定了木材的材质差别。

另外，硬木和软木还有一个巨大的差别，就是在对二氧化碳的吸收和固定方面，软木类树木往往具有更高的效率，这种能力被认为是一个应对和破解全球气候变化的重要选项。

那么，有没有一种树木可以结合两者优点，扬长避短呢？

目前现存的两种鹅掌楸属植物，即北美鹅掌楸和鹅掌楸，拥有约20纳米的巨原纤维，介于软木和硬木之间。这也就使得鹅掌楸拥有传统硬木和软木的双重特性，既有相当的木材硬度，也有软木类树木强大的二氧化碳吸收和固碳能力。

在3000万到5000万年前，当鹅掌楸从木兰科祖先分化出来的时候，地球经历了二氧化碳浓度下降事件，大气中二氧化碳浓度从1000ppm左右急剧下降至约320ppm。这种条件下，具有较强固碳能力的鹅掌楸在这个变化中具有相当的优势。

在今天，兼具传统软木和硬木特征的鹅掌楸，不仅为我们提供了很好的木材选择，也为碳中和提供了非常重要的植树造林选择。

很多朋友关心的木材品质问题，除了硬木和软木，木材品质还与什么因素有关？

木材的品质与树木种类有着非常紧密的联系。通常来说，除了特殊用途——比如做暖瓶塞子，会选用栓皮栎松软的木栓层，造纸可以选用柔韧纤维多的构树树皮——绝大多数情况下，我们通常会选用硬度大、强度高、心材多的木材来制作家具、衣柜等家居用品。

所谓心材，顾名思义就是指树木中央的木材部分。它们是老化的木质部，位于髓心与边材之间，这些细胞曾经是为大树的枝叶输送水分的管道。在大树生长过程中，位于大树中央的导管逐渐失去疏导功能，这些逐渐失去输导功能的心材细胞，会因为填充了油脂、树胶、单宁或其他物质而颜色加深，使得部分木材的边材与心材界线鲜明。至于说那些仍然维持着活性，没有填充次生代谢产物的边材会显得柔软一些。

正是因为次生代谢产物的存在，让木材有了某些特殊性能。但是，这种性能的取得往往需要时间。

黄花梨的珍贵在于时间的积累，虽然经过五十年，黄花梨已经长到了碗口粗细，但是其心材恐怕还没有1根擀面杖粗。心材之所以珍贵是因为在树木生长的过程中积累了次生代谢产物，把曾经用于输送水分的管道填得满满当当，这样的木材才有了相当的硬度、色泽和香气，也就成了上好的木料。就拿降香黄檀来说，在水肥条件良好的情况下，通常每年可长高约2厘米，直径增加3厘米左右，要经过6-7年的生长才能产生心材。而在野生生长条件下，心材的累积速度还要更缓慢，甚至要在10年之后才能产生心材。从这个角度来看，红木类树木虽然有强大的生命力，但是在可见的时间段内，它们很难产生大量的木材资源。从这个意义上来说，红木其实又是一种稀缺的、“不可再生”资源。

而我们今天发展像鹅掌楸这样的中木类树材，将为我们未来木材选择和植树造林提供一个新的选项。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：史军 中国科学院植物学博士

审核：马莎 中国林学会科普处处长 高级工程师

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司