非洲名貴木材大美木豆 African precious wood Afrormosia
發布日期：2020-06-03
非洲名貴木材大美木豆
African precious wood Afrormosia
袁秋耘 余鴻發 李敏華 鄧格求
（江門市新匯紅木檢測有限公司）
摘要：為了幫助有關工作者深入了解非洲名貴木材大美木豆，研究大美木豆的名稱來源，原產地分布和植物與木材特征，了解到這種木材的廣泛用途。大美木豆屬于瀕危野生動植物種國際貿易公約內的附錄二管制種類。
關鍵詞：大美木豆；木材貿易；瀕危物種
1 學名和出處
大美木豆隸屬于豆科，蝶形花亞科[Papilionaceae （Leguminosae – Papilionoideae，Fabaceae）] ，其科學名是Pericopsis elata (Harms) Meeuwen（圖1），出處來自1962年的比利時皇家植物園簡報【Bulletin du Jardin Botanique de l'état à Bruxelles 32(2): 216. 1962. 】，命名人是比利時植物學家科納普—范梅文（M. S. Knaap-Van Meeuwen，1936.01.01-）。學名的異名是Afrormosia elata Harms，出處是1913年的德國萊比錫《植物分類、發生學和地理學年鑒》【Botanische Jahrbücher für Systematik, Pflanzengeschichte und Pflanzengeographie 49: 430. 1913. (Bot. Jahrb. Syst. ISSN 0006-8152)】。Afrormosia源自紅豆屬Ormosia，即非洲的紅豆Afr-Ormosia，而大美木豆的木材特征亦確實和一些紅豆屬木材十分相似。
圖1 大美木豆的標本（1910年12月9日采集于喀麥隆）
2 樹木分布及地方名稱
大美木豆分布于熱帶非洲西部至赤道非洲地區。這包括了科特迪瓦（C?te d'Ivoire），加納（Ghana），尼日利亞（Nigeria），喀麥隆（Cameroon），中非共和國（République centrafricaine），剛果共和國（République du Congo）和剛果民主共和國（République démocratique du Congo）。其中剛果民主共和國原赤道省（Province de l'équateur）和原東方省（Orientale Province）的該種樹木資源最為豐富。其引種范圍還延伸至烏干達（Uganda）西部。
主要商用名和地方名是African teak（非洲柚木——英語國家）；Afrormosia（非洲紅豆或阿夫莫西亞——剛果民主共和國常用并通用于全球，或寫作Afromosia）；Golden afrormosia （金色阿夫莫西亞）；Assamela（阿薩梅拉——喀麥隆、科特迪瓦、法國、葡萄牙，或寫作Assemela、Asamela）；Kokrodua（科科洛杜阿——加納阿散蒂語Ashanti）；Mohole（莫霍雷——加納）；Ole（奧累——剛果民主共和國圖隆布語Turumbu）；Oleo pardo（剛果共和國、法國）；Bohalala（博哈拉拉——剛果民主共和國邦戈耶語Bongoyie）；Ejen（埃杰恩——喀麥隆）；Obang（奧邦——喀麥隆、中非共和國）；Wahala（瓦哈拉——中非共和國）；Ayin（阿因——尼日利亞約魯巴語Yoruboa）；Elo Uta（埃洛烏塔——尼日利亞伊博語Ibo）；Aneran（阿內蘭——尼日利亞貝寧語Benin）；Awawai（阿瓦瓦伊）；Bonsamdua（本薩姆杜阿）；Yellow satinwood（黃緞木）；Satinwood（緞木）；Benin satinwood（貝寧緞木）；Redbark（紅皮）；Devils tree（魔鬼樹）。
中國國內使用名稱除了大美木豆外，還有非洲柚木、柚木王、紅豆柚、高美木豆、高大花王樹、高大花檀、凸莖豆。
3 生態與植物特征
美木豆屬Pericopsis總共有4種。其中3種分布于非洲大陸，分別是安哥拉美木豆Pericopsis angolensis，大美木豆P. elata，疏花美木豆P. laxiflora。1種在亞洲熱帶，即圣菊美木豆P. mooniana。大美木豆是平坦的西部和中部非洲沼澤濕潤地區半落葉林中的典型樹種，多為分散性的局部集群分布，當地年降雨量1 000~1 500 mm（圖2），相近似的樹種疏花美木豆則更偏向分布于干旱的環境中。
圖2 大美木豆所在的非洲林區
樹木為中至大喬木，樹高30~50（~60）m，主干長度多為30~35 m，直且呈圓筒狀（圖3），個別扭曲，常具有低板根（圖4），胸徑可達100~130（~150）cm。年直徑的增長在采伐區和未經采伐的區域沒有顯示出差別。外皮奶油色至灰色，形成有細小的裂片，開裂處顯露出紅褐色斑塊。內皮黃色，隨時間變成暗橘色。樹冠半球冠型，頂部平，具有大量伸展下垂的分枝，細枝光潔無毛。
圖3 大美木豆樹木主干
圖4 大美木豆樹木的板根
復合羽狀葉，小葉互生，5~（7~9）~11片。托葉細線型，長約7 mm，早落。葉柄主軸長度7~20 cm，在上表面略呈現凹溝槽；小托葉線型，長2~5 mm，宿存；小葉柄3~7 mm；小葉互生，橢圓形或倒卵橢圓形，長3~8 cm，寬1.5~3.5 cm，頂端生小葉片尺寸最大，向基部漸成楔形至圓形，先端漸尖，光潔，有5~11對羽狀細脈（圖5）。
圖5 大美木豆的樹葉
花序軸下垂，頂生，長度可達12 cm，稀被毛，苞片長度可達4 mm。花雙性，蝶形花冠，白色至奶油色或略帶綠色調；花梗長5~9 mm，纖細；花萼鐘狀，長6~12 mm，具大三角形裂片，被細毛；花冠旗瓣近圓周形連接，直徑11~13 mm，帶爪，翼瓣和龍骨瓣長約15 mm；雄蕊10枚，分離，長9~19 mm，光潔；子房上位，平整，長5~6 mm，被毛，花柱纖細，上彎（圖6）。
圖6 大美木豆的花
莢果長圓線形，扁平，長7~17 cm，寬2.5~3 cm，具有短莖節，邊緣略顯翅形，褐色，光滑，網狀紋脈，不開裂，需要7個月才生成熟。種子1~4枚，褐色，圓餅形，直徑12~15 mm。種子地上發芽；下胚軸1~2 cm，上胚軸4~5 cm；子葉倒卵形，長約12 mm，略具光澤；二初葉對生且為單葉，余為互生3小葉（圖7）。
圖7大美木豆的莢果
大美木豆幼苗偏愛開闊的灌木林地帶，只要條件適宜，便可迅速生長，7年生樹高可達8 m，主干直徑可達9 cm，16年生樹木高度可達26 m。在科特迪瓦，20年生人工林主干直徑可達20 cm。在加納，花期為四月至五月，果期為八月至十一月。籽苗通常距離母樹不超過35 m，說明莢果借風傳播能力有限。樹根部寄生有根瘤菌，具有固氮功能。
4木材特征
木材心材黃褐色至綠褐色，帶深色條紋，邊材淺黃褐色，心邊材區分相當顯著，邊材寬度可達3 cm。木材紋理直，局部扭曲，結構中至細。木材徑切面具有斑紋（圖8，圖9）。本樹種作為柚木的替代用材，但油質感較柚木為次（圖10）。
圖8 大美木豆木材徑切面樣板
圖9 大美木豆橫切面和徑切面宏觀
圖10 大美木豆樣板（左）與柚木樣板（右）
木材中至重，含水率12%時，密度為（620~）700~800 kg/m3。木材干燥緩慢時只有很小的降等；緩慢窯干的效果好。木材收縮率中，從濕材至爐干徑向為3.0%~3.7%，弦向為5.8%~7.0%，全體積9.5~10.0%。干燥后的木材非常穩定。
木材含水率12%時，抗彎強度93~155 Mpa，抗彎彈性模量9 450~13 300 Mpa，順紋抗壓強度63~71 Mpa，抗剪強度9~16 Mpa，劈裂強度17~24 N/mm，詹卡硬度6 940~7 115 N。
木材手工與機械加工效果均佳。然而，鈍鋸現象則很普遍，推薦使用鎢鉻鈷合金或碳鎢合金的鋸片。木材加工面整齊，通常刨面效果好，局部會因交錯紋理導致粗糙；推薦切割角為20°。木材可高度拋光，但仍建議使用填充劑。釘釘時易現劈裂，但對于螺釘的握力仍屬較好的范疇；推薦操作前預先鉆孔。膠黏過程通常不會產生問題，但應注意謹慎操作，以免形成著色污染。木材彎曲性中，在單板制作過程前必須預先實行蒸汽處理。車旋性能好。
木材耐久性非常好，但是偶遭水生鉆木類的侵害。心材因內含物導致防腐劑浸注困難，邊材則易于滲透。木粉可能引發鼻、喉和眼的過敏反應。在潮濕環境下，木材與鐵接觸會顯暗斑漬。
根據國際木材解剖學家協會（IAWA）的資料，大美木豆木材結構特征如下（圖11，圖12，圖13，圖14）：
生長輪顯著或不明顯或缺失。
木材為散孔材；單穿孔；導管間紋孔式互列，紋孔多角形，尺寸（4~）7（~10）μm，系附物紋孔；導管與木射線間紋孔邊界不明顯；貫穿整個射線細胞的紋孔大小與形狀均類似導管間紋孔；導管弦向直徑（50~）100（~200）μm；管孔密度5~20個/mm2；管內含樹膠及其他物質。
木纖維帶有單紋孔或具微緣紋孔；無分隔木纖維；壁薄至厚或非常厚。
軸向薄壁組織星散型；零星傍管型；環管束狀；菱形（翼狀）；連續型；單側傍管型；輪界型或近輪界型；帶寬3~4個細胞。
木射線寬1~3個細胞；均為同型橫臥或為異III型（即帶有一行直立或方形細胞）；木射線密度為4~12根/mm。
所有木射線疊生；軸向薄壁組織和導管纖維部分疊生。
軸向薄壁組織內可見含棱柱狀晶體的分室細胞。
（描述人：P. Ng’andwe，H. Beeckman & P. E. Gasson）
圖11 大美木豆木材橫切面顯微（德國漢堡杜能研究所制作）
圖12 大美木豆木材徑切面顯微（德國漢堡杜能研究所制作）
圖13 大美木豆木材弦切面顯微（德國漢堡杜能研究所制作）
圖14 大美木豆木材三切面切片（來源：英國皇家植物邱園）
5 木材利用、貿易與保護
大美木豆的木材價值很高，緣于其具有的高強度和耐久性，主要被用于家具（圖15），裝飾單板，室內結構如地板和樓梯等，造船，鐵路枕木，機箱，室內細木工，工具柄， 天梯，農具，體育器材，樂器，玩具，裝飾品，禮盒，板條箱，木雕刻，車削藝品和畫板等。
圖15 二十世紀中期丹麥設計制作的以大美木豆木材為主要使用材料的木制家具
大美木豆葉片的甲醇提取物對具有多重耐藥性的惡性瘧原蟲Plasmodium falciparum顯示出適度的體外抗血漿活性。木材中含有的芪（反二苯代乙烯）衍生物具有抗生素，可抗瘧疾和降低血糖，而這些物質還在木材顯色中發揮作用。在剛果，當地人將大美木豆樹皮搗碎揉捻成漿糊，作為鎮痛劑。
在加納，大美木豆采伐的直徑下限是110 cm。在喀麥隆則是100 cm，但由于林木資源的退化，這一限制已經放寬至80 cm。剛果共和國規定的采伐下限則是直徑不小于60 cm。加納，尼日利亞和喀麥隆已經不允許出口這種木材的原木。在喀麥隆，大美木豆的鑲木地板已成為一項重要出口商品。
大美木豆的國際貿易于1948年始自西非國家加納向英國的木材出口，隨后很快便擴展到科特迪瓦。作為加納重要的農林出口商品，大美木豆的資源在該國出現了大幅度減少。1966年，加納出口大美木豆原木8 600 m3，鋸材19 600 m3；2001年則僅為150 m3原木。2001年，科特迪瓦的大美木豆出口量為68 000 m3原木和15 000 m3鋸材。近年來，喀麥隆，剛果共和國和剛果民主共和國成為主要出口源地（圖16）。2003年，喀麥隆生產大美木豆鋸材13 000 m3，2004年這一數據為7 500 m3，2006年為6 200 m3；2009年，喀麥隆大美木豆鋸材總量的60%出口比利時，30%則銷往法國。2003年，剛果共和國出口大美木豆鋸材3 000 m3，均價為371美元/ m3；2004年數據則分別為5 000 m3和371美元/ m3；大美木豆是剛果共和國四種最重要商品木材之一。經過60多年的采伐，大美木豆已經成為最昂貴的熱帶硬木樹種之一，2012年其平均離岸價格為800~1 000歐元/ m3。
圖16 剛果民主共和國的大美木豆原木
大美木豆是國際自然保護聯盟紅色名錄（IUCN Red List）中的瀕危物種（Endangered A1cd），原因是分布地的喪失和大量的木材采伐。1992年，在日本京都舉行的瀕危野生動植物種國際貿易公約第8屆締約方大會（CITES CoP8）將大美木豆列入了附錄II。2019年，瀕危野生動植物種國際貿易公約18屆締約方大會（CITES CoP18）進一步擴展了大美木豆應當被管制的注釋范圍。大美木豆在科特迪瓦，加納和尼日利亞的林木資源已接近消耗殆盡，喀麥隆的種群則深受非法采伐的困擾，只有剛果共和國北部和剛果民主共和國北部尚保留有較多立木儲量，中非共和國則沒有詳細資料供參考。大美木豆因生長慢導致合理的輪作周期長，且樹木受到一種豆卷葉螟Lamprosema lateritialis的危害，因此相關的可持續營林工作存在難度。
參考文獻
[1] Bourland, N. , Kouadio, Y. L. , Fétéké, F. , Lejeune, P. , Doucet, J-L. 2012. Ecology and management of Pericopsis elata (Harms)Meeuwen (Fabaceae) populations: a review. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 16(4), pp. 486-498.
[2] Anglaaere, L. C. N. , 2008. Pericopsis elata (Harms) Meeuwen. In: Louppe, D. , Oteng-Amoako, A. A. & Brink, M. (Editors). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Netherlands.
[3] ATIBT (Association Technique Internationale des Bois Tropicaux), 1986. Tropical timber atlas: Part 1 – Africa. ATIBT, Paris, France. 208 pp.
[4] Bolza, E. & Keating, W. G. , 1972. African timbers: the properties, uses and characteristics of 700 species. Division of Building Research, CSIRO, Melbourne, Australia. 710 pp.
[5] Burkill, H. M. , 1995. The useful plants of West Tropical Africa. 2nd Edition. Volume 3, Families J–L. Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, United Kingdom. 857 pp.
[6] CIRAD Forestry Department, 2003. Afrormosia. [Internet] Tropix 5.0. http://tropix.cirad.fr/africa/afrormosia. December 2007.
[7] Farmer, R. H. , 1972. Handbook of hardwoods. 2nd Edition. Her Majesty’s Stationery Office, London, United Kingdom. 243 pp.
[8] Gérard, J. , Edi Kouassi, A. , Daigremont, C. , Détienne, P. , Fouquet, D. & Vernay, M. , 1998. Synthèse sur les caractéristiques technologiques des principaux bois commerciaux africains. Document Forafri 11. Cirad, Montpellier, France. 185 pp.
[9] Howland, P. , 1979. Pericopsis elata (Afrormosia). Commonwealth Forestry Institute Occasional Papers 9, Oxford, United Kingdom. 19 pp.
[10] Phongphaew, P. , 2003. The commercial woods of Africa. Linden Publishing, Fresno, California, United States. 206 pp.
[11] Siepel, A. , Poorter, L. & Hawthorne, W. D. , 2004. Ecological profiles of large timber species. In: Poorter, L. , Bongers, F. , Kouamé, F. N. & Hawthorne, W. D. (Editors). Biodiversity of West African forests. An ecological atlas of woody plant species. CABI Publishing, CAB International, Wallingford, United Kingdom. pp. 391–445.
[12] Takahashi, A. , 1978. Compilation of data on the mechanical properties of foreign woods (part 3) Africa. Shimane University, Matsue, Japan, 248 pp.
