木材鑒定技術(shù)知多少

雖然目前紅木的鑒定報(bào)告只能出具到類，但這并不代表目前我國(guó)的紅木材質(zhì)鑒定技術(shù)就只能鑒定到類。隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多技術(shù)被運(yùn)用在木材鑒定上，給鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性提供了有力依據(jù)。筆者通過(guò)翻閱相關(guān)論文與文獻(xiàn)，大致了解到目前紅木材質(zhì)鑒定技術(shù)的方法與研究方向。

宏觀識(shí)別與微觀識(shí)別相結(jié)合

《紅木》GB/T 18107-2000中提到紅木的識(shí)別和區(qū)分方法是：“主要是以簡(jiǎn)便實(shí)用的宏觀特征(如密度、結(jié)構(gòu)、材色和紋理等)為依據(jù)，輔以必要的木材解剖特征來(lái)確定其屬種。本標(biāo)準(zhǔn)所依據(jù)正確定名的木材標(biāo)本均保存在中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所木材標(biāo)本室。”可見(jiàn)，宏觀與微觀相結(jié)合是傳統(tǒng)的紅木材質(zhì)鑒定方法，也是目前使用比較廣泛的方法。

交趾黃檀實(shí)木橫切面

宏觀識(shí)別是通過(guò)肉眼或放大鏡，觀察心邊材、生長(zhǎng)輪、導(dǎo)管、射線與軸向薄壁細(xì)胞的大小及排列方式等宏觀解剖特征及表觀特征，同時(shí)結(jié)合材色、紋理、結(jié)構(gòu)、花紋、氣味、質(zhì)量和硬度等進(jìn)行綜合判斷;微觀識(shí)別則是通過(guò)切片機(jī)將樣本制成切片再置于光學(xué)顯微鏡下, 觀察各類細(xì)胞與組織的形態(tài)與排列，與已經(jīng)正確定名的木材標(biāo)本的切片進(jìn)行比對(duì)，確定木材類別。

檀香紫檀木材微觀構(gòu)造照片

宏觀識(shí)別與微觀識(shí)別相結(jié)合的方式需要識(shí)別者具有豐富的木材構(gòu)造特征方面的專業(yè)知識(shí)，這種知識(shí)是建立在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)基礎(chǔ)上的。但是識(shí)別木材是一件復(fù)雜的事情，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的專家也會(huì)偶爾看錯(cuò)眼，因此會(huì)出現(xiàn)在兩家不同的木材檢測(cè)機(jī)構(gòu)，同一樣本檢測(cè)出不同結(jié)果的現(xiàn)象，這種鑒定方式受人為的主觀影響非常大。

紅外光譜分析技術(shù)

紅外光譜技術(shù)是利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)的能量的選擇性吸收來(lái)進(jìn)行定性和定量分析的方法，通常用于木材樹(shù)種識(shí)別的是近紅外光譜和中紅外光譜。

近紅外光譜分析技術(shù)。近紅外光譜處理技術(shù)，是對(duì)從樣本表面采集的近紅外光譜，經(jīng)過(guò)一系列預(yù)處理，取樣本的三分之二，采用軟件獨(dú)立建模分類(SIMCA)和偏比較小二乘判別分析(PLs—DA)進(jìn)行建模，對(duì)剩余的三分之一樣本進(jìn)行判別。由于各樹(shù)種木材化學(xué)成分的相似性和差異性，同一類別木材的近紅外光譜具有相近的吸收峰和吸收強(qiáng)度，不同類別的木材則有明顯不同之處?；诮t外光譜分析技術(shù)的木材樹(shù)種分類效果明顯，尤其對(duì)紅木類木材的分類，與紅木標(biāo)準(zhǔn)基本一致。

4種紅木的HPLC指紋圖譜，LSHHT為盧氏黑黃檀，DFHHT為東非黑黃檀，DGZT為大果紫檀，YDZT為印度紫檀

目前，國(guó)內(nèi)外在近紅外光譜分析技術(shù)上均取得不同進(jìn)展。2003 年，日本專家利用近紅外光譜分析技術(shù)識(shí)別了8 種木材，而我國(guó)近年來(lái)也開(kāi)始進(jìn)行研究。2007年，江澤慧、楊忠等人發(fā)表了《紅木的近紅外光譜識(shí)別技術(shù)》論文;2012年，江澤慧、楊忠等人又作了《紅木的近紅外光譜分析》一文，在八類紅木樣本表面分別采集10條光譜用于紅木的近紅外光譜分析，利用相關(guān)方法可以將八類紅木分成相應(yīng)的類別，并能更直觀地展現(xiàn)八類紅木的區(qū)別，這為紅木的鑒定或識(shí)別提供新的方法和研究思路。2010年，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所已建立了20余種木材的近紅外光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，并申請(qǐng)了紅木的近紅外光譜識(shí)別方法的發(fā)明專利(20061014962310)，但是該項(xiàng)技術(shù)還需更多的木材標(biāo)本光譜數(shù)據(jù)，建立更有代表性的數(shù)學(xué)模型，加速其商業(yè)化應(yīng)用。

中紅外光譜分析技術(shù)。中紅外光譜處理技術(shù)，主要是研究紅木樣本的指紋圖譜，選取特征吸收峰，計(jì)算有峰率和變異峰率等指標(biāo)序列進(jìn)行分析鑒別。在2012年張方達(dá)等人著的《基于紅外光譜法的紅木木材類區(qū)分與真?zhèn)舞b別》論文中，其詳細(xì)地闡述了如何利用中紅外光譜，通過(guò)與楊木木質(zhì)素的相關(guān)系數(shù)不同，對(duì)七類紅木木材進(jìn)行區(qū)分。同時(shí)對(duì)于兩種珍貴的非紅木類木材：欖仁木和亞花梨木與外觀相似的紫檀、黑酸枝、香枝木應(yīng)用中紅外光譜進(jìn)行了客觀、快速的真?zhèn)伪鎰e。

ZT、HL、HI、HO、WM、TW、JC和XZ分別代表《紅木》國(guó)標(biāo)中紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、紅酸枝木、烏木、條紋烏木和雞翅木八類紅木的近紅外光譜

除此外，還有如氣相色譜—質(zhì)樸聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)、高效液相色譜法和液相色譜(HPLC)—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等色譜指紋圖譜方法，2012年沈明月等人的《基于HPLC技術(shù)及模式識(shí)別方法鑒別四種紅木》、2013年羅燕的《四種紅木抽提物的FTIR與GC—MS指紋圖譜鑒別研究》都有提到用相關(guān)方法鑒別紅木種類。

以上幾類均為化學(xué)方法，有些方法已經(jīng)可以鑒定到種，但是目前均處于研究階段，還無(wú)法大規(guī)模推廣和投入使用。

DNA標(biāo)記技術(shù)

在《品牌紅木》2014年3月刊上，中國(guó)林科院木材工業(yè)所研究員、中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)紅木分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)殷亞方也撰文提到了DNA標(biāo)記技術(shù)有望解決紅木鑒定難題。因木材樹(shù)種和產(chǎn)地不同，其DNA也不同，是某種木材所特有的，對(duì)基因組序列差異的比較研究無(wú)疑為木材分類和鑒定提供了比較本質(zhì)的依據(jù)。2007 年，德國(guó)林業(yè)研究所已利用DNA 標(biāo)記技術(shù)，成功進(jìn)行了6種楊樹(shù)木材的識(shí)別。目前，國(guó)內(nèi)DNA分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于活體樹(shù)木鑒定的技術(shù)已經(jīng)成熟，然而，從經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存儲(chǔ)、高溫干燥或機(jī)械加工等一系列處理后的木材以及成品家具木材中卻難以提取高質(zhì)量的DNA，因?yàn)槟静慕M織中的DNA已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重降解。經(jīng)過(guò)研究人員的不懈努力，目前從干燥和加工后的木材樹(shù)種中提取DNA 的技術(shù)已有突破。中國(guó)林科院木材工業(yè)所的木材DNA識(shí)別新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室已初步建立，并正在建立木材DNA 標(biāo)記信息數(shù)據(jù)庫(kù)。但是實(shí)現(xiàn)DNA 標(biāo)記技術(shù)的商業(yè)化運(yùn)用，還需要各國(guó)科技工作者進(jìn)行大量的科學(xué)試驗(yàn)， 以得到更多重要樹(shù)種和木材的DNA 標(biāo)記信息及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

此外，利用穩(wěn)定同位素分析技術(shù)有望鑒別紅木原產(chǎn)地。屆時(shí)，紅木不僅可以鑒定到種還可以鑒定原產(chǎn)地，讓紅木信息更透明化。

結(jié)語(yǔ)

目前，宏觀識(shí)別與微觀識(shí)別相結(jié)合的方式還是鑒定紅木材質(zhì)比較常見(jiàn)、比較具可操作性的方式，中國(guó)林科院也在不斷完善紅木樹(shù)種木材標(biāo)本。據(jù)筆者從比較新的《紅木》國(guó)標(biāo)征集意見(jiàn)稿中發(fā)現(xiàn)，其已經(jīng)在草案中，補(bǔ)充完整了《紅木》GB/T 18107-2000標(biāo)準(zhǔn)中原來(lái)沒(méi)有的毛藥烏木、白花崖豆木的三切面顯微結(jié)構(gòu)照片，讓檢測(cè)更有據(jù)可依。

誠(chéng)然，如紅外光譜分析技術(shù)等化學(xué)方法以及如DNA標(biāo)記技術(shù)等遺傳學(xué)方法因?yàn)樾枰鼘I(yè)的設(shè)備以及更專業(yè)的操作人員，再加上技術(shù)還不夠成熟、投入的成本過(guò)高等因素，多數(shù)還處于研究階段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)普及。但是我們也不難看到，這些方法客觀、高效，鑒定結(jié)果受人為因素影響更小，也更準(zhǔn)確，發(fā)展前景可觀。就像我們想不到短短幾年時(shí)間，智能觸屏手機(jī)快速地淘汰了鍵盤(pán)手機(jī)占據(jù)我們的生活一樣，隨著日新月異的科技發(fā)展，也許用不了多久，紅木材質(zhì)就能輕松鑒定到種，更簡(jiǎn)單、成本更低的技術(shù)被運(yùn)用到材質(zhì)鑒定中，讓紅木可以名正言順、明碼標(biāo)價(jià)地進(jìn)行買(mǎi)賣(mài)。