Свойства древесины, как уже отмечалось, существенно зависят от породы.
Однако и в пределах одной породы наблюдается изменчивость свойств, обусловленная возрастными изменениями дерева, влиянием окружающей среды и наследственными факторами. Особенности строения древесины отражаются на ее плотности. Чем толще клеточные стенки, длиннее волокна и больше содержание поздней древесины в годичных слоях, тем выше плотность древесины в целом.
Плотность, в свою очередь, тесно связана с большинством физических и механических свойств древесины. Поэтому, рассматривая закономерности изменения плотности, можно получить представление об изменчивости и других свойств.
Изменчивость свойств древесины в отдельном дереве. По радиусу ствола плотность периодически меняется, что особенно заметно у хвойных и кольцесосудистых лиственных пород. Например, у сосны плотность поздних зон в 2-3 раза выше, чем ранних. По мере удаления от сердцевины по радиусу ствола плотность ранних зон сначала несколько снижается, затем сохраняется постоянной и лишь у самой коры возрастает. Плотность поздних зон постепенно повышается в направлении от сердцевины к коре.
При объединении результатов испытаний образцов, взятых на разных уровнях ствола, было установлено, что у хвойных пород в возрасте спелости (сосна, кедр, лиственница) плотность древесины вначале возрастает по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума примерно на 2/3 радиуса, после чего вновь начинает снижаться. В стволах кольцесосудистых лиственных пород (дуб, ясень) плотность древесины снижается, а в стволах рассеянно-сосудистых повышается в указанном направлении. У дальневосточных хвойных и лиственных пород, по данным ВИАМа, изменение плотности такое: от сердцевины к коре она сначала возрастает, достигает максимума, а затем вновь уменьшается.
Исследования ИЛД сибирских пород показали, что плотность у сосны непрерывно увеличивается от сердцевины к коре; у лиственницы максимальное значение плотности наблюдается на половине радиуса, а у ели там отмечается минимальное значение плотности. У березы плотность по направлению от сердцевины к коре повышается, а у сосны снижается. Для сосны, ели, березы и осины, произрастающих на северо-западе европейской части страны, получены общие закономерности, свидетельствующие об увеличении плотности по мере удаления от сердцевины. Исключение составила лишь древесина осины, у которой в вершинной части ствола была обнаружена обратная зависимость.
У хвойных пород, особенно у сосны, выделяется примыкающая к сердцевине зона так называемой ювенильной (незрелой) древесины. Формирование ювенильной древесины происходит в первые 5-20 лет жизни дерева. У ювенильной древесины тоньше клеточные стенки, короче волокна, меньше клеток в поздних зонах годичных слоев. Эта древесина отличается от зрелой меньшим содержанием целлюлозы, меньшей плотностью на сжатие вдоль волокон, большой продольной усушкой и другими особенностями.
По высоте ствола также наблюдается изменение плотности. По данным ИЛД для сибирских пород, у сосны, лиственницы, березы и осины плотность уменьшается по высоте ствола, а у ели она увеличивается. Отмечается большая изменчивость плотности по высоте ствола, чем по радиусу.
Зависимости дают представление об изменении базисной плотности древесных пород, произрастающих в северо-западных районах европейской части страны.
Общность характера изменения плотности у ели и осины объясняется тем, что деревья этих пород (в отличие от сосны и березы) имеют низкоопущенную крону.
Изменчивость свойств древесины в пределах породы. Влияние возраста сказывается в повышении плотности древесины у наиболее старых деревьев. В разновозрастных насаждениях изменчивость плотности больше, чем в одновозрастных. У хвойных пород для деревьев одного возраста наблюдается обратная связь между диаметром ствола и плотностью древесины. Последняя зависит от формы ствола. У сосны, ели, березы с увеличением сбежистости ствола средняя плотность уменьшается.
О влиянии положения дерева в древостое нет единого мнения. В ряде работ отмечается, что наиболее плотная древесина наблюдается у мелких, угнетенных деревьев, однако в других работах было обнаружено, что такого качества древесина наблюдается у средних деревьев хвойных пород. Среди лиственных пород плотность древесины у наиболее крупных, господствующих деревьев выше, чем у отставших в росте. С увеличением густоты насаждения средняя плотность древесины хвойных пород увеличивается.
Широкий комплекс факторов, характеризующих влияние внешней среды, входит в понятие условия произрастания. Эти условия включают качество и состояние почвы, климатические особенности, тип леса, высоту над уровнем моря, географическое положение древостоя и др. У хвойных пород при худших условиях произрастания образуется более плотная древесина. Для лиственных пород (береза, осина) на северо-западе европейской части страны наблюдается тенденция к увеличению плотности с улучшением почвенных условий.
Географическое положение насаждения обусловливает различия почвенных условий, количества осадков, продолжительности сезона вегетации, что, в свою очередь, влияет на плотность древесины. Многочисленные данные о плотности древесины из разных районов произрастания сосредоточены в таблицах ГСССД 69-84 и ГСССД-Р-237 — 87.
Лесохозяйственные мероприятия (рубки ухода, осушение, удобрения и т. д.) также оказывают влияние на плотность древесины. По данным Института леса КНЦ РАН и ряда других организаций, при внесении удобрений в почву происходит увеличение прироста древесины, но снижается плотность древесины (для сосны примерно на 15 %). Другие лесохозяйственные мероприятия, направленные на получение максимального прироста, также вызывают некоторое снижение плотности древесины.
Влияние времени рубки на плотность и другие физико-механические свойства древесины экспериментально не было обнаружено. Необходимо иметь в виду, что древесина, срубленная в течение вегетационного периода, имеет тенденцию к снижению стойкости против гниения.
Окорение на корню и подсочка не оказывают существенного влияния на плотность.