全 文 ：绍 4 期 (总第一0 5期)
1 , 9 3年 a 月
吉 林 林 业 料 技
J I L I介丁 FO R E S T R Y S C I E N C E A N D T E C HN O L O G Y
N o
.
4 ( vo 之: , 。 . 10 5 )
A
盆 g 。 1。牙3
从长白松樟子松赤松的木材解剖研究长白松的分类问题
扭右华 (吉林市船营区林业局 )
拿江松 刘君良 (吉林林学院 )
〔摘要〕 应用木材解剖学原理和电镜扫描观察相结合的方法 ,对长 白松 、 樟
子松 、 赤松木材进行了全面解剖研究 , 发现 三种木材的射线管胞内壁具有
深锯齿 , 其锯齿平均高度达 5 . 7郎 m , 交叉场役孔均为窗格状和松型 。 同
时 , 筛选出彼此不 同的 15 个解剖特征 , 运用数量分类学系统分 类法 进 行
运算 , 得 出长 白松同樟子松相近 , 即与欧洲赤松 ( iP n us sy Ive s t到 5 L im )
相近 , 故确认长 白松当旧属于欧洲赤松种群范畴。
1
。 引 言
长白松 ( p i n ” 5 “ y l v o s t r ; 5 s y lv e o t r i I o r
二 is ) 是长白出独有的珍稀树种 , 为我国 特
有 。 它仅产于长白山北麓海 拔 7 0 0 、 1 6 0 0 m
的二道白河一带。 由于其树形优美 , 材质优
良 , 数量稀少 , 被列为我国三类重点保护植
物。 关于长自松分类归属问题一直是人们争
论的焦点 。 一个树种的鉴定对于 自然 保 护
区尤其是长自出风景区具有十分重要 的 意
义。
2
. 长白松的分类背景 。
从本世纪 4 。年代以未 , 先后有许多学者
对长白松分类归属问题进行过研究 , 并纷纷
命名 , 命名者各持己见 。 1 9 4 2年 日本人竹内亮
第一次在长白山北坡海拔 12公。m处发现二针
松 , 根据树皮和球果特征认为长白松是赤松
的变种。 时隔一年竹 内亮重登 一长自山 , 进一
步对长白松进行了研究 , 并改变了他原来的
观点 ,确认长白松为欧洲赤松 。 19 78 年郑万均
在中国植物志第七卷中确认长白松为欧洲亦
松的变种 。 19 8 1年钱家驹根据他的群落学观
点 , 确认长白松为单独的一个新种 。 19 8 3年
谷安根根据长白松木材解剖特征确认长白松
为欧洲赤松和赤松的中间种。 时隔一年谷安
根又改变了他原来的观点 , 确认长白松为赤
松的变种。 19 85 年徐文铎等根据长白松群落
学特征把长白松定为一个新种— 黑皮长白松 ( p j n u s s y t v e s t r is f . C o n t r o V e r s a ) 。
综上所述 , 长白松分类归属 问题至今还
是一个悬而未解的迷 。 但是归纳起来有如下
三种观点 : 第一种观点认为长白松属于赤松
种群范畴 。 拉丁名为 P i n u S d e n s i f l o r a S了e
b
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.
Z u e e
.
V a r
. “丁 Iv e s t j伪 r o i“ ( T a k e 工, o u h i )
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.
L
.
w o g ( 19 8 2 )
; 第二种观点认为长
白松属于欧洲赤松种群范畴 , 拉丁名为 P iun
5 s y l v e s t r i s L 于n n . V o r . S了 Iv e s t r i` o r m js C h e n g
et C
.
D
.
C如 ( 19了9 ) ; 第三种观点 认 为
长白松属于单独的一个新 种 , 拉 丁 名 为
P i n ” 5 o y l v e ` t r i f o r rn i s ( T a k e n o u e h ; ) C h ; e n g
( 29 8 2)
。
3
. 材料和方法
3
.
1 材料
DOI : 10. 16115 /j . cnki . i ssn. 1005 -7129. 1993. 04. 009
长白松 、 樟子松 、 赤松三种木材采集情 况见表
襄 1样 木 采 集
时 间 地 点 株 树 胸 径
伐根处
年 轮
(年 )
树高 (m )
(
。 m )全 高 枝下高
卯布ē曰只门`月.二
!
l es|厌 |l长白松
樟子 松
赤 松
19 8 7
. `
19 8 9
. `
19 9 1
.
6
吉林省二道白河
黑龙江省
兴安岭加哥 达离
48
.
5
43
.
0
13 9
13 6
1亏. 9
14
.
0
言林省安图县
2 8
.
9
2 6
.
9
14
.
8
3 1
_
8
样水伐倒后自伐很 1. 3 m处 、 树干士处和 木材切片采用冰醋酸一双氧水对木材进
枝 「处分别截取 } s c。 厚园盘供解剖和分析 行软化 , 利用切片机制片 。 木材离析采用酸
时使用 。 法处理 。 电镜观察采用 I B一 5 型离子溅射仪
3
.
2 方法 镀导电膜 , 在 H 6沁一 2型 电子显微镜的扫描
表 2 长白松 、 樟子松 、 赤松木材解部特征
编 一号 观察项目 长白松 樟子松 赤松
树皮 黄褐色至褐色
年轮 明显
早材至晚材变化 渐变
边、 心材区分 明显
晚材率 (% ) 2 7 . 6 7
轴向薄壁组织 无
管胞断面形状 圆形 、 多边形
管胞平均长度 ( m 。 ) 3 . 3 5
管胞平均直径 ( 。 m ) 3石. 92
管胞长宽比 9 1 .0 5
早材管胞具缘纹孔排列 单列偶见双列
管胞径壁具缘纹孔内口形状 圆形透镜形
管胞径壁眉条 无
管胞壁上螺纹加厚 有
管胞内壁瘤层 无
射线管胞内壁具有 深锯齿
射线薄壁细胞水平壁 薄
木射线水平壁和垂直壁交接处 平滑
木射线平均高度 (细胞个数 ) 8一 9
交叉场纹孔类型 窗格状与松型
树脂道 有
每平方毫米轴向树脂道数 (枚 ) O一 3
轴向树脂道直径 ( 。 m ) 1 3 6一 15 0
轴向树脂道周边细胞个数 (枚 ) 3一 4
黑色至黄褐色
明显
急变
明显
13
,
9 4
无
圆形 、 多边形
3
.
1 6
3 8
. 必
81 』6
单列偶见双列
圆形透镜形
无
无
无
深锯齿
厚
凸起
1 1一 12
窗格状与松型
有
0 一 2
11 0一14 0
3 一 4
棕红至黄棕色
明显
急变
明显
18
.
9 2
无
圆形、 多边形
2
.
51
3 7
。
52
6 6
.
9 3
单列偶见双列
圆形透镜形
有
无
无
深锯齿
薄
凸起
6 一 7
窗格状与松型
有
2一 5
1 5 2一 1 8 5
4 一 5
89
1023封567招约加红韶4
一 2 4 一
附件下观察拍照 , 各种组织比量乃细胞的大
小采用测微尺测得 。 木材分类采用数量分类
学系统分类法中的类平均法 ( U p G M A ) 进
行运算 。 U P GM A法经验证优于系统 分类法
其它各法 。
4 结果与讨论
4
,
1 长白松、 樟子松 、 赤松木材解剖特征
应用木材解剖学原理和电镜扫描观察 ,
对长白松 、 樟子松 、 赤松木材进行了全面的
解剖研究 , 其结果见表 2 、 图 1 、 图 2 、 图
3
。
砚 l 匀U U 。 石 U U U 压 Z UUU D Z办 UU
图 1 长白松射线管胞内壁加厚图 。 田 2 长白松交叉场纹孔类型 。
从木材解剖特征来看 : 长白松 、 樟子
松 、 赤松三种木材既有相同点又有不同点 , 根
据某一特征或某几个特征的有无来确定其归
属是很难让人信服的 。 为了更确切地说明问
题从表 2 中筛选 出彼此有差异的特征 15 个作
为分析比较的依据 。 采用数量分类学系统分
类法中的类平均法 ( U P G M A法 )进行运算。
4
。
2 数据处理
将筛选 出来的 15 个特征针对三个运算单
位O T U , S 〔O T U , (长白松 ) , O T U : (樟
子松 ) , O T U 3 ( 赤松 ) 〕 进行二套编码得
到2了个性态 , 见表 3 。
表 3 三种木材 15 个差异特性编号编码
差异特性编号和差异特性两态编码
O T IJ , S
主 1 1 : 1 5 2 3 2 3 0 3 3 4 5 2 5 2 5 3 6 1 6 2 6 3 7 8 9 1 0 1 1 1 2 , 1 2 : 12 , 13 1 4 1 1 4 2 1 4 3 1 5
1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0
2 q 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1
0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0 1 0 0
3 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 D I
·
1 0 0 1 1
将表 3中的平均值X , = 。 . 3 3 和标准 差 S ; 二
0
.
5 7 7 ( j” 1 , 2 , 3 , … … , 27 ) 连同原始数
据一起代入标准化变换公式 :
Y i ,
_ X
, j 一 X ,
(
;二 } , 2 , 3 ; j二 l , 2 , 3 , … … , 2 7
求得标准化数值矩阵 :
…IJ八lJ甘一Y 二 l 。 15 5一 0 。 5 7 7一 O。 5 7 7 一 0 。 5 7 7 1。 15 5一O 。 5 7 7 一O 。一〕。 1、`上六é八é
一
5 7 7
5 7 7
15 5
1
。
15 5
一O 。 5了7
一O 。 5 7 7
16 5
5 7 7
5 7 7
一O。 5 7了
l
。
] 5 5
一0 . 5 7 7
一O 。 5 7 7
一O。 5 7 7
l
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5 15
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5 7 7…,. L八é口一1八éU
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、、、
-0 1沁刃印l一 0 。 5 7 7
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一 O 。
一 O 。
5 7 7 一 0 。 6 7 7 一 O。 5 7 7
5 7 7 一O 。 5了7 一口。 5 7 7
15 5 1
。
15 5 1
。
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。
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l
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/曰`叮.6甲`叶`ù口5La],
:
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。
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一 O。 5 7 7
一 O。 5了7
.1 15 5
一O。 5 7 7
一 0 。 5 7 7
一 O 。 5 7 7
1
。
15 5
一0 。 5 7 7
一 O 。 5了7
一 0 。 5 7 7
l
。
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5 7 7
5 7 7
15 5
1
。
1 5 5 一 0
一 O 。 5 7 7 1
一 0 。 5 7 7 一0
。
5 7 7
。
15 5
。
5 7 7
一 O。 57 7
0
。
57 7
1
。
15 5
.…lǐUnU11一
4
.
3 距离系数的计算
采用平均欧氏距离 , 则两个 O T U , S 间
的距离系数为 :
据此绘出树系图如图 3
]一一一艺 ( y ; 、 一 y , 、 ) ’ 一一一~ JD 抓 k一 rk= 〕 ’“ 1 5 2 5 3 1 5 2 一 3 , · · , … , 27将标准化数值代入上 式 得 矩 离 系 数 矩 阵
M ( 0 )
0一一一一~ , 产1 2 3图 3 树离圈
M ( 0 )
一一O
乃Jù .
ù2一8
一户O
2ìO卜 .
一2
里一30949卜l片
L与!阵l卜
取最小值 D , : = 2 . 3 09 即 O T u : 与 O T U Z
之间距离最近 。 二者聚合后的新类群 G : =
G
, 2与 O T U 3 间的距离系数由类平均 法 计
算 , 其公式为 专
D
4 3
= 〔士 D 3 , ’ + 于 D 3 2 之 〕
将 M ( O ) 代入上式得M ( l)
一
…、 -
{…2
M ( 】 )
5 t 6 o
从树系图中明显看出 : 长白松与樟子松更为
接近 , 樟子松属于欧洲赤松种群范畴 , 因此
长白松作为欧洲赤松的变种较为合适 。
5
. 结论
5
. 卫兰种木材射线管胞内壁都具有深锯齿 ,
其据齿平均高度达队 7。让爪如图 2 。
5
.
2 三种木材交叉场绞孔都为窗格状和松型
其窗格状纹孔的四个顶角均为 圆弧形 过 渡
(如图 3 ) 。
5
.
3 三种木材都具有纵向树脂道和横向树脂
道 。
5
.
4 三种木材彼此之间有许多差异 。 应用数
量分类法得出树系图 (图 1) 。 从树系图中明显
看出 ,长白松与樟子松较为接近 , 因此长白松
作为欧洲赤松的变种较为合适 。 故此长白松
的正确命名应该是 : P i n u S S y lv e s t r is L i n n V a
r S y lv e s t r i f o r o i s C h e n g
. e t C
.
D
.
C h u ( 19 7 , )
2弓