全 文 ：Vol. 32 No. 6
Jun. 2012
第 32卷 第 6期
2012年 6月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期：2011-12-28
基金项目：“十一五”广西壮族自治区林业厅项目“桉树新品种优良遗传性状选择、改良与开发利用”，项目编号：林科字 [2007]
第 24号
作者简介：李昌荣（1980—），男，广西横县人，工程师，博士生；主要研究方向为林木遗传育种
通讯作者：项东云（1960—），男，教授级高工，主要研究方向为林木遗传育种；E-mail: xianggfri@gx163.net
大花序桉木材基本密度的变异研究
李昌荣 1，项东云 1,2，陈健波 1，翟新翠 3，阚荣飞 4，兰 俊 5
（1.广西林业科学研究院，广西 南宁 530002；2.南京林业大学，江苏 南京 21003；3.广西区林业厅，广西 南宁
530004；4.临沂市林业局，山东 临沂 276000，5.广西东门林场，广西 扶绥 532108 ）
摘 要：以广西东门林场 11个种源的 17年生大花序桉试验林为材料，伐倒样木取木样和生长锥钻取木芯 2种
取样方法测定木材基本密度，研究大花序桉木材基本密度在种源间、树干高度和胸径处径向变异，同时研究木
材基本密度与无损检测测定值之间的相关关系，以及两种取样方法测定基本密度的比较。研究结果表明：种源
间木材基本密度的变异范围是 0.617～ 0.753 g/cm3，总体平均基本密度为 0.706 g/cm3，方差分析表明大花序桉种
源间木材基本密度差异极显著；基本密度在树干高度上的变化没有一致的变化趋势，不同树干高度的基本密度
差异不显著；木材基本密度自髓心到树皮呈逐渐增大的径向变异规律，木材基本密度在径向差异极显著；用木
块样品测出的基本密度总体上都比用木芯样品测出的结果高，同时存在极显著的差异（P＜ 0.01）。从大花序桉
Pilodyn测定值与基本密度之间的回归方程可知，这两者间存在较好的负相关关系，北向的决定系数（R2=0.410）
高于南向的决定系数（R2=0.363），外部平均基本密度决定系数（R2=0.488）高于总体平均基本密度的决定系数
（R2=0.389）。
关键词：大花序桉；基本密度；Pilodyn无损检测；变异；相关性
中图分类号： S781.31 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2012)06-0158-05
Study on wood basic density variation of Eucalyptus cloziana
LI Chang-rong1, XIANG Dong-yun1,2, CHEN Jian-bo1, ZHAI Xin-cui3, KAN Rong-fei4, LAN Jun5
(1. Guangxi academy of forestry, Nanning 530002, Guangxi, China; 2.Nanjing forestry university, Nanjing 21003, Jiangshu, China;
3.Guangxi forestry department, Naning 530004, Guangxi, China; 4.Linyi forestry bureau, Linyi 276000, Shandong, China;
5.Dongmen forestry farm of Guangxi, Fusui 532108, Guangxi, China)
Abstract: By taking 11 provenances of 17-year-old Eucalyptus cloziana in Dongmen Forest Farm of Guangxi as the researched
materials, and adopting felled-tree sample method and taking wood samples with growth cone method to measuring the woods basic
density, the variations of Eucalyptus cloziana wood basic density in different provenances, different height of a tree and the trend of
radial were studied, the relationship between the wood basic density and the nondestructive testing values was researched, and the
results of basic density measured with the two methods were compared. The results show that the variations of basic density in different
provenances were from 0.617 g/cm3 to 0.753 g/cm3, and the average of basic density was 0.706 g/cm3. The results of the ANOVA
analysis also show that there were some remarkable differences in provenances; there were no consistency variation of basic density
between different height of a tree, there was no signifi cant difference; the basic density showed a gradually increasing trend of radial
from heart-centre to tree bark, and the ANOVA analysis showed that there was a remarkable difference; the basic densities measured
with block samples were higher than that measured with drilled-samples, there was a signifi cant difference between those two methods
(P＜ 0.01); The linear regression equation of Pilodyn results and the basic density observed showed a signifi cantly negative correlation,
the coeffi cient of north directions (R2=0.410) was higher than south directions (R2=0.363), the determination coeffi cient of outer wood
average basic density (R2=0.488) was higher than that of the general average basic density (R2=0.389).
Key words: Eucalyptus cloziana; basic density; Pilodyn nondestructive testing method; variation；relationship
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2012.06.010
159第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
大花序桉 Eucalyptus cloeziana，自然分布于澳
大利亚，干形通直、圆满，自然整枝良好；木材
黄褐色、硬度高、纹理通直、结构均匀、耐久沉重，
锯板性能优良，是自然界的高贵木材，广泛用于
家具和建筑等。大花序桉作为锯材的优良树种，
国内外很多学者就其材性进行了深入研究。国外
学 者 Bootle[1]，Dickinson[2]，Phillips[3]，Muneri[4]
等对大花序桉的幼龄林材和成熟材的木材密度进行
了研究。国内学者罗玉华 [5]，蒋玮 [6]，翟新翠 [7]，
姜笑梅 [8]，项东云 [9]，陈健波 [10]等对大花序桉木
材材性进行了研究。木材密度作为一个重要的材
性指标，它既影响木材的力学强度，又决定着木
材及纤维制品的产量和品质，与木材力学性质有
显著的相关关系，是估计木材工艺性质好坏的依
据 [11-13]，直接影响到木材的用途。所以，木材密
度变异性的研究至关重要 [12-15]。同时，传统用生长
锥钻取木芯测定木材基本密度对活立木有一定的创
伤，而且试验过程繁琐，用无损检测方法预测活立
木的基本密度快速、可靠，Cown[16]于 1978年最早
发现 Pilodyn测定值与木材基本密度之间存在密切
的相关关系，随后越来越多的学者对 Pilodyn测定
值与活立木木材基本密度之间的相关进行了深入的
研究，在松树 [17-22]、毛白杨 [23-24]、青海云杉 [25]、白
榆 [26]、桉树 [27-28]等树种中有应用 Pilodyn预测木材
基本密度的研究报道，这些研究表明，Pilodyn 测
定值与活立木外侧部分的基本密度呈显著负相关。
目前，以大花序桉成熟材为材料研究其木材基本密
度的变异以及利用 Pilodyn无损检测方法来快速预
测大花序桉的木材基本密度在国内未见有公开的报
道，因此研究大花序桉成熟材木材基本密度变异规
律以及 Pilodyn测定值与大花序桉木材基本密度之
间的相关关系，为今后大花序桉加工利用和快速、
可靠的进行基本密度的预测提供依据。
本研究以广西东门林场 17年生大花序桉种源
试验为材料，应用两种传统的木材取样方法，较
系统的研究大花序桉木材基本密度的变异趋势，
结合 Pilodyn无损检测预测大花序桉的木材基本密
度，为大花序桉木材材性的研究和材性改良提供
参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料来源于广西东门林场 1989年种植的
大花序桉种源试验林，此试验总共有 11个种源参
加试验，其中 10个种源来自澳大利亚，1个东门
当地的种（实际上是 1983年试验 1中的卡特威尔
B47种批的驯化种）。6个种源从澳大利亚堪培拉
林木种子中心获得，其它 4个种源由澳大利亚昆
士兰州林业局提供。播种时间为 1988年 12月 6日，
1989年 4月移苗，1989年 5月 16日造林，种源
情况如下表 1：
表1 大花序桉参试种源基本概况
Table 1 Basic information of the provenances in trial
种批号 种源地 纬度 S 经度 E
B47 Cardwell (QLD) 18°20′ 146°10′
B55 SF 28 Monto 25°00′ 151°00′
B82 SE Corner of Eungella Holding(QLD) 21°15′ 148°25′
B85 E of Watsonville 17°23′ 145°19′
S14427 Stoney Creek RD, Blackdown Tableland 23°48′ 149°01′
S12196 Blackdown Tableland 23°44′ 149°07′
S12195 Hungry Hills, Eidsvold, S of Monto 25°18′ 151°22′
S14425 Gympie 26°10′ 152°48′
S17008 SF393 Woodum 26°14′ 152°50′
S14127 S of Ravenshoe 17°43′ 145°29′
D47 东门采种对照 22°23′N 107°30′E
1.2 试验方法
（1）2006年 12月，首先用瑞典产的立木木
材密度测试仪（PILODYN-6J）在树高 1.3 m的地
方在东南西北四个方向分别进行测定。然后用孔
径 0.5 cm手动生长锥沿南北向于样木胸高处钻出
一自树皮 -髓心 -树皮的无疵木芯（共计 33个），
做好保存带回实验室进行测试和分析。对树皮至
髓心方向分三个年龄段进行测定。木材基本密度
采用排水法测定，测定按国家标准 GB1933-91（国
家技术监督局）的要求进行。基本密度计算公式为：
ρ=m/πr2l。 （1）
式（1）中，ρ为木材基本密度；m为木芯全干质量（整
根或一年轮）；r为生长锥半径；l为木芯长度或
一个年轮宽度。
采用回归分析方法建立 Pilodyn探测值预测木
材密度的回归方程。模型为：
y= b + ax。 （2）
（2）2007年 6月按照国家标准《木材物理力
学试材采集方法》（GB1927-91）采样，每个种源
抽取 5株中等木伐倒作为研究对象，11个种源，
共55个单株。从离地1.3 m处起每隔两米截取木段，
第一段 1.3～ 3.3 m，第二段 5.3～ 7.3 m，第三段
9.3～ 11.3 m，共 3段。将试材加工成 20 mm×20
mm×20 mm规格试样，用排水法测定木材基本密
度。基本密度计算公式：
李昌荣，等：大花序桉木材基本密度的变异研究160 第 6期
ρ=m /v （3）
式（3）中：ρ 为试样的基本密度（单位：g/
cm3）；m为试样全干时的质量（单位：g）；v为
试样饱和水分时的体积（单位：cm3）。
2 结果与分析
2.1 木材基本密度在种源间的变异
以 2007年 6月按国标方法取样测定的数据来
分析木材基本密度在种源间的变异。由表 2可以
看出：种源间木材基本密度的变异范围是 0.617～
0.753 g/cm3，总体平均基本密度为 0.706 g/cm3。11
个种源中，基本密度大于 0.700 g/cm3的种源有 5
个，基本密度最小的种源为 12 195，仅为 0.617 g/
cm3。基本密度最大的种源比最小的种源高 22%。
各种源木材基本密度在株间的变异不大，变异系
数平均值为 5.84%，只有 12195号种源木材基本密
度的变异大于 10%。从方差分析表 3可知：大花
序桉种源间木材基本密度差异极显著，这为我们
进行育种选择提供了可能。
2.2 基本密度沿树干高度上的变异
同样以 2007年 6月按国标方法取样测定的数
据来分析木材基本密度沿树干高度上的变异。从
表 2可知：基本密度在树干高度上的变化没有一
致的变化趋势，但从这三个高度段的总平均值来
看，有基本密度树干下部＜树干中部＜树干上部
的总变化趋势，种源间各高度木材基本密度的变
异范围为 0.612～ 0.766 g/cm3。从方差分析（见表
3）可知：不同树干高度的基本密度的差异不显著，
基本密度在树干高度上比较稳定，有利于木材加工。
表2 大花序桉基本密度结果
Table 2 Basic density of E. cloeziana
种源号 基本密度平均值/（g·cm-3）
变异系数
/％
高度 /m
1.3~3.3 5.3~7.3 9.3~11.3
B85 0.753 3.29 0.754 0.747 0.748
D47 0.739 3.84 0.722 0.743 0.766
B82 0.727 4.75 0.698 0.753 0.749
14427 0.725 5.35 0.728 0.719 0.733
12196 0.720 8.60 0.732 0.715 0.723
B47 0.715 4.79 0.696 0.715 0.744
17008 0.711 7.70 0.681 0.714 0.753
14127 0.698 5.10 0.651 0.712 0.726
14425 0.683 7.83 0.665 0.691 0.688
B55 0.680 2.36 0.676 0.685 0.678
12195 0.617 10.61 0.615 0.625 0.612
总平均值 0.706 5.84 0.693 0.711 0.720
表3 大花序桉木材基本密度方差分析
Table 3 Variance analysis of basic density of E. cloeziana
项目 变异来源 离差平方和 自由度 均方 F值 Sig.
种源
种源间 0.067 10 0.007 3.557 0.002
种源内 0.083 44 0.002 　 　
总计 0.151 54 　 　 　
高度
高度间 0.043 2 0.021 1.312 0.284
种源内 0.049 30 0.016 　 　
总计 0.092 32 　 　 　
径向
径向间 0.049 2 0.024 712 14.453 0.000
种源内 0.051 30 0.001 71
总计 0.100 32 　 　 　
2.3 木材基本密度的径向变异
用生长锥钻取木芯测定的木材基本密度来研
究大花序桉木材基本密度在树干径向方向的变异。
大花序桉总的基本密度在靠树皮附近、半径 1/2
处、靠髓心附近数值如表 4所示：大花序桉靠树
皮附近基本密度平均值为 0.698 g/cm3，标准差为
0.048 2，变异系数为 6.91%；半径 1/2处基本密度
平均值为 0.657 g/cm3，标准差为 0.056 4，变异系
数为 8.58%；靠髓心附近基本密度平均值为 0.599
g/cm3，标准差为 0.074 4，变异系数为 12.42%。木
材基本密度径向变异规律是：自髓心到树皮呈逐渐
增大，径向变异规律明显。说明随着年龄的增大，
木材基本密度呈上升趋势。从方差分析（见表 3）
可知：大花序桉胸径处的基本密度径向差异极显著。
表4 大花序桉靠树皮、半径1/2处、靠髓心基本密度
Table 4 Basic density of near- bark, half-semidiameter
and near-pith of E. cloeziana g/cm3
种源号 基本密度靠树皮 基本密度 1/2处 基本密度靠髓心
12195 0.635 0.571 0.595
12196 0.641 0.641 0.558
14127 0.710 0.696 0.631
14425 0.728 0.653 0.578
14427 0.672 0.604 0.630
17008 0.715 0.669 0.602
B47 0.740 0.661 0.638
B55 0.643 0.668 0.589
B82 0.695 0.650 0.572
B85 0.733 0.680 0.520
D47 0.727 0.703 0.687
平均值 0.698 0.657 0.599
标准差 0.048 0.056 0.074
变异系数 /% 6.91 8.58 12.42
2.4 两种取样方法测定木材基本密度的比较
传统测定木材基本密度主要有 2种方法，一
161第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
种是把树砍倒，把木样加工成 20 mm×20 mm×20
mm规格（为了简化这里称为木块法），一种是用
生长锥钻取木芯（简称为木芯法），都是用排水
法测定。本次实验先后用两种方法在 11个种源中
取样测定大花序桉的木材基本密度，比较这 2种
取样方法测定木材基本密度间的差异。
表5 两种取样方法测定木材基本密度方差分析
Table 5 Variance analysis of basic density by two
sampling ways
变异来源 离差平方和 自由度 均方 F值 Sig.
取样方法 0.019 1 0.019 15.743 0.001
种源 0.024 20 0.001
总计 0.042 21 　 　 　
图 1 两种取样方法测定基本密度比较
Fig.1 Comparison of basic density between two sampling ways
从图 1可知：用木块样品测出的基本密度总
体上都比用木芯样品测出的结果高（在一个种源
中有例外）。同时方差分析表明：2种取样方法测
定木材基本密度差异极显著（P＜ 0.01）。
2.5 木材基本密度与 PILODYN的相关性研究
PILODYN-6J 木材检测仪是用来测量活树及
木材建设，如电线杆及水底打桩的木材密度与强
度的有用工具。测定原理是以预先设定好的能量，
将一个钢钉射入到木材中，钉子射入的深度就是
检测的结果，这与木材密度密切相关。木材密度大，
则射入深度浅，反之，射入深度大。检测不会对
树木造成破坏，所以称为无损的检测方法。应用
Pilodyn无损检测仪器，可间接测定木材基本密度。
利用 33株大花序桉去树皮后北向和南向的
Pilodyn测定值与生长锥取木芯测定的基本密度，
研究 Pilodyn测定值与基本密度之间的相关关系，
采用线性关系模型 y=a+bx表示，y为基本密度，x
为 Pilodyn测定值，a，b为系数。
从图 2～图 5可知：树干基本密度与 Pilodyn
测定值之间存在较好的负相关关系；北向外部基
图 2 北向外部基本密度与 Pilodyn值的回归方程
Fig.2 Regression between north outer basic density
and Pilodyn values
图 3 南向外部基本密度与 Pilodyn值的回归方程
Fig.3 Regression between south outer basic density and
Pilodyn values
图 4 外部平均基本密度与 Pilodyn值的回归方程
Fig.4 Regression between outside basic density and
Pilodyn values
李昌荣，等：大花序桉木材基本密度的变异研究162 第 6期
本密度与 Pilodyn测定值之间的线性回归方程为
y=-0.030x+1.067，决定系数 R2=0.410；南向外部
基本密度与 Pilodyn测定值之间的线性回归方程为
y=-0.023x+0.969，决定系数 R2=0.363；树干外部
平均基本密度与 Pilodyn测定值之间的线性回归方
程为 y=-0.033x+1.094，决定系数 R2=0.488；树干
总体平均基本密度与 Pilodyn测定值之间的线性回
归方程为 y=-0.024x+0.944，决定系数 R2=0.389。
北向外部基本密度与 Pilodyn测定值之间的线性方
程决定系数（R2=0.410）比南向的大（R2=0.363），
外部平均基本密度与 Pilodyn测定值之间的线性方
程决定系数（R2=0.488）比总体平均基本密度的大
（R2=0.389）。
3 结 论
（1）种源间木材基本密度的变异范围是
0.617～ 0.753 g/cm3，总 体 平 均 基 本 密 度 为
706 g/cm3。各种源木材基本密度在株间的变异不
大，变异系数平均值为 5.84%。方差分析表明大花
序桉种源间木材基本密度差异极显著，这为我们
进行育种选择提供了可能。
（2）基本密度在树干高度上的变化没有一致
的变化趋势，从方差分析可知，不同树干高度的
基本密度差异不显著。
（3）木材基本密度径向变异规律是：自髓心
到树皮呈逐渐增大，径向变异规律明显。说明随
着年龄的增大，木材基本密度呈上升趋势。基本
密度径向差异极显著。
（4）用木块样品测出的基本密度总体上都比
用木芯样品测出的结果高，同时 2种取样方法测
定木材基本密度差异极显著（P＜ 0.01）。
（5）大花序桉去树皮后 Pilodyn测定值与生
长锥取木芯测定的基本密度之间线性回归分析表
明：树干基本密度与 Pilodyn测定值之间存在较好
的负相关关系，北向的决定系数（R2=0.410）高于
南向的决定系数（R2=0.363），外部平均基本密度
决定系数（R2=0.488）高于总体平均基本密度的决
定系数（R2=0.389）。因此在北向取得的 Pilodyn
测定值比南向取得的 Pilodyn测定值更好的预测
木材的基本密度和反映木材密度的变化，同时用
Pilodyn测定值来预测木材外部基本密度比预测整
个径向的基本密度更具有优势。
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图 5 总体平均基本密度与 Pilodyn值的回归方程
Fig.5 Regression between general mean basic density and
Pilodyn
(下转至第 176页 )
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