全 文 ：第 33 卷 第 1 期
2012 年 1 月
华南农业大学学报
Journal of South China Agricultural University
Vol． 33，No． 1
Jan． 2012
收稿日期:2011-03-09
作者简介:项东云(1960—) ，男，教授级高级工程师，E-mail:xiang_dongyun@ yahoo． com． cn
基金项目:“十一五”国家林业科技支撑计划专题(2006BAD01A1504);“十五”广西林业科技项目(林科字［2002］第 15号)
大花序桉木材抗弯弹性模量变异研究
项东云1，2，王明庥1，黄敏仁1，陈健波2，阚荣飞3，张照远2，陈东林4
(1 南京林业大学 森林资源与环境学院，江苏 南京 210037;2 广西林业科学研究院，
广西 南宁 530002;3 广西大学 林学院，广西 南宁 530001;4 广西国营东门林场，广西 扶绥 532108)
摘要:用伐倒木取样，按国家标准制作试件，采用 SANS型微机控制电子万能试验机测定木材抗弯弹性模量(Modu-
lus of elasticity，MOE) ，研究了 18 年生大花序桉 Eucalyptus cloeziana 11 个种源木材 MOE在种源间、单株间、树干高
度上的变异情况．结果表明，大花序桉部分种源间、株间和高度间的木材 MOE均有显著差异，B47 种源的木材 MOE
最大，为 26． 71 GPa;12195 号种源的最小，为 23． 50 GPa，并显著小于 B47、D47 和 17008 号这 3 个种源． 11 个种源中
有 7 个种源的株间木材 MOE差异达显著水平． 各种源内树干高度间的木材 MOE 只有 2 个种源的高度间差异显
著;各种源木材MOE沿树干高度的变化趋势有 2 种:有 7 个种源随树干高度的增加而增大，另 4 个种源沿树干高度
呈先上升后下降的趋势．
关键词:大花序桉;种源;弹性模量;变异
中图分类号:S781． 23 文献标志码:A 文章编号:1001-411X(2012)01-0073-04
Variations of Modulus of Elasticity in Eucalyptus cloeziana Wood
XIANG Dong-yun1，2，WANG Ming-xiu1，HUANG Min-ren1，
CHEN Jian-bo2，KAN Rong-fei3，ZHANG Zhao-yuan2，CHEN Dong-lin4
(1 College of Forest Resources and Environment，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China;
2 Guangxi Forest Research Institute，Nanning 530002，China;3 Forestry College of Guangxi
University，Nanning 530001，China;4 Guangxi Dongmen State Forest Farm，Fusui 532108，China)
Abstract:Variations of modulus of elasticity (MOE)of 18-year-old Eucalyptus cloeziana wood in 11
provenances were investigated according to different provenances，individuals and stem heights． MOE
was measured by SANS-type computer-controlled electronic universal testing machine． The samples from
felled trees were done by the national standard． The results showed that there were significant differences
among provenances，individuals and stem heights in E． cloeziana wood． Provenance B47 had the largest
MOE，at 26. 71 GPa． Provenance 12195 had the smallest of all，at 23． 50 GPa，which was significantly
smaller than that of provenance B47，D47 and 17008． 7 out of 11 provenances were significantly different
in individual． 2 different provenances had significant differences in MOE between stem heights． 2 kinds
of tendencies on MOE along stem heights were evident:7 provenances showed an increase as the stem
height increased;the other 4 provenances increased first then decreased．
Key words:Eucalyptus cloeziana;provenances;modulus of elasticity(MOE) ;variations
大花序桉 Eucalyptus cloeziana 为桃金娘科伞房
属树种，自然分布于澳大利亚，我国引种大花序桉已
有 30 多年的历史．早在广西东门桉树林项目执行期
间(1983—1989 年) ，大花序桉就表现出较大的生长
潜力，其生长量比当时的当家造林树种———窿缘桉
E． exserta大 77． 2%［1］． 在巴西，树龄为 20 ～ 22 年，
胸径 17 ～ 40 cm 的大花序桉主要用于锯材生产［2］．
近 10 年来广西把该树种作为锯材树种进行改良研
究，开展了种源、家系试验，测试它们的生长变异程
度，初步结果表明，大花序桉的树高、胸径、单株材积
等生长性状无论在种源间，还是家系间均存在显著
差异［3］．此外，大花序桉木材性质变异情况是另一方
面的研究内容．项东云等［4］以 18 年生的大花序桉种
源试验林的木材为研究对象，对木材基本密度、弦向
干缩率、径向干缩率等物理性质进行了测定分析，发
现不同种源间、相同种源不同树干高度间所测定的
物理性质指标均存在显著的差异．随后，陈健波等［5］
研究了 18 年生的大花序桉种源试验林木材的顺纹
抗压强度，分析了种源间、单株间、树干高度上的木
材顺纹抗压强度的变异情况，结果大花序桉部分种
源间、株间及高度间木材顺纹抗压强度均有显著差
异，B85 号种源的顺纹抗压强度最大，为 83． 4 GPa;
12195 号种源的最小，为 69． 8 GPa;各种源木材顺纹
抗压强度沿树干高度的变化并不相同，有的呈递增
趋势，有的呈递减趋势，有的先增后减，有的先减后
增．此前，罗玉华［6］对 12 年生大花序桉 4 个家系的
木材表面性状进行了研究，分析了家系间、株间、树
高方向、心边材的变异． Jiang ze-hui等［7］对大花序桉
进行了吸声性能的研究，认为大花序桉板材的厚度
影响其吸声性能． 周少英等［8］对广西东门林场大花
序桉木材干缩特性及变性特性进行了研究． 姜笑梅
等［9］对 16 年生大花序桉的木材解剖、物理力学性质
进行了不同树干高度、不同径向位置以及同一高度
的南北向的研究．
弹性模量(Modulus of elasticity，MOE)是衡量材
料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，材料刚
度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越
小．木材抗弯弹性模量代表木材的劲度或刚性，是木
材产生一个一致的正应变所需要的正应力，亦即在
比例极限之内，抵抗弯曲变形的能力． MOE是结构用
材最重要的力学指标之一，而对于大花序桉木材
MOE的研究鲜见报道．为了解大花序桉木材 MOE水
平及其变异情况，本文以 18 年生 11 个大花序桉种
源木材为研究对象，进行 MOE 研究，以便为大花序
桉木材利用与改良提供参考依据．
1 材料与方法
1． 1 试验材料
1． 1． 1 样木选择 样木所在的林分为广西东门林
场在执行中澳技术合作东门桉树示范林项目期间建
立的 11 个大花序桉种源试验林(1989 年，试验号:
Expt55) ，其中:10个种源从大花序桉原产地澳大利亚
引进;1个为次生种源(种源号 D47) ，采自合作项目建
立的树种与施肥试验(1983 年，试验号:Expt1)的大花
序桉种源小区，为原卡特威尔种源(种源号 B47)的自
由授粉子代，具体见表 1． 采伐样木时，树龄为 18 年
生．试验样木按照国家标准［10］进行采集，即每个种源
抽取 5株平均木作为样木，11个种源，共 55株．
1． 1． 2 木段截取与试验样品制作 伐倒木后，从离
地 1. 3 m处起每隔 2 m截取木段，共取 3 段，第 1 段
为 1. 3 ～ 3. 3 m处，第 2 段为 5. 3 ～ 7. 3 m 处，第 3 段
为 9. 3 ～ 11. 3 m处．经干燥室干燥后，按国家标准［10］
的有关规定制作试样．
表 1 大花序桉种源基本情况
Tab． 1 Basic profile of Eucalyptus cloeziana
种源号 种源地 纬度 经度
B47 Cardwell(QLD) 18°20S 146°10E
14127 South of Ravenshoe 17°43S 145°29E
B85 East of Watsonville 17°23S 145°19E
14425 Gympie 26°10S 152°48E
17008 SF393 Woondum 26°14S 152°50E
12196 Blackdown Tableland 23°44S 149°07E
14427 Stoney Creek RD，Blackdown Tableland 23°48S 149°01E
B82 South East Corner of Eungella Holding(QLD) 21°15S 148°25E
B55 SF 28 Monto 25°00S 151°00E
12195 Hungry Hills，Eidsvold，South of Monto 25°18S 151°22E
D47 Dongmen State Forest Farm，Guangxi 22°23N 107°30E
1． 2 测定方法
MOE测定基本按照国家标准［10］所规定的方法
采用 SANS型微机控制电子万能试验机进行．所不同
的是:测定 MOE时，采用一点加载法，即在试样中央
加载．计算公式为:
EW =
l3
4 × b × h3
× Δf
Δs
，
式中:EW 为 试件的弹性模量 /MPa;l 为 两支座间的
距离 /mm;b 为 试件宽度 /mm;h 为试件厚度 /mm;
Δf 为在载荷变形图中直线段内力的增加量 /N;Δs
为在力 f1 ～ f2 区间试件变形量 /mm．
1． 3 数据统计与分析方法
各测定性状的平均值、标准差和变异系数采用
EXCEL软件处理，对于各主要研究性状的方差分析、
多重比较，采用 SPSS8. 0(Statistical program for social
sciences)软件处理．
2 结果与分析
2． 1 种源间木材MOE差异
表 2 为参试 11 个大花序桉种源木材 MOE 的数
值统计，MOE 平均值范围是 23. 50 ～ 26. 71． 其中，
47 华 南 农 业 大 学 学 报 第 33 卷
B47 种源木材的 MOE均值最大，为 26. 71 GPa，然后
依次是 D47、17008 和 14127 号种源，均值分别是
26. 28、26. 16 和 25. 94 GPa;MOE 均值最小的是
12195 号种源，为 23. 50 GPa．
表 2 各种源木材抗弯弹性模量及其变异系数
Tab． 2 MOE value and coefficient of variation of each
provenance
种源号
EW / GPa
平均值1) 最小值 最大值
变异
系数 /%
12195 23． 50c 21． 79 25． 50 6． 24
B55 23． 54c 22． 72 25． 06 4． 14
B82 23． 81bc 22． 12 25． 87 6． 83
14425 24． 10bc 21． 18 27． 11 11． 41
B85 25． 04abc 20． 83 29． 35 12． 37
14427 25． 23abc 22． 00 27． 29 8． 11
12196 25． 74abc 24． 66 26． 35 2． 67
14127 25． 94abc 21． 12 30． 38 13． 14
17008 26． 16ab 21． 96 30． 13 11． 55
D47 26． 28ab 20． 33 30． 41 15． 09
B47 26． 71a 21． 84 30． 47 11． 80
1)同列数据后，凡具有一个相同小写英文字母者表示差异
不显著(Duncans法，P ＞ 0. 05 )．
从变异系数上看，同一种源内，D47 种源的变异
系数最大，为 15． 09%;12196 号种源的变异系数最
小，仅为 2． 67%;11 个种源中有 6 个种源(占参试种
源数 54． 5%)的变异系数超过 10%，其余 5 个种源
的变异系数在 10%以下．由此可见，不同种源木材的
MOE不同，而且同一种源内也有差异，这是种源间遗
传差异和个体生长差异所致．
方差分析结果表明，11 个大花序桉种源木材
MOE在种源间有显著差异(表 3)． 邓肯氏多重比较
发现，这种差异的具体表现是，种源 B47 显著高于种
源 14425、B82、B55 和 12195，而与 D47 等 6 个种源比
较无显著差异;种源 D47 和种源 17008 又显著高于
种源 B55 和 12195，而与其余 8 个种源间比较无显著
差异．其他种源间的差异情况见表 2．
表 3 种源间木材抗弯弹性模量方差分析结果1)
Tab． 3 Variance analysis of MOE among provenances
变异来源 离差平方和 自由度 均方 F值 P值
种源间 208． 007 10 20． 801 2． 366* 0． 012
误差 1 353． 985 154 8． 792
总和 1 561． 992 164
1)* 表示 0． 05 水平差异显著．
2． 2 种源内株间木材 MOE差异分析
从以上种源内的木材 MOE 变异系数可知，种源
内存在着株间变异．通过分别对大花序桉 11 个种源
进行株间木材 MOE 方差分析，结果表明，其中有 7
个种源的株间 MOE 差异达 5% 显著水平，它们是
14127、14425、14427、17008、B47、B85 和 D47 号种
源，这 7 个种源也是种源内变异系数最大的种源，正
好与以上的分析相吻合． 而其余 4 个种源的株间差
异不显著(表 4)．
2． 3 MOE沿树干高度的变异
从表 5 可知，各种源内树干高度间的木材 MOE
有一定差异，但表 4 的方差分析表明，只有 12195 和
14127 这 2 个种源的高度间差异显著，而其他 9 个种
源树干高度间的木材 MOE 差异不显著．从表 5 各种
源 3 个高度的 MOE值来看，沿树干高度的变化趋势
有 2 类，其中一类是木材弹性模量随树干高度的增
加而增大，属于该类的种源有 12195、14127、14425、
14427、B47、B85、D47 共 7 个;另一类是沿树干高度
呈先上升后下降的趋势，包括其余的 4 个种源．
表 4 各种源单株间及树干高度间抗弯弹性模量方差分析结果1)
Tab． 4 Analysis of variance for MOE among individuals and tree heights
种源号
离差平方和 自由度 均方 F值 P值
单株间 高度间 单株间 高度间 单株间 高度间 单株间 高度间 单株间 高度间
12195 25． 781 29． 157 4 2 6． 445 14． 578 3． 095 7． 001* 0． 081 0． 017
12196 5． 665 3． 330 4 2 1． 416 1． 665 0． 522 0． 614 0． 723 0． 565
14127 139． 452 15． 731 4 2 34． 863 7． 865 20． 737* 4． 678* 0． 000 0． 045
14425 90． 761 6． 616 4 2 22． 690 3． 308 5． 097* 0． 743 0． 024 0． 506
14427 50． 195 3． 694 4 2 12． 549 1． 847 4． 662* 0． 686 0． 031 0． 531
17008 109． 429 0． 265 4 2 27． 357 0． 133 4． 630* 0． 022 0． 031 0． 978
B47 119． 160 31． 638 4 2 29． 790 15． 819 7． 571* 4． 020 0． 008 0． 062
B55 11． 396 2． 104 4 2 2． 849 1． 052 0． 380 0． 140 0． 817 0． 871
B82 31． 740 9． 957 4 2 7． 935 4． 978 3． 300 2． 070 0． 071 0． 189
B85 115． 222 15． 806 4 2 28． 806 7． 903 6． 584* 1． 806 0． 012 0． 225
D47 188． 611 16． 861 4 2 47． 153 8． 430 12． 776* 2． 284 0． 001 0． 164
1)* 表示 0. 05 水平差异显著．
57第 1 期 项东云等:大花序桉木材抗弯弹性模量变异研究
表 5 大花序桉各种源不同树干高度抗弯弹性模量
Tab． 5 MOE of different tree heights of each provenance
种源号
Ew /GPa
1． 3 ～ 3． 3 m 5． 3 ～ 7． 3 m 9． 3 ～ 11． 3 m
12195 21． 54 24． 28 24． 67
12196 25． 07 26． 12 26． 02
14127 24． 89 25． 61 27． 33
14425 23． 59 23． 68 25． 04
14427 24． 53 25． 56 25． 60
17008 26． 19 26． 30 25． 98
B47 24． 69 27． 38 28． 05
B55 23． 16 24． 05 23． 42
B82 23． 05 24． 94 23． 43
B85 23． 60 25． 61 25． 91
D47 24． 79 26． 87 27． 17
3 讨论与结论
大花序桉种源间木材抗弯弹性模量有显著的差
异，11 个种源中，木材 MOE 最大的是 B47 种源，达
26. 71 GPa ;其次是 D47 种源，为 26. 28 GPa;最小的
种源是 12195 和 B55，MOE 分别为 23. 50 和 23. 54
GPa，均显著低于 B47、D47、17008 这 3 个种源． 由于
种源不同，木材 MOE 有差异，在火炬松 Pinus taeda、
白桦 Betula platyphylla等树种的种源间木材 MOE 差
异也同样存在，种源间的差异程度达显著水平［11-12］，
说明木材性状在同一树种内部的不同种源间仍有较
大的选择空间． 作为种源选择，有望获较好的选择
效果．
MOE变异不仅在种源间存在，同时也存在于单
株间，但不同种源有不同的表现，有的种源单株间差
异显著，有的则不显著． 本研究的 11 个种源有 7 个
种源(占参试种源数的 63． 6%)的株间木材 MOE 差
异显著，说明大部分种源存在株间差异显著的现象．
有的树种株间差异大于种源间差异，如徐有明等［11］
对 30 个火炬松种源间及种源内株间的木材 MOE 变
异研究表明，株间差异大于种源间差异，因此在种源
选择基础上，应结合改良需要，进行单株选择，以获
取更高的改良效果．
MOE沿树干高度的变异有少量种源差异显著，
而大部分种源高度间无显著差异． 但存在 2 种变化
趋势:一种为种源随树干高度的增加而增大;另一种
为种源则随树干高度先增加后下降，这与马占相思
Acacia mangium木材随树干高度的变化趋势相似，即
以树干中部的 MOE较大，而树干基部和上部的均较
小［13］．木材是一种变异性较大的材料，即同一株树不
同部位木材的物理、力学性质不同，这与人工制造或
合成的材料在物理、力学性质上具有很好的同一性
是不同的，这是研究不同部位木材性质的一个主要
原因，对于合理利用木材、提高木材的利用率具有重
要意义．
本文仅研究了木材 MOE 这一木材力学性状，未
与其生长性状、木材物理性状及其他力学性状联合
分析，有待于进一步完善研究，这样才能对该树种木
材性质作出全面的评价，为利用该木材提供更准确
可靠的信息．
参考文献:
［1］ 欧阳权，黄刃石．开发桉树新技术［M］∥韦 炬．桉树技
术的开拓性研究及其新发展． 南宁:广西民族出版社，
1992:25．
［2］ 殷亚方，杨民胜，王莉娟，等． 巴西桉树人工林资源及
其实木加工利用［J］．世界林业研究，2005(1) :62．
［3］ 叶露，陈健波，项东云，等． 大花序桉种源 /家系试验
的早期研究［J］． 广西林业科学，2007，36(4) :187．
［4］ 项东云，陈健波，申文辉，等． 大花序桉种源间木材物
理性质变异研究［J］． 广西林业科学，2008，37(2) :
57．
［5］ 陈健波，项东云，张照远，等． 大花序桉木材顺纹抗压
强度变异研究［J］． 林业科技开发，2009，23(4) :63．
［6］ 罗玉华． 桉树木材表面性状的研究［D］． 长沙:中南林
学院，2005．
［7］ JIANG Ze-hui，ZHAO Rong-jun，FEI Ben-hua． Sound
absorption property of wood for five eucalypt species［J］．
Journal of Forestry Research，2004，15(3) :207-210．
［8］ 周少英，徐峰． 广西东门林场五种桉树木材干缩和变
形特性研究［C］∥中国林学会木材科学分会． 中国林
学会木材科学分会第九次学术研讨会论文集． 哈尔
滨:东北林业大学出版社，2004．
［9］ 姜笑梅，叶克林，吕建雄，等． 中国桉树和相思人工林
木材性质与加工利用［M］． 北京:科学出版社，2007．
［10］国家技术监督局． GB1928—91 木材物理力学性质试验
方法［S］． 北京:中国标准出版社，1991．
［11］徐有明，林汉，刘昭息． 火炬种源木材抗弯弹性模量
和抗弯强度的变异及其关系［J］． 华中农业大学学报，
1996，15(1) :80．
［12］王淑娟，李黎，鹿振友，等． 五种白桦木材的抗弯强度和
抗弯弹性模量的研究［J］． 中国林业，2001(5) :27-
29．
［13］梁宏温，徐峰，牟继平． 马占相思木材物理力学性质
的研究［J］． 广西农业生物科学，2004，23(4) :327-
328．
【责任编辑 李晓卉】
67 华 南 农 业 大 学 学 报 第 33 卷