全 文 ：西北林学院学报 ２０１２，２７（６）：１５９～１６４
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１２．０６．３２
翠柏木材管胞形态和结晶度的株内变异
收稿日期：２０１１－１２－２１ 修回日期：２０１２－０５－２１
基金项目：林业公益性行业科研专项（２００７０４０２９）；中国林科院院所基金专项（ＣＡＦＹＢＢ２００８０２２）。
作者简介：廖声熙，男、副研究员，主要研究方向：森林培育与经营。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｆｌｉａｏ＠１６３．ｃｏｍ
＊通信作者：崔凯，男、助理研究员，主要研究方向：森林培育与经营。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｆｃｕｉｋａｉ＠１６３．ｃｏｍ
廖声熙，崔 凯＊，张 鹏，崔永忠，李 立
（中国林业科学研究院 资源昆虫研究所，云南 昆明６５０２２４）
摘 要：对云南产珍稀树种翠柏木材株内不同高度和圆周不同方位上木材管胞长度、宽度和结晶度
的径向变异模式进行了测定和分析，并对各管胞形态特征与结晶度的相关关系进行分析且建立数
学模型。结果表明：１）管胞长度和宽度的株内变异形式大致相似，管胞形态与树龄呈显著相关，表
现为随着树龄的增加逐渐增加，至２０ａ后趋于稳定，翠柏木材的成熟期界定为２０ａ；方差分析表明
在圆周不同方位上管胞长度和宽度差异不显著，管胞特征在不同高度上表现出显著差异，随着树高
的增加而逐渐减小。２）结晶度的株内径向变异规律与管胞形态的相似，且与树龄间呈显著相关，
表现为随着树龄的增加而增加后逐渐趋于稳定；不同高度上木材结晶度变化规律表现为随着树高
的增加而逐渐下降，不同方位上木材结晶度变化规律表现为南＞东＞北＞西。３）利用对数模型拟
合各管胞形态特征与结晶度，相关系数均在０．９以上，从而建立了管胞形态与结晶度间的回归模
型。可见翠柏是一种较好的纤维用材树种，为翠柏木材的优质定向培育以及利用结晶度进行管胞
形态预测提供了理论基础和技术支持。
关键词：翠柏；管胞长度；管胞宽度；结晶度；变异
中图分类号：Ｓ７１８．４７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－７４６１（２０１２）０６－０１５９－０６
Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｏｏｄ Ｔｒａｃｈｅｉｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｏｃｅｄｒｕｓ ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ
ＬＩＡＯ Ｓｈｅｎｇ－ｘｉ，ＣＵＩ Ｋａｉ＊，ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ，ＣＵＩ Ｙｏｎｇ－ｚｈｏｎｇ，ＬＩ Ｌｉ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｉｎｓｅｃｔｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ ６５０２２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｌｏｃｅｄｒｕｓ ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ ｉｓ ａ ｒａｒｅ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ
ｔｈｅ ｔｉｍｂｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅｅ，ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｒ－
ｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｒａｄｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ，ｗｉｄｔｈ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｉｎ ｅａｃｈ
ｇｒｏｗｔｈ ｒｉｎｇ ｏｆ Ｃ．ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｅ
ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ．１）Ｔｈｅ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ
ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ ｒｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｔａｂｉｌｅ ａｆｔｅｒ ２０ｙｅａｒｓ ｏｆ ｇｒｏｗｔｈ．Ｓｏ ｔｈｅ ｍａｔｕｒａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ ｏｆ Ｃ．ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ ｗａｓ
２０ａ．Ｔｈｅ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｉｇ－
ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔｓ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｄｅ－
ｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔ．２）Ｔｈｅ ｒａｄｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｗａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｃｈｅｉｄ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒｅｅ ａｇｅ．Ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ，ｉｔ ｗａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｏｕｔｈ＞ｅａｓｔ＞ｎｏｒｔｈ＞ｗｅｓｔ．
３）Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ
ｗａｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｕｐ
ｔｏ ０．９．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ，ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｙａｔａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗａｓ ｅｓｔａｂ－
ｌｉｓｈｅｄ．Ｔｏ ｓｕｍ ｕｐ，Ｃ．ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｈｉｇｈ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｓ ａ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗｉｔｈ ｅｘｃｅｌｅｎｔ ｔｉｍ－
ｂｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｗｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ Ｃ．ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｂａ－
ｓｉｓ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｂｙ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｌｏｃｅｄｒｕｓ ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ；ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ；ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｗｉｄｔｈ；ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ；ｖａｒｉａｔｉｏｎ
翠柏（Ｃａｌｏｃｅｄｒｕｓ ｍａｃｒｏｌｅｐｉｓ）系柏科翠柏属常
绿乔木，国家Ⅱ级重点保护野生植物，全球仅有一
种，属于古老残遗物种［１］。陈文红［２］、宁世江［３］等研
究表明翠柏群落是相对稳定性较大的群落，对其研
究可为开发利用该木材及对气候生态的演变提供重
要的信息。陈子牛［４］、谭开湛［５］、张茂钦［６］等从生
态、濒危珍稀林木资源保护和开发方面对翠柏做了
调查研究。吕玉华［７］利用野生翠柏苗进行人工培育
翠柏小苗以期进行大面积培育该树种。张学星［８－９］
等对翠柏的抗污染气体和净化空气的性能开展研
究，认为翠柏是一种可有效净化空气的优良树种。
还有翠柏木材的相关研究［１０－１３］。对翠柏木材材性系
统分析的研究报道尚少。本研究对云南产翠柏管胞
长度、宽度、长宽比和结晶度在株内不同高度和圆周
不同方位上径向变异模式及其变异进行研究，并对
翠柏结晶度和管胞形态特征的相关关系进行分析表
征，为了解翠柏木材材性的变异，为翠柏遗传改良、
加工利用提供依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料及方法
试验材料为５株翠柏的４个不同高度的圆盘，
翠柏采自云南省墨江县联珠镇，海拔１ ２００ｍ，坡向
东北，取翠柏分布较为集中的区域，从中选取树干通
直，生长正常，态势均一的样木５株，树木胸径２０．４
～２４．６ｃｍ，树高１６．３～２１．２ｍ，枝下高８．９～１２．３
ｍ，伐根处年轮数５０～５２，在１．３、３．３、５．３ｍ与７．３
ｍ处分别向上截取３０ｍｍ厚的圆盘各一个，按从下
向上次序编号为Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４，将圆盘按东、西、
南、北４个方向分开，再从髓心处向树皮方向每隔
５ａ切取，利用常规法离析测定管胞形态值。结晶度
（测定５次取均值）在测定前将试样磨成木粉，取
８０～１００目颗粒的木粉。采用Ｄ／ＭＡＸ２２００ＶＰＣ型
Ｘ射线衍射仪（日本理学制造），Ｘ光管为铜靶，管电
压４０ｋＶ，管电流３５ｍＡ，扫描步距０．０２°，扫描角度
范围１０～４０°，扫描速度４°·ｍｉｎ－１，木粉压片后进
行扫描，采用Ｓｅｇａｌ［１４］法计算结晶度［１５］。使用Ｅｘ－
ｃｅｌ和ＳＰＳＳ软件进行数据处理、回归和方差分析。
２ 结果与分析
２．１ 不同高度、圆周不同方位上管胞形态的株内变
异
２．１．１ 管胞长度的株内变异 翠柏木材管胞长度
在株内不同高度和不同方位的测定结果见表１，管
胞长度随树龄而变化的径向变异曲线如图１所示。
从一系列变异曲线可知，管胞长度在不同高度和不
同方位上的径向变异曲线基本一致：管胞长度随树龄
的增加而增加，２０ａ后趋于稳定，据此可判断翠柏木
材的成熟期是２０ａ。管胞长度随树龄的增加而增加，
二者在株内不同高度、不同方位上显著相关（表２）。
表１ 不同高度和方位上管胞形态特征值
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｒａｃｈｅｉｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｃａｔｕｒｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
高度处理
管胞长度／μｍ
东 西 南 北
管胞宽度／μｍ
东 西 南 北
Ｂ１ Ｍｉｎ １ ０５２．０ １ １２３．０ １ ０３４．０ １ ０５２．０ １２．６０ １０．７０ ９．８０ １１．５０
Ｍａｘ ４ ４３８．０ ４ ３２１．０ ４ ６１２．０ ４ ４１６．０ ２０．６０ ２３．２０ ２４．１０ ２１．２０
Ａｖｅ ３ ３５４．０ ３ ２８９．０ ３ ４６４．０ ３ ３１０．０ １５．２０ １６．１０ １８．７０ １５．４０
Ｓｔｄ ６８９．４ ６７６．２ ７００．６ ６７２．６ ３．５８ ３．１４ ４．１３ ３．２１
Ｂ２ Ｍｉｎ １ １２３．０ １ ０５８．０ １ ０１１．０ １ ２０７．０ １０．２０ ９．６０ １０．２０ ９．６０
Ｍａｘ ４ １５２．０ ４ ２３１．０ １ ３５２．０ ４ ７３８．０ ２１．８０ ２２．３０ ２３．９０ ２０．７０
Ａｖｅ ３ ２０７．０ ３ １０３．０ ３ ４２８．０ ３ １８９．０ １５．６０ １６．３０ １８．４０ １５．６０
Ｓｔｄ ７０２．３ ７１１．３ ６８９．３ ７０２．３ ３．６１ ３．２４ ３．０６ ２．８９
Ｂ３ Ｍｉｎ ９６２．０ １ ０１１．０ ９８７．０ １ ０２３．０ ７．９０ １０．６０ ８．６０ ９．４０
Ｍａｘ ３ ８７５．０ ４ １０３．０ ４ ２３６．０ ４ １０７．０ １９．８０ ２０．８０ ２１．００ ２０．６０
Ａｖｅ ３ ０７３．０ ３ １７８．０ ３ ３２１．０ ３ ０１１．０ １５．３０ １６．４０ １７．６０ １５．１０
Ｓｔｄ ６９２．４ ７００．３ ６７６．５ ６８３．４ ３．１８ ３．２３ ３．４１ ３．５５
Ｂ４ Ｍｉｎ ８５３．０ １ ００４．０ ８９７．０ ９６４．０ ７．４０ ６．５０ ８．１０ ８．６０
Ｍａｘ ３ ６７８．０ ３ ５６２．０ ３ ７１２．０ ３ ４２１．０ ２０．４０ １７．６０ ２１．３０ １８．７０
Ａｖｅ ２ ９５２．０ ３ ０５０．０ ３ １０５．０ ３ ０５２．０ １４．８０ １６．００ １７．５０ １５．３０
Ｓｔｄ ６３８．６ ６４２．１ ６８７．８ ６５６．４ ２．４５ ２．３８ ２．５４ ２．６７
注：Ｍｉｎ为最小值，Ｍａｘ为最大值，Ａｖｅ为均值，Ｓｔｄ为标准差。
０６１ 西北林学院学报 ２７卷
图１ 不同方位不同高度管胞长度径向变异曲线
Ｆｉｇ．１ Ｒａｄｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｌｅｎｇｔｈ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
研究结果与姜笑梅［１６］等对杉木木材管胞形态的变
异模式相近。从表１可以看出，管胞长度各方位的
变异趋势为随高度的增加而减小，与 Ａ．Ｊ．Ｐａｎ－
ｓｈｉｎ［１５］等研究结果相似。管胞长度的变化范围为
２ ９５２～３ ４６４μｍ，标准差平均值范围为７１１．３～
６３８．６μｍ。在不同方位上管胞长度差异无一致
趋势。
对管胞长度和不同高度、不同圆周方位和树龄
进行方差分析结果表明，圆周不同方位上管胞长度
差异不显著，不同树龄间管胞长度差异显著。从表
２还可以看出，高度和树龄，方位和树龄间交互作用
不显著，说明管胞长度径向变异趋势基本一致。
２．１．２ 管胞宽度的株内变异 翠柏木材管胞宽度
在株内不同高度和圆周不同方位上的径向变异曲线
和管胞长度的株内径向变异趋势基本一致，随树龄
的增加而增加，髓心附近管胞宽度最小，５～１５ａ快
速增宽，１５～２０ａ变化开始趋于稳定（图２）。和管
胞长度的变化曲线相比，管胞宽度的变化波动稍大
些，随树龄的增加而增加，回归分析结果表明管胞宽
度和树龄在不同高度和方位均呈０．０１水平的显著
正相关（表２）。
管胞宽度各树龄的平均值随树木轴向高度的增
加而减小，管胞宽度各树龄平均值范围是１４．８～
１８．７μｍ，标准差平均值范围２．３～４．１３μｍ（表１）。
管胞宽度在圆周的４个不同方位上无明显规律。方
差分析表明，在株内不同高度、不同方位上管胞宽度
差异不显著，但不同树龄间管胞宽度差异显著，与管
胞长度的分析结果一样。高度和树龄、方位和树龄
的交互作用不显著，说明管胞宽度的变异曲线大致
相似。
表２ 管胞形态特征值和结晶度与树龄（５ａ）间
回归分析的相关系数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｒａｃｈｅｉｄ，
ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ ａｎｎｕａｌ ｒｉｎｇ
高度
处理
方位
管胞
长度－树龄
管胞
宽度－树龄
管胞长
宽比－树龄
结晶
度－树龄
Ｂ１ 东 ０．８１２＊＊ ０．８４１＊＊ ０．９３８＊＊ ０．９６３＊＊
西 ０．８４６＊＊ ０．８３６＊＊ ０．９１１＊＊ ０．９５１＊＊
南 ０．９０５＊＊ ０．８２５＊＊ ０．８５４＊＊ ０．９７８＊＊
北 ０．７８２＊＊ ０．９１１＊＊ ０．７３６＊＊ ０．９６４＊＊
Ｂ２ 东 ０．８３１＊＊ ０．８６７＊＊ ０．５４３ ０．９８６＊＊
西 ０．８１７＊＊ ０．７４２＊＊ ０．８２７＊＊ ０．９５４＊＊
南 ０．８４６＊＊ ０．８６３＊＊ ０．９０９＊＊ ０．９７４＊＊
北 ０．８３３＊＊ ０．７０４＊＊ ０．８６７＊＊ ０．９６３＊＊
Ｂ３ 东 ０．８２６＊＊ ０．６５８＊＊ ０．６４３ ０．９９１＊＊
西 ０．９１１＊＊ ０．８２２＊＊ ０．９１２＊＊ ０．９８４＊＊
南 ０．８３４＊＊ ０．８３７＊＊ ０．７６３＊＊ ０．９１６＊＊
北 ０．７９２＊＊ ０．９２６＊＊ ０．７４２＊＊ ０．９４８＊＊
Ｂ４ 东 ０．７８３＊＊ ０．８１１＊＊ ０．８５４＊＊ ０．９７２＊＊
西 ０．８１１＊＊ ０．８６５＊＊ ０．８１１＊＊ ０．９９４＊＊
南 ０．７５６＊＊ ０．８２７＊＊ ０．４２１ ０．９２１＊＊
北 ０．７１１＊＊ ０．８０８＊＊ ０．７８８＊＊ ０．９３８＊＊
注：＊＊表示０．０１水平显著相关。
总体来看，翠柏木材管胞长度和宽度在不同高
度上和不同方位间的径向变异趋势基本一致，均是
随着树龄的增加而增加，在２０ａ后趋于稳定，圆周
四个不同方位并无一致规律。研究结果可为界定翠
柏木材的成熟期和高效利用该木材提供数据基础，
也为其定向优质培育提供理论基础。
１６１第６期 廖声熙 等：翠柏木材管胞形态和结晶度的株内变异
图２ 不同方位不同高度管胞宽度径向变异曲线
Ｆｉｇ．２ Ｒａｄｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｗｉｄｔｈ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
２．２ 结晶度的株内变异
木材纤维素结晶区占纤维素整体的百分率称为
纤维素的结晶度［１７］，结晶度与木材的生长特性、组
织结构和化学性质有着密切关系，同时对木材尺寸
稳定性、密度和硬度等具有重要的影响［１８］。图３表
明，在株内不同高度上结晶度的径向变异趋势基本
一致，结晶度随着树龄的增加而增加，２０ａ后趋于稳
定，原因可能与树木的生长特性有关，在树木生长初
期，形成层细胞生命活力比较旺盛分裂速度快，产生
较短的子细胞以满足快速生长的需要，因此髓心附
近木材的结晶度较小，随着树木生长壮大，形成层细
胞生命活力降低，原始细胞分裂速度变缓，子细胞有
充足的生长发育时间，故离髓心越远，木材结晶度也
越高，但当木材至成熟期后，结晶度不再发生大的变
化，也趋于稳定。结晶度和树龄间回归分析结果表
明，结晶度与树龄间０．０１水平上显著相关（表２）。
图３ 不同方位不同高度结晶度径向变异曲线
Ｆｉｇ．３ Ｒａｄｉｃａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
结晶度不同高度不同方位的变异规律可由图４
看出，结晶度随高度的增加而减小，不同方位上的结
晶度的变化规律是：南＞东＞北＞西。总之，应用
Ｘ线衍射技术可以测定木材在生长过程中结晶度的
变化，为改善木材培育措施提供科学依据。
２．３结晶度与管胞形态间回归分析
探讨利用结晶度来预测木材管胞形态的变化规
律，对不同高度取样点间的结晶度与相应的木材管
２６１ 西北林学院学报 ２７卷
胞形态特征值间进行相关分析。采用对数函数ｙ＝
ａｌｎ（ｘ）＋ｂ分别建立管胞长度与管胞宽度径向变异
趋势回归模型。由图５可见，不同高度取样点各点
间二者的Ｒ２ 均在０．９以上，故可利用对数模型进行
模型的建立，同时据此推测，翠柏木材结晶度与管胞
各特征值间息息相关，可利用木材的结晶度来对木
材管胞的各项特征值进行分析表征，这在以前尚未
引起足够的重视（表３）。利用结晶度对木材管胞各
项特征值进行回归模型建立从而对管胞的各项特征
值进行分析，可大大减少在获取木材管胞值上花费
的时间和试件量，为获取木材管胞特征特征值提供
新的思路。
图４ 不同高度不同方位上结晶度
Ｆｉｇ．４ Ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ
图５ 管胞形态特征与结晶度间回归分析
Ｆｉｇ．５ Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ
表３ 管胞形态特征与结晶度间回归模型
Ｔａｂｌｅ ３ Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｏｏｄ ｔｒａｃｈｅｉｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ
高度
管胞长度－结晶度
回归模型
管胞宽度－结晶度
回归模型
Ｂ１ ｙ＝２ ５９３．８ｌｎ（ｘ）－６ ７０７．５ ｙ＝１９．７９０ｌｎ（ｘ）－５５．０９８
Ｂ２ ｙ＝２ ４３３．４ｌｎ（ｘ）－６ ０３９．８ ｙ＝１８．６１８ｌｎ（ｘ）－５０．８１８
Ｂ３ ｙ＝２ ７１０．０ｌｎ（ｘ）－７ １８６．３ ｙ＝１３．６２８ｌｎ（ｘ）－３４．４９２
Ｂ４ ｙ＝２ ５３７．５ｌｎ（ｘ）－６ ０４１．５ ｙ＝１０．８９３ｌｎ（ｘ）－２５．８０８
３ 结论与讨论
翠柏木材管胞长度、宽度和结晶度在不同高度
和圆周方位上的径向变异模式基本相似，表现为随
着树龄的增加逐渐增加，至２０ａ后逐渐趋于稳定，
故２０ａ可界定为翠柏木材的成熟期。管胞长度和
宽度在圆周不同方位上未呈现显著差异，管胞长度
和宽度各树龄平均值均在不同取样高度上表现为随
着高度的增加而下降，这与树木生长规律是一致的，
随着高度的增加树木的生长年限下降，表现为树干
的成熟度自下而上逐渐降低，因此管胞形态特征逐
渐下降。研究结果表明管胞长度的变化范围为
２ ９５２～３ ４６４μｍ，管胞宽度变化范围是１４．８～１８．７
μｍ，按照国际木材解剖学会的规定，翠柏木材管胞
属于长纤维，与日本花柏（Ｃｈａｍａｅｃｙｐａｒｉｓ ｐｉｓｉｆ－
ｅｒａ）［１９］一样是一种较好的纤维用材树种。结晶度
在不同高度上的变化趋势与管胞形态特征一致，也
表现为随着高度的增加而减小，但不同方位上的结
晶度也表现出明显的变化规律，表现为南＞东＞北
＞西，这是因为形成层的活动容易受到周围环境影
响，树干的不同方位在风速、温、湿度都有差别，并且
翠柏还有喜光的特性，造成这种变化规律的原因有
待研究。最后还利用对数模型拟合各管胞形态特征
与结晶度，发现拟合方程相关系数均达到０．９以上，
因此可利用结晶度来预测管胞特征，这是过去有所
忽略之处，有利于在今后的工作中减少时间和试件
量，本研究提出的预测模型可以为合理培育及开发
利用翠柏提供基础数据和理论指导。
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