福建柏[Fokienia hodgirtsii (Dunn) Henry et Thomas] 为柏科(Cupressaceae) 福建柏属(Fokienia) 植物，是我国特有的珍稀速生用材树种，分布在我国南方各地，如福建、广西、广东和贵州等省区^[1]。该树种具有树形美观、树干直、节疤少、材质好及良好的加工性能等特点，可用于木材装饰、高档家具制作，具有良好的经济价值和重要的材用价值，是我国南方推广的优质材用树种^[2]。木材的纤维形态特征和化学成分比例影响着木材的开发利用^[3]，因此，对福建柏木材的材性进行分析和研究有利于合理、高效地加工利用福建柏木材。

目前，国内外对木材材性的改良工作在主要材用树种上广泛开展，不同的用途对木材的各项指标的要求也不同。从纤维形态来看，杨属(Populus) 中8年生的秦白杨[Populus alba×(P. alba×P. glandulosa) ‘Qinbaiyang’] 和西北杨(P. alba×P. tomentosa ‘Xibeiyang’) 纤维形态优良，可以应用于木材加工业和纸浆造纸工业^[4]。武恒等^[5]对杨树(Populus spp.) 的木材纤维形态特征进行了研究，结果表明，杨树木材适用于造纸工业。从化学成分来看，不同种源落羽杉[Taxodium distichum (L.) Rich.] 木材的化学性质存在显著差异，部分种源的化学成分符合纤维工业原料标准，可作为造纸原料^[6]。有研究表明，修枝和施肥处理对福建柏木材材性有一定的影响^[7]，而关于福建柏木材管胞形态和化学成分的基础研究较少，鉴于此，本研究对不同种源福建柏木材的纤维形态和化学成分进行了测试分析，结果可为福建柏的合理利用和材用开发提供理论依据。

福建柏试样采自福建省8个地理种源的人工林，树龄为35~43 a，每个种源地选择3株生长良好的标准木，在每个单株1.3 m处进行圆盘采集(弃去有疤节、虫孔及有其他缺陷的木材)，做好标记去皮，干燥后进行材性相关性状测定。福建柏样木基本情况见表 1。

木材管胞长度和宽度按照参考文献[8]的方法将木材离析成木浆，利用纤维质量分析仪(Morfi Compact，Techpap Inc，法国) 进行测量。

按四分法进行取样，各圆盘取一定量的样品混匀，用粉碎机将木材试样研磨成可以通过0.45~0.30 mm筛的细末，并置于广口瓶中保存，供后续分析使用。纤维素、木质素和苯-醇抽提物含量均按参考文献[8]的方法测定。

用Excel软件进行数据处理，用SPSS 20.0软件对相关的试验数据进行单因素方差分析，并采用Duncan检验法进行显著性差异检验(P < 0.05)，用Pearson相关系数法进行相关性分析。Excel软件进行图表绘制，图表中的数据均为平均值±标准差。

不同种源福建柏木材的管胞长度如图 1 (a)所示。莆田种源与其他种源之间的差异均达到显著差异水平(P＜0.05)，宁德种源与厦门、福州、漳州、莆田、南平种源之间差异显著(P＜0.05)，其余种源相互之间差异不显著，南平种源与龙岩、宁德、莆田种源之间差异显著(P＜0.05)。不同种源福建柏木材的管胞长度均超过1 600 μm，由此可知，福建柏木材的管胞均属于长纤维^[9]，木材材质较好。仅从管胞长度考虑，莆田种源的福建柏木材管胞长度(3 036 μm) 优于其他种源，南平种源的福建柏木材管胞长度最短，为1 839 μm。

	注：不同小写字母表示不同种源间差异显著(P＜0.05)。 Note: different lowercase letters between provenances indicate significant differences at P < 0.05. 图 1 不同种源福建柏木材的管胞长度和管胞长度频率分布 Fig. 1 Wood tracheid length and frequency distribution of F. hodgirtsii between different provenances
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不同种源福建柏木材的管胞长度频率分布如图 1 (b)所示。不同种源福建柏木材管胞长度频率分布不同，厦门种源的福建柏木材管胞长度主要集中在1 550 ~3 520 μm，频率为54.4%；龙岩种源的福建柏木材管胞长度主要集中在2 340~5 310 μm，频率为51.1%；南平种源的福建柏木材管胞长度主要集中在1 030~3 520 μm，频率为63.6%；福州、宁德、漳州、莆田和三明种源的福建柏木材管胞长度主要集中在1 550~5 310 μm，分别占总频率的64.9%、72.1%、65.9%、69.2%和75.1%。除南平种源外，其他种源福建柏木材的管胞长度分布频率集中在1 550 ~3 520 μm，由此可知，南平种源的福建柏木材管胞长度分布比较分散，短纤维的含量较高。木材纤维的长度变异规律影响木材的利用价值^[10]，8个种源福建柏木材的管胞长度最大频率均分布在2 340~3 520 μm，大于1 600 μm，说明福建柏木材材性优良。

不同种源福建柏木材的管胞宽度如图 2 (a)所示。福州种源与其他种源之间的差异均达到显著差异水平(P＜0.05)，龙岩、宁德种源分别与厦门、福州、漳州种源之间差异显著(P＜0.05)，其余种源相互之间差异不显著，漳州种源福建柏除与厦门、莆田、南平种源福建柏的差异未达显著水平外，与其他种源间差异显著。管胞宽度影响着管胞长宽比，对制浆造纸存在一定影响。

	注：不同小写字母表示不同种源间差异显著(P＜0.05)。 Note: different lowercase letters between provenances indicate significant differences at P < 0.05. 图 2 不同种源福建柏木材的管胞宽度和管胞宽度频率分布 Fig. 2 Wood tracheid width and frequency distribution of F. hodgirtsii between different provenances
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不同种源福建柏木材管胞宽度频率分布如图 2 (b)所示，厦门、宁德、三明和南平种源的福建柏木材管胞宽度主要集中在26~60 μm，分别占总频率的72.1%、79.5%、77.1%和72.1%；福州和龙岩种源的福建柏木材管胞宽度主要集中在35~60 μm，频率分别为69.5%和62.4%；漳州种源福建柏木材的管胞宽度主要集中在15~60 μm，频率为88.9%；莆田种源福建柏木材的管胞宽度主要集中在20~60 μm，频率为69.2%。不同种源福建柏木材管胞宽度的分布基本一致，管胞宽度主要集中在35~60 μm，占总频率均在50%以上，最大频率都分布在46~60 μm。

不同种源福建柏木材的管胞长宽比如图 3所示，莆田种源的福建柏与其他种源之间的差异均达到显著差异水平(P＜0.05)，福州、南平种源分别与龙岩、宁德、莆田种源之间差异显著(P＜0.05)，其余种源相互之间差异不显著。不同种源福建柏木材的管胞长宽比为50.80~84.10，满足木材作为造纸原料的要求，8个种源的福建柏均适合做纸浆原料和生产纤维板，其中, 管胞长宽比越大，纤维结合能力越好^[11]。仅从管胞长宽比考虑，莆田种源的福建柏木材管胞长宽比最大，是优质的纸浆和纤维板原料。

	注：不同小写字母表示不同种源间差异显著(P＜0.05)。 Note: different lowercase letters between provenances indicate significant differences at P < 0.05. 图 3 不同种源福建柏木材的管胞长宽比 Fig. 3 Aspect ratio of F. hodgirtsii wood tracheid between different provenances
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不同种源福建柏木材化学成分分析结果如图 4所示。不同种源福建柏的纤维素含量存在显著差异。宁德、漳州种源分别与其他种源差异显著(P＜0.05)，厦门、福州、龙岩3个种源与其他种源差异显著(P＜0.05)，莆田、三明、南平3个种源与其他种源差异显著(P＜0.05)。厦门、福州、龙岩种源的纤维素含量相对较高，都在40%以上。不同种源福建柏的木质素含量也存在显著差异，漳州种源与其他种源均存在显著差异，厦门、宁德种源与其他种源差异显著(P＜0.05)，福州、龙岩、三明种源与其他种源差异显著(P＜0.05)，莆田、南平种源与其他种源差异显著(P＜0.05)。不同种源福建柏苯-醇抽提物的含量均存在显著差异，具有较强的选育潜力。综合考虑，福州种源的福建柏纤维素含量最高，木质素含量相对较低，且苯-醇抽提物含量最低，其打浆性能显著优于其他种源。木质素含量高，且纤维素含量高的木材符合人造板原料的标准，因此，木质素含量最高且纤维素含量相对较高的厦门种源的福建柏木材适宜作为人造板原料。苯-醇抽提物含量范围4.57%~13.25%，说明福建柏木材透气性较差，不易吸水分，也反映了福建柏木材中脂肪、蜡等物质较多^[12]，苯-醇抽提物含量越高，越不利于木材加工、制浆造纸。

	注：不同小写字母表示不同种源间差异显著(P＜0.05)。 Note: different lowercase letters between provenances indicate significant differences at P < 0.05. 图 4 不同种源福建柏木材成分分析 Fig. 4 Component analysis of F. hodgirtsii timber between different provenances
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对8个种源福建柏木材的生长性状与材性性状进行相关分析，结果表明(表 2)，在生长性状中，胸径与树高呈极显著正相关(P＜0.01)，胸径与管胞宽度呈显著正相关(P＜0.05)，树高与管胞长度、长宽比呈极显著负相关(P＜0.01)。在材性性状中，管胞长宽比与管胞长度呈极显著正相关(P＜0.01)，管胞宽度与纤维素含量呈显著正相关(P＜0.05)，木质素含量与纤维素含量呈极显著正相关(P＜0.01)，苯-醇抽提物含量与管胞宽度呈显著负相关(P＜0.05)，与纤维素含量、木质素含量则均呈极显著负相关(P＜0.01)。这说明福建柏的胸径会影响管胞宽度，而树高会影响管胞长度和管胞长宽比，但对化学成分没有明显的影响，随着苯-醇抽提物含量的升高，纤维素、木质素含量反而降低。

选取8个种源地的经度、纬度、海拔和腐殖质厚度作为环境因子，对福建柏木材管胞形态特征和化学组成共6个指标与环境因子进行相关性分析，结果如表 3所示。管胞宽度与腐殖质厚度呈显著正相关(P＜0.05)，管胞长宽比与腐殖质厚度呈极显著负相关(P＜0.01)，木质素含量与海拔呈显著正相关(P＜0.05)，而苯-醇抽提物含量与海拔呈极显著负相关(P＜0.01)。因此，海拔和腐殖质厚度是筛选福建柏木材重要的环境因子。

管胞形态特征是木材造纸工业考虑的重要性能指标^[11]，管胞长度和宽度影响木材管胞长宽比大小，管胞长宽比则直接影响纸浆得率，其中管胞长度越长，纸张的撕裂度、强度和耐折度越强^[10]。管胞长宽比是建材的关键评估指标之一，其中长宽比为60~100时，可生产出高强度高质量的产品^[13]。在针叶材中，落羽杉属(Taxodium) 的中山杉(Taxodium‘Zhongshanshan’) 及其亲本落羽杉(Taxodium distichum) 的纤维长度为1 000~2 000 μm，长宽比30~40^[14]。一般阔叶材和禾草类的纤维长度为1 000~2 000 μm，纤维长宽比50~70^[8]，杨树木材纤维长度均分布在900~1 600 μm，长宽比36~50^[5]。木材纤维长度在达到中等级别(900~1 600 μm)，且纤维长宽比不低于35~45时，符合纤维工业原料的标准。不同种源福建柏木材的纤维长度分布在1 800~3 100 μm，管胞长宽比分布在50~85，综合木材纤维长度和长宽比来考虑，均满足纤维原料要求，是良好的纤维工业原料和造纸用材，优于中山杉、落羽杉、杨树等木材。其中，莆田种源的福建柏木材管胞形态特征显著优于其他种源，其管胞长度为3 036 μm，宽度为36.1 μm，长宽比为84.10，是理想的纤维工业用材。

纤维素和木质素含量是构成木材的主要成分之一，木材的利用率和生产率受纤维素和木质素含量高低的影响^[15]。当木材作为人造板原料时，木材纤维素和木质素的含量高，板材的强度大。作为纸浆用材时，纤维素含量越高，但木质素含量越低的木材最适宜作为纸浆用材。福建柏木材中的纤维素含量均相对较高(28.98%~44.39%)，木质素含量则相对较低(12.87%~22.48%)。综合来看，厦门种源的木质素含量最高(22.48%)，纤维素含量较高(42.57%)，是适宜的人造板原料，福州种源的福建柏纤维素含量最高(44.39%)，木质素含量相对较低(19.05%)，适宜作为造纸用材。良好的材用纤维原料除了对木材的纤维素和木质素含量有要求外，木材中含有的苯-醇抽提物的含量和成分差异会导致木材的颜色、耐腐性和木破率发生变化^[12]。裸子植物中，马尾松(Pinus massoniana Lamb.) 和杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.] 是重要的纸浆用材树种。被子植物中，青甘杨(Populus przewalskii Maxim.) 是纤维工业用材的主要树种。与马尾松、杉木和青甘杨相比，福建柏木材的苯-醇抽提物含量(4.57%~13.25%) 远高于马尾松(1.34%~1.40%)、杉木(2.05%~3.71%) 和青甘杨(1%~3%) ^[16-17]，表明福建柏木材树脂含量较高，可能会对后期生产工艺产生影响。

立地条件、经纬度、海拔等环境因子对木材的材性也有一定影响，徐速等^[3]研究发现，水曲柳木材化学成分含量受不同种源和生长环境条件影响，种源间化学成分含量差异显著。在不同立地条件下，马尾松纤维形态存在较大的遗传变异^[18]。通过不同种源福建柏各性状与环境因子的相关性分析发现，海拔会影响福建柏的木质素和苯-醇抽提物含量，腐殖质厚度对福建柏木材的管胞宽度和长宽比影响较大。因此，海拔和腐殖质厚度是筛选福建柏木材的重要环境因子。不同种源福建柏木材的管胞形态和化学成分的方差分析结果表明，莆田种源福建柏木材的管胞长度和长宽比显著优于其他种源，符合纤维工业要求。8个种源福建柏的苯-醇抽提物含量显著高于马尾松、杉木等材用树种，其中，厦门种源的福建柏适宜作为人造板原料，福州种源的福建柏纤维素含量最高、木质素含量相对较低、苯-醇抽提物含量最低，制浆造纸适应性优于其他种源。因此，适当合理地筛选和处理福建柏木材，可以使其作为一种较好的纤维工业用材。