木材識別是木材解剖學的重要組成部分。國際木材解剖學家協會(International Association of Wood Anatomist，IAWA)成立于1931年，目前擁有100多個國家與地區的千余名會員。近20年來，木材解剖學已成為植物學、林木培育、木材科學、木質文物考古和法醫學等多學科交叉的新興學科。隨著新技術的開發和引入，木材樹種識別技術不斷發展和進步，識別的范圍及準確性得到拓展與提高。

　　1 國內外木材樹種識別技術的現狀

　　木材是國民經濟至關重要的、可再生的原材料，也是必不可少的生活資源。要合理使用木材，必須認識和了解木材性質。木材識別是木材解剖學和木材科學的重要研究內容之一，木材識別在合理用材、生產、貿易、考古、偵破、古木、化石木、植物分類以及尋找代用材方面，為維護消費者利益，規范木材市場;打擊非法采伐，保護珍稀瀕危樹種，高效利用森林資源與保護生態環境，發揮了重要作用。

　　1.1 常規木材樹種識別技術

　　1.1.1 簡易宏觀識別

　　宏觀識別技術是將試樣橫切面用清水潤濕后，通過肉眼或放大鏡，觀察宏觀解剖特征及表觀特征。心邊材、生長輪、導管、射線與軸向薄壁細胞的大小及排列方式，是常用的識別特征。同時，結合材色、紋理、結構、花紋、氣味、滋味、質量和硬度等進行綜合判斷。

　　宏觀識別法簡單易行，可用于生產現場、海關和質檢等執法現場。但對進口熱帶木材，此方法僅能識別到類。

　　1.1.2 微觀與宏觀結合識別

　　微觀識別技術是指將厚度為15～20 µm的橫、徑和弦切面的切片，經染色、脫水等制成切片，置于光學顯微鏡下，觀察各類細胞與組織的形態與排列。該方法涉及的木材識別特征較多，極大地提高了識別的準確性。但試驗過程較復雜。

　　為保證識別的準確性，對難辨認或有爭議的木材，必須將宏觀和微觀識別相結合，并與已經正確定名的木材標本的切片進行比對。

　　1.1.3 物理或化學法輔助識別

　　1)燃燒法 將火柴棍大小的木材燃燒，以灰燼的性狀區分木材。如異色桉和邊緣桉，燃燒后前者全部灰化，色白灰，后者成為黑炭。

　　2)熒光法 將木屑的浸出液置于陽光或燈光下觀察。如紫檀屬木材，其水浸出液在反射光下呈灰棕色，在透射光下為黃綠色或藍綠色。

　　3)化學法 在木材浸出液中加入化學試劑，利用顏色等變化判斷。例如大葉南洋杉和南洋杉的浸出液，加入濃硫酸后，前者呈粉紅色，隨即出現橙色沉淀;后者形成白色沉淀。

　　1.2 木材識別特征的術語和定義

　　目前已出版：國際通用的木材識別特征術語和代碼。IAWA分別于1989年公布了《闊葉樹材識別顯微特征一覽表》，和2004年的《針葉樹材識別顯微特征一覽表》，有利于我國木材識別技術與國際接軌和交流。

　　《闊葉樹材識別顯微特征一覽表》共包括闊葉樹材的221個解剖特征和58個其他方面的各種特征，并配有190張顯微照片，是用于木材描述與記載的特征簡表，每一特征均有編號，便于參考和數據庫間的數據轉換。

　　《針葉樹材識別顯微特征一覽表》共包含針葉樹材的124個解剖特征和76張顯微照片。不僅為全世界針葉樹材識別提供了的統一標準，也為描述和研究針葉樹材的結構、性質，編制針葉樹材數據庫制定統一編碼，木材分類、樹木進化和親緣關系等提供參考。

　　上述兩表已由中國林科學院木材工業研究所譯成中文版本[1-2]。此外，《中國木材志》、《東南亞熱帶木材》、《非洲熱帶木材》、《拉丁美洲熱帶木材》以及《中國裸子植物木材志》等專著，亦分別介紹了600余種國產木材、600余種熱帶木材的宏觀和微觀構造、性質與用途，并配有宏觀和微觀構造照片，也可作為識別的參考依據。

　　1.3 木材識別的輔助工具和軟件

　　1.3.1 對分檢索表

　　按照木材解剖特征的主次順序，依次成對排列，每一對均由正反、對立的兩方面構成。對分檢索表可以自行編制，木材種類較少時適用?！吨袊静闹尽分?，每個科或屬均有宏觀和微觀的對分檢索表，簡單易行。

　　1.3.2 穿孔卡檢索法

　　1938年，Clarrke最先提出了穿孔卡檢索表(Punched card key);1952年，F.P.R. Bulletin發表了《世界闊葉樹材宏觀穿孔卡檢索表》;1979年，中國林科院出版了《木材穿孔卡檢索表—闊葉樹材微觀構造》[3]。該方法的優點是可隨意增減樹種或修改樹種的特征，按照標本的任一顯著特征進行檢索，無固定順序，大大提高了識別速度。

　　1.3.3 計算機輔助識別系統和數據庫查詢、檢索系統

　　70年代末，歐美國家開始了木材信息數據庫和計算機輔助識別木材的研究。80年代初，中國林科院木材工業研究所先后開發了帶有圖像的計算機輔助木材識別系統[2]，包含了東南亞、非洲和拉丁美洲等熱帶木材的數據庫查詢系統，和我國闊葉樹材的查詢系統，并編制了兼容性較好的軟件，使我國計算機輔助木材識別系統與木材數據庫查詢和檢索系統，達到了世界先進國家的水平。

　　1.4 木材命名的依據

　　我國地域遼闊，木材樹種繁多。為了規范和促進木材市場的健康發展，中國林科院木材工業研究所的專家進行了大量木材樹種歸類、命名，及標準制定工作。

　　1)GB/ T 16734—1997《中國主要木材名稱》的制定。1997年2月發布，同年9月1日實施。

　　該標準以樹木學或植物學的屬為基礎，共收錄我國907個樹種380類木材的中、英文名稱，及其樹種的中文名、別名、拉丁名、科別、產地和備注，將材性和用途相近木材樹種名稱統一，便于木材的生產、利用、貿易、造林、營林、科研等，是國產木材命名的依據。

　　2)GB/ T 18531—2001《中國主要進口木材名稱》的制定。2001年11月12日發布，2002年5月1日開始實施。

　　內容包括：木材名稱及其樹種的中文名和拉丁名;國外商品材名稱，科別，材色，密度，主要產地等。標準收錄了世界1010個樹種423個(類)木材名稱，隸屬于366屬(針葉樹材19屬，闊葉樹材371屬)、84科(針葉樹材4科，闊葉樹材80科)，基本涵蓋了世界重要的商品材樹種，是進口木材命名的依據。

　　3)GB/ T 18107—2000《紅木》的制定。2000年5月19日發布，同年8月1日實施。是紅木的各類木材的命名準則。

　　標準明確指出：紅木并不是植物(樹木)分類學上的一個樹種的名稱，而是約定俗稱的、用于目前紅木家具及其制品的8類樹種商品材集合名詞。研究確定了33個樹種，歸為紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、紅酸枝木、烏木、條紋烏木和雞翅木8類，分別隸屬于紫檀屬、黃檀屬、柿屬、崖豆屬及鐵刀木屬。除柿屬隸屬于柿樹科外，其余各屬均隸屬于豆科。

　　2 國內外木材樹種識別發展與展望

　　近年來，國外采用的遺傳法(DNA標記)[4]、化學法(穩定同位素)[5]和近紅外光譜(NIR)技術，對珍稀樹種保護、實施瀕危野生動植物國際貿易公約(CITES)、建立木材跟蹤與認證系統、推進世界天然林的保護和可持續發展，起到了重要的技術支撐作用。

　　2.1 DNA標記技術

　　因植物/木材樹種和產地的不同其DNA也不同，是某種植物/木材所特有的。

　　遺傳法可用于木材識別。近10年來，從干燥和加工后的不同樹種木材中，提取DNA技術已有突破，并編制了共同實施方案[5-6]。2007年，德國林業研究所利用DNA標記技術，成功進行了6種楊樹木材的識別[7]。

　　以占熱帶亞洲木材大多數的龍腦香科樹木為例，該科包括重要的商品材種類和瀕危物種。因此研究和開發龍腦香科木材產地的鑒別工具，對于國際木材貿易和生物多樣性保護，具有極其重要的意義。德國聯合其他東南亞國家，以3 000株龍腦香科樹木(包括116種)為研究對象，開發了鑒別熱帶木材產地分子生物標記的工具，為建立種和產地相關的遺傳數據庫提供參考[8-11]。

　　該項目選定龍腦香科的332個木材樣品。其中181個樣品采自天然林或東南亞的人工林，余下的151個樣品選自德國的木材加工廠。此外，還分別從泰國、越南、菲律賓和印度尼西亞各選取40余個樣本，主要從異翅香屬(Anisoptera)、龍腦香屬(Dipterocarpus)、坡壘屬(Hopea)、賽娑羅雙屬(Parashorea)、娑羅雙屬(Shorea)、青皮屬(Vatica)6個屬取樣。

　　采用Verification DNA的提取方法，對樣品的DNA片段進行擴增(片段長度、遺傳根源、重復性)，選擇適當濃度的模板DNA，并進行DNA的重復性試驗，得到大量的試驗數據。

　　研究表明，龍腦香科樹木和木材是最適宜熱帶木材產地識別系統的材料。同種或相近木材，在不同的地理區域，DNA標記是明顯不同的，可用來鑒別木材的產地和種。研究還發現采用改良的DNA SCAR標記技術，在幾個擴增片段長度多態性(AFLP markers)中，也存在明顯的地理差異。

　　研究數據需建立DNA標記信息數據庫，并采用數理統計處理，才能獲得科學的數據和資料，有利于木材識別到種及其原產地。實現DNA標記技術的商業化運用，還需要各國科技工作者進行大量的科學試驗，以得到更多重要樹種和木材的DNA標記信息及相關的數據庫。

　　2.2 穩定同位素分析技術

　　此項技術早已應用于食品等領域，正在引入木材識別系統。該技術是分析在已知木材中的某些穩定元素，如碳、氧、氫、氮、硫等的穩定同位素的比率。這種比率在某些地理區域是專一的，故可據此推斷木材的原產地[12-15]。

　　穩定同位素的天然變異可以跟蹤木材的產地，特別是D/H(氘/氚)和18O/16O的比率。由于在全球水系統中，氫、氧穩定同位素的同位素分餾，每個地域均有其土壤和地下水特有的同位素組成，且與上述二者的同位素比率密切相關。加之在針葉樹材中，由于植物在水分蒸騰中的分餾作用，同位素組成濃度更高。因此，從木材采伐地區選取標準樣品尤為重要。

　　例如德國Agroisolab GmbH實驗室的研究人員從北歐的芬蘭、瑞典、波蘭、白俄羅斯、俄羅斯等國家獲得233個產地的1 651樣品，從樹木莖干上截取圓盤。主要木材樣品采自針葉林，如歐洲云杉(Picea abies )、歐洲赤松(Pinus sylvestris )和少數樺木(Betula sp.)。此外，由世界野生動物基金會提供，從東南亞的加里曼丹樣、文萊、馬來西亞西部、沙巴、蘇門答臘、越南等鉆取來自102個產地的487個生長錐樹芯。在同一株樹干相鄰的位置上，鉆取的兩個樹芯，樹芯長10 cm，所有圓盤或樹芯至少包括10個年輪。按照常規分析的要求，將樣品磨成細粉，用甲基氯化物清潔萃取4 h后，用索氏抽提器抽提至少4 h，在70 ℃下干燥12 h。

　　研究結果表明，在北歐，木材中有機物所含氫的D/H比率，可以跟蹤該木材產地，而同時利用D/H和18O/16O的比率，跟蹤原產地更加準確，但在熱帶地區，似乎比較困難。

　　研究者正在利用其他元素，如開發利用N或S元素的新技術。D/H比率在東北歐呈現清晰的梯度特征，即氫和氧的重同位素從南到北、從西到東呈逐漸降低的趨勢。同時，建立水的同位素空間模型，首次應用硫同位素(34S/32S)的比率，測量來自婆羅洲的某些樣品的試驗結果，同樣可支持該假說[12-13]。

　　采用地理繪圖系統，將穩定同位素的比率和遺傳得到的DNA信息相結合，判定木材的原地理產地和種[14-15]。今后應從木材中分離不同的純物質，增加其他同位素對的測定，進一步改進測試技術和方法，開展大規模的試驗，以期得到更多的科學發現。

　　2.3 近紅外光譜分析技術

　　NIR分析技術，是近年來分析化學領域迅猛發展的高新分析技術，在食品、藥品、農業等領域已廣泛使用。2003年，日本專家利用NIR分析技術識別了8種木材[16]，中國林科院木材工業研究所亦已建立了20余種木材的NIR光譜數據庫，并申請了紅木的近紅外光譜識別方法的發明專利(200610149623.0)。但是該項技術還需更多的木材標本光譜數據，建立更有代表性的數學模型，加速其商業化應用。

　　3 結語

　　雖然宏觀和微觀特征結合等木材識別技術很成熟，但有一定的局限性，一般情況下，無法識別到種和產地。以DNA標記、穩定同位素和近紅外光譜技術為代表的木材識別新技術，拓寬了木材的識別范圍，并提高了精度，是非常值得研究和利用的新技術。我國在此方面，應學習國外的先進技術和經驗，盡快開展此方面的研究，為森林保護和木材工業的發展做出貢獻。