杉木（Cunninghamia lanceolata）栽培历史悠久，作为我国南方重要的速生丰产树种，分布我国整个亚热带的南方17省。具有速生丰产、木材纹理通直、材质轻韧、结构均匀、强度适中、抗腐抗虫好、经济价值高等特点，造林面积和蓄积量分别占全国人工林的26.55％和46.89%，国木材总量的1/4，在我国人工林中占有极为重要的地位，对于我国林业经济健康发展和环境生态安全都具有重要的意义。2012年1-2月于北京师范大学核科学与技术学院实验室进行离子束注入试验，材料使用采自福建省尤溪国有经营林场3代杉木种子园优良单株种子，以50KeV低能Fe+、Ti+、Cu+及Al+离子注入，注入剂量分别采用(D1)1.0×1015 ions/cm2、(D2)5.0×1015 ions/cm2、(D3)1.0×1016 ions/cm2、(D4)5.0×1016 ions/cm2对杉木种子进行实验，(CK)未做处理对照组。每种离子剂量分别处理种子300余粒，重复3次。处理后对杉木的形态指标及生理指标进行比较研究分析，结果如下：　　（1）Fe+及Ti+、Cu+及Al+离子注入对杉木种子萌发时间都具有延迟效应，并对种子发芽率表现出显著的抑制作用，呈现出在下降趋势中部分剂量范围内种子发芽率有所提高的“马鞍型”剂量效应曲线，且发芽率随离子注入剂量增高呈下降趋势，Fe离子、Cu离子及Al离子不同剂量对发芽率下降幅度影响较大，而钛离子注入对发芽率的抑制作用较弱，对杉木种子的伤害较轻。在Fe离子及Ti离子注入剂量为D1时，种子发芽率分别下降44.0%和46.7%，接近半致死剂量，同样Cu离子及Al离子剂量为D1时，种子发芽率分别下降51.21%和50.91%，也接近半致死剂量。　　（2）Fe+及Ti+、Cu+及Al+离子注入对杉木35d苗高和Fe+及Ti+离子注入对180d苗高生长都具有一定的促进作用，在离子剂量为D3及D4剂量时，此剂量较有益促进幼苗生长，但随着幼苗的生长,苗高增长幅度有所下降。突变率方面分别按对照苗高平均值加上两倍标准差的突变临界值进行筛选，分析得出Fe离子突变率为7.143％；Ti离子突变率为4.167％， Fe离子突变率较高于Ti离子处理的突变率。　　（3）Fe+及Ti+、Cu+及Al+离子注入对杉木种子根初期的生长具有显著的抑制作用，随着注入剂量增加受到的抑制作用增强，并在不同离子影响程度上呈现出差异，铁离子及铜离子对杉木幼苗根长抑制作用较强，而钛离子及铝离子注入对杉木幼苗根长抑制作用表现较弱，相比之下铝离子注入对幼苗根长的影响最弱，即对幼苗初期的根部生长伤害较轻。　　（5）铁离子对杉木苗期的叶长具有一定的抑制作用，且处理使得叶绿素含量降低，叶绿素a/b值升高。叶绿素含量较低说明，叶绿素受到破坏，幼苗的光合反应遭到抑制，PSII结构和功能遭到损害，导致活性降低。相反，钛离子注入对总叶绿素的含量、叶绿素a及叶绿素b具有一定的促进作用，可提高光合作用的能力。　　（6）铁离子注入相比钛离子注入对Fo及Fv的影响更为显著，导致叶片Fo和Fv上升；而钛离子处理中Fo和Fv与对照相比变化不大。处理组Fv/Fm和Fv/Fo值与对照相比均呈上升趋势，Fv/Fm值在0.80-0.82间波动变化较小。在不同剂量的Fe+处理下幼苗受到光抑制，QP下降，NPQ曲线均大于对照组，随剂量的增大影响越显著；Ti+注入在D1、D2及D3时对幼苗具有促进作用，D1时最佳。且Rfd可变荧光下降比值与Fo、Fv、QP及NPQ的变化表现出一致性，光合速率和蒸腾速率也受到铁离子注入的影响相对的降低，说明在经过铁离子束处理后杉木叶片的光合作用潜力比未注入铁离子的光合作用潜力低，并随粒子注量的增加而降低；钛离子束处理后杉木叶片的光合作用潜力比未注入离子束的光合作用潜力高。　　（7）Fe+及Ti+离子注入对杉木幼苗细胞膜造成一定程度损伤，Ti离子注入相比Fe离子注入，对细胞膜造成损伤程度低，电导率D3剂量时达到顶峰，D4剂量启动细胞内自修复机制，细胞膜损伤得到修复。