《Forests》：Non-Destructive Assessment of the Structural Condition of Living Cedrela spp. Trees Using Acoustic Tomography
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对CITES附录II所列Cedrela spp.等高价值树种的管理而言，无损评估活立木内部状况至关重要。研究人员在秘鲁Amazonas、San Martín和Cajamarca的8个地点，采用声层析成像（acoustic tomography）于地面以上1.0
对CITES附录II所列Cedrela spp.等高价值树种的管理而言，无损评估活立木内部状况至关重要。研究人员在秘鲁Amazonas、San Martín和Cajamarca的8个地点，采用声层析成像（acoustic tomography）于地面以上1.00和1.30 m处评估了59株树木。研究人员量化了内部缺陷发生率（incidence）、受影响面积百分比（RH）和波速（WV），并检验其与测树变量和气候变量的关系。缺陷发生率范围为0%–100%，并在5个地点从1.00 m至1.30 m下降，且从未升高；RH和WV随高度不同而存在差异（p ≤ 0.006）。Magdalena表现出最严重退化（1.00 m处RH = 60.33%；WV = 977.23 m s?1），其余地点则构成大体同质组。缺陷发生率与RH无显著相关，但与1.30 m处商品高度呈负相关（ρ = ?0.88）。温度与缺陷发生率呈正相关；1.00 m处RH与温度呈正相关；1.30 m处降水与缺陷发生率、RH呈正相关（ρ = 0.73–0.78），但二者均与WV无显著相关。气候可能促成内部退化，但不能完全解释该退化；Cedrela spp.的评估方案应纳入较低茎段。
热带森林在生物多样性保护、气候调节和碳储存等生态系统服务中具有关键作用，秘鲁亚马逊则是该国生物多样性和森林资源的重要集中区，但土地利用变化及人为压力正在持续改变该区域。Cedrela（Meliaceae）在新热带木材属中因木材品质和商业价值突出，历史上用于锯材及衍生产品；该属19种中有10种分布于秘鲁，包括4个特有种C. kuelapensis T.D. Penn. & Daza、C. longipetiolulata Harms、C. molinensis T.D. Penn. & Reynel和C. weberbaueri Harms。高木材需求、栖息地丧失和选择性采伐已使天然种群减少，因此所有新热带Cedrela种群被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录II，秘鲁自2020年8月起生效。内部腐朽和空洞形成常无外部症状，视觉评估难以可靠确定其位置和范围，却会损害树木结构完整性、机械强度和持续性，并影响热带森林生物量估计。声层析成像（acoustic tomography，利用应力波传播时间重建截面波速图像的无损检测技术）可无损表征茎干内部状况；健康木材波速高于腐朽或空洞木材，层析图可估计健康与受损木材比例，但解释时需考虑各向异性、种间变异、含水率和木材解剖。尽管Cedrela经济价值高且受管制，其活立木内部状况仍缺乏研究。研究人员因此评估秘鲁Amazonas、San Martín和Cajamarca 8个地点活立木Cedrela spp.内部结构状况，量化1.00和1.30 m处内部缺陷发生率、RH和WV，比较地点和高度差异，并评估其与测树变量、年均温及年降水的关系；假设H1为内部退化在地点间不同且较低茎段更严重，H2为年均温或降水较高的地点RH更大、WV更低。
关键技术方法方面，样本队列来源为秘鲁东北部Amazonas（28株）、San Martín（22株）和Cajamarca（9株）共8个地点的59株活立木Cedrela spp.，采用便利抽样，纳入胸径（DBH，diameter at breast height）>10 cm且总高（TH，total height）>7 m的树木。研究人员用ArborSonic 3D声层析仪在1.00和1.30 m两个截面各布置10个传感器和5个放大器，记录应力波传播时间并重建波速分布；以RH>6%判定受影响，计算缺陷发生率；气候变量取自NASA POWER 2000–2025年数据；统计分析采用Kruskal–Wallis检验、Dunn检验、线性混合效应模型及基于地点均值的Spearman秩相关。
3.1 Dendrometric Characterization（测树学特征）：通过比较8个地点DBH、TH和商品高（CH，commercial height），得出三者在地点间均存在显著差异。DBH均值从San Carlos的32.29 ± 11.04 cm至Aguas Claras的59.92 ± 15.46 cm（p = 0.019）；TH均值从Magdalena的9.33 ± 1.15 m至Aguas Claras的27.92 ± 5.33 m（p < 0.001）；CH均值从Magdalena的3.33 ± 1.53 m至Abra Lajas的11.50 ± 6.17 m（p = 0.018）。事后比较显示Aguas Claras的DBH显著大于San Carlos，TH显著大于Magdalena、Florida、San Carlos、Molinopampa和El Paraíso；CH方面Abra Lajas仅与Magdalena显著不同。
3.2 Internal Condition Assessed by Acoustic Tomography（声层析成像评估的内部状况）：通过层析参数比较得出内部缺陷发生率在1.00 m为50.00%（El Paraíso）至100.00%（Magdalena），在1.30 m为0.00%（Shumbana）至100.00%（Magdalena）；5个地点从1.00 m至1.30 m下降，Shumbana降幅最大（66.67%至0.00%），Magdalena、Molinopampa和El Paraíso不变，且任何地点1.30 m均未高于1.00 m。RH在地点间（p < 0.001）和高度间（p = 0.006）差异显著，无显著地点×高度交互；Magdalena在1.00 m（60.33 ± 31.97%）和1.30 m（55.67 ± 34.79%）均最高，除Molinopampa外与其他地点显著不同，其余地点彼此无差异；最低值为El Paraíso 1.00 m（7.10 ± 6.19%）和Shumbana 1.30 m（2.89 ± 2.42%）。WV亦在地点间（p < 0.001）和高度间（p = 0.001）差异显著，无显著交互；Magdalena在1.00 m（977.23 ± 135.60 m s
?1）和1.30 m（1095.44 ± 149.09 m s
?1）均最低。地点内高度差异仅在Shumbana显著，其RH由22.33 ± 23.55%降至2.89 ± 2.42%，WV由1347.83 ± 161.41增至1474.93 ± 80.35 m s
?1。三维层析图显示低波速区在部分树木中主要集中于1.00 m截面，且个体间和截面间存在差异。
3.3 Relationships Between Tomographic, Dendrometric, and Climatic Variables（层析、测树与气候变量间关系）：通过基于地点均值（n = 8）的Spearman相关得出，缺陷发生率与测量高度正相关（ρ = 0.76，p = 0.03），WV与高度正相关（ρ = 0.76，p = 0.04），RH与高度仅弱相关（ρ = 0.29，p = 0.45）；1.30 m处WV与1.00 m及1.30 m处缺陷发生率负相关（ρ = ?0.72和?0.77）。缺陷发生率与RH正相关但不显著，RH与WV负相关但不显著。CH与1.30 m处缺陷发生率呈最强负相关（ρ = ?0.88，p < 0.01）；DBH与RH不相关。温度与1.00 m处缺陷发生率（ρ = 0.76）和RH（ρ = 0.78）正相关；降水与1.30 m处缺陷发生率（ρ = 0.74）和RH（ρ = 0.73）正相关；气候变量与WV均无显著相关，温度与1.00 m处WV呈负趋势（ρ = ?0.69，p = 0.06）。
讨论部分总结：H1的两个组成部分均获支持，即内部退化在地点间不同并集中于较低茎段；该格局与心材腐朽由根部或基部伤口向上扩展的进程模型一致，茎基部较高湿度和与土壤生物接触也可能加速分解，且湿度梯度可能通过影响波速造成低WV和高RH。评估截面影响退化幅度估计，但不改变最受影响地点的识别；仅评估常规1.30 m高度可能低估基部集中退化。Magdalena退化最重，其余地点在RH上形成统计同质组，Molinopampa的中间分组更可能反映样本量小和高变异。RH与WV方向相反但未显著，可能与分析单元仅8个有关；缺陷发生率不反映损伤幅度，发生率、RH和WV互补。CH短与1.30 m处缺陷发生率高相关，提示既往茎干损伤可能使树木易腐，而树体大小未解释退化。H2获部分支持：温度与1.00 m处发生率和RH相关，降水与1.30 m处发生率和RH相关，但均不与WV显著相关且高度间不一致；气候可能是长期调节因素，并可能与未测土壤、经营历史、旧伤、树龄和木材解剖等因素交互。研究为探索性，地点数少且NASA POWER空间分辨率较粗；层析不能可靠区分腐朽与空洞、裂缝或湿木，未来需以阻力钻或生长锥在同截面验证，并纳入含水率、基本密度、树龄、土壤、经营历史和高分辨率气候数据。
研究结论部分翻译：声层析成像使研究人员能够对秘鲁东北部8个地点59株活立木Cedrela spp.的内部状况进行无损量化。内部缺陷发生率依地点和测量高度在0%至100%之间变化。退化在地点间不同，主要因Magdalena受影响面积最大且波速最低；Molinopampa与Magdalena及其余地点均无统计学差异，其余地点形成退化较轻的同质组。较低茎段退化更重，支持H1的两个组成部分。测量高度显著影响RH和WV，缺陷发生率在1.30 m从未高于1.00 m；但高度间差异仅在一个地点显著，地点排序在WV上于高度间一致，而在RH上不一致。因此，Cedrela spp.结构评估方案除常规1.30 m高度外应纳入较低茎段。缺陷发生率、RH和WV提供互补信息；发生率与损伤程度无显著相关，RH与WV呈反向关系，但该非显著结果与WV对内部退化的敏感性一致。商品高较短的地点缺陷发生率较高，提示既往茎干损伤可能使树木易腐，而树体大小未解释退化。H2获部分支持：温度与1.00 m处发生率和RH正相关，降水与1.30 m处发生率和RH正相关；但二者均与WV无关，且关联在高度间不一致。鉴于地点数少，这些关系应视为探索性，缺乏显著相关不应解释为气候不重要。其余空间变异可能反映未测因素，如物种组成、土壤条件、经营历史或茎干损伤。未来研究应增加每地点树木数和地点数、鉴定至物种水平，并以阻力钻或生长锥在同截面验证层析图，同时纳入木材含水率、基本密度、树龄、土壤性质、经营历史和高分辨率气候数据。所获信息为CITES附录II所列属的可持续管理和保护提供参考。
