《Forest Science and Technology》：Characterization of growth and wood properties for three Populus species naturally grown in Mongolia
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为支持蒙古可持续林业与木材产业发展，研究人员对蒙古自然生长的三种杨属树种——柳叶杨（Populus laurifolia）、香杨（Populus suaveolens）及西伯利亚杨杂交种（Populus × sibirica）——的生长与木材性质（炉干密度、弹
为支持蒙古可持续林业与木材产业发展，研究人员对蒙古自然生长的三种杨属树种——柳叶杨（Populus laurifolia）、香杨（Populus suaveolens）及西伯利亚杨杂交种（Populus × sibirica）——的生长与木材性质（炉干密度、弹性模量（MOE）、断裂模量（MOR）及顺纹抗压强度）进行了调查。年均径向生长速率以西伯利亚杨杂交种最高（0.37 cm y?1），其次为香杨（0.25 cm y?1）与柳叶杨（0.14 cm y?1）。实测木材性质中，柳叶杨炉干密度、MOE、MOR、顺纹抗压强度分别为0.43 g cm?3、6.63 GPa、54.4 MPa、31.8 MPa；香杨为0.43 g cm?3、5.71 GPa、53.7 MPa、28.7 MPa；西伯利亚杨杂交种为0.47 g cm?3、6.91 GPa、72.9 MPa、33.3 MPa。力学性能以西伯利亚杨杂交种倾向较高，仅MOR种间差异显著。径向变异方面，炉干密度从髓心至树皮侧近恒定，MOE与MOR在髓心附近较低、急剧上升后近恒定，抗压强度自髓心向树皮侧递增。生长速率与木材性质相关性分析显示生长速率对木材性质无负面影响，且木材密度可作为估算力学性能的良好指标。
研究背景与立项依据
蒙古北部半球杨属（Populus）含约30种，其中部分种具速生与商业价值，但蒙古本地虽有四种原生杨属（含柳叶杨、香杨、欧洲山杨 Populus tremula、胡杨 Populus euphratica），外加自然更新之西伯利亚杨杂交种（Populus × sibirica），却未形成以木材生产为目标的人工林体系，以往仅用于城市绿化与防沙。前期研究人员在天然林站立木测得茎干应力波速（stress-wave velocity）发现柳叶杨显著偏低，提示三种杨属木材性质可能存在差异，但缺乏生长与木材性质的系统数据，限制了其作为锯材或结构材的利用。为此，研究人员以蒙古天然林中柳叶杨、香杨、西伯利亚杨杂交种为候选造林树种，开展生长动态与木材性质（炉干密度、静曲弹性模量（MOE）、静曲断裂模量（MOR）、顺纹抗压强度（compressive strength parallel to the grain））径向变异及种间比较研究，成果发表于《Forest Science and Technology》。
主要技术方法概述
研究人员自前期调查同一林分中，按每种约100株中立木径、树高、应力波速筛选4–5株标准健康株（共13株：柳叶杨约73轮、香杨约44轮、西伯利亚杨杂交种约19轮），于地径0.8–1.3 m截50 cm原木，剖径向板（含髓心、弦向3–5 cm）实验室气干至恒重，加工20 mm厚试样。年轮宽以600 dpi扫描配ImageJ测定；MOE与MOR按日本工业标准Z2101:2009静曲试验（跨度280 mm，加载5 mm min?1）计算；顺纹抗压强度同标准压缩试验（20×20×40 mm，0.5 mm min?1）；炉干密度取试后小块烘箱法测得（终含水率约10.6%–10.8%）。统计上采用R 4.4.0构建线性/非线性混合效应模型（lmer、nlme包），径向生长以Gompertz函数拟合年轮宽并估当前年增量（CAI）与平均年增量（MAI），木材性质径向变异分别选常数、对数、线性模型以AIC最小者定优，种间差异以仅截距混合模型算方差组分比（VCR），性质间关系以含/不含种随机效应线性模型比RMSE选定。
研究结果
Annual growth rate（年生长速率）
基于混合效应模型与种随机效应，西伯利亚杨杂交种径向与树高年生长最快，香杨次之，柳叶杨最慢。MAI峰值对应年轮数柳叶杨48、香杨31、杂交种22；若以1.3 m处直径达20 cm为锯材采伐目标，估龄分别为91.1、47.5、27.8年；若以生物量/板材原料短轮伐计，可取约50、30、20年。
Wood properties（木材性质）
种均值为：柳叶杨炉干密度0.43 g cm?3、MOE 6.63 GPa、MOR 54.4 MPa、抗压28.7–31.8 MPa；香杨0.43、5.71、53.7、28.7；杂交种0.47、6.91、72.9、33.3。除MOR杂交种显著高外，密度、MOE、抗压种间不显著。VCR显示种效应对MOR（56.1%）与抗压（27.6%）贡献较大，生长速率种效应VCR更高。
Radial variation（径向变异）
炉干密度沿径向近常数；MOE与MOR自髓心低值急升后平台；抗压强度单调自髓心向树皮增。三树种径向模式一致，种间差主要来自均值而非变异形状，故树皮侧材可获高强度稳定材。
Relationships between measured properties（性质间关系）
径向/树高生长互显著正相关，但生长速率与木材性质仅MOR呈显著正关，证明速生不劣化性质。密度与MOE、MOR、抗压均显著正相关，可作力学代理指标。三树种间性质关系斜率无种随机效应更优（Eq.11 RMSE最小），即密度–力学回归不因种而异。
讨论与结论翻译
讨论指出，依MAI峰值可荐轮伐龄杂交种约20年、香杨约30年、柳叶杨约50年；若产锯材则需延至约30、50、90年。木材性质上，杂交种MOR突出，宜归高强度组，余两种同级。径向规律表明树皮侧利用价值高。相关性证伪“速生必疏松”，密度可估力学。结论重申：三杨属种间生长差显、木材均值微差而径向模式同；西伯利亚杨杂交种速生且MOR优，为蒙古造林首选强度材候选；轮伐设计应依终产品分短长周期；树皮侧材利于高品质稳定输出；密度是力学便捷指标。该研究为蒙古杨属人工林树种选择与采伐决策提供了直接定量依据。
