《Forest Ecology and Management》：Loblolly pine (
Pinus taeda) trees experiencing dieback have altered resin canals, earlywood, and latewood relative to asymptomatic trees
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本研究针对美国东南部火炬松人工林周期性衰退现象，通过对比健康与发病林分的木材特性与树脂道特征，揭示衰退病对树木生长防御机制的影响。研究人员采用X射线密度测定、超声波速度检测和树脂道成像技术，发现发病树木形成层活性降低、树脂道面积缩小、早材比重升高而晚材比重下降，为理解衰退病的生理机制及木材材质变化提供了重要依据。
在乔治亚州皮德蒙特与沿海平原交界处的过渡地带，一片片人工种植的火炬松（Pinus taeda）林正面临着一个令人困惑的生态问题——周期性发生的林木衰退现象。这种现象表现为树木枝条、嫩梢和根系逐渐枯萎，最终导致整株死亡。自上世纪90年代以来，这种被林业工作者称为"松树衰退病"的现象持续困扰着当地林业生产，但其确切成因至今仍是未解之谜。研究人员推测，干旱、风暴等非生物胁迫与病虫害等生物胁迫的交互作用可能是诱因，但缺乏对树木内部生理变化的系统研究。
为深入解析衰退病对火炬松木材特性的影响机制，由Nawa Raj Pokhrel、Joseph Dahlen、Thomas L. Eberhardt、Kamal J.K. Gandhi和Brittany F. Barnes组成的研究团队在《Forest Ecology and Management》上发表了最新研究成果。该研究首次系统比较了健康与发病火炬松的树脂道特征和木材物理性质，为揭示树木防御机制与衰退病的关系提供了关键证据。
研究团队在乔治亚州衰退病高发区选取了14个21-30年生的火炬松人工林（7个发病样地，7个健康对照），分别采集三类树木样本：健康样地的健康树（AH）、发病样地的健康树（SH）和发病样地的发病树（SU）。通过采集胸高处的生长锥样本，利用X射线密度测定法分析年轮特异性比重（SG），超声波检测仪测量声波速度（USV），并创新性地采用红外透射成像技术对树脂道进行量化分析。最终对210个样本的24,491个树脂道进行系统测量，建立了包含形成层年龄和树木类型的非线性混合效应模型。
3.1. 髓心至树皮年轮特性
研究发现发病样地的树木具有更高的断面积和立木密度，但SU树木的胸径（26.3 cm）和树高（17.7 m）显著低于SH树木。树脂道分析显示，健康树木的树脂道平均面积（0.036 mm2）显著大于发病树木（0.032 mm2），且所有样本均未发现创伤树脂道，表明衰退病属于慢性胁迫而非急性损伤。
3.2. 年轮断面积模型
通过广义相加混合模型（GAMM）分析发现，SU树木的年轮断面积在形成层年龄12-13年后显著下降，表明衰退病对树木生长的抑制效应随树龄增加而加剧。
3.3. 平均树脂道面积
三参数逻辑斯蒂模型显示，AH和SH树木的树脂道渐近线参数显著高于SU树木（p<0.001），说明健康树木能维持更大的树脂道尺寸，这可能与其更强的防御能力相关。
3.4. 早材特异性比重
早材SG随形成层年龄增加而下降，但SU树木的早材SG（0.300）显著高于AH树木（0.279），研究人员推测这可能与水分胁迫导致的细胞壁增厚有关。
3.5. 晚材特异性比重
晚材SG的变化趋势与早材相反，SU树木的晚材SG（0.671）显著低于AH树木（0.698），表明发病树木在生长季后期资源分配能力受损。
3.6. 插值整盘特性
通过年轮断面积加权计算发现，SU树木的整盘超声波速度（4379 m/s）显著低于AH树木（4409 m/s），虽然整盘SG无显著差异，但USV的降低意味着木材刚度下降，可能影响其工业利用价值。
本研究首次系统揭示了火炬松衰退病与木材特性变化的内在联系。发病树木表现出典型的资源分配策略改变：早材细胞壁增厚以提高水力安全性，但代价是晚材发育不良和树脂道尺寸缩小。这种生理变化不仅削弱了树木的防御能力，还改变了木材的物理力学性质。特别是超声波速度的显著降低，提示衰退病可能影响木材的机械强度，这对木材工业具有重要警示意义。
研究结果为进一步探索衰退病的成因机制提供了新方向。树脂道尺寸的减小可能是树木防御能力下降的标志，也可能是长期胁迫导致资源重新分配的结果。未来研究需要结合土壤微生物群落、养分动态和病虫害历史数据，建立多因子耦合的衰退病发生模型。此外，对发病木材的化学成分和纤维形态进行深入分析，将有助于全面评估衰退病对木材质量的影响，为林业可持续经营提供科学依据。
