杨树材色浅、弹性大、重量轻且加工性能好,是我国短周期工业用材林的首选树种之一。杨树材性性状和叶片性状遗传变异以及与生长性状相关性的研究,不仅为杨树无性系综合选择提供依据,也对工业生产有重要的现实意义。本研究利用13个国外引种黑杨派无性系在北京昌平和河北廊坊分别营建无性系对比试验林,选用2根1干、规格一致的苗木,株行距分别为3 m×4 m和3 m×5 m,完全随机区组试验设计,3次重复。连年生长季结束后测定无性系树高和胸径。第6个生长季结束后各无性系在每个区组中分别选取1株标准木,标出南北向后进行砍伐,伐倒取胸径处圆盘,然后向上截取2 m木段,利用圆盘和木段分别测定14个木材解剖学性状和18个木材物理力学性状。河北廊坊试验林第3个生长季各无性系各区组选2株平均木,按各平均木树冠自然分枝轮序,将树冠由上至下分为上、中、下三个冠层,在各冠层南面方向上各取1个代表性一级分枝,选取其成熟叶片测定3个叶片解剖学性状和2个气孔性状。对生长性状与木材解剖学性状、木材物理力学性状以及不同冠层叶片性状,进行性状遗传参数的估算、方差分析、相关性分析、主成分分析和通径分析。主要研究结果如下:（1）生长性状遗传变异:北京昌平生长性状的变异系数大于河北廊坊,而广义遗传力和重复力均小于河北廊坊,且其5年生和6年生树高的广义遗传力（0.03）和重复力（0.24）均为最小值,而两地点其它生长性状的广义遗传力和重复力分别大于0.32和0.82。各生长性状两地点间差异、地点与无性系互作效应显著。（2）木材解剖学性状遗传变异:除木纤维长度和木射线性状外,同一性状的广义遗传力、重复力和遗传变异系数的大小排序均为:北京昌平>河北廊坊,其中,微纤丝角的广义遗传力分别为0.46和0.08,重复力分别为0.89和0.54,管孔性状的广义遗传力分别为0.49～0.65和0.20～0.31,重复力分别为0.90～0.94和0.77～0.85。无性系间、地点间木材解剖性状差异均为极显著;各性状地点与无性系互作效应显著。两地点各无性系木纤维壁率和双壁厚随年轮增大均呈下降趋势,木射线直径随年轮增大均呈平缓上升趋势,其它木材纤维性状、微纤丝角、管孔性状和木射线比量随年轮增大趋势相反。Ti杨的木纤维壁率、La杨的双壁厚、107杨、Br杨和Me杨的管孔弦向直径、Por杨的木射线比量在早、晚材间差异显著。（3）木材物理力学性状遗传变异:两试验林无性系木材物理力学性状广义遗传力分别为0.28～0.99和0.05～0.98,重复力分别为0.88～0.97和0.41～0.93。除径干系数、含水率和冲击韧性外,北京昌平木材物理力学性状的广义遗传力和重复力均大于河北廊坊。除河北廊坊气弦干率外,各性状无性系间差异均显著或极显著。除全径干率外,各性状地点间差异显著或极显著。除冲击韧性外,各性状地点与无性系间互作效应均极显著。（4）叶片性状遗传变异:叶片解剖性状和气孔性状变异系数分别为10.09%～22.36%和3.11%～31.68%,广义遗传力分别为0.01～0.18和0.06～0.51,重复力分别为0.15～0.74和0.29～0.93。叶片性状无性系间和冠层间差异均显著。（5）多性状相关关系:生长性状与性状间相关分析结果显示,胸径与管孔性状显著或极显著正相关,与微纤丝角、纤维比量、径面硬度和弦面硬度显著负相关;材积与基本密度、气干密度和冲击韧性均显著正相关,与木材硬度负相关;纤维长度与抗压强度和抗弯强度、木纤维壁率与冲击韧性呈正相关;冲击韧性与管孔性状负相关;木材基本密度与纤维长度和微纤丝角均负相关;胸径和材积与叶片表皮气孔密度均为负相关。（6）综合评价:以主成分分析法和隶属函数值法建立了生长性状与木材解剖性状、木材物理力学性状以及3个冠层叶片性状的综合评价体系,对13个黑杨派无性系进行分组和排序,107杨、Por杨、108杨等生长量、木材管孔性状、纤维长度、硬度、抗压强度、冲击韧性、抗弯强度和叶片厚度较大,而木纤维比量较小。综上所述,本研究中两地点气候条件和土壤质地相似,但栽植密度不同,黑杨派无性系生长性状和材性性状变异产生了显著影响,生长性状与材性性状以及不同冠层叶片性状存在不同程度的相关性,利用多性状综合评价体系对13个黑杨派无性系进行了分组和排序,筛选出了生长和材性性状优良的品种。