热处理木材在改性处理木材市场上占据较大份额,有助于改善木材材色和尺寸稳定性,但对木材的力学强度存在负面影响。当热处理木材用于承重结构时,检测其力学强度是十分必要的,因此探索一种快速、准确检测热处理木材力学强度的无损检测方法具有重要意义。本研究分别以毛白杨（Populus tomentosa Carr.）木材和云杉（Picea asperata Mast.）木材为试验材料,在空气、氮气、水蒸汽等不同介质和不同温度、时间条件下对木材进行热处理,测定其颜色参数L*、a*、b*和抗弯弹性模量、抗弯强度、抗剪强度等力学强度。应用支持向量回归机（SVR）方法,通过交叉验证法、网格搜索算法等对热处理木材“颜色-力学强度”表征模型进行参数优化,建立预测精度高、效果好的热处理木材“颜色-力学强度”表征模型。同时通过NREL法和红外光谱（FTIR）分析探究热处理木材颜色对细胞壁主成分变化的响应。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线多晶体衍射仪探究热处理木材颜色对细胞壁微观构造的响应。以细胞壁主成分和细胞壁微观构造两方面为基础,研究“颜色-力学强度”的响应。研究所得出的主要结论如下:（1）毛白杨和云杉热处理材的颜色L*、a*、b*与抗弯弹性模量、抗弯强度和抗剪强度均具有显著的正相关关系。其中颜色参数L*、b*与力学强度的相关性更好（r普遍高于0.5）,空气介质热处理木材的颜色和力学强度的相关性最好（r最大为0.908）,毛白杨热处理材的颜色和力学强度的相关性较云杉热处理材更好。（2）通过支持向量回归机方法,以RBF为核函数,采用网格搜索算法和5倍交叉验证误差,获得了最优的参数组合:Gamma值为500、C值为10000、ε值为0.1,建立了预测精度高、效果良好的热处理材颜色表征力学强度的模型。其中颜色预测抗弯强度的SVR模型预测精度最高。在杨木预测模型中,水蒸汽热处理材的抗弯强度预测模型测试集的预测效果最好,R~2值为0.9026。在云杉预测模型中,空气介质热处理木材的抗弯强度预测模型的测试集效果最佳,R~2值为0.8970。且毛白杨和云杉力学强度的实测值与预测值之间具有显著相关性,拟合效果良好。（3）热处理使木材主成分发生热降解。随着明度L*的下降,热处理材半纤维素和木质素的相对含量呈下降趋势,毛白杨热处理材纤维素的相对含量总体呈上升趋势,而云杉热处理材纤维素的相对含量呈现先增加后减少的趋势。半纤维素和部分木质素的热降解使材色变暗,导致明度L*适度的下降,木材的力学强度在一定程度上提升,但当毛白杨和云杉的明度L*大幅下降到32.23和30.86时,主成分降解剧烈,导致力学性能显著下降。且云杉热处理材细胞壁主成分降解更为剧烈。其中热处理过程木材内会发生纤维素分子链的断裂、半纤维素的脱乙酰化反应和木质素苯环的断裂,且随着明度的降低,变化愈加明显。（4）热处理材细胞壁主成分的热降解使细胞壁结构遭到破坏,部分细胞发生皱缩和径向开裂。明度L*与细胞壁径向厚度具有极显著的正相关关系,随着热处理程度的加深,木材主成分的热降解不断加剧,细胞壁径向厚度随着明度L*的下降不断减小,对处理材力学强度产生负面影响。其中毛白杨热处理材细胞壁径向厚度从2.29μm下降为1.65μm。云杉早材细胞壁径向厚度从2.21μm下降为1.59μm,晚材细胞壁径向厚度从5.31μm下降为2.70μm。（5）毛白杨和云杉热处理材的结晶度和结晶区宽度随明度L*的下降,呈现先增大后减小的趋势。当毛白杨明度值L*下降为37.55（YK-6）时,结晶度达到最大值60.18%,当云杉明度值L*下降至34.15（YK-5）时,结晶度达到最大值51.45%。纤维素结晶度增大,分子间作用力增强,在一定程度上导致木材的力学强度提升。当热处理程度加深,明度L*减小,半纤维素分解生成的乙酸不仅会降解纤维素的无定形区,还会对结晶区的微纤丝产生影响,使结晶度下降,从而使木材力学强度降低。其中毛白杨热处理材的结晶度的增大是由结晶区的增加引起的。云杉热处理材结晶度的增大是结晶区增大和非结晶区减小的共同作用。