短周期尾巨桉能源林生物量与能量特征研究

为开发和利用尾巨桉能源林,通过测量1~4年生植株的叶片、树枝、树根、树干和树皮的热值和生物量,对短周期尾巨桉能源林的生物量和能量特征进行了研究。结果表明,尾巨桉叶片、树枝、树干、树根、树皮和林分生物量均随林龄增加而增加,叶片、树枝、树皮生物量占单株总生物量的比例逐年减小,而树干则呈逐年升高趋势。1~4年生尾巨桉单株和林分的生物量分别为4.32~66.29 kg和10.68~153.33 t hm-2。生物量的结构特征表明,尾巨桉林分在第4年开始郁闭,生长以增加树干的生物量为主。尾巨桉各组分的平均干质量热值为17.23~20.56 kJ g-1,且差异极显著(P<0.01),以叶片的值最高、树皮的最低;同一组分不同林龄的热值差异不显著(P>0.05)。1~4年生尾巨桉的单株和林分能量现存量为81.61~1255.22 MJ和201.83~2903.32 GJ hm-2,其变化趋势及大小排列顺序与生物量相同。因此,对尾巨桉能源林可以4年短周期进行经营。     

广东樟木头5种桉树的能量特征研究

对广东省东莞市樟木头林场5种6 a生巨桉(Eucalyptus grandis)、柳桉(E.saligna)、大花序桉(E.cloeziana)、粗皮桉(E.pellita)和托里桉(E.torelliana)的能量特征进行研究.结果表明:5种桉树不同组分的灰分含量和热值存在显著差异(P<0.01).灰分含量为0.16%-8.37%,其中巨桉、柳桉、粗皮桉和托里桉均是叶>皮>枝>根>干,而大花序桉为皮>叶>枝>根>干;各组分的干重热值为15.12-18.85 kJ g~(-1),均以叶最高、皮最低,巨桉与粗皮桉为叶>枝>干>根>皮;柳桉与托里桉为叶>干>枝>根>皮;大花序桉为叶>枝>根>干>皮;去灰分热值为16.37～19.87 kJ g~(-1),除粗皮桉为叶>枝>皮>干>根外,其它4种各组分的去灰分热值均与干重热值的变化趋势相同.5种桉树的平均干重热值和去灰分热值分别以巨桉、粗皮桉最高,但均以托里桉最低.     

华南十种桉树的热值与灰分含量比较

桉树是林业生物质能源的原料之一,了解桉树的热值和灰分含量能为合理利用桉树能源林提供理论参考。该研究采用热量计和马福炉对华南尾巨桉等10种桉树的不同器官进行热值和灰分含量测定。结果表明：10种桉树树叶、树枝、树根、树干和树皮的干质量热值、去灰分热值分别为15.10~21.06 kJ.g-1和16.50~22.11 kJ.g-1,器官的平均干质量热值、去灰分热值以树叶最高(19.50和20.56 kJ.g-1)、树皮的最低(17.32和18.09 kJ.g-1),说明树叶所含的高能有机物质比其它器官多;不同器官的干质量热值与去灰分热值在不同品种中的大小排序不完全一致。灰分含量在0.14％~8.5％之间,器官平均的灰分含量以树叶最高(5.13％)、树干最低(0.30％),说明树叶所含的矿质元素较多。不同器官的热值与灰分含量均差异显著(P<0.05)。植株个体的干质量热值与去灰分热值均以尾叶桉最高(18.99和19.18 kJ.g-1),以托里桉最低(17.53和17.86 kJ.g-1);灰分含量则以托里桉最高(1.90％)、巨桉最低(0.61％)。相关分析结果表明,灰分含量与干质量热值、去灰分热值存在一定的负相关,但未达显著水平;干质量热值与去灰分热值呈极显著的正相关关系(P<0.01)。由于理想的植物燃料应具备热值高与灰分含量低的特点,结合该研究的结果分析,托里桉作为燃料资源利用不理想,以尾叶桉较为适宜。     

不同林龄巨尾桉的灰分含量和热值

采用热量仪和马福炉对1～4年生4个不同林龄阶段巨尾桉的叶、枝、根、干、皮5个部位进行灰分含量和热值测定,结果表明:不同林龄巨尾桉其5个部位的平均灰分含量在(0.42±0.14)%～(4.43±1.35)%之间,以皮的最高、干的最低,各部位灰分含量的大小排列顺序无一相同且无明显的规律可循,除根外,叶、枝、干、皮在林分4个...     

四种园林植物的热值与养分特征

测定了蔷薇科植物美人梅、樱花和木兰科植物白玉兰、广玉兰不同组分的热值、养分和灰分含量, 探讨4种植物不同发育阶段根系、枝干和叶等器官的热值分配特征及其影响因子. 结果表明: 4种植物不同组分干质量热值和去灰分热值在17.02～21.93 kJ·g^-1和18.42～22.57 kJ·g^-1之间; 叶片和细根具有较高的干质量热值和去灰分热值, 去灰分热值随着根系和茎干（枝）的发育呈减小趋势. 美人梅和樱花的干质量热值和去灰分热值总体上高于白玉兰和广玉兰. 细根干质量热值和去灰分热值与其养分和灰分含量呈极显著相关(P<0.01). 随着根系的发育, 干质量热值和去灰分热值与有机碳含量的相关性逐渐降低, 不同器官干质量热值与全氮含量相关性最强.     

天然更新檫木林的能量分析

在测定天然更新檫木林的檫木[Sassafras tsumu (Hemsl.) Hemsl.]各器官热值的基础上, 建立檫木能量回归模型, 进而计算了群落能量现存量. 结果表明: 檫木各器官热值具有一定差异, 其中叶的热值最大, 树干的热值最小; 檫木树干、枝、根及全树的能量与D和 D2H(D为胸径, H为株高)回归关系达到极显著水平, 而叶的能量与D和D2H回归关系不明显; 各径级檫木树干能量的70%以上聚集在树干下部; 不同径级檫木枝的能量分布不同, 大径级主要集中在枝的中上部, 中小径级主要集中在枝的下部; 天然更新檫木林檫木的能量现存量为1.23×106 kJ·hm-2,从大至小排序依次为树干(72.58%)、根(20.15%)、枝(7.08%)、叶(0.19%).     

福建东山滨海沙地木麻黄林生态系统的能量特征

对福建东山县海岸带红壤性风积沙土与均一性风积沙土木麻黄群落的生物量、生产力、各组分干重热值、去灰分热值及能量分布与结构特征进行了研究.结果表明,红壤性风积沙土木麻黄群落的现存生物量和能量分别为1 681.84 g·m^-2和317 79.31 kJ·m^-2;均一性风积沙土木麻黄群落现存生物量和能量分别为 129.87 g^-1·m^-2和10 71.0kJ·m^-2;红壤性风积沙土的木麻黄群落各组分热值范围为19.84～21.70 kJ·g^-1,各组分能量在群落中所占比例为:干(38.09%)＞枝(19.48%)＞根(17.09%)＞叶(16.86%)＞皮(6.83%)＞枯枝(0.88%)＞果(0.77%),凋落物能量归还量为9 070.47 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量的净固定量为31 298.70kJ·m^-2·yr^-1;均一性风积沙土木麻黄群落各组分热值在19.98～21.39kJ·g^-1,其中枯枝热值最高,根最低;各组分能量在群落中所占比例为:干(46.93%)＞根(16.44%)＞枝(13.92%)＞枯枝(12.28%)＞皮(5.87%)＞叶(3.90%)＞果(0.66%),凋落物能量归还量为2 061.77 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量净固定量为12 662.82 kJ·m^-2·yr^-1.红壤性风积沙土上的木麻黄群落现存生物量和能量现存量均要高于均一性风积沙土,原因是红壤性风积沙土的沙土层薄(＜20 cm),土壤保水肥的能力要强于沙土层厚(＞100 em)的均一性风积沙土.     

广东鹤山人工林群落主要优势植物的热值和灰分含量

从广东鹤山南亚热带丘陵5种人工林群落中采集20种主要植物器官及3种群落凋落叶样品,利用PARR-1281氧弹热量计和马福炉分别测定样品的干质量热值和灰分含量,再计算去灰分热值;按器官、个体和生长型等比较分析植物的热值和灰分特征.结果表明：植物各器官的干质量热值、去灰分热值分别在10.7～22.17和13.89～23.04 kJ·g^-1之间,叶片的干质量热值和去灰分热值明显高于其他器官(P＜0.05).个体加权平均干质量热值和去灰分热值分别在14.24～19.43和16.63～20.99 kJ·g^-1群落各层次植物去灰分热值平均值的高低依次为：乔木(19.55 kJ·g^-1)＞灌木(19.46 kJ·g^-1)＞草本(18.77 kJ·g^-1),其中,乔木层树木的去灰分热值平均值大小为：本地针叶树(19.86 kJ·g^-1)＞本地阔叶树(19.55 kJ·g^-1)＞外来桉树(19.18 kJ·g^-1),灰分含量的排序则相反.马占相思林、针叶林和木荷林群落的凋落叶热值均高于所在林分各层次的热值(P＜0.01),马占相思林和针叶林的凋落叶热值大于所在乔木层叶片的热值,而木荷林凋落叶热值小于乔木层叶片的热值.     

会同和朱亭11年生杉木林能量积累与分配

利用我国杉木中心产区会同和杉木扩大栽培区朱亭测定的杉木林生物量和干物质热值资料的基础上,对会同和朱亭11年生杉木人工林能量积累和分配规律进行研究。结果表明:杉木人工林群落林分能量现存量与立地和气候条件关系密切,朱亭11年生杉木人工林群落林分能量现存量 (9294×10⁸-10894×10⁸J/hm²)显著低于会同(12406×10⁸-14733 ×10⁸J/hm²);同龄林分中,现存能量的数值在一定的林分密度范围内,随密度增加而减少。随密度增加而减少的能量现存量,主要是减少了树干的能量现存量,而枝、叶的能量现存量则保持一定稳定状态;能量在林分各组分的分配比大小依次是干＞根＞叶＞枝,林分各组分能量的分配比大小也与立地和气候条件有关,树干中能量分配比会同(56.8%-61.2%)大于朱亭(47.0%-53.5%),枝叶中能量分配比朱亭(28.3%-34.2%)大于会同(22.2%-25.9%);林分能量现存量的空间分布与林分功能作用层面及对水分和养分交换作用密切相关,林分的地表平面和林冠2/3高度处分配的能量最多。     

山西油松人工林生态系统生物量、碳积累及其分布

油松是我国北方主要的造林树种之一,准确估计油松人工林生态系统的生物量及碳储存对研究区域人工林的碳储功能具有重要意义。本研究采用固定样地方法对38年生油松人工林的生物量、碳贮量及其空间分布进行测定,并估算了其净生产力与年净碳固定量。结果表明:(1)油松单木生物量与胸径和树高之间均存在着紧密的相关关系。林分平均生物量为145.35t.hm-2,其中乔木层为123.98t.hm-2,占林分生物量的85.30%。(2)油松人工林生态系统各组分碳含量为:树干0.5032gC.g-1,树皮0.4887gC.g-1,树枝0.5414gC.g-1,树叶0.4774gC.g-1,树根0.4862gC.g-1;灌木层0.4468gC.g-1;草本层0.4417gC.g-1;枯落物层0.4112gC.g-1;土壤层(0～100cm)0.0090gC.g-1,随土层深度增加各层次土壤碳含量逐渐减少。(3)油松人工林生态系统总碳贮量为172.95t.hm-2,各层碳贮量的大小顺序为土壤(0～100cm)(102.07t.hm-2)>乔木层(62.08t.hm-2)>枯落物层(7.75t.hm-2)>灌木层(0.58t.hm-2)>草本层(0.47t.hm-2)。油松各器官的碳贮量与其生物量呈正比,树干的生物量最大,其碳贮量也最大,占乔木层碳贮量的58.80%。(4)油松人工林年净生产力为10.19t.hm-2.a-1,有机碳年固定量为5.03tC.hm-2.a-1。     

辽东山区落叶松人工林地上生物量和养分元素分配格局

落叶松是我国北方最主要的人工用材林树种,由于人工林树种单一、结构简单等原因,导致土壤养分循环出现失衡.研究落叶松生物量和养分元素分配规律,可以为落叶松人工林的合理经营和养分循环研究提供科学参考.本文以辽东山区19年生二代落叶松人工林(胸径12.8 cm,树高15.3 m,密度2308株·hm^-2)为对象,研究其地上各器官(干、枝、皮、叶)生物量、碳和养分元素含量(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)的积累规律和分配格局.结果表明：单株落叶松生物量为70.26 kg,林分水平落叶松生物量为162.16 t·hm^-2,各器官生物量差异显著,排序为：树干>树枝>树皮>树叶;单株落叶松养分积累量为749.94 g,林分水平落叶松养分积累量为1730.86 kg·hm^-2,其中,大量元素和微量元素的养分积累量均为树干显著高于树枝、树皮和树叶.全叶期每砍伐一棵落叶松(19年生),平均从系统中带出749.94 g养分元素;如果将树皮、树枝、树叶留在林地仅仅带走树干,带出的养分元素可减少40.7%.
     

会同杉木人工林不同生长阶段植物固碳特征

为了探讨杉木人工林不同生长阶段的固碳功能,以会同杉木林为研究对象,在定位连续测定林分生物量和碳素含量的基础上,研究了杉木林不同年龄阶段的储存碳量及在各组分的分配和植物固碳能力。结果表明:杉木各器官碳素含量树叶树皮树根树干树枝,且随着林龄增加而增大;杉木林植被储存碳量为22.93—86.98 t/hm2,各个层次储存碳量乔木层林下植被层枯死物层;乔木层碳素在器官间的相对分配大小依次为树干树根树叶树皮树枝;树干碳素分配比随着年龄增长而增大,树枝、树叶随年龄增长而减少,树根和树皮虽有波动,但变化较平稳;树枝、树叶、树干、树皮和树根碳积累年均变化都呈单峰形曲线,但波峰出现林龄各有不同;杉木林固碳动态特征可分为固碳功能建立、固碳能力迅速增长、固碳能力最大、固碳能力相对平稳和固碳能力下降等5个阶段;杉木林的固碳能力,不仅受不同生长阶段生长发育生物学特性的制约,而且还受林分冠层结构特征以及土壤肥力条件的影响。     

林龄和竞争对日本落叶松各组分生物量异速关系的影响

基于7-、17-、30-和40年生日本落叶松生物量测定数据,应用方差分析和多重比较分析了林龄和林分内树木竞争类型(优势木、平均木和被压木)对各组分生物量分配比例和异速关系的影响,构建了含林龄和树木竞争类型作为哑变量的生物量异速方程,为准确估算日本落叶松人工林生物量和碳储量提供依据。结果表明:(1)林龄显著影响生物量分配比例的异速关系。随林龄增加干生物量比例增大,枝叶生物量比例减小,根生物量逐渐稳定。加入林龄的干、枝和叶生物量方程显著改善。年龄效应在幼龄林阶段作用最显著,需单独构建生物量模型。(2)树木竞争类型对生物量分配的影响小于林龄。立地条件一致下,虽然相同胸径的优势木比劣势木积累更多的枝叶生物量和少的干生物量,但它们分配生物量到不同器官的比例和方式是基本相同的,林内竞争不会导致生物量分配规律由"异速关系理论"向"环境优先理论"转化。因此,常规采用平均木法估算各组分生物量是可行的。(3)在近成熟林分中不同竞争类型树木的根生物量分配比例均较为稳定,采用根茎比比值来估算根生物量是可行的。     

辽河源不同龄组油松天然次生林生物量及空间分配特征

油松是中国暖温带区域主要的森林植被,精确计算油松天然林生物量及准确表征空间分布特征对其在固碳释氧、林木积累营养物质等方面的生态服务功能评估具有重要意义。目前,国内基本上没有进行油松天然次生林生物量及空间分配在一个年龄序列上的研究。研究的主要目的是准确估算河北省平泉县辽河源自然保护区4个龄组油松天然次生林林分各组分的生物量,并揭示生物量在空间的分配特征。在每种林分内,林下植被层(灌木和草本)和凋落物层生物量通过样地调查和全挖取样的方法计算。基于胸径(DBH)和树高(H)的异速生长方程则用于计算乔木层生物量。结果表明:(1)林分生物量大小排序为:成熟林(397.793 t/hm2)近熟林(242.188 t/hm2)中龄林(203.801 t/hm2)幼龄林(132.894 t/hm2);(2)乔木层生物量成熟林(373.128 t/hm2)近熟林(224.991 t/hm2)中龄林(187.750 t/hm2)幼龄林(119.169 t/hm2)。地上部分各组分生物量大小关系略有差异,幼龄林和近熟林为:干根枝叶干皮球果,而中龄林和成熟林则是干根枝干皮叶球果。干生物量对于各龄组乔木层生物量来说是最大的贡献者,所占比例表现为:中龄林(66.25%)近熟林(64.38%)成熟林(62.09%)幼龄林(38.41%),而贡献较小的球果则是成熟林(1.02%)幼龄林(0.88%)近熟林(0.72%)中龄林(0.53%)。根系总生物量在18.315 t/hm2(中龄林)—44.849 t/hm2(成熟林)之间,其组分生物量大小整体上表现为:根桩粗根大根细根小细根;(3)灌木层生物量成熟林(0.861 t/hm2)近熟林(0.790 t/hm2)中龄林(0.559 t/hm2)幼龄林(0.401 t/hm2),各组分生物量大小为根茎叶;(4)草本层生物量幼龄林(3.058 t/hm2)近熟林(2.017 t/hm2)中龄林(1.220 t/hm2)成熟林(1.181 t/hm2),地下部分生物量均大于地上部分;(5)凋落物层生物量成熟林(22.623 t/hm2)近熟林(14.390 t/hm2)中龄林(14.272 t/hm2)幼龄林(10.265 t/hm2),各层生物量大小为:未分解层半分解层全分解层。(6)在各层次生物量的比较中,4个龄组均表现为乔木层凋落物层草本层灌木层。其中,幼龄林乔木层生物量占89.67%、中龄林占92.13%、近熟林占92.90%,成熟林占93.80%。     

Allometry and biomass of Korean pine (Pinus koraiensis) in central Korea

Aboveground tree biomass of Korean pine (Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) was determined for a natural forest of Korean pine and mixed deciduous trees and seven age classes of plantation forests in central Korea. Regression analyses of the dry weights of stem wood, stem bark, branches, and needles versus diameter at breast height were used to calculate regression equations of the form of log Y = a + b log X. Biomass of Korean pine in the mixed forest was 118 Mg ha(-1), and biomass in the plantations was linearly related to stand age, ranging from 52.3 Mg ha(-1) in 11 to 20-year-old stands to 317.9 Mg ha(-1) in 71 to 80-year-old stands. The proportions of stem wood and stem bark in the total aboveground biomass decreased with stand age while those of branch and needle increased. Specific leaf area of Korean pine ranging from 35.2 to 52.1 cm2 g(-1) was significantly different among crown positions and needle ages; in general, lower crown position and current needles had the greatest surface area per unit dry weight.     

三种整地措施下尾巨桉人工林碳储量及其分配格局

以不炼山＋人工穴垦、不炼山＋机械带垦和炼山＋机械全垦3种不同整地组合下的2.5年生尾巨桉人工林为对象,对其碳储量及其分配格局进行研究。结果表明：(1)3种整地组合下尾巨桉各器官碳含量平均值为44.37％~57.42％,大小顺序为叶>干>枝>根>皮,带垦最大(51.21％),炼山全垦最小(49.95％);不同整地组合尾巨桉人工林林下地被物层的碳含量均无显著差异(P>0.05);土壤层(0~100 cm)碳含量均随土层深度的增大而减小,各层土壤平均碳含量总体趋势表现为带垦>炼山全垦>穴垦。(2)穴垦、带垦、炼山全垦措施下乔木层总碳储量依次为18.01、30.49和23.56 t.hm-2,各器官碳储量大小顺序为干>根>叶>枝>皮;除皮外,其余器官碳储量排序均为带垦>炼山全垦>穴垦。(3)尾巨桉人工林生态系统的总碳储量表现为带垦(197.03 t.hm-2)>炼山全垦(161.16t.hm-2)>穴垦(144.77 t.hm-2);不同整地措施碳储量分配格局均为土壤层>植被层>枯落物层。土壤层和乔木层碳储量均是带垦最大,在整个生态系统碳储量中处于主导地位,占整个系统碳储量在93％以上;不同整地组合措施对枯落物层的碳储量无显著影响。因此,从提高尾巨桉林分系统碳储量方面考虑,在雷州半岛及相似立地条件地区进行尾巨桉人工林造林时宜采取不炼山＋机械带垦的整地组合方式。