中亚热带常绿阔叶林叶热值季节动态变化

本研究以福建万木林中亚热带常绿阔叶林生态系统中隶属不同层次的优势植物叶片为材料,测定其干重热值、灰分含量、去灰分热值,分析探讨热值的季节变化特征及其在乔、灌、草层的分配情况。实验结果发现:(1)12种优势植物叶去灰分热值(年均值21.03 k J·g~(-1))显著高于世界陆生植物(年均值17.77 k J·g~(-1)),与中亚热带其他常绿阔叶林相比,介于纬度较高的浙江与纬度较低的广东之间,从大范围空间尺度看,遵循纬度升高热值递减的规律;(2)12种优势植物叶干重热值、灰分含量、去灰分热值季节变化均表现为:冬季秋季夏季春季,差异达显著或极显著水平;(3)不同层次植物叶干重热值、去灰分热值均为:乔木层灌木层草本层,且层次间的差异达显著或极显著水平,而灰分含量在乔木层、灌木层、草本层的分配呈多元格局。(4)比较分析表明,富含芳香油类物质的樟科植物叶灰分含量和去灰分热值极显著高于壳斗科,干重热值也高于壳斗科,但差异不显著。本研究尝试以万木林中亚热带常绿阔叶林的热值特征和变化规律,为森林生态系统的能量流动提供基础数据。     

湿地松针叶热值的季节动态研究

对福建省闽侯白沙国有林场湿地松叶片的灰分含量、干重热值、去灰分热值的季节变化进行了研究。结果表明:湿地松成熟叶、衰老叶的灰分含量的的季节变化趋势相同,湿地松成熟叶、衰老叶的灰分含量在秋冬季含量较高,而春夏季相对较低;湿地松成熟叶的灰分含量在1.26%~2.12%,平均为1.56%;衰老叶的灰分含量在1.46%~2.77%,平均为1.78%;衰老叶的灰分含量高于成熟叶(P<0.05);成熟叶的干重热值高于衰老叶(夏季除外);成熟叶的干重热值在20.796~21.934 kJ/g,平均为21.154 kJ/g;衰老叶的干重热值在19.638~21.051 kJ/g,平均为20.448 kJ/g。成熟叶的干重热值与灰分含量相关性不显著(P>0.05),衰老叶的干重热值与灰分含量具有显著的线性负相关(P<0.05);湿地松成熟叶的去灰分热值为21.034~23.107 kJ/g,平均为22.054 kJ/g;衰老叶的去灰分热值在21.069~23.097 kJ/g,平均为21.999kJ/g;成熟叶的去灰分热值与衰老叶接近(P>0.05)。     

渭河湿地植物的热值研究

湿地植物热值是湿地生态系统中能量转化评价的重要指标。利用氧弹式量热计对渭河湿地6种植物的热值和灰分含量进行了研究。结果表明,6种植物的干质量热值(GCV)在15.41~22.58 k J/g之间,灰分含量在5.71%~7.80%之间,去灰分热值(AFCV)在16.71~24.05 k J/g之间。对植物间热值进行比较,各植物的去灰分热值均大于其干质量热值。湿地植物的干重热值与灰分含量有较显著的线性相关。     

鼎湖山季风常绿阔叶林各层次优势种热值研究

探讨鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林不同层次优势植物热值一般规律,可为该群落能量特征和生态效率研究提供基础资料和科学依据. 2002年用PARR 1281型氧弹热值仪测定了该群落不同层次21种优势植物不同器官(部位)热值. 结果表明, 季风常绿阔叶林各优势种的平均干重热值在15.92～19.66 kJ/g间,乔木1层干重热值以厚壳桂最高, 乌榄最低; 乔木2层华润楠最高, 云南银柴最低; 层间藤本植物白背瓜馥木和杖枝省藤分别为19.73和18.19 kJ/g; 灌木层干重热值最高仍为厚壳桂, 最低为云南银柴; 草本层植物干重热值在15.92～17.52 kJ/g之间. 各层优势种平均干重热值和去灰分热值都表现为: 层间藤本＞乔木1层＞乔木2层＞灌木层＞草本层. 植物器官去灰分热值存在差异, 乔木1层中锥栗、荷木树皮及厚壳桂、乌榄树叶最高, 乔木2层中云南银柴根最高, 层间植物叶＞干＞根, 草本植物是地上部分＞地下部分; 同种植物(厚壳桂或云南银柴)在不同层次中的去灰分热值没有明显差别, 器官生长的年龄(或直径)对去灰分热值有影响, 随年龄增大, 去灰分热值有减少趋势.      

湿地植物芦苇的热值和灰分含量

利用氧弹式量热计对不同湿地芦苇的热值和灰分含量进行测定。结果表明:芦苇全株干质量热值在22.24~29.45 k J/g之间,去灰分热值在23.35~31.02 k J/g之间,灰分含量在5.75%~8.12%之间;对芦苇全株热值进行比较,样本去灰分热值均大于其干质量热值;植物芦苇的根、茎、叶和穗等器官间的热值大小规律性不显著。这说明湿地植物的热值和灰分含量与湿地地理位置、环境和气候等因素有关。     

干热河谷稀树灌丛优势植物叶片热值及养分特征

为了解我国西南干热河谷地区特殊生境下稀树灌丛的热值和养分特征,探讨该地区不同生活型植物的热值和养分的差异,以云南省元江干热河谷稀树灌丛8种优势植物为研究对象,观测其热值、灰分及养分特征。结果表明:元江干热河谷8种优势植物叶的去灰分热值平均值为20.21 k J·g-1,其大小顺序为细基丸>白皮乌口树>心叶木>厚皮树>虾子花>马松子>扭黄茅>锈色蛛毛苣苔。不同生活型中,去灰分热值为乔木(21.23 k J·g-1)>灌木(20.56 k J·g-1)>草本(18.84 k J·g-1),灰分含量为草本(40.30%)>乔木(7.74%)>灌木(6.97%)。相关性分析表明,植物热值与全C、全N、全P、全K和全S含量呈极显著正相关(P<0.01),与全Ca和灰分含量呈极显著负相关(P<0.01),说明3种生活型植物的热值与养分密切相关。元江干热河谷植物生长高效的叶片,能够有效利用充足的光照、有限的养分,积累较高的热值,具有较强的适应能力。     

4种热带灌木饲用价值研究

测定了银合欢、大叶千斤拔、木豆和假木豆等4种常见热带灌木的主要营养成分和单宁含量及在舍饲条件下海南黑山羊对4种供试植物的采食量,采用饲料相对值RFV( Relative Feed Value)和粗饲料分级指数GI( Grading Index)对4种热带灌木的饲用品质进行了评定,并对干物质采食量与供试植物营养成分和单宁含量作了相关性分析.结果表明:2种评定体系分析表明,4种供试植物都有较高的饲用价值,且其在2种评定体系中的排序完全一致;海南黑山羊对热带灌木的采食量显著受到植物中干物质、粗灰分、酸性洗涤纤维、单宁含量的影响,海南黑山羊对干物质含量高且单宁含量低的植物有较高的采食量.     

9个能源柳无性系的生物量、热值和能量现存量

采用直接收获法、快速灰化法和量热法对引进的4种7个能源柳无性系(钻石柳AS625、AS287,旱白柳AAUSC、AAUSL,欧洲红皮柳AFC190、AFC189,毛枝柳ASV1)和2个对照本地柳(旱柳和杞柳)的生物量、灰分含量、去灰分热值和能量现存量进行研究。结果表明:以AAUSC的生物量最高,为92.9 t/hm2,其次是AAUSL,生物量为65.13 t/hm2,AS287的生物量最小,仅为4.31 t/hm2。不同器官的灰分含量为:树叶8.28%～12.70%,树枝1.98%～4.17%,干2.51%～3.82%;去灰分热值为树叶15 636.29～18 840.77 J/g,树枝18 162.30～19 124.39 J/g,干17 219.71～18 756.31 J/g。7个能源柳无性系不同器官的灰分含量和去灰分热值差异均极显著(P0.01)。引进的能源柳中能量现存量最高的无性系为AAUSC(15.84108 kJ/hm2),其次为AAUSL(11.88108 kJ/hm2),AS287最小(0.77108 kJ/hm2)。能源柳的能量现存量为乔木柳高于灌木柳,引进的能源柳高于本地柳。      

晚松不同树龄不同部位的化学成分和热值研究

研究了晚松不同树龄的叶、枝、干各部位的化学成分和热值,结果表明:晚松在不同树龄间各种化学成分均不存在显著性差异。不同部位间各化学成分关系如下:水分平均含量在46%左右,不同部位间水分含量不存在显著性差异;灰分平均含量为叶2.5%、枝1.3%、干0.6%,不同部位间的灰分存在极显著差异,表现出叶枝干的规律;纤维素平均含量为叶19.2%、枝26.9%、干33.3%,木质素平均含量为叶12.2%、枝30.5%、干31.1%,不同部位间纤维素、木质素含量存在极显著差异,都表现出干枝叶的规律;半纤维素平均含量为叶11.2%、枝13.5%、干12.8%,不同部位间半纤维素含量不存在显著性差异;粗脂肪平均含量为叶15.3%、枝12.1%、干12.9%,不同部位间粗脂肪含量存在显著性差异,叶中粗脂肪含量最高;可溶性糖平均含量为叶7.4%、枝2.6%、干2.1%,不同部位间可溶性糖含量存在极显著差异,表现出干枝叶的规律;淀粉平均含量为叶2.6%、枝6.4%、干2.8%,不同部位间淀粉含量存在极显著差异,枝的含量最高;单宁平均含量为叶2.3%、枝2.9%、干3.5%,不同部位间单宁含量不存在显著性差异;蛋白质平均含量为叶6.6%、枝2.2%、干1.5%,不同部位间蛋白质含量存在极显著差异,叶的含量最高。晚松热值较高,平均为20 645 k J/kg左右,热值在不同年龄间存在显著性差异,树龄6年时热值最高;在不同部位间不存在显著性差异。而且晚松还具有较高的生物质产量和较强的生态适应性,因此,晚松是一种优良的生物质能源树种。     

马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(Castanopsis fissa)、米老排(Mytilaria laosensis)、润楠(Machilus pingii)、红锥(C. hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm²。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600 m²的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(Choerospondias axillaris)、水锦树(Wendlandia uvariifolia),枫香(Liquidambar formosana)、破布木(Cordia dichotoma)、白背桐(Mallotus paniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(Evodia lepta)、鸭脚木(Schefflera minutistellata)、白花龙(Styrax faberi)、中平树(Macaranga denticulata)、黄毛榕(Ficus esquiroliana)、华南毛柃(Eurya ciliata)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)、猴耳环(Pithecellobium clypearia)、木姜子(Litsea pungens)、毛黄肉楠(Actinodaphne pilosa)等。(2)间伐处理前,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(Cyrtococcum patens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。