崔玉濤，張啟昌，謝振財(cái)，楊軍元，軒志龍

1 北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 132013 >2 吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，長(zhǎng)春 130022

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長(zhǎng)白落葉松人工林熱值及其能量現(xiàn)存量

崔玉濤1,2，張啟昌1,*，謝振財(cái)2，楊軍元2，軒志龍1

1 北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 132013 >2 吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，長(zhǎng)春 130022

采用量熱法對(duì)5個(gè)徑級(jí)的長(zhǎng)白落葉松各器官熱值進(jìn)行測(cè)定，結(jié)合生物量的數(shù)據(jù)，對(duì)長(zhǎng)白落葉松的能量現(xiàn)存量進(jìn)行研究。結(jié)果表明：長(zhǎng)白落葉松各器官能量現(xiàn)存量模型W=aDb最適推算長(zhǎng)白落葉松的能量現(xiàn)存量。長(zhǎng)白落葉松各器官熱值的測(cè)定結(jié)果顯示：枝>皮>干>葉>根。各器官的能量現(xiàn)存量呈現(xiàn)：干>根>皮>枝>葉的規(guī)律，能量現(xiàn)存總量1988.39×109J/hm2，地上部分能量現(xiàn)存量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地下部分，主要集中在0—12 m的樹段，地下部分主要集中在粗根和根坨。對(duì)比5個(gè)徑級(jí)根系的能量現(xiàn)存量，20徑級(jí)根系的能量現(xiàn)存量最大(187.73×109J/hm2)，8徑級(jí)根系的能量現(xiàn)存量最小(7.72×109J/hm2)。對(duì)比5個(gè)徑級(jí)長(zhǎng)白落葉松的能量現(xiàn)存量，16徑級(jí)的能量現(xiàn)存量最大(723.45×109J/hm2)，8徑級(jí)的能量現(xiàn)存量最小(46.58×109J/hm2)。對(duì)比長(zhǎng)白落葉松和樟子松的能量現(xiàn)存量可知：長(zhǎng)白落葉松小于樟子松。

長(zhǎng)白落葉松；徑級(jí)；器官；熱值；生物量；能量現(xiàn)存量

近年來(lái)，由于人類活動(dòng)，導(dǎo)致森林破壞嚴(yán)重，全球氣候變暖，加重了森林生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，開始讓人們更加關(guān)注森林資源的保護(hù)，尋求改善森林生態(tài)環(huán)境，提高林地生產(chǎn)力的途徑。森林生態(tài)系統(tǒng)生物量的研究，是森林生態(tài)系統(tǒng)能量研究的基礎(chǔ)，為森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的研究提供依據(jù)[1- 2]，也為評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力和生產(chǎn)力提供重要依據(jù)[3- 5]。植物熱值是森林生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的重要指標(biāo)，是植物所含能量多少的一種度量[6- 7]。研究植物熱值季節(jié)性變化，對(duì)于提高林地生產(chǎn)力和改進(jìn)系統(tǒng)能流輸入有重要參考價(jià)值[8]。能量是評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的重要指標(biāo)，更能反應(yīng)植物群落對(duì)太陽(yáng)能的利用率，對(duì)提高林分的生產(chǎn)力具有指導(dǎo)意義[9-11]。

長(zhǎng)白落葉松(LarixolgensisHenry)隸屬于松科(Pinaceae)、落葉松屬(Larix)，落葉喬木，在我國(guó)東北長(zhǎng)白山地區(qū)廣泛栽植。一般生長(zhǎng)在海拔500—1800 m濕潤(rùn)山坡及沼澤地區(qū)，在氣候溫寒、土壤濕潤(rùn)的灰棕色森林土地分布普遍?？鼓嫘暂^強(qiáng)，能生長(zhǎng)在比較干燥瘠薄的山坡，也能生在沼澤地帶，適應(yīng)力較強(qiáng)，在土層肥厚、排水良好、pH約5的砂質(zhì)壤土上生長(zhǎng)最好。長(zhǎng)白落葉松是很好的造林樹種和觀賞樹種，其樹干端直，材質(zhì)堅(jiān)韌，是很好的建筑用材。

植物與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)，是重要的能源來(lái)源，研究開發(fā)植物能源具有減緩能源危機(jī)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等重要意義。已有學(xué)者對(duì)芒草[12]、尾巨桉[13]、樟子松[14]等植物的能量進(jìn)行了研究，但還未見有關(guān)長(zhǎng)白落葉松人工林熱值與能量現(xiàn)存量的系統(tǒng)研究。本文通過(guò)對(duì)磨盤山上24年生長(zhǎng)白落葉松人工林不同徑級(jí)各器官熱值和能量現(xiàn)存量的對(duì)比分析，從能量的角度探討長(zhǎng)白落葉松人工林積累能量的能力，了解長(zhǎng)白落葉松人工林的生產(chǎn)力，為合理經(jīng)營(yíng)長(zhǎng)白落葉松人工林提供理論依據(jù)。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

圖1 研究地區(qū)示意圖Fig.1 The sketch of research region

研究地區(qū)選自吉林省吉林市豐滿區(qū)前二道鄉(xiāng)王相村境的磨盤山上(圖1)。該山主要屬北溫帶大陸季風(fēng)氣候，夏季氣溫較高、雨水充足，冬季時(shí)間較長(zhǎng)，年平均氣溫在4.5 ℃左右，年平均降水量在668 mm左右，相對(duì)濕度達(dá)70%。無(wú)霜期130 d 左右。植被屬長(zhǎng)白山植物區(qū)系，土壤為沖積土，土質(zhì)一般為黃沙和粘土。該山植被茂密，多為天然林，森林覆蓋率達(dá)90%以上。核桃楸(Juglansmandshurica)、花曲柳(Fraxinusmandshurica)為主要喬木樹種。

1.2 樣品的采集

在長(zhǎng)白落葉松人工林內(nèi)，設(shè)定20 m ×30 m的樣地，每木檢尺，根據(jù)檢尺結(jié)果，以4 cm一個(gè)區(qū)分段，劃分成5個(gè)徑級(jí)，每一徑級(jí)，選取3株健康樹木進(jìn)行取樣。地上采用Monsic分層切割法[15]，將標(biāo)準(zhǔn)木按每2 m劃為1個(gè)區(qū)分段測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)木的干、皮、枝、葉鮮質(zhì)量，地下采用“標(biāo)準(zhǔn)根法”測(cè)定根的鮮質(zhì)量。為了使數(shù)據(jù)更為真實(shí)有效，干的采集位于胸徑；皮采集1—2 年生枝皮、多年生枝皮、干皮；枝采集1—2 年生枝和多年生枝；葉的采集要將樹冠從上到下平分成3層，每一層按東、南、西、北四個(gè)方向采樣；根細(xì)分為根坨、粗根、中根、細(xì)根。

表1 長(zhǎng)白落葉松各器官能量現(xiàn)存量模型

Table 1 The total standing crop of energy model of different organs in tree ofLarixolgensis

模型Model器官Organ模型ModelR2W=a(D2H)b樹干W=0．9278(D2H)0．85650．9887樹葉W=0．1090(D2H)0．78640．9238樹根W=0．0166(D2H)1．22640．9563樹枝W=0．0293(D2H)1．01250．9944樹皮W=0．0680(D2H)0．93130．9879全樹W=0．6776(D2H)0．96120．9990W=aDbHc樹干W=0．2438D1．3146H1．75560．9968樹葉W=1．9816D2．4375H-1．16460．9659樹根W=1．1259D3．7101H-1．61040．9943樹枝W=0．0362D2．0887H0．86880．9946樹皮W=0．0443D1．7349H1．21930．9886全樹W=0．8935D2．0049H0．77510．9993W=aDb樹干W=3．6098D2．06100．9662樹葉W=0．3315D1．94240．9510樹根W=0．0949D3．02530．9821樹枝W=0．1375D2．45810．9892樹皮W=0．2881D2．25330．9761全樹W=2．9368D2．33450．9945

W：能量現(xiàn)存量(GJ);D：胸徑(cm);H：高(m)

1.3 研究方法

先將采回的樣品放入105 ℃烘干箱內(nèi)殺青3 h，后置于通風(fēng)狀態(tài)良好的環(huán)境中3d，每種樣品取50—100 g放入烘干箱內(nèi)烘干72h，溫度控制在70—80 ℃，記錄烘干后的質(zhì)量，再次放入烘干箱內(nèi)，每2h取出1次稱取質(zhì)量，直到前后質(zhì)量相差不超過(guò)0.1 g，將樣品放入粉碎機(jī)內(nèi)粉碎，用直徑為0.5 mm的篩子篩選，作為熱值測(cè)定的試驗(yàn)材料，干燥和篩選過(guò)程至關(guān)重要，直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性[16]。用江蘇鶴壁天宇儀器有限公司生產(chǎn)的ZDHW- 2000微機(jī)全自動(dòng)量熱儀測(cè)定長(zhǎng)白落葉松不同徑級(jí)各器官的干重?zé)嶂担瑸楸ＷC數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每次測(cè)定前，需用苯甲酸標(biāo)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定5次，最后取平均值。能量現(xiàn)存量計(jì)算參考韓國(guó)君等，用干重?zé)嶂党艘陨锪?，得能量現(xiàn)存量。測(cè)定的數(shù)據(jù)用Excel軟件統(tǒng)計(jì)，用SAS軟件進(jìn)行模型的建立和擬合度的計(jì)算。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量模型

目前大多數(shù)研究人員都采用樹高(H)和胸徑(DBH)建立生物量和能量模型，其中最常用的3種模型分別是W=a(D2H)b[17- 18]、W=aDbHc[19- 20]、W=aDb[3]，亦采用這三種模型，運(yùn)用Excel和SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。對(duì)長(zhǎng)白落葉松的干、葉、根、枝、皮及全樹建立能量現(xiàn)存量模型，選出最適評(píng)估長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量的模型，整理分析得到表1。從表1可知，3個(gè)模型擬合度都很高，模型W=aDbHc中的R2值相對(duì)于方程W=a(D2H)b、W=aDb的R2值要高一些，說(shuō)明模型W=aDbHc擬合長(zhǎng)白落葉松各器官和全樹的能量現(xiàn)存量更為精準(zhǔn)。但在實(shí)際測(cè)量中，精確測(cè)量樹高難度較大，因此，最適宜推算長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量的方程是W=aDb。

2.2 長(zhǎng)白落葉松各器官的熱值

由表2可以看出：不同徑級(jí)各器官的熱值相差較大，其中16徑級(jí)的細(xì)根有最小熱值(13241.00 J/g)，20徑級(jí)的1—2年生枝有最大熱值(20777.00 J/g)。不同器官的加權(quán)平均熱值對(duì)比可知：長(zhǎng)白落葉松不同器官間的熱值差異顯著，其中1—2年生枝的熱值最大(20209.45 J/g)，細(xì)根熱值最小(15831.45 J/g)，各器官熱值大小順序?yàn)?—2年生枝(20209.45 J/g)>1—2年生枝皮(20029.13 J/g)>中根(19976.40 J/g)>多年生枝(19889.27 J/g)>多年生枝皮(19842.89 J/g)>粗根(19779.31 J/g)>根陀(19791.36 J/g) >干(19614.89 J/g) >干皮(19614.46 J/g) >葉(19574.68 J/g) >細(xì)根(15831.45 J/g)。

表 2 長(zhǎng)白落葉松不同徑級(jí)各器官熱值

-為缺失值，1—2年生枝是指生長(zhǎng)1—2a的枝條去掉樹皮后留下的枝，1—2年生枝皮是指生長(zhǎng)1—2a枝條的皮;多年生枝(3a以上枝條)和多年生枝皮(3a以上枝皮)同上

將1—2年生枝、多年生枝取平均值作為枝的熱值，1—2年生枝皮、多年生枝皮、干皮的平均值作為枝的熱值，根陀、粗根、中根、細(xì)根的平均值作為根的熱值(表3)。

表3 長(zhǎng)白落葉松各器官熱值

從表3可知：枝的熱值最大(20049.36 J/g)，根的熱值最小(18844.63 J/g)，各器官的熱值大小排序?yàn)橹?20049.36 J/g)>皮(19828.83 J/g)>干(19614.89 J/g)>葉(19574.68 J/g)>根(18844.63 J/g)。

2.3 長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量及其分配

從表4可知，地上部分總能量現(xiàn)存量達(dá)1570.24×109 J/hm2，主要集中在0—12 m，占地上總能量現(xiàn)存量的90.88%，樹干占的比例較大，占總能量的75.90%，樹干和樹皮能量現(xiàn)存量隨著樹高增高而降低。樹枝和樹葉的能量現(xiàn)存量主要集中在8—14 m。6—12 m樹段，隨樹木升高，樹枝和樹葉的能量現(xiàn)存量不斷升高，超過(guò)14 m，樹木再升高，樹枝和樹葉的能量現(xiàn)存量將隨樹木升高而降低。

從表5可知：20徑級(jí)根的能量現(xiàn)存量最大，8徑級(jí)根的能量現(xiàn)存量最小。根陀和粗根的能量現(xiàn)存量占地下部分能量現(xiàn)存總量的比例較高，分別達(dá)到35.23%和53.96%，中根和細(xì)根的能量現(xiàn)存量占地下部分能量現(xiàn)存總量的比例較低，分別占8.49%和2.33%。

表4 長(zhǎng)白落葉松地上部分能量現(xiàn)存量的垂直分布

表5 長(zhǎng)白落葉松不同徑級(jí)地下部分能量現(xiàn)存量及其分配

由表6可知：長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存總量為1988.39×109J/hm2，不同徑級(jí)，長(zhǎng)白落葉松各器官能量現(xiàn)存量大小對(duì)比均呈現(xiàn)：干>根>皮>枝>葉的規(guī)律。長(zhǎng)白落葉松人工林在16徑級(jí)和20徑級(jí)有較高的能量現(xiàn)存量，8徑級(jí)能量現(xiàn)存量最小，地上部分占據(jù)了能量現(xiàn)存量的大部分。

表6 長(zhǎng)白落葉松人工林不同徑級(jí)各器官能量現(xiàn)存量

2.4 能量現(xiàn)存量對(duì)比

圖2 能量現(xiàn)存量的對(duì)比分析Fig.2 Contrastive analysis of the energy standing crop

長(zhǎng)白落葉松與樟子松同屬松科、針葉樹種，多數(shù)分布于東北地區(qū)，兩者同樣具有生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、嗜陽(yáng)光、喜酸性土壤、具有耐寒、抗旱 、耐瘠薄及抗風(fēng)等特性。韓國(guó)君等[14]研究的樟子松人工林與本文作者研究的長(zhǎng)白落葉松人工林能量現(xiàn)存量林齡都是24年生，調(diào)查方法均采取等株徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法。對(duì)比兩者各器官能量現(xiàn)存量，比較生產(chǎn)力的大小(圖2)。

由圖2可知：長(zhǎng)白落葉松的干、枝、葉的能量現(xiàn)存量要小于樟子松，皮和根的能量現(xiàn)存量大于樟子松，長(zhǎng)白落葉松各器官總的能量現(xiàn)存量要小于樟子松。

3 結(jié)論與討論

本文通過(guò)區(qū)分徑級(jí)和器官來(lái)測(cè)定長(zhǎng)白落葉松的熱值、生物量[21]，利用熱值和生物量的數(shù)據(jù)，推算出整個(gè)長(zhǎng)白落葉松林分的能量現(xiàn)存量。對(duì)數(shù)據(jù)整理分析，可以得出以下結(jié)論：

通過(guò)3個(gè)能量模型對(duì)比，模型W=aDbHc擬合度達(dá)到極高水平，用以推算長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量最為精準(zhǔn)，但在實(shí)際調(diào)查中，精確測(cè)量樹高難度較大，因此，采用模型W=aDb對(duì)長(zhǎng)白落葉松人工林的能量現(xiàn)存量進(jìn)行推算最為適宜。

長(zhǎng)白落葉松不同徑級(jí)各器官熱值的變動(dòng)范圍是13241.00—20777.00 J/g，各器官的干質(zhì)量熱值大小順序?yàn)橹?皮>干>葉>根。官麗莉[22]、曾小平[23]、陳美琳[24]等研究的植物干質(zhì)量熱值都是葉片的最高，因?yàn)橹参镞M(jìn)行光合作用時(shí)會(huì)合成像蛋白質(zhì)(22.990 kJ/g)和脂肪(38.874 kJ/g)這樣的高能物質(zhì)。本文中出現(xiàn)枝的熱值高于葉的熱值，與王云霖的東北落葉松熱值[25]；張啟昌的紅松種群熱值[26]結(jié)果相一致，這是由于落葉松枝所含樹脂和松節(jié)油，具有比蛋白質(zhì)和脂肪還要高的能量。

長(zhǎng)白落葉松人工林地上部分能量現(xiàn)存量(1570.24×109 J/hm2)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地下部分能量現(xiàn)存量(421.63×109 J/hm2)，地上部分的能量現(xiàn)存量主要集中在0—12 m樹段，占地上部分總能量現(xiàn)存量的90.88%。樹干的能量現(xiàn)存量占地上部分的76.00%。樹枝和樹葉的能量現(xiàn)存量主要集中在8—14 m樹段，且隨著樹高升高能量現(xiàn)存量呈升高趨勢(shì)，可見樹木在這一段是生長(zhǎng)旺盛的。樹皮和樹干能量現(xiàn)存量隨樹高增加而降低，根陀和粗根的能量現(xiàn)存量占根系的總能量現(xiàn)存量的比例最大，達(dá)到35.23%和53.96%，而中根和細(xì)根的能量現(xiàn)存量占地下部分能量現(xiàn)存量比例較低，僅占8.49%和2.33%。

不同徑級(jí)長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量差異顯著，表現(xiàn)為最小徑級(jí)和最大徑級(jí)占總能量現(xiàn)存量比例最小，出現(xiàn)這種情況的原因是:栽植過(guò)密，造成種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈,且苗木生長(zhǎng)過(guò)程中，未采取合理的人工撫育間伐措施，使一些矮小苗木生長(zhǎng)緩慢，逐漸被淘汰，大大降低了林分的生產(chǎn)力。因此，應(yīng)及時(shí)采取打枝、清除枯死木、清除雜木等措施提高林分生產(chǎn)力。巨文珍等[27]研究的伊春地區(qū)的長(zhǎng)白落葉松結(jié)果表明：18 a左右應(yīng)進(jìn)行撫育間伐。 為我們以后栽植苗木提供了依據(jù)。

長(zhǎng)白落葉松人工林總能量現(xiàn)存量為1988.39×109J/hm2，地上部分和地下部分的能量現(xiàn)存量占總能量現(xiàn)存量的比例依次為：78.80%、21.20%。16和20徑級(jí)能量現(xiàn)存量占總能量現(xiàn)存量比例最大。不同徑級(jí)各器官能量現(xiàn)存量的大小順序?yàn)楦?根>皮>枝>葉，其中干所占總能量現(xiàn)存量的比例最大，達(dá)到59.93%，葉所占比例最小，僅占3.93%。這與張清海等[28]、譚玲等[13]研究的闊葉樹種的各器官能量現(xiàn)存量及韓國(guó)君等[14]、張英楠等[7]研究的針葉樹種的各器官能量現(xiàn)存量大小順序基本保持一致。這是因?yàn)槟芰楷F(xiàn)存量的大小主要取決于生物量的大小。

長(zhǎng)白落葉松的總能量現(xiàn)存總量要小于樟子松，說(shuō)明樟子松的生產(chǎn)力要大于長(zhǎng)白落葉松，一方面是由生境所致，樟子松研究地土壤為暗棕壤，長(zhǎng)白落葉松研究地土壤為沖積土，土質(zhì)一般為黃沙和粘土，肥力不如樟子松研究地。另一方面，是由自身生理特性決定，長(zhǎng)白落葉松枝、葉的能量現(xiàn)存量要遠(yuǎn)小于樟子松，致使總能量現(xiàn)存量低于樟子松。然而，長(zhǎng)白落葉松根的能量現(xiàn)存量要遠(yuǎn)高于樟子松，是因?yàn)殚L(zhǎng)白落葉松為了獲取更多養(yǎng)分，扎根很深，根系比樟子松發(fā)達(dá)。27 年生杉木林[29]能量現(xiàn)存量為656.98×109J/hm2，14 年生天然檫木林[17]能量現(xiàn)存量為1.23×109J/hm2，遠(yuǎn)小于24 年生長(zhǎng)白落葉松能量現(xiàn)存量。生境和林齡能夠影響能量現(xiàn)存量大小，起決定性作用的是植物本身的生物學(xué)特性。說(shuō)明長(zhǎng)白落葉松有較高的生產(chǎn)力，有一定的發(fā)展前景。

[1] Garkoti S C. Estimates of biomass and primary productivity in a high-altitude maple forest of the west central Himalayas. Ecological Research, 2008, 23(1): 4l- 49.

[2] Somogyi Z, Cienciala E, M?kip?? R, Muukkonen P, Lehtonen A, Weiss P. Indirect methods of large-scale forest biomass estimation. European Journal of Forest Research, 2007, 126(2): 197- 207.

[3] 杜虎, 曾馥平, 王克林, 宋同清, 溫遠(yuǎn)光, 李春干, 彭晚霞, 梁宏溫, 朱宏光, 曾昭霞. 中國(guó)南方3種主要人工林生物量和生產(chǎn)力的動(dòng)態(tài)變化. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(10): 2712- 2724.

[4] 高明亮, 宮兆寧, 趙文吉, 高陽(yáng), 胡東. 基于植被指數(shù)的北京軍都山荊條灌叢生物量反演研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(5): 1178- 1188.

[5] 萬(wàn)五星, 王效科, 李東義, 馮學(xué)全, 張千千, 于小紅. 暖溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)林下灌木生物量相對(duì)生長(zhǎng)模型. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(23): 6985- 6992.

[6] 李晶晶, 黨坤良, 周勇, 唐朋輝, 劉永杰. 秦嶺中段南坡華山松林能量結(jié)構(gòu)特征和碳儲(chǔ)量研究. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2013, 41(11): 58- 66.

[7] 張英楠, 張啟昌, 其其格, 李晶華. 長(zhǎng)白山闊葉紅松林5種優(yōu)勢(shì)樹種的熱值和能量現(xiàn)存量. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 38(4): 3- 5.

[8] 金則新, 李鈞敏, 馬金娥. 夏蠟梅及其主要伴生種葉的灰分含量和熱值. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 31(18): 5246- 5254.

[9] 林永標(biāo), 任海, 彭少麟. 鶴山馬占相思人工林的能量現(xiàn)存量及能量流動(dòng). 生態(tài)科學(xué), 2000, 19(2): 1- 6.

[10] 韓斐揚(yáng), 周群英, 陳少雄, 肖敏, 梁金喜. 不同林齡史密斯桉樹能源林現(xiàn)存量與能量研究. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2010, 31(2): 298- 303.

[11] 韓斐揚(yáng), 周群英, 陳少雄, 陳文平, 李天會(huì), 吳志華, 簡(jiǎn)明. 2種桉樹不同林齡生物量與能量的研究. 林業(yè)科學(xué)研究, 2010, 23(5): 690- 696.

[12] Porvaz P, Tóth, Marcin A. Cultivation of Chinese silvergrass (MiscanthusSinensisAnderss.) on the East Slovak lowland as a potential source of raw material for energy purposes. Agriculture, 2012, 58(4): 146- 153.

[13] 譚玲, 覃林. 尾巨桉人工林能量動(dòng)態(tài)分析. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(24): 10115- 10116.

[14] 韓國(guó)君, 叢國(guó)祿, 沈海龍. 樟子松人工林熱值與能量結(jié)構(gòu)分析(Ⅰ)——林木及林下植被生物量、熱值和能量的結(jié)構(gòu)與分布. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 35(6): 21- 23.

[15] 楊少紅, 高人, 陳光水, 張任好. 不同栽杉代數(shù)杉木林C庫(kù)與C吸存. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 34(4): 42- 45.

[16] Pari L, Civitarese V, del Giudice A, Assirelli A, Spinelli R, Santangelo E. Influence of chipping device and storage method on the quality of SRC poplar biomass. Biomass and Bioenergy, 2013, 51: 169- 176.

[17] 張瓊, 洪偉, 吳承禎, 何東進(jìn), 柳江. 天然更新檫木林的能量分析. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2004, 13(2): 36- 39.

[18] 董利虎, 李鳳日, 賈煒瑋. 東北林區(qū)天然白樺相容性生物量模型. 林業(yè)科學(xué), 2013, 49(7): 75- 85.

[19] 鄭立生, 李?？? 模型形式和地域?qū)β淙~松地上生物量預(yù)測(cè)的影響. 林業(yè)資源管理, 2013, (2): 83- 88.

[21] 軒志龍, 張啟昌, 葛麗麗, 何懷江, 徐敏敏, 徐維勝. 長(zhǎng)白落葉松人工林生物量的結(jié)構(gòu)與分布. 林業(yè)資源管理, 2013, (1): 53- 57.

[22] 官麗莉, 周小勇, 羅艷. 我國(guó)植物熱值研究綜述. 生態(tài)學(xué)雜志, 2005, 24(4): 452- 457.

[23] 曾小平, 蔡錫安, 趙平, 饒興權(quán). 廣東鶴山人工林群落主要優(yōu)勢(shì)植物的熱值和灰分含量. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 20(3): 485- 492.

[24] 陳美玲, 上官周平. 黃土高原子午嶺林區(qū)6個(gè)典型群落優(yōu)勢(shì)種的熱值和養(yǎng)分特征. 林業(yè)科學(xué), 2009, 45(3): 140- 144.

[25] 王云霖, 黨永峰, 曾偉生. 東北落葉松不同器官的熱值和灰分含量分析. 林業(yè)資源管理, 2012, (3): 100- 106.

[26] 張啟昌, 張英楠, 其其格. 長(zhǎng)白山闊葉紅松林的紅松種群熱值. 林業(yè)科學(xué), 2010, 46(8) 15- 21.

[27] 巨文珍, 王新杰, 顧麗, 劉俊, 孫玉軍. 伊春地區(qū)人工長(zhǎng)白落葉松生長(zhǎng)過(guò)程分析. 林業(yè)資源管理, 2010, (1): 39- 45.

[28] 張清海, 葉功富, 林益明. 東南濱海沙地主要造林樹種的生物量與能量. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2007, 31(3): 143- 146.

[29] 楊玉盛, 陳光水, 林瑞余, 蔡麗平, 陳銀秀. 杉木觀光木混交林群落的能量生態(tài). 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2001, 7(6): 536- 542.

Caloric value and total standing crop energy of Larix olgensis henry gmelinii

CUI Yutao1,2, ZHANG Qichang1,*, XIE Zhencai2, YANG Junyuan2, XUAN Zhilong1

1 Forestry College of Beihua University, Jilin 132013, China 2AcademyofForestInventory,PlanningandDesin，Changchun130022,China

The caloric values of vegetation are indicative of energy conversion in the forest ecosystem, and serve as a measure of the energy that plants contain. Studies of seasonal changes in the caloric values of vegetation play a valuable role in promoting forest productivity and systemic energy input. Energy analyses are a method of evaluating the structure and function of a forest ecosystem, and contribute to the promotion of forest stand productivity by representing the amount of solar energy available to the vegetative community. Research on plant energy resource development has been conducted in the interest of alleviating the energy crisis and facilitating the conservation of the ecological environment. In this study, we conducted contrastive analyses of the caloric values and standing crop energy from different 5 diameter classes of organs of the 24-year-oldLarixolgensisGmelinii plantation on Mopan Mountain, in order to study their capacity to accumulate and store energy. The resulting knowledge ofLarixolgensisGmelinii plantation productivity will provide theoretical guidance for the improvement ofLarixolgensisGmelinii plantation management.

Larixolgensis; diameter-class; organ; caloric value; biomass; the total standing crop energy

中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范跨區(qū)域重點(diǎn)推廣示范項(xiàng)目([2011]TK022)；吉林省重大科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(吉科合字 20075012)

2015- 02- 07;

日期:2015- 12- 14

10.5846/stxb201502070308

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zqc1212@sina.com

崔玉濤，張啟昌，謝振財(cái)，楊軍元，軒志龍.長(zhǎng)白落葉松人工林熱值及其能量現(xiàn)存量.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(17):5452- 5458.

Cui Y T, Zhang Q C, Xie Z C, Yang J Y, Xuan Z L.Caloric value and total standing crop energy ofLarixolgensishenry gmelinii.Acta Ecologica Sinica,2016,36(17):5452- 5458.

Three healthy plants were sampled in plots on aLarixolgensisGmelinii plantation, tree organs in 5 different diameter classes were collected, with 4 cm as one differentiating level. A Monsic layering and cutting method was adopted on the ground, to measure the characteristics of fresh trunk, bark, branch, and leaf material with 2 m as one differentiating level. A standard underground root evaluation method was adopted to measure the characteristics of roots. To ensure the accuracy of the data and effective, the following material was collected: trunk at breast height, 1- to 2-year-old branch bark, perennial branch bark, trunk bark, 1- to 2-year-old branches, and perennial branches. As for leaf material, the canopy was divided into 3 layers, and leaves were collected from the east, south, west, and north of each layer. To collect root material, the root system was subdivided into root stumpage, thick roots, mid-roots, and thin roots. Caloric values were measured to study the 5 diameter classes of variousLarixolgensisGmelinii organs. The total standing crop energy ofLarixolgensisGmelinii was studied in addition to the biomass data.

The results showed that in order to quantify the total standing crop energy in eachLarixolgensisGmelinii organ,W=aDbwas the most suitable model for projecting the total standing crop energy of inLarixolgensisGmelinii trees. The calorific values of variousLarixolgensisGmelinii organs were ordered as follows: branch > bark > trunk > leaf > root. The total standing crop energy of differentLarixolgensisGmelinii organs was ordered as follows: trunk > root > bark > branch > leaf. The total standing crop energy was 1988.39 × 109J/hm2, with that of the aboveground material (mainly concentrated among 0—12 m plants) being far greater than that of the underground material (mainly concentrated in root stumpage and thick roots). Contrastive analyses of the total standing crop energy in 5 diameter-classes of roots suggested that 20 cm diameter-class roots contain the highest total standing crop energy, at 187.73 × 109J/hm2, and 8 cm diameter-class root contain the lowest total standing crop energy, at 7.72 × 109J/hm2. Contrastive analyses of the total standing crop energy in 5 diameter-classes ofLarixolgensisGmelinii organs suggested that the 16 cm diameter-class contained the highest total standing crop energy, at 723.45 × 109J/hm2, and the 8 cm diameter-class contained the lowest total standing crop energy, at 46.58 × 109J/hm2. Comparison of the total standing crop energy betweenLarixolgensisGmelinii andmongolicaLitv, revealed that the total standing crop energy ofLarixolgensisGmelinii was lower than that ofmongolicaLitv.