全 文 ：第 31 卷 第 3 期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vo l.31 No.3
2011 年 3 月 Journal of Central South University of Forestry & Technology Mar.2011
收稿日期:2010 —12 —08
基金项目:林业公益性行业科研专项“中国森林对气候变化的响应与林业适应对策研究”(项目编号:200804001)
作者简介:陈建华(1955 —),男 ,湖南桃江人 ,教授 ,博士 ,主要从事经济林育种与栽培的研究工作;E-mai l:cjh11135@sina.com
不同气候地区粉单竹竹材化学成分含量的分析
陈建华1 , 曾　翔1 , 曹福祥1 , 杜昌永2
(1.中南林业科技大学 林学院 , 湖南 长沙　410004;　2.桑植县林业局 , 湖南 桑植　427100)
摘　要:为了给粉单竹纸浆竹材造林选址与丰产提供理论依据 ,对粉单竹竹材的灰分 、苯 —醇抽出物 、1%氢氧化钠抽
出物 、热水抽出物 、纤维素 、木素 、多戊糖 7 个化学成分的含量进行测定。实验结果表明:不同地区粉单竹竹材化学
成分含量差异显著 ,除灰分外 , 其他 6 个成分含量与气候因子中的光照 、温度相关程度较高;纤维素则与水分因子的
相关性较大。化学成分含量除纤维素含量外 ,按地理位置大致呈由北往南渐增趋势。 由此可见 ,粉单竹的竹材化学
成分含量是与地理位置纬度变化呈负相关而与气候条件的变化成正相关的。
关键词:竹材造林;粉单竹;气候地区;化学成分;含量分析
中图分类号:S 795.9;S 781.41 文献标志码:A 文章编号:1673 —923X(2011)03 —0017 —04
Analysis of chemical composition of Bambusa chungii growth
in different climatic regions
CHEN Jian-hua1 , ZENG Xiang 1 , CAO Fu-x iang1 , DU Chang-yong2
(1.Schoo l o f Fo restry , Central South Unive rsity of Fo restry and Technology , Changsha 410004 , H unan , China;
2.Sangzhi Forestr y Bureau , Sang zhi 427100 , Hunan , China)
Abstract:In o rder to provide a theo retical ba sis fo r affo restation lo ca tion and high-yield of Bambusa chungii pulp
wood , the chemical compositions of Bambusa chungii such as ash , benzene-alcoho l e xtr act , 1% NaOH ex tract , ho t-
water ext ract , fiber , lig nin , and pento san w ere determined.The experiment results indicate tha t chemical composi-
tions of the pulp wood f rom diffe rent climatic sites w ere significantly diffe rent.Except fo r ash , the contents of the
other six elements wer e highly cor rela tive w ith illumination and tempe rature;the fibe r content g reatly co rrelated with
the amount of precipita tion.The contents of chemical elements show ed a tendency of increase from no rth to south ex-
cept for fiber content.Thus the contents of chemical compositions we re nega tively cor rela tive with geo-latitude change
but positively cor rela tive with the change in climatic facto rs.
Key words:bamboo affo restation;Bambusa chungii ;climatic reg ion;chemical composition;content analy sis
　　粉单竹是我国南方地区一种比较常见的丛生竹
种 ,主要分布于我国气候温暖湿润的南方地区 。粉
单竹生长速度快 ,分布面积广 ,产量高 ,同时其纤维
形态及化学组成具有很好的制浆性能 ,完全可以替
代其他长纤维的针阔叶木 ,作为造纸原料的又一重
要来源 ,是区域竹业经营和林业可持续发展的重要
竹种之一[ 1] 。
不少研究表明粉单竹极具造纸价值 ,目前已有
对粉单竹的栽培 、叶片生理及地理变异进行过研
究[ 2-3] ,但对生长于不同气候地区的粉单竹竹材化
学成分的研究还未见报道。本次研究旨在了解不同
气候条件下生长的粉单竹在材性的差异 ,为将来粉
单竹竹纸原料产地选择与竹林丰产栽培提供帮助。
DOI :10.14067/j.cnki .1673-923x.2011.03.020
　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 第 31卷
1　材料与方法
1.1　材　料
于海南海口 、广东湛江和韶关 、广西南宁和桂
林 、湖南长沙和益阳等 7个地点采样 ,采样地的地理
与气候信息见表 1。在每个采集地点选择 3根胸径
5 cm 左右 ,长势平均的 2 年生粉单竹 ,在每根竹杆
的下部 1 m 、4 m 处位置 ,截取长度适中的茎段作为
试验材料;分段编号带回实验室 ,置于阴凉通风处风
干。分别粉碎 、过筛 ,取 40 ～ 60目细度的竹屑末以
供实验用 。
表 1　采样地点位置及气候条件
Table 1　The location and climatic conditions of the sampling sites
产地 纬度 经度 海拔/m 年日照时数/ h 1月均温/ ℃ 7月均温/ ℃ 年均温度/ ℃ 年均降水/mm 相对湿度/ %
益阳 28°53′ 112°29′ 51 1 560 4.4 29.2 16.6 1 421 74
长沙 28°14′ 113°00′ 45 1 677 5.2 29.3 17.2 1 361 74
桂林 25°08′ 110°30′ 145 1 603 9.0 28.8 18.8 1 782 78
韶关 24°40′ 113°59′ 73 1 589 9.6 28.4 20.2 1 546 75
南宁 22°40′ 108°29′ 76 1 622 12.8 28.2 21.6 1 609 74
湛江 21°27′ 110°35′ 63 2 012 15.5 28.9 23.2 1 609 84
海口 20°01′ 110°32′ 30 2 088 12.1 28.3 23.8 1 593 85
　　 苯 —醇抽出物包括树脂 、脂肪 、蜡 、单宁 、色素 、萜烯 、甾醇 、酚类等物质 , 1%NaOH 抽出物包括部分木素 、水溶物 、多戊糖 、多己糖 、树脂
酸 、腐朽物等物质 ,热水抽出物包括单宁 、色素 、糖类 、植物碱 、环多醇 、无机盐等物质 ,克拉逊木素是用 72%硫酸水解物苯醇抽出物试料所得 ,
硝酸 —乙醇纤维素是由硝酸 —乙醇混液处理试料 ,多戊糖是半纤维素的一种主要成分。
1.2　实验方法
粉单竹的化学成分测定参照相关标准[ 4] ,对灰
分 、苯 —醇抽出物 、1%氢氧化钠抽出物 、热水抽出
物 、硝酸 —乙醇纤维素 、克拉逊木素 、多戊糖 7 个指
标的含量进行测定。使用 Execl与 SPSS 18.0等相
关软件对所测定数据的平均值 ,进行方差分析以及
与各地气候因子的相关分析等 。
2　结果与分析
根据测定结果计算各化学成分含量的均值 ,整
理结果见表 2。
2.1　不同气候地区竹材化学成分含量差异分析
对数据进行方差分析 ,由结果(见表 3)可以看
出 ,各成分含量的显著性的数值不仅远远小于
0.05 ,且皆小于 0.01 。这表明不同地区粉单竹的化
学成分含量存在着很大的差异并且表现极为显著。
接着对 7个地区的数据采用新复极差法(Duncan)
分析两两之间差异 ,结果见表 2。结果表明:地点相
隔越远 ,其竹材化学成分含量差异越大 ,导致差异的
原因与粉单竹所生活的环境有关 。
2.2 　竹材化学成分含量与气候相关性分析
对粉单竹各化学成分含量与地理环境因子进行
Peason相关分析 ,结果见表 4 。分析结果表明:粉单
竹各化学成分含量与纬度呈负相关;除硝酸 —乙醇
纤维素外 ,化学成分含量与经度 、海拔和 7月均温呈
负相关。除了热水抽出物与年降水呈极弱的负相关
外 ,其余化学成分含量都与一月均温 、年均温 、年均
表 2　不同气候地区粉单竹竹材的化学成分含量均值及差异
Table 2　The percentage and variance of Bambusa chungii s chemical composition in different areas %
化学成分 含量均值及差异益阳 长沙 桂林 韶关 南宁 湛江 海口
灰分 　1.69 a 　1.83 ab 　1.98 bc 　 2.07 bcd 　2.02 bcd 　2.28 d 　2.15 bc
热水抽出物 7.35 a 7.76 a 7.54 a 8.06 a 10.41 bc 10.09 b 10.96 c
1%NaOH 抽出物 29.93 a 30.48 ab 29.84 a 30.81 ab 32.94 c 31.84 bc 33.06 c
苯 —醇抽出物 9.03 a 9.24 a 9.99 ab 10.95 bc 11.91 cd 12.25 d 12.89 d
硝酸 —乙醇纤维素 43.01 a 42.02 a 42.83 a 42.00 a 41.68 a 44.53 b 42.14 a
克拉逊木素 19.22 ab 19.98 ab 18.84 a 20.07 ab 19.07 ab 20.38 b 21.83 c
多戊糖 20.20 a 20.24 a 22.42 b 22.82 b 25.13 c 26.03 d 26.48 cd
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第 3 期 　陈建华 ,等:不同气候地区粉单竹竹材化学成分含量的分析　
表 3　不同气候地区粉单竹化学成分的方差分析
Table 3　The variance analysis of Bambusa chungii s
chemical composition in different areas
化学成分 F 显著性
灰分 4.796 0.007
苯 —醇抽出物 14.022 0.000
多戊糖 75.961 0.000
氢氧化钠抽出物 8.691 0.000
热水抽出物 31.400 0.000
硝酸乙醇纤维素 5.656 0.004
克拉逊木素 6.327 0.002
日照 、年均降水以及相对湿度呈正相关 。值得注意
的是 ,苯 —醇抽出物 、多戊糖 、 1%氢氧化抽出物 、热
水抽出物 、木素含量与纬度 、年均日照及各个温度方
面的相关程度都比较高 ,尤其与纬度与年均温度 ,在
95%甚至 99%的置信水平上 ,相关系数都达到 0 .8
甚至 0.9 ,呈高度相关。灰分含量与一月均温的相
关系数在 95%置信水平达 0.795 ,呈高度相关;而与
年均温度的相关系数达 0.6。纤维素含量与水分的
联系应该比较大 ,其与年均降水和湿度的相关系数
表 4　粉单竹化学成分含量与气候因子的相关系数
Table 4　The correlation of Bambusa chungii s chemical composition with climatic factors
化学成分 气候因子相关系数经度 纬度 海拔 1月均温 7月均温 日照 均温 降水 湿度
灰分 0.505 -0.552 -0.354 0.795＊ -0.285 0.382 0.601 0.296 0.421
热水抽出物 0.653 -0.896＊＊ -0.259 0.869＊ -0.779＊ 0.613 0.917 ＊＊ -0.108 0.510
氢氧化钠抽出物 -0.433 -0.801＊ -0.271 0.574 -0.740 0.668 0.787 ＊ 0.127 0.598
苯醇抽出物 -0.315 -0.916＊＊ -0.331 0.797＊ -0.594 0.889＊＊ 0.944 ＊＊ 0.299 0.847＊
克拉逊木素 -0.238 -0.821＊ -0.494 0.605 -0.568 0.864＊ 0.840 ＊ 0.168 0.770＊
多戊糖 -0.596 -0.990＊＊ -0.183 0.938＊＊ -0.723 0.762＊ 0.993 ＊＊ 0.208 0.752
硝酸-乙醇纤维素 0.204 -0.379 0.109 0.479 0.071 0.527 0.425 0.700 0.670
　　 ＊＊表示在 0.01水平上显著;＊表示在 0.05水平上显著。
达 0.7和 0.67 ,但未表现出显著性。
为了方便直观地观察不同地区粉单竹各化学成
分含量的变化 ,分别将实验数据的均值 ,按采样地益
阳至海口 ,从北到南的顺序 ,用 Execl绘制成折线图
(见图 1)。从图 1中我们可以明显观察到各折线按
地理位置从北往南都有上下波动的状态(灰分的数
值太小 ,图上表现不明显),这与各粉单竹所生长地
点小气候或立地条件不同有关 。不过 ,除了硝酸 —
乙醇纤维束一项外 ,其他折线总体上是呈现出平缓
抬升 ,这表明除纤维束外的其他化学成分的含量在
地理位置上有由北往南递增的渐变趋势 。
植物生长发育过程中积累的营养物质多少与光
合作用的强弱程度是分不开的 ,光照 、温度 、水分 、二
氧化碳 、矿质元素 5大因子是影响光合作用最主要
的外界因素。在土壤肥力 、与空气中二氧化碳浓度
差别不大的情况下 ,余下的 3 项气候因子成为影响
粉单竹生长与其光合作用主要原因 。
从地理位置上来看 ,从海口(20°01′)到益阳(28°
53′),纬度距离相差 1 000 km ,从常年温暖湿热的
热带过渡到了四季分明的亚热带。温度 、降水 、日照
这几个气候因子大致也是随着纬度的增加而减少 。
图 1　不同地区粉单竹化学成分含量变化
Fig.1　The variance of Bambusa chungii s chemical
composition content of different sites
虽然考虑到在小地形上的小气候差异 ,但是不同地
区这种小差异对光合作用造成的影响比起大气候而
言小得多 。表 1所列各地气候因子年均值 ,总体上
呈现从北往南递增的趋势。在适宜生长的气候条件
下 ,随着气温 、水分 、光照的增加 ,粉单竹光合强度增
加 ,必定会促进营养物质吸收 、积累和转化 。尤其在
冬季 ,随着地理位置的北移 ,气候差异明显 ,靠南部
沿海的粉单竹生长依旧旺盛 ,而靠北的粉单竹则易
遭受较长时间冻害甚至死亡 ,从而会大大影响粉单
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　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 第 31卷
竹的光合生长与营养物质的吸收 、积累与转化 。从
而使靠南方生长的粉单竹各化学成分含量比北边的
高。
同为有机物的纤维素含量相比其他物质含量有
明显的规律。分析原因可能是由于纤维素是由许多
个葡萄糖分子通过 β —1 ,4 —糖苷键连接而形成的葡
聚糖 ,其含量与粉单竹体内葡萄糖含量有很大联
系[ 5] 。而昼夜温差大的地方 ,易于糖类物质积累并
转化[ 6] ,所以靠北地区粉单竹内葡萄糖或纤维素含
量似乎要高一些;但是水分的充足与否对竹类的生
长又有着至关重要的影响 。所以相比其他受单一因
子影响可能较大的化学成分 ,纤维素含量受 2 种或
是多种重要因子的相互影响 ,以致变化在地区上无
明显规律 。但具体原因有待进一步研究 。
3　小结与讨论
(1)不同地区粉单竹个化学成分含量差异较
大。除了纤维素外 ,粉单竹的化学成分含量在地理
位置上呈现由北往南递增的趋势 ,其与气候带相应
渐变有很大的关系。
　　(2)光照越丰富 、降水越充沛 、气温常年较高的
地方粉单竹光合作用强度越大 ,有机物等含量也越
多 ,生长越旺盛 ,地理位置越往南 ,粉单竹生长越高
大茂盛。
(3)此次研究还发现 ,同为与光合作用关系密
切的有机物—纤维素含量却无明显规律 ,原因可能
与昼夜温差大小影响葡萄糖积累和转化或水分影响
生长等多重因子有关 ,具体原因有待今后进一步研
究。
参考文献:
[ 1] 　蒋　燚 ,黄大勇 ,毛 丹.广西粉单竹林的生长及林地土壤肥力
状况调查[ J] .西部林业科学 , 2007 , 36(4):46-49.
[ 2] 　杨秀艳 ,傅懋毅.粉单竹纸浆材材性的地理变异[ J] .东北林业
大学学报 , 2009 ,(6):10-15.
[ 3] 　毛　丹 ,陈建华 ,龚建海.粉单竹叶片生理指标的动态变化[ J] .
经济林研究, 2008 , 26(4):17-21.
[ 4] 　刘书钗.制浆造纸分析与检测[ M] .北京:化学工业出版社 ,
2004.
[ 5] 　余瑞元.生物化学[M ] .北京:北京大学出版社 , 2007.
[ 6] 　蔡永萍.植物生理学[ M ] .北京:中国农业大学出版社 , 2008.
[本文编校:邱德勇]
　(上接第 16页)
件下的非喀斯特地区 ,香樟的生长和生产力都略会
偏低 。
参考文献:
[ 1] 　陈有民.园林树木学[ M] .北京:中国林业出版社 , 1990.
[ 2] 　郑万钧.中国树木志[ M ] .第 1 卷.北京:中国林业出版社 ,
1983:1.
[ 3] 　宋永昌.植被生态学[ M] .上海:华东师范大学出版社 , 2001:99
-116.
[ 4] 　冯宗炜.中国森林生态系统的生物量和生产力[M ] .北京:科学
出版社 , 1999.
[ 5] 　彭国华.香樟[ J] .中国城市 , 2003 , 1(2):41-42.
[ 6] 　陶金川.香樟生长及根系问题的研究[ J] .南京林业大学学报
[ J] .1959 , 2(2):31-54.
[ 7] 　田大伦.香樟人工林生态学[ M] .北京:科学出版社 , 2005:58-
88.
[ 8] 　李　炎.足荣香樟林群落[ J] .广东林业科技 , 1989 , 5:17-21.
[ 9] 　李志辉 ,何立新 ,周育平 ,等.水杉人工林生物产量及生产力的
研究[ J] .中南林学院学报 , 1996 , 16(2):47-51.
[ 10] 　姚迎九 ,康文星 ,田大伦 , 等.18年生香樟人工林生物量的结
构与分布[ J] .中南林学院学报 , 2003 , 2(1):3-5.
[ 11] 　唐跃林 ,李志辉 ,谢耀坚.巨尾桉人工林养分循环研究[ J] .生
态学报 , 2001 , 2(10):1734-1740.
[本文编校:谢荣秀]
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