全 文 ：植物资源与环境学报　2004 , 13(2):36-39　　　　　　　
Journal of Plant Resources and Environment　　　　　
　　　
天然更新檫木林的能量分析
张　琼 , 洪 　伟 , 吴承祯 , 何东进 , 柳　江
(福建农林大学林学院 ,福建 南平 353001)
摘要　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%)。
关键词:檫木;热值;模型;能量
中图分类号:Q948.15　　文献标识码:A　　文章编号:1004-0978(2004)02-0036-04
Energy analysis of the natural regenerated forest of Sassafras tsumu　ZHANG Qiong , HONG Wei , WU
Cheng-zhen , HE Dong-jin , LIU Jiang (Forestry College of Fujian Agricultural and Forestry University ,
Nanping 353001 , China), J .Plant Resour.&Environ .2004 , 13(2):36-39
Abstract:The caloric value of each organ , energy of single tree and the standing crop of energy of Sassafras
tsumu (Hemsl.)Hemsl.in the natural regenerated forest of S.tsumu were analysed.The results indicated
that there were differences in caloric values of different organs , in which the caloric value of leaf was the
highest and trunk the lowest.The energy models of S.tsumu were set up by investigating and analyzing the
average tree in different diameter grades.The energy of trunk , branch , root and tree has a significant
relationship with D and D 2H except for the leaf.The vertical distribution of energy showed over 70%energy
of trunk was stored under half , but the energy patterns of the branch in different diameter grades were
different , which the most energy of branch was stored upper half at big diameter grades and was contrary at
middle-small diameter grades.The standing crop of energy of S .tsumu was 1.23×106 kJ·hm-2 , which was
mostly concentrated in the trunk(72.58%), the root(20.15%)and scarcely in the branch (7.08%)and
the leaf(0.19%).
Key words:Sassafras tsumu (Hemsl.)Hemsl.;caloric values;model;energy
　　檫木〔Sassafras tsumu (Hemsl.)Hemsl.〕为樟科
檫木属(Sassafras Trew)树种 , 喜光 , 适宜于温暖多
雨气候 , 在肥厚湿润酸性红黄壤中生长良好 。檫木
速生 , 干直 , 人工林10 a 生 , 一般高8 ～ 10 m 、胸径
10 ～ 15 cm。木材淡黄 、坚硬 、细致 、纹理美观 、耐腐 ,
为建筑 、车辆 、造船 、家具良材;种子含油 20%,用于
油漆;果 、叶和根可提取芳香油;树形挺拔 、冠开展 、
叶型奇特且秋时红艳 ,是良好的行道树[ 1] 。因此 ,对
其开展多方面的研究可为檫木综合利用提供理论依
据。但目前有关檫木的研究主要集中在种群生态及
混交技术研究[ 2～ 4] ,而有关其能量生态研究未见报
道。本文采用干物质和热值测定相结合的方法 ,通
过对标准木各器官能量的测定 ,建立了檫木单木各
器官能量模型 ,分析天然更新檫木林能量现存量 ,旨
在揭示天然更新檫木林的能量特性 ,为阔叶林营造
提供参考。
1　研究方法
1.1　样地设置与调查
调查地区位于福建省建阳市 ,其自然概况及群
落状况见文献[ 5] 。2000年 4月在檫木分布的典型
地段设置3块30m ×40m的样地 ,对样地内乔木层
收稿日期:2003-07-07
基金项目:福建省科学技术厅重大资助项目(2001F007 , 2001Z025)
作者简介:张　琼(1980-),女 ,河南郑州人 ,硕士 ,主要从事森林生
态方面的研究。
物种记录种名并进行每木检尺 ,记录株数 、胸径 、树
高 、冠幅 ,在此基础上 ,选择样地内不同径级的 7株
标准木分层进行生物量测定。
调查林分主要由檫木和丝栗栲(Castanopsis
fargesii Franch.)组成 ,郁闭度为 0.8左右 ,其中檫木
平均高为 13.40 m ,平均胸径为 14.12 cm ,演替时间
约为 20 a , 3块样地海拔分别为 250 、270和 300 m ,
坡度分别为25°、30°和 35°,土壤为山地红黄壤 。
1.2　生物量测定
采用相对生长法 ,将标准木齐地伐倒后 ,以 2 m
为间距从下至上分层切割测定 ,分层称量各层的树
干和树枝鲜质量 ,叶片为全树收集后称量。在各层
的干和枝中分别抽取一定量的样品 ,叶片为全株混
合后取样。根系采用全挖法处理 ,根挖至水平分布
和垂直分布的边缘 ,测量根幅和根深 ,将粗根和细根
分别收集 、取样。将所有样品标记后 ,带回实验室 ,
干燥箱内 105℃烘至恒重。
1.3　热值测定
用氧弹式热量计(GR-3500 型 , 长沙仪器厂生
产)测定各器官样品的热值 ,每个样品重复 2 ～ 3次 ,
相对误差控制在±1%之间 。热值用 1 g 干物质在
完全燃烧情况下所释放的总热量表示[ 6] 。
1.4　标准木能量计算与模型拟合
用标准木的各层次各器官的干质量乘以对应的
热值得到各个标准木干 、枝 、叶 、根的能量。各器官
的能量与胸径 、树高的关系采用幂函数模型拟合 ,确
定檫木单株的能量模型 ,从而推算檫木林分能量特
征。
2　结果与分析
2.1　檫木各器官的热值
植物热值是对植物含能产品能量水平的度量 ,
可反映绿色植物对太阳辐射能的利用状况[ 5] 。应用
相对生长法测定檫木各器官各层次热值 ,结果表明
(表 1),树干的各层热值为 19.681 ～ 22.231 kJ·g-1 ,
枝的各层热值为19.286 ～ 21.939 kJ·g-1 ,变化幅度
较大。大量的热值测定研究表明 ,不同的乔木树种
热值存在较大的差异 , 例如杉木〔Cunninghamia
lanceolata (Lamb.)Hook.〕各器官的热值为 19.384 ～
20.384 kJ·g-1 ,火力楠(Michelia macclurei Dandy)为
18.945 ～ 19.644 kJ·g-1 , 桤木(Alnus cremastogyne
Burkill)为 19.90 ～ 22.78 kJ·g-1 , 柏木(Cupressus
funebris Endl.)为 20.15 ～ 22.57 kJ·g-1[ 7 ,8] 。李意德
等[ 9]对尖峰岭山地雨林 67种乔木能量热值进行了
测定 ,样品最高热值达 23.153 kJ·g-1 ,最低的约为
15.000 kJ·g-1 。已有的研究表明 ,不同树种各器官
热值大小顺序也有许多相异之处 ,一些种的热值以
干材最高 ,但一些树种以树叶的热值最高[ 9] ,本研究
中檫木各器官平均热值为 20.583 ～ 22.039 kJ·g-1 ,
从高至低依次为叶 、枝 、根 、树干 ,与侯庸等对黑石顶
南亚热带常绿阔叶林乔木层各器官热值的研究是一
致的[ 10] 。檫木各器官热值以及同一器官不同层次
的热值差异是因为脂肪 、蛋白质和碳水化合物的含
量不同所致[ 6] 。
表 1　单株檫木各器官热值
Table 1　Caloric values of different organs in tree of Sassafras tsumu(Hemsl.)Hemsl.
部位
Parts
平均热值/ kJ·g-1
Average caloric value
标准差
Standard deviation
树干 Trunk 20.538 0.760
枝 Branch 21.124 0.916
叶 Leaf 22.039 0.121
根 Root 21.138 0.130
2.2　檫木能量模型
选择W=aD b和W=a(D 2H)b这 2个模型对檫
木单株木的能量与胸径(D)、树高(H)之间的关系
用SPSS 统计程序进行模拟 ,其中 W 为檫木各器官
能量 ,D 为胸径 , H 为树高 。结果表明(表 2),用模
型 W=aDb和模型 W=a(D2H)b拟合根 、枝 、树干和
全树能量与 D 、H 之间的关系 ,均达到极显著水平。
树干 、枝和全树能量模型 W=a(D2H)b的相关系数
均大于模型 W=aDb的相关系数 ,但差异不明显 ,考
虑到模型 W =aDb自变量中只涉及胸径 1个因子 ,
所以用该模型对单株的根 、树干 、枝和全树能量进行
估计 。2 个模型对叶的能量模拟均没达到显著水
平 ,说明在 4月份调查时 ,叶的能量与胸径 、树高的
相关性不明显 ,不能用这 2个模型进行叶的能量估
计 。
2.3　地上部分能量的垂直分布
分别对胸径 D ≤10 cm 、10 cm
20 cm的平均木分层测定其生物量及热值 , 并计算
得出各层的能量[ 11](见表 3)。檫木 3个径级的干材
能量垂直分布均呈金字塔形 ,枝的能量垂直分布呈
金字塔形或棱形。干材能量大多贮藏在干材下半部
37第 2 期　　　　　　　　　　　　　　张　琼等:天然更新檫木林的能量分析
分 ,占 70%以上;不同径级檫木枝的能量分布不同 ,
大径级主要集中在中上部 ,中小径级主要集中在下
部。干材下半部分能量贮量大 ,其大小标志着檫木
的木材产量的水平 ,也就是说树干下半部分的出材
率高于上半部分 , 下半部分的能量高于上半部
分[ 12] 。
表 2　单株檫木各器官能量模型1)
Table 2　Regression models of energy in different organs of Sassafras tsumu (Hemsl.)Hemsl.individual and their test1)
部位 Parts 　　模型 Model r F 　　模型 Model r F
干 Trunk W=1.100 4D2.676 0.970 　　79.185＊＊ W=0.461 3(D2H)0.996 0.978 　　107.794＊＊
枝 Branch W=0.009 97D3.484 0.967 71.977＊＊ W=0.001 1(D2H)1.297 0.974 93.079＊＊
叶 Leaf W=0.092 5D1.332 0.573 2.445 W=0.063 7(D2H)0.489 0.569 2.393
根 Root W=0.160 7D2.896 0.988 199.149＊＊ W=0.079 8(D2H)1.048 0.967 72.705＊＊
全树 Tree W=1.053 7D2.767 0.988 200.420＊＊ W=0.726 9(D2H)1.025 0.990 255.537＊＊
　1)W:能量 Energy;D:胸径 DBH;H:树高 Tree height.　＊＊:极显著差异 Significant difference at P<0.01
表 3　不同径级单株檫木能量垂直分布1)
Table 3　The vertical distribution of energy of Sassafras tsumu(Hemsl.)Hemsl.individual1)
高度/m
Height
不同径级的能量/ kJ　Energy in different diameter grades
D>20 cm
树干 Trunk 枝 Branch 根 Root
10 cm树干 Trunk 枝 Branch 根 Root
D≤10 cm
树干 Trunk 枝 Branch 根 Root
18～ 20 29.521 5 　9.872 6 1 819.193 1 - - 439.446 8 - - 39.212 1
16～ 18 103.464 4 108.243 3 - - - -
14～ 16 187.531 3 231.220 3 - - - -
12～ 14 275.359 5 197.729 3 57.111 6 13.682 2 - -
10～ 12 389.571 0 56.607 0 51.143 7 27.583 9 - -
8～ 10 434.988 0 24.915 2 125.438 4 47.062 0 12.948 5 2.981 3
6～ 8 635.544 0 39.729 2 187.636 8 66.742 9 20.579 5 6.171 5
4～ 6 680.108 0 - 236.379 0 - 46.031 7 -
2～ 4 815.877 7 - 304.564 7 - 54.243 6 -
0～ 2 891.134 1 - 343.392 1 - 58.987 6 -
　1) -:树干或枝在相应的高度没有生长　Trunk or branch hasn t growth in relevant height.
2.4　檫木各器官能量现存量
根据檫木各器官的能量模型 W=aDb及调查所
得的每株檫木的胸径估算出檫木林根 、干 、枝的能量
现存量。由于叶与 D 和D2H 之间的回归关系不明
显 ,且能量占有比例很小 ,所以采用平均木的叶的能
量乘以样地内檫木株数再除以样地总面积得出叶的
能量现存量。各器官的能量现存量分配规律从高至
低依次为树干 、根 、枝 、叶(见表 4)。绝大部分能量集
中在干 材中 (72.58%), 一 部分 集中 在 根中
(20 .15 %), 较少部分集中在枝(7.08%)和叶
(0.19%)中 ,这是因为干材每年积累的能量流失很
少 ,而根 、枝 、叶的能量均有不同程度的流失 ,尤其是
作为落叶树种的檫木叶每年的能量都随落叶而丧
失 ,因而所占比例小[ 13 ,14] 。而且本次研究调查取样
的时间是在4月份 ,檫木叶还没有生长完全 ,生物量
较小 ,所以能量现存量所占比例只有0.19%。
不同器官能量分配不一样还与其承担的功能不
同有关 。檫木是喜光树种 ,生长迅速 ,整个树体要争
取更多的阳光和空间 ,必须不断向上争夺空间 ,避免
被别的树木所阴蔽 ,树干还要支撑起上部的枝叶 ,所
以占有能量大;檫木生长迅速 ,强大的根系保证能从
土壤中吸收足够的养分和水分 ,并且还要支撑起整
表 4　天然更新檫木林中檫木各器官能量现存量
Table 4　The standing crop of energy in different organs of Sassafras
tsumu (Hemsl.)Hemsl.in the natural regenerated forest
部位
Parts
能量现存量/ kJ·hm-2
The standing crop of energy
百分率/ %
Percentage
树干 Trunk 8.89×105 72.58
根 Root 2.47×105 20.15
枝 Branch 8.67×104 　7.08
叶 Leaf 2.32×103 　0.19
全树 Tree 1.23×106 100.00
38　　　　　　　　　　　　　　　　　　　植 物 资 源 与 环 境 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 13 卷
个地上部分 ,所以占有的能量也较大;叶是主要的能
量吸收器官 ,利用光合作用产生初级能量 ,分配给不
同的器官 ,但檫木为落叶树种且受调查时间限定 ,新
叶量本身不多 ,故此时其本身积累的能量也较少。
3　结　　论
1)天然更新檫木林中檫木各器官热值存在一定
差异 ,从高至低依次为叶 、枝 、根 、树干。树干和枝的
不同层次上热值也存在一定的差异 。
2)根据标准木各器官的能量及全树能量与其胸
径(D)和树高(H)的回归关系 ,建立了模型 W=aDb
和W=a(D 2H)b 。除树叶外 ,根 、干 、枝及全树能量
与 D 和(D2H)回归关系均极其显著 。
3)天然更新檫木林中各径级檫木树干能量的
70%以上贮存于下半部;不同径级个体枝的能量分
布不一样 ,大径级个体主要集中在中上部 ,中小径级
个体主要集中在下部 。
4)天然更新檫木林中檫木能量现存量为
1.23 ×1 06 kJ·hm-2 , 其中干的能量现存量为
8 .89×105kJ·hm-2 ,根为2.47×105kJ·hm-2 ,枝为
8.67×104 kJ·hm-2 ,叶为2.32×103 kJ·hm-2 ,从高至
低依次为干 、根 、枝 、叶。
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《植物资源与环境学报 》启事
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