全 文 ： 弘 ～
第 l g卷第 6期
l 999年 11月
生 态 学 报
ACTA ECoLoGICA SINICA
V01．19．No．6
Nov．1999
福州鼓山季风常绿阔叶林及其林缘几种植物
叶热值和营养成分
林 承 超
(梧建师范大学地理系．福州 350007)
／ 也
政 7，7．I
擅要 。研究了福州鼓山伏生的南亚热带季风常绿阀叶林厦其林缘不同层次 13种植物叶热值 、灰分含量厦营养成分。结果
表明，群落的不同层次平均灰分含量从低到高依次是乔木县(6．7 )、草本层(8．5 )、灌木吕(1o )I平均含灰分热 值
(GCV)从低到高低次是草本层(16．89KJ／g)、灌木层(17 75KJ／g)、乔木层(19 79KJ／g)I平均不含灰分热值(AFCV)从低
到高依孜是草本层(18．55KJ／g)、灌木层 (19．72KJ／g)，乔木层(21．19KJ．／g)。氟的平均含量从低到高依次是乔木层针叶
韩(0．82 )、林缘草本植物芒萁(o．89 )、林缘灌术桃金娘(0．90 )、林 内草本层(1．34，6)、乔术层阀叶树 (1．95 )、林
内灌木层(1．84 )，碡 的平均 含量 从低到高依次是林缘 灌木 槐金 娘(0．18 )、林 内灌木层 (0．21 )、乔木层针叶 树
(0．23 )、林内草本层(0．25 )、乔木屡问叶树 (o．27％)；钾的平均 含量乔木层针 叶樽最低(o．42 )，林 内灌术层最 高
(2．22 )。钠、钙、镁在群落的各层次中投有明显变化规律。进而分析了影响植物热值的原因及其植物热值与营养成分的
关系 。
闰叶韩 些，壅坌 量。重量堕坌 椒 t 0
and nutrient composition of the leaves of monsoon
evergreen broad-leaved forest and some forest—edge plants on
Gushan M ountain in Fuzhou
LIN Cheng—Chao (Geography Depare~ nt．Fujian Teachers Unlv~mty，Fuxheu，350007，Chi~)
Abstract．The calorific values．ash contents and nutrient compositions in the leaves of the sec0ndary south—
ern subtropical monsoon evergreen broad-leaved forest and 13 forest-ed ge plants on Gushan Mountain in
Fuzhou were studled The rank order of the average ash contents in the leaves were shrub layer(10．0~A)>
herbaceous layer(8．5％ )> tree Layer(6．7 )．The mean gross calorific values(GCV)increased from the
herbaceous layer(16．89 KJ／g)，to the shrub Layer(17．75 KJ／g)and to the tree layer(1 g．79 KJ／g)．The
ash fre calorific value(AFCV )was the highest in the tree layer．the second highest in the shrub layer and
the lowest in herbaceous layer．They were 21．19—19．72 and 18．55 KJ／g·respectively．For the average ni—
trogen content．it increased from the coniferous trees of tre layer(0．82 )，to the forest—edge herbaceous
plant—Dicranopte~s dichotoma(0．8 cI )，to the forest—edge shrub plant—Rhodomyrtus tomentosa(O．90 )，to
the inner-forest herbaceous plants(1_34 )，to the broad—leaved trees of the tre layer(1．55 )and to the
inner—forest shrub plants(1．84 )．The average phosphorus contents were 0．18，0．21，0．23，0．25，and
0．27。％ fortheforest—edge shrub plant—Rhodomyrtustomentosa．theinner—forest shrub plants，the coniferous
trees of tree layer，the inner—forest herbaceous plants and broad—leaved trees of the tree layer，respectively．
As for the potassium content．the highest was inner—forest shrub plants(2．22 )，and the lowest was the
coniferous trees of tree layer(O．42 )．There was no obvious variation in the sodium ，calcium and magne—
slum contents in the leaves of various layers in the community．The relationships between calorific values
and nutrient contents and the factors influencing the calorific values were discussed． ．-
Key words{Gushan Mountain in Fuzhou
本文得到博士生导师 林鹏教授的悉心指导
收藕日期{1997—00—22．修订 日期：1998一o8—16
；monsoon evergre n broad—leaved forest I calorific value I ash con-
特此致谢
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6期 林承超 ：福卅l鼓山季风常绿阔叶林及其林缘几种植物叶热值和营养戚分 833
tent~nutrJent composition
文章鳙号：1000—0933(1999)06-0832-05 中圈分类号，Q948 112 文献标识冯：A
能量是物质运动的动力。由于能量在生命中及食物链转换的计算上所起的重要作用，因而通过能量固
定和能量转换的研究．可以有效地分析森林、草地等生态系统能流过程。此外 ．能量也是评定林种、牧草利
用价值的一种指标 ．如果和养分指标结合起来 ．则可得到更全面的效果；
对热值的研究 ．生态学家给予极大的重视 。中外学者对热值的专题研究有不少的文献报道 卅]，但 目前
国内还很少见到关于亚热带森林热值和养分研究的文献报道 本文的 目的是在于通过对南亚热带季风常
绿阏叶林及其林缘几种优势植物热值和养分的初步研究．试图阐明南亚热带季风常绿阔叶林 不同层次植
物热值和养分的一般规律 ．探讨有关影响植物热植的原因 ．为亚热带森林 生态系统能流研究提供基础资料
和有关的科学依据
1 材料和方法
本文样品于 1994年 9月 27日采自福州鼓山(26。05 N，119。00 E)涌泉寺周匿海拔 450m地段 的次生南
亚热带季风常绿阔叶林及其林缘附近 ．选择各层优势植物为代表，各种植物鲜 叶均采 自植株冠层外恻成熟
叶片。共采集 13种植物 ，隶属 12科 13属(详见表 1、表 2)：所有样品采集后 ，105c杀青 10rain后于 60"C下
烘干研密．贮于试剂瓶待测。另取少量样品于 105"C供干至恒重 ．求得干物质重量。测试样品用 B1一GR3500
型微 电脑氧弹式热量计测 出各样品的含灰分热值 (GCV)．为了求得 不舍灰分热值 (AFCV)，采用干灰化
法_5]，测出样品的灰分含量 。去掉灰分含量后求算的热值 ．能正确地反映单位有机物中所含的热量．免受含
灰分多少不同的干扰 。因而，以两种热值 求算以资比较。13种植物叶片的营养成分分析用常规化学分析方
法测定：钾．钠、钙 镁用原子吸收光谱法．磷采用钒铝黄比色法，氨采用高氯酸一硫酸硝化法分别测得
寰 1 福州歧山南亚热带季风常辱一叶#檀抽叶热位置衰分台量(1994一o9 2 7)
Table 1 The~alerlflc values and ash contents of lemves 0f Somb subtm pkal m )l~OOR evergreen broadl~f forests oo
Gushan Meontaln虹 Fuzh帅
(DCrypt~-arya chinenM~；@Schima superbaj@Cas~anopsls carlesli~ ydobalanopsisg 口F⑤Liquidambar m 哪 船 I@
Ardisia口 日 口F⑦Psychotrla rubra@Alpinia japonica F@~Voodwardia jap~ica F@Evergreert broadleaf tree@De
clduous broad[ea[tre }~Evergreen shrub|@Herbaceous plant F@Fern
2 结果讨论
2．1 13种植物叶的热值
含灰分热值是指包括灰分重量在 内的单位重量的干物质完全燃烧后所释放的能量数 鼓山南亚热带
季风常绿闻叶林及其林缘附近 13种植物含灰分热值顺序如下(表 1和表 2)：厚壳桂(21．29KJ／g)> 马尾松
(20．56KJ／g)>木荷(20．38KJ／g)>建柏(19．98KJ／g)>小红挎(19．43KJ／g)>青岗(19．28K．I／g)>桃金娘
(19．27KJ／g)~山姜(17．58KJ／g)>枫香(17．57KJ／g)>罗伞树(17．20KJ／g)>芒萁 (17．1lKJ／g)>九节木
(16．78KJ／g)>拘脊蕨(16．00KJ／g)。13种植物平均含灰分热值为 18．65KJ／g，高 于平均值的植物有 7种 ，
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834 生 志 学 报 l9卷
占 53．85 ，低于平均值的植物有 6种，占 46．1j 。 厚壳桂含 荻分热值最高．狗脊蕨最低 ．前者为后者的
1．33倍。
不含灰分热值更能代表植物的真正热值 ．也易于同国内外有关资料进行比较。鼓山南亚热带季风常绿
阔叶林 l3种植物叶不含灰分热值 顺序如下(表 l和表 2)：
厚壳 桂 (22．21KJ／g)> 木 荷 (22．1 3KJ／g)> 挑 金 娘 (21．33KJ／g)> 马 尾 松 (21 3OKJ．／g)> 建 柏
(21．21KJ，g)>小红栲(21．16KJ／g)>青 岗(2o．98KJ／g)>山姜(1 9．40KJ／g)>枫香 (1 9+35KJ／g)>罗伞树
(19．31KJ／g)>九节木(18．52KJ／g)>芒萁 (18．48KJ／g)>狗脊蕨(17．56KJ．／g)。鼓山南亚热带季风常绿闻
叶林及其林缬附近 13种植物叶平均不含灰分热值为20．25KJ／g，以厚壳桂不含灰分热值最高，狗脊蕨最
低．前者为后者的 1．26倍 这与我国学者研究结果相似 ，在 l 3种植物中，有 l 2种植物叶不含灰分热值高于
世界陆生植物的平均热值(11．77KJ／g，AFCV)[]r。只有 1种植物低于这一平均水平，它们分别占被测定植
物总数的 92．3 和 7．7
衰 2 福州畦山南亚热带季风常辱闰叶##缘附近擅枷叶热值爰灰分吉量<1994—09一Z7)
TaMe 2 The cMo~iflc valm~ and ash~ tents of leaves of Sooth subtropical mol~qooB evergreen broad leaf forests and the
pItmts riling the f ed OB Gushan MotmlMn iⅡFa~bou
①Fokit-ala haJglnsi}②尸 ,nassoniana·@Rhodomyrt~ 蛔村 n托{④l~cranopteris dichot~ a；⑤Evergreen coniferous
try；@Evergreen shrubI⑦Fern．
2．2 同一群落不同层次 、不同种类植物叶的灰分古量和热值变化
鼓 山南亚热带季风常绿阔叶林及其林缘附近不同层次 、不同种类植物叶灰分和热值测定结果见表 l、
表 2。从表 1、表 2可以看出，乔木层植物叶的灰分含量从低到高依次是马尾松(3．5 )、厚壳挂(4．1 )、建
柏 (5．8 )、木荷 (7．9 )、青岗(8．1 )、小红栲(8．2 )、枫香 (9．2 )，平均为 6．7 含灰分热值从低到高
依次是枫香 (17．57KJ／g)、青岗(19．28KJ／g)、小红栲 (19．43KJ．／g)、建柏 (19．98KJ．／g)、木荷 (2O．38KJ／g)、
马尾 抡 (2O．56KJ／g)、厚 壳 桂 (21．29KJ／g)，平均 为 l 9．79KJ／g 不 含 灰分 热值 从低 到 高 依次 是 枫香
(19．35KJ／g)、青 岗 (20．98KJ／g)、小红 榜 (21 16KJ／g)、建柏 (21．21F,J／g)、马 尾 橙 (21．30KJ／g)、木荷
(22．13KJ／g)、厚壳桂(22．21KJ／g)+平均 为 21．19KJ／g
灌木层植物叶的灰分含量从低到高依次是九节木 (9．4 )、祧金娘(9．7 )、罗伞树 (10．9 )，平均 为
lO 。含灰分热值从低到高依次是九节木 (16．?8KJ／g)、罗伞树 (17．20KJ／g)、桃金娘 (1 9．27KJ／g)．平均 为
17．?sKJ／g 不含灰分热值从低到高依次是九节木(18．52KJ／g)、罗伞树 (1 9．31KJ／g)、桃金娘 (21．33KJ／
g)，平均为 1 9．72KJ／g。
草本层植物叶的灰分含量从低到高低次是芒萁(7．4 )、狗脊蕨(8．9 )、山姜 (9．4 )，平均为 8．5 。
含灰分热值从低到高低次是狗脊蕨 (16．00KJ／g)、芒萁(17．11KJ／g)、山姜(17．58KJ／g)，平均 为 16．89KJ／
g。不含 灰分 热值 从 低到 高依 次是 狗脊蕨 (1 7．56KJ,／g)、芒萁 (18．48KJ／g)、山姜 (19．56KJ,／g)，平均 为
18．55r-,．J／g
从 上 分析 可 看出+群落不 同层次植物叶平均 灰分含量从 低到高依次是乔木层 (6．7 )、草 木层
(8．5 )、灌木层(10 )。叶平均含灰分热值从低到高依次是草木层 (1 6．89KJ／g)、灌木层(17．75KJ／g)、乔
木层(19．79Kl／g)。叶平均不含灰分热值也有相同的趋势 ，从低到高 依次是草本层 (18．55KJ／g)、灌木层
(19．?2KJ／g)、乔术层(-21．19KJ／g)。总之 ，不论是古灰分热值或不含灰分热值均是乔木层>灌木层>草本
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6期 林承超 ：描州鼓 山季风常绿阔叶林受其林缘几种植物叶热伉和营养成分 83,5
层的趋势 ．这 我同学 昔研究结果一致 同 层次 。司种娄植物叶热值也有 一定的差异 如乔庳层中
峰科的厚壳桂音蕊分热值和 含灰分热值晶高，每缕梅科的枫香最低；而裸子植物的马尾橙和逢柏仅次于
厚壳桂和木荷 ，比壳斗科的 、红拷、青岗辽高(丧 j和丧 2)。这是由于樟科植物和松柏类植物含有较高的油
脂 ，因而热值也高 ；从生活型看 。常绿乔木叶热值高于落叶乔木(见表 1)。Bliss也发现常绿灌木的热值高于
落叶灌木 ．林缘附近崔术层喜阳植物桃垒娘叶青脏分热值和不含灰分热值 比林下的耐阴植物罗伞树 、九
节木高 【表 1和表 2)．这与 Long指出，妥太阳辐射越弱 ．刚热 值降低越多的研究结果 致 。草本层单 子
叶植物山姜叶含灰分热值和不含灰丹热值高于蕨类植物芒萁和拘脊蕨。这是因为山姜叶面积犬 ，接受光能
多．如之姜科植物有芳香油，固而热值较高
2．3 鼓山南亚热带季风常绿阔叶林及林缘 13种值物叶的营养成分
13种植物叶的营养成分详见表 3。从表 3可以看出： l 氯的平均含量林内灌木植物(1．84 )>乔术层
阔叶材(1 5j )>林内草木层(1．3 4 )=乔木层中的林缘 叶树氟的平均含量较低 ，仅 0．82 。②磷的平
均古量乔木层阔叶树最高 ．达 0．27 ，林 内 率植物．寅之(0．25 )，林缘灌木桃金娘最低．仅 0．18 雪钾
的平均含量出现 厂另 一种情况 ．林 内灌 木层 (2．22 和 内草 奉层(2 17 )相近而大 下乔术层 阙叶树
(0．54 ){林缘针叶树甲均含量最低．仅 n．I；2 。我国东北落叶橙叶 氮 、磷 、钾含量分别为 1 67 、0．29％
和 0．59 一，过比本文测得 的马尾橙、建柏叶 氮、磷、钾 舍量均 高。过 与南 旺热带地区承热条件优越．淋溶
作用太．生物循环强别 ．林冠层叶片含钾量较低，加以有机质分解迅速 ．上壤养分含量低有关。@钠的 均
含量为林内灌木层最高，达 0．130 ，林缘灌木佻蛊娘最低 ．仪 0 007 乔术层阔叶树和林内草率层差别
不太．分别为 0．014 和 0叭3 。@钙的平均 含量为乔术层阔叶树晟 高．达 0 87 ．林 内灌木层次之，达
0．81 ．林 内草率层为 0．45 ，林缘草本层 芑其最低仅 0．2 4蹦。@镁的平均含量出现另一种情 况，林内灌
木层最高，达 1．040 。林内草本层坎之为 0，290 ，乔木层阔叶树为 0．1 29 ．针叶树最低一仅 0．074
从表 3还可“看出．生长在林缘阳坡的 马蓬松 、桃盎娘、芒萁．氮、钙、镁 的含量都较低 ．这 与林缘下枯
桩落叶较少 ，土壤养分含量低有关。
3 影响植物热值含量的原因分析
3 1 生境条件影响热值 含量
乔木层热值大于灌木层和草本层是由 于乔术层太阳辐射强．一般森林林冠 可接受太阳辐射的 8O 左
右 ．森林 F层约 l 0 。阳光是绿色植物光台作附的能源 ．充足的光能资源有利于光台作用积累含能量较高
的物质 ．反映在热值较高 ，所以乔木层的热值 比灌术层 、草本层来得高
3．2 不同植物种类热值含量不同
上进乔木层植物叶热值比灌木层 植物高 ．灌木层叉比草本层植物高。从表 1、表 2还可 看出，同是乔
木．常绿阔叶树种 比落叶阔叶树种热值高 ；而灌木层 中阳性 灌木 比林 F阴性灌木热值高 ；大叶草奉植物 比
小叶蕨娄植物热值高；含油脂植物 比其他植物热值高 。这反映了植物的热值受到各种植物的生物学特性的
制约。不同的植物有不同的遗传特性．具有 的生长发育节律和对环境的同化能力。乔木层植物高太，根
系发达．对环境的同化能力比灌木、草率植物强 ，所以它们的热值含量 比灌术、草本植物高；灌木植物 比草
本植物具有更强的对环境同化能力。因而灌木植物 比草本植物热值含量也高。
3．3 灰分 含量对植物热值的影响
表 1、袭 2所列 1 3种值物的叶含灰分热值和不含灰分热值二者的顺序并不相同，这主要取决于被测植
物的蕊丹含量。将已删植物的舨分含量同植物 灰分热值帽比较时 。发现灰分含量较高的植物则含 灰分热
值较低 ，反之则舍灰分热值较高。由此 町见，植物样品的灰分含量直接影响 r植物含蕊分热值 ；不含灰分热
值是除了灰分重量的十物质热值 。它不要植物样品获分 含量的影响。因此 。采用不含灰分热值较 好反映植
物的热量特链 ．
邑之 ．前 几对热值 的研究和本文的工作结果得到 的启迪 Bliss发现常绿 灌木的热 值高 于落 叶灌
术 。。，这 与笔 者测定的常绿开木热值高 lF ilf开术结 果 鼓 Golley、Hadley和 Tinkle等^指出：常年生
植物冬季的热值高于春夏季，高寒带地区植物的热侑 E热 酵高．商海拔地区啦拗热值 高 F低海拔地
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836 生 态 学 报 19卷
襄 3 福州敲山南亚热带掌风常爆闻叶#豆#缘附近 l3种植钧叶的营井成分( )
Table 3 The nutritio~z eomposltioa of the leaves of 13 plants of South subtropical mollrtooll竹a’green bro~lleaf refits
and the plmtts ol~ar the forest耐 窖e O0 G~ban M ountain in Fazhou
①Schima superba, r坤扣衄 ⅡcIdnensls；@Casm~psis cartesill莲 如缸 聊 gl⋯ {⑤Liquidambar，。，m∞删。}@
Average研f“ }⑦Pinus mas~oniana；@Fokienia hodgimliI@鼬 删州 蚶 N觚 ；@Ardlsla “ 唧“ ㈣ @Psycho~ria
口|@Average value otinner一~orest shrubplant}@D&ra~pterlsdichotoma；@A1t,iniajapon~a；@w∞ japonl—
r口I@Average value of inner forest herbaceous plant}@Inner forest；@Forest edge@Inner forest．
区u ]。Long指出：受太阳辐射越弱则热值降低也越多0 。因此，应该依据各种植物的生长发育的特性
如阳生、阴生、耐阴植物的热值与光辐射强度的关系．长 日照植物 与短 日照植物与 日照时数的关系 就可能
对阴阳生植物的间套、造林的合理布局具有一定的指导作用 。
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