全 文 ：第 wu卷 第 {期
u s s y年 { 月
林 业 科 学
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㸻qou s s y
海岸退化沙地木麻黄人工林能量的研究 3
张清海t 叶功富u 林益明v
kt1 中国林业科学研究院热带林业研究所 广州 xtsxus ~ u1 福建林业科学研究院 福州 vxsstu ~
v1 厦门大学生命科学学院 厦门 vytssxl
摘 要 } 应用 Š• p vxss型氧弹式热值仪测定福建沿海中部惠安县崇武林场 t|{|年造的海岸沙地木麻黄人工林
热值和能量现存量 ∀结果表明 }现存生物量为 txu1ys ·#«°pu o净生产力为 ts1tz ·#«°pu¤p t o凋落物的年归还量为
tw1tz ·#«°pu ¤pt ∀木麻黄各组分干质量热值为 t|1uy ∗ us1xv ®#ªpt o平均为 t|1zs ®#ªpt o灰分含量为 t1us h ∗
tt1|u h o平均 x1uv h ∀整个林分能量现存量为 u |{y1|u Š#«°pu o各组分的分布为干kwv1vs h l 根kuw1ts h l 枝
ktv1ys h l 皮kts h l 小枝ky1ys h l 枯枝kt1ys h l 果ks1{s h l ∀能量的归还量为 u|w1xy Š#«°pu o净固定量为
t|y1{s Š#«°pu o整个林分对林地有效太阳辐射能转化率为 s1|s h ∀木麻黄在东南沿海地区有较高的太阳能利用
率和生长适应性 o是很好的造林树种 ∀
关键词 } 能量 ~木麻黄 ~人工林 ~退化沙地
中图分类号 }≥zt{1xx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussyls{ p ssst p sz
收稿日期 }ussx p st p uy ∀
基金项目 }国家/十五0科技攻关项目kussu…„xty„ty p txl/海岸带防护林优化配置模式和可持续经营技术研究0 ∀
3 叶功富为通讯作者 ∀感谢郑海水研究员审阅全文并提出宝贵意见 ∀
Στυδιεσ ον Ενεργψ οφ Χασυαρινα εθυισετιφολια Πλαντατιον ον ∆εγραδεδ Χοασταλ Σανδ
«¤±ª±¬±ª«¤¬t ≠¨Š²±ª©∏u ¬± ≠¬°¬±ªv
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Τροπιχαλ Φορεστρψo ΧΑΦ Γυανγζηου xtsxus ~ u1 Φυϕιαν Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Φυζηου vxsstu ~
v1 Σχηοολοφ Λιφε Σχιενχεσo Ξιαµεν Υνιϖερσιτψ Ξιαµεν vytssxl
Αβστραχτ } …¼ ¥∏µ±¬±ª¶¤°³¯ ¶¨¬±¤Š• p vxss ’¬¼ª¨ ± …²°¥≤¤¯²µ¬°¨ ·¨µo·«¨ ¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨¶¤±§·«¨ ·²·¤¯ ¤°²∏±·¶²© ±¨¨ µª¼²©
Χασυαρινα εθυισετιφολια ³¯¤±·¤·¬²± ³¯¤±·¨§¬±t|{| º¨ µ¨ §¨·¨µ°¬±¨ §¤·≤«²±ªº∏©²µ¨¶·µ¼ ¦¨±·µ¨ ²©‹∏¬π¤±¦²∏±·¼o¦¨±·µ¤¯ ¦²¤¶·¯¬±¨
²©ƒ∏­¬¤± °µ²√¬±¦¨ q׫¨ ¶·¤±§¬±ª¦µ²³²©¥¬²°¤¶¶o±¨·³µ²§∏¦·¬√¬·¼ ¤±§ ¬¯·¨µ³µ²§∏¦·¬²± ²©·«¨ Χq εθυισετιφολια ³¯¤±·¤·¬²± º¨ µ¨
txu1ys ·#«°pu ots1tz ¤±§tw1tz·#«°pu¤pt oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q׫¨ ªµ²¶¶¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨¶²©√¤µ¬²∏¶¦²°³²±¨ ±·¶√¤µ¬¨§©µ²° t|1uy
®#ªpt ·² us1xv ®#ªpt o º¬·«·«¨ º¨ ¬ª«·¨§¤√¨ µ¤ª¨ ²©t|1zs ®#ªpt q „¶«¦²±·¨±·µ¤±ª¨§©µ²° t1us h ·² tt1|u h o¤±§
¤√¨ µ¤ª¨§x1uv h qײ·¤¯ ¤°²∏±·¶²© ±¨¨ µª¼ ²©³¯¤±·¤·¬²± º¤¶u |{y1|u Š#«°pu o·«¨ µ¤±®²µ§¨µ²©√¤µ¬²∏¶¦²°³²±¨ ±·¶º¤¶¶·¨°
kwv1vs h l  µ²²·kuw1ts h l  ¥µ¤±¦«ktv1ys h l  ¥¤µ®kts h l  ©²¯¬¤ª¨ ky1ys h l  §¨¤§¥µ¤±¦«kt1ys h l  ©µ∏¬·
ks1{s h l q∞±¨ µª¼ µ¨·∏µ±·«µ²∏ª« ¬¯·¨µ¤±§±¨ ·¨ ±¨ µª¼ ©¬¬¤·¬²± º¨ µ¨ u|w1xy ¤±§t|y1{s Š#«°pu oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q׫¨ ±¨¨ µª¼
¦²±√¨ µ¶¬²± ©¨©¬¦¬¨±¦¼ ²©·«¨ ³«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¦·¬√¨ µ¤§¬¤·¬²± º¤¶s1|s h ²±·«¨ º«²¯¨¶·¤±§q׫¨¶¨ µ¨¶∏¯·¶§¨ °²±¶·µ¤·¨§·«¤·Χq
εθυισετιφολιᬶ¤ª²²§·µ¨¨¶³¨¦¬¨¶©²µ¶¬¯√¬¦∏¯·∏µ¨¬± ¤¨¶·2¶²∏·«¦²¤¶·¯¬±¨ ¶²©≤«¬±¤¥¨¦¤∏¶¨ ²©¬·¶«¬ª« ±¨¨ µª¼¦²±√¨ µ¶¬²± ©¨©¬¦¬¨±¦¼
¤±§ ¦¨²¯²ª¬¦¤¯ ¤§¤³·¤·¬²±q
Κεψ ωορδσ} ±¨¨ µª¼~ Χασυαρινα εθυισετιφολια~³¯¤±·¤·¬²±~§¨ªµ¤§¨§¶¤±§
木麻黄k Χασυαρινα εθυισετιφολιαl自 us世纪 xs年代引种中国已经有 xs多年的历史 o是我国东南沿海地区
主要造林树种 o特别是在沿海沙地上 o已成为当家树种 ∀沿海防护林是沿海岸主要的生态屏障 o以木麻黄为
主的人工生态系统 o在防风护沙 !改善沿海生态环境和促进经济建设等方面起到难以替代的作用 ∀滨海沙地
属极度退化立地 o适生树种少 o构建可持续经营的人工生态系统难度大 ∀ Š∏³·¤kt|zul !²µ§¤±kt|ztl研究认
为 o应用能量的概念研究植物群落比单纯用干物质测定更能反映出群落对自然资源k特别是太阳能l的利用
情况 ∀本文从能量生态学角度 o研究木麻黄人工林的能量特征 o深入了解沿海基干防护林带生态系统的结构
与功能 o为沿海地区退化立地的生态恢复 !现有防护林的更新改造及实现可持续经营提供科学依据 ∀
t 试验地概况
试验地设在福建省沿海中部惠安县崇武赤湖防护林场ktt{βxxχ∞ouvβwxχ‘l ∀属南亚热带海洋性季风气
候 o年均气温 t|1{ ε o最高气温 vz ε o最低气温 u1u ε o全年无霜期 vus §o年均降水 t su| °° o年均蒸发量
u sss °° o蒸发量大于降雨量 o干湿季明显 o夏季kz ) |月l多台风和暴雨 o秋冬东北风强劲 o{级以上大风
tsx §o年均风速 z1s °#¶pt o干湿季明显 o干旱频繁发生 ∀土壤为均一性风积沙土 o沙土层厚度 {s ∗ tss ¦°∀
赤湖林场 ot|{|年造 o密度 u ° ≅ u °ku xss株#«°pul o现密度为 t yw{株#«°pu o平均胸径 ts1zz ¦° o平均
树高 tu1|z ° o郁闭度大于 s1|s ∀林地内凋落物厚度 v ∗ x ¦°o分解良好 ∀林下灌木 !草本稀少 ∀ /九五0期间
建立了固定生态定位观察点 o试验地不受人为干扰和破坏 ∀
u 试验方法
211 生物量的测定
在试验地中设立 ux ° ≅ ux °样地 v块 ∀对样地内的林木进行每木检测 o根据每木测定的胸径和树高值
选取平均木 o按 u °区分段进行树干解析 o枝叶部分采用分层收获法 o地下部分采用分层壕沟法 o现场称取样
木各组分的鲜质量 o并取样回实验室在 {s ε 下烘干 o另取小样在 tsx ε 下烘干 o求含水率 ∀根据各组分的含
水率 o求各组分的干物质量 o根据标准木树干解析推算各林分的生物量 ∀初级净生产力根据前人的经验公式
±¯ Ω € α n β¯ ±k ∆u Ηl计算 }群落能量的净生产力根据年初对群落中胸径和树高测定值 o系数 α和 β引用前人
的研究成果k叶功富等 ot||y¤l o见表 t ∀
表 1 各组分生物量计算系数 α和 β
Ταβ .1 Χοεφφιχιεντσ οφ α ανδ β το χουντ βιοµ ασσ
οφ ϖαριουσ χοµ πονεντσ
组分 ≤²°³²±¨ ±· ¤ ¥
茎 …²¯¨ p t1sz{ x s1ywz {
树皮 …¤µ® p s1zxw { s1{vu x
枝 …µ¤±¦« p t1uxw v s1|ws z
叶 ƒ²¯¬¤ª¨ p s1|vu z s1zyv {
果 ≤²±¨ p s1{wx y s1y|w u
根系 •²²· p u1vws { s1|ty |
群落 °¯ ¤±·¤·¬²± p t1{uz u s1z|y w
212 凋落物的收集
凋落物的收集采用收集框法 o每个样地林下随机设置 |
个收集筐 o为长 t ° o宽 t ° o深 tx ¦° o孔径 s1x °°的玻璃纤
维网 o筐底离地面 us ¦°o每 tx §收集 t次 o及时烘干 o每月收
集 u次并进行汇总 o分出叶k小枝l !枝 !果和花 o分别测定鲜质
量 o在 {s ε 下烘干 o各组分另取少量在 tsx ε 下烘干到恒重 o
量少的组分则在 {s ε 下烘干至恒重 o求算每月凋落物的总
量 o对每月的资料汇总得全年总量k林益明等 ousst ~叶功富
等 ot||y¥l ∀
213 热值的测定
所有采集样品在 {s ε 烘干 o磨粉处理后过 y号筛贮存备用 o然后用热量计测定热值 o仪器采用长沙仪器
厂生产的 Š• p vxss型微电脑氧弹式热量计 ∀样品热值以干质量热值k每克干物质在完全燃烧条件下所释
放的总热量 o简称 Š≤∂l和去灰分热值k„ƒ≤∂l表示 ∀空调控制测定环境 us ε o每样品重复多次 o误差控制在
? s1us ®#ªpt o每次测试时对仪器用苯甲酸标定k祖元刚 ot||s ~林益明等 ousstl ∀
灰分含量测定采用干灰化法 o样品在马福炉中 xxs ε 下灰化 x «o然后测定灰分含量 ∀去灰分热值 €
干质量热值Πkt p灰分含量l ∀去灰分热值可以除去不同环境下灰分含量不同的差异对热值的影响 o更能够反
映植物体各组分热值情况k林益明等 ousstl o特别是叶 o更能体现其对太阳能的利用率 ∀
能量现存量根据各组分的平均热值与各组分的生物量现存量相乘累加而得 ∀
v 结果与分析
311 生物量
生物量是指群落中一定时间内单位面积上的物质数量 o通常是指活的植物体及其上枯死的植物体k林鹏
等 ot|||l ∀
从表 u可知 }林分中各组分现存总生物量为 txu1ys ·#«°pu o其中干的生物量最大为 yz1su ·#«°pu o占整
个林分总量的 wv1|w h o果实的生物量最小为 t1ty·#«°pu o占整个林分总量的 s1zy h o各组分的具体情况为 }
干kwv1|w h l 根kuw1tw h l  枝ktv1zw h l 皮k|1ws h l 叶ky1wu h l 枯枝kt1yu h l 果ks1zy h l ∀整个
林分生物量与南亚热带其他林分相比 o比鹤山 tz年生马占相思k Αχαχια µανγιυµl林 tuw1uv ·#«°puk彭少麟
等 ot||{l !惠安赤湖林场 tx年生木麻黄 tuv1zy ·#«°puk叶功富等 ot||y¤l !印度喜马拉雅山中部贫瘠砾石地
上 tx年生的印度黄檀k ∆αλβεργια σισσοοl与桃金娘k Ρηοδοµψρτυσ τοµεντοσαl混交林 tt{1ts ·#«°pu k²§«¬¼¤¯ ετ
αλqoussvl !香港的桃金娘灌丛 vy1wz·#«°puk管东生 ot||{l均高 ∀但比鼎湖山的锥栗k Χαστανοπσισ χηινενσισl !
黄果厚壳桂k Χρψπτοχαρψα χονχινναl和荷木kΣχηιµασυπερβαl组成的天然林 u|u1|{·#«°puk温达志等 ot||zl !惠安
u 林 业 科 学 wu卷
us年生木麻黄人工林 t|w1vt·#«°puk吴寿德等 ot||yl !中亚热带 us年生檫木k Σασσαφρασ τζυµυl林 x{y1|v ·#
«°puk柳江等 oussul均低 ∀地上部分与地下部分生物量比为 v1twΒt o根占总生物量的 uw1tw h o具有较高的含
量 o比鼎湖山格木k Ερψτηροπηλευµ φορδιιl天然林 tw1wt h k蚁伟民等 ousssl和宝天曼自然保护区 wx年生栓皮栎
k Θυερχυσϖαριαβιλισl林 uu1u| h k刘玉萃等 ot||{l高 ∀ ¦≤²±±¤∏ª«¤¼等kt|||l和 ’§∏° kussul研究认为植物总是
尽量把生物量分布于受限最大的器官上 o当土壤缺少养分时根系的生物量比重增大 ∀滨海沙地养分含量低 o
是木麻黄生长的一个主要限制因素 o木麻黄必须具有高度发达的根系 o来维持其快速生长对养分的需求 ∀木
麻黄根系分布较浅 o主根不明显但侧根发达 o有较高生物量 o有着很好的固沙作用 ∀总之木麻黄在极度退化
的沙地上具有较高的现存生物量 o体现出对滨海沙地有很好的适应能力 ∀
表 2 木麻黄人工林现存生物量
Ταβ .2 Χροπ βιοµ ασσ οφ Χ1 εθυισετιφολια πλαντατιον
项目
Œ·¨°
叶
ƒ²¯¬¤ª¨
枝
…µ¤±¦«
干
…²¯¨
皮
…¤µ®
果
≤²±¨
根
•²²·
枯 枝
⁄¨ ¤§¥µ¤±¦«
总 和
ײ·¤¯
生物量 …¬²°¤¶¶Πk·#«°pul |1{s us1|y yz1su tw1vx t1ty vy1{v u1wz txu1ys
百分率 °¨ µ¦¨±·¤ª¨ Πh y1wu tv1zw wv1|w |1ws s1zy uw1tw t1yu tss
312 净初级生产力
净初级生产力k±¨ ·³µ¬°¤µ¼ ³µ²§∏¦·¬√¬·¼l是指林分中除去其生理活动代谢和动物啃食之外 o单位面积单位
时间内林分所固定的生物量的总量 ∀木麻黄林各组分净初级生产力见表 v ∀
表 3 木麻黄人工林净初级生产力
Ταβ .3 Νετ πριµαρψ προδυχτιϖιτψ οφ Χ1 εθυισετιφολια πλαντατιον
项目 Œ·¨° 叶 ƒ²¯¬¤ª¨ 枝 …µ¤±¦« 干 …²¯¨ 皮 …¤µ® 果 ≤²±¨ 根 •²²· 总和 ײ·¤¯
净生产力 ‘¨·³µ²§∏¦·¬²±Πk·#«°pu¤p tl s1|{ t1sx x1zu s1{v s1tu t1wx ts1tz
百分率 °¨ µ¦¨±·¤ª¨Πh |1{u ts1vs xy1uw {1tu t1ut tw1vt tss
木麻黄人工林年净生产力为 ts1tz·#«°pu¤p t o比惠安 ts年生木麻黄 z1|z·#«°pu¤p tk叶功富等 ot||y¥l !
南亚热带香港的桃金娘灌丛 ts1ts·#«°pu¤ptk管东生 ot||{l !夏威夷的红椿k Τοονα χιλαταl林 {1ws ·#«°pu¤p t
k„µ¨¶ ετ αλqousssl均高 o与武夷山黄山松k Πινυσταιωανενσισl林 ts1t{ ·#«°pu¤p t相近k林鹏等 ot|||l o比印度
喜马拉雅山中部贫瘠砾石地上印度黄檀林 tw1t{·#«°pu¤p tk²§«¬¼¤¯ ετ αλqoussvl低 o可见木麻黄是具有较高
生产力水平的沙地速生树种 o其在贫瘠沙地的适应性很好 ∀树干年净生产力最大 x1zu ·#«°pu¤pt o占总量的
xy1uw h o果年净生产力最小 s1tu ·#«°pu¤p t o占总量的 t1ut h o各组分的具体情况如下 }干kxy1uw h l 根
ktw1vt h l 枝kts1vs h l 叶k|1{u h l 皮k{1tu h l 果kt1ut h l ∀
313 凋落物归还量
凋落物是生命系统向环境归还物质和能量的主要形式 o同时也是生命系统与环境之间进行物质 !能量 !
信息交换的主要形式 ∀
滨海木麻黄人工林具有较高的凋落物归还量 tw1tz·#«°pu¤pt o比惠安 tx年生木麻黄 u1tz·#«°pu¤p tk叶
功富等 ot||y¥l !印度喜马拉雅山中部贫瘠砾石地上 tx年生的印度黄檀林 w1vz ·#«°pu¤p tk²§«¬¼¤¯ ετ αλqo
ussvl !南亚热带鹤山的马占相思林 w1|s·#«°pu¤p tk彭少麟 oussvl均高 ∀从表 w可知 ox ) |月归还的凋落量
占总量的 x{1yx h o与 ≥µ¬√¤¶·¤√¤kt||xl研究结果kx月份凋落物归还量最大l相似 ∀这个期间是台风多发的季
节 o雨量较高 o木麻黄生长和代谢旺盛 ~同时台风也造成了大量的凋落物 ∀年初凋落物量最小 o这与气温回升
不高 o又属旱季 o木麻黄生长较慢及代谢慢有关 ∀凋落物主成分是叶 o年归还量为 ts1uv ·#«°pu¤pt o占总归
还量的 zu1t| h o比 ≥·µ¬√¤¶·¤√¤kt||xl研究结果 {z h ∗ |x h低 ~其次是枝条 o年归还量 v1vu ·#«°pu¤p t o占总凋
落物量的 uv1wv h ~再次是果 s1v{·#«°pu¤p t o占总量的 u1y{ h ~其余部分s1uw·#«°pu¤p t o占总量的 t1y| h ∀
314 木麻黄人工林及其凋落物各组分热值
热值是单位质量的物质在常温常压强下 o完全燃烧所释放出来的热量 ∀植物各组分的热值是各组分干
物质单位质量在常温常压下完全燃烧所释放的热量 o通常称干质量热值 o以下文中出现热值即指干质量热
值 ∀热值是计算群落能量的基础 o在生物量和热值的基础上可以求算群落的现存能量 ∀植物体热值是衡量
植物光能利用和生产力的指标之一k林鹏等 ot|||l ∀
v 第 {期 张清海等 }海岸退化沙地木麻黄人工林能量的研究
表 4 木麻黄人工林凋落物归还量月动态变化
Ταβ .4 Μοντηλψλιττερ βιοµ ασσ δψναµιχ οφ Χ1 εθυισετιφολια πλαντατιον
年 p月
≠ ¤¨µp°²±·«
叶 ƒ²¯¬¤ª¨Π
k·#«°pul
枝 …µ¤±¦«Π
k·#«°pul
果 ≤²±¨ Π
k·#«°pul
花 ƒ¯ ²º µ¨Π
k·#«°pul
总量 ײ·¤¯Π
k·#«°pul
百分率
°¨ µ¦¨±·¤ª¨Πh
ussu p tt s1zu s1ws s1sv s t1tx {1tu
ussu p tu s1wy s1sw s1sw s s1xw v1{t
ussv p st s1ty s1vs s1st s s1wy v1ux
ussv p su s1tx s1ts s1st s s1uy t1{v
ussv p sv s1ws s1xs s1st s s1|t y1wu
ussv p sw s1y{ s1zs s1st s t1v| |1{t
ussv p sx t1vx s1vs s1su s1uu t1{| tv1vw
ussv p sy t1vu s1tw s1st s t1wz ts1vz
ussv p sz t1x{ s1vs s1sx s1su t1|x tv1zy
ussv p s{ t1ut s1tt s1s| s t1wt |1|x
ussv p s| t1tv s1v| s1s{ s t1ys tt1u|
ussv p ts t1s{ s1sw s1su s t1tw {1sx
总量 ײ·¤¯ ts1uv v1vu s1v{ s1uw tw1tz tss
木麻黄人工林各组分的热值 !灰分含量 !去灰分热值见表 x o叶热值的空间分布情况为 }上层叶最高
us1xv ®#ªpt o其次为中层叶 ous1sz ®#ªpt o下层叶最小 ot|1ww ®#ªpt o总体加权平均值为 us1st ®#ªpt ∀叶的
热值从上往下减小主要是林分中太阳辐射从上往下逐渐减少造成的 ∀枝条与叶呈相反的趋势 }上层枝最小 o
t|1uy ®#ªpt o其次中层枝 o下层枝最大 o总体平均热值k林分总能量与林分总生物量的比值l为 t|1zs ®#ªpt o
比施肥林地银柳kΣαλιξ δισχολορl林的 t|1uu ®#ªpt !Σαλιξ πετιολαρισ林的 t|1x| ®#ªpt !蒿柳kΣαλιξ ϖιµιναλισl林的
t|1ut ®#ªptk¤¥µ¨¦´∏¨ ετ αλ1 ot||zl均高 ∀各组分热值顺序为 }果kus1uv ®#ªptl 叶kus1st ®#ªptl 枯枝
kt|1{v ®#ªptl  根kt|1xy ®#ªptl 皮kt|1xt ®#ªptl 枝kt|1wt ®#ªptl 干kt|1u| ®#ªptl ∀
灰分含量是植物体对元素聚集度的体现 o特别是金属元素 ∀皮的灰分含量最高 ott1|u h o干的灰分含量
最小 ot1us h o总体平均为 x1uv h o各组分的大小顺序为 }皮ktt1|u h l  叶ky1{w h l  果kx1xs h l  枝
kw1x{ h l 根kw1wu h l 枯枝kv1xw h l 干kt1us h l ∀
去灰分热值是去除由于元素的聚集不同造成的热值差异 o更能体现各组分的热值 ∀其中上层叶的去灰
分热值最大 out1|{ ®#ªpt o干最小 ot|1xv ®#ªpt ∀各组分的平均去灰分热值为 }皮 kuu1tx ®#ªptl  小枝
kut1w{ ®#ªptl 果 kut1ws ®#ªptl  枯枝kus1xy ®#ªptl 根 kus1wz ®#ªptl  枝kus1vw ®#ªptl 干
kt|1xv ®#ªptl ∀
表 5 木麻黄人工林各组分干质量热值 !灰分含量 !去灰分热值
Ταβ .5 Γροσσ χαλοριχ ϖαλυε ,αση χοντεντ ανδ αση φρεε χαλοριχ ϖαλυε οφ ϖαριουσ χοµ πονεντσ οφ Χ1 εθυιτσετιφολια πλαντατιον
组分
≤²°³²±¨ ±·
干质量热值
Šµ²¶¶¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨Πk®#ªptl
灰分含量
„¶«¦²±·¨±·Πh
去灰分热值
„¶«©µ¨¨¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨Πk®#ªptl
上叶 ˜³³¨µ©²¯¬¤ª¨ us1xv ? s1tv y1yt ? s1sy ut1|{ ? s1tu
中叶 ¬§§¯¨©²¯¬¤ª¨ us1sz ? s1sy y1|{ ? s1sw ut1xz ? s1sz
下叶 ˜±§¨µ©²¯¬¤ª¨ t|1ww ? s1sy y1|v ? s1su us1{{ ? s1sy
加权平均值 • ¬¨ª«·¨§¤√¨ µ¤ª¨ us1st ? s1sw y1{w ? s1sv ut1w{ ? s1s{
上枝 ˜³³¨µ…µ¤±¦« t|1uy ? s1sy w1vw ? s1tv us1tv ? s1sw
中枝 ¬§§¯¨¥µ¤±¦« t|1ww ? s1sy w1w{ ? s1s{ us1vx ? s1sw
下枝 ˜±§¨µ¥µ¤±¦« t|1xx ? s1sx w1|u ? s1sw us1xy ? s1sw
加权平均值 • ¬¨ª«·¨§¤√¨ µ¤ª¨ t|1wt ? s1sy w1x{ ? s1sz us1vw ? s1sv
干 …²¯¨ t|1u| ? s1tv t1us ? s1ts t|1xv ? s1tu
皮 …¤µ® t|1xt ? s1sz tt1|u ? s1sw uu1tx ? s1s|
果 ≤²±¨ us1uv ? s1s{ x1xs ? s1sw ut1ws ? s1s|
根 •²²· t|1xy ? s1tu w1wu ? s1sw us1wz ? s1tw
枯枝 ⁄¨ ¤§¥µ¤±¦« t|1{v ? s1su v1xw ? s1tt us1xy ? s1sv
总量 ײ·¤¯ t|1zs ? s1wt x1xv ? u1yw us1{z ? s1{s
用 ≥°≥≥ts1s 对热值与灰分含量分析 o结果表明 }小枝热值与灰分含量线性负相关 o相关系数 ρ为
p s1zt oΠ s1sx ~枝热值与灰分含量呈线性正相关 oρ为 s1zw oΠ s1sx ∀两者存在差异是由不同组分具有不
同的结构和元素含量造成的 ∀
w 林 业 科 学 wu卷
t年内凋落物各组分热值的测定结果见表 y ∀小枝平均热值为 ut1tt ®#ªpt o与和溪亚热带雨林凋落物
叶 ut1vv ®#ªptk林鹏等 ot||xl相近 o枝条 t|1{| ®#ªpt o果 t|1|t ®#ªpt o花 us1|y ®#ªpt o均低于和溪亚热带
雨林k林鹏等 ot||xl ∀
表 6 凋落物各组分平均干质量热值 !平均灰分含量 !平均去灰分热值
Ταβ .6 Αϖεραγε γροσσ χαλοριχ ϖαλυε , αϖεραγε αση χοντεντ ανδ αϖεραγε αση φρεε χαλοριχ ϖαλυε οφ ϖαριουσλιττερ χοµ πονεντσ
项目 Œ·¨° 小枝 ƒ²¯¬¤ª¨ 枝 …µ¤±¦« 果 ≤²±¨ 花 ƒ¯ ²º µ¨
干质量热值 Šµ²¶¶¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨Πk®#ªptl ut1tt ? s1wu t|1{| ? s1uu t|1|t ? s1zs us1|y ? s1tw
灰分含量 „¶«¦²±·¨±·Πh w1|s ? s1wt w1zs ? s1zu v1us ? s1xw x1vu ? s1tv
去灰分热值 „¶«©µ¨¨¦¤¯²µ¬¦√¤¯∏¨Πk®#ªp tl uu1t| ? s1v{ us1{z ? s1u{ us1yv ? s1zz uu1t{ ? s1uw
315 现存能量
群落内能量的组合特征是群落各组分在长期进化与演替过程中形成的 o是群落各组分之间及其与环境
之间长期相互作用 !相互适应的结果 o是能量长期积累的一种表现形式 o是衡量不同生态系统结构与功能基
础的最佳可比指标k孙雪峰等 ot||zl ~群落能量的现存量k¶·¤±§¬±ª¦µ²³²© ±¨¨ µª¼l体现一个群落在现有生态条
件下所固定的太阳能总量 o体现了群落在现有生态条件下的适应度 o是群落生态学研究的重要内容 o是对一
群落进行评价的重要指标也是生态系统研究的重要内容 ∀
根据木麻黄试验样地生物量和各组分热值的测定结果 o推算出样地各组分能量的现存量 ∀从表 z可知 }
林分中能量现存量为 u |{y1|u Š#«°pu o其中干最大 ot u|v1tx Š#«°pu o占总量的 wv1vs h o果最小
uv1u{ Š#«°pu o占总量的 s1s{ h ∀具体各组分的大小顺序为 }干kt u|v1tx Š#«°pul 根kzus1xz Š#«°pul
枝kwsy1|{ Š#«°pu l  皮ku|z1{z Š#«°pu l  小枝kt|y1ty Š#«°pu l  枯枝kw{1|s Š#«°pu l  果
kuv1u{ Š#«°pul ∀整个林分的能量现存量比南亚热带鹤山大叶相思 k Αχαχια αυριχυλιφορµισl人工林的
t zuu Š#«°pu和马占相思人工林的 u z{u Š#«°puk肖文发等 ot||| ~彭少麟 oussvl及南亚热带福建东山均一
性风积沙土上的木麻黄人工林的 t sxz1xt Š#«°puk叶功富等 oussvl均高 o但是比红壤性风积沙土木麻黄人
工林的 v tzz1|x Š#«°puk叶功富等 oussvl低 ∀可见在不同的土壤类型上 o木麻黄能量现存量存在较大差异 ~
在相同的土壤条件下 o纬度和小气候不同 o木麻黄能量现存量也存在较大差异k叶功富等 oussvl ∀这主要是
由于不同的土壤和小气候对木麻黄生长的养分和水分供养能力不同 o造成木麻黄对光能的利用率的差异 ∀
表 7 木麻黄人工林各组分能量分布
Ταβ .7 Ενεργψ διστριβυτιον οφ ϖαριουσ χοµ πονεντσ οφ
Χ1 εθυισετιφολια πλαντατιον
组分 ≤²°³²±¨ ±· 能量 ∞±¨ µª¼ΠkŠ#«°pul 百分率 °¨ µ¦¨±·¤ª¨Πh
小枝 ƒ²¯¬¤ª¨ t|y1ty y1ys
枝 …µ¤±¦« wsy1|{ tv1ys
干 …²¯¨ t u|v1tx wv1vs
皮 …¤µ® u|z1{z ts1ss
果 ≤²±¨ uv1u{ s1{s
根 •²²· zus1xz uw1ts
枯枝 ⁄¨ ¤§¥µ¤±¦« w{1|s t1ys
总量 ײ·¤¯ u |{y1|u tss1ss
316 木麻黄人工林能量净固定量
能量净固定量k±¨ · ±¨¨ µª¼ ³µ²§∏¦·¬²±o‘∞°l是
指 t年内单位面积上群落通过光合作用所固定的
能量 o扣除群落该时期因呼吸及被动物啃食等消
耗的能量之后所剩余的能量k彭少麟等 ot||{l ∀
其计算方法是以林分各组分k包括当年更迭的凋
落物各组分l的年净干物质生产量和相应组分的
干质量热值相乘之和而得 ∀森林生态系统是一个
开放的系统 o与外界存在着强烈的物质和能量的
交换 o能量是任何系统的动力 o以前用生物量来衡
量一个生态系统的生产力 o存在着一定的不足 o但从能量的角度可以更好地反映一个生态系统生产力水平 ∀
通过对木麻黄生物量 !生产力和各组分热值的测定 o来计算木麻黄人工林生态系统生产力 ∀木麻黄人工
林能量年净固定量为 t|y1{s Š#«°pu ¤p t o干最大 ots|1{u Š#«°pu ¤p t o占总量的 xx1{t h o果最小 o
u1wv Š#«°pu¤p t o占总量的 t1uv h ∀各组分能量净固定量大小顺序是 }干kxx1{t h l  根ktw1wt h l  枝
kts1vy h l 小枝k|1|y h l 皮k{1uvl 果kt1uv h l ∀
317 能量归还量
生态系统从环境摄取能量的同时也向环境释放能量 o在植物生态系统中 o植物体主要通过凋落物向环境
归还能量 ∀
木麻黄林凋落物量和凋落物热值的乘积等于能量归还量 ∀从表 {可知木麻黄凋落物能量年归还总量为
u|w1xy Š#«°pu¤p t o其中小枝 utx1{s Š#«°pu¤p t o占总量的 zv1uy h o枝条 yy1sy Š#«°pu¤p t o占 uu1wv h o果
x 第 {期 张清海等 }海岸退化沙地木麻黄人工林能量的研究
tu1|u Š#«°pu¤p t o占 w1v| h o花 x1su Š#«°pu¤pt o占 t1sz h ∀
木麻黄林各组分各月份凋落物能量的归还量为 u|w1xy Š#«°pu¤p t o叶归还量为 utx1{s Š#«°pu¤p t o占
总量的 zu1|| h o各月份的能量归还情况为 }z月份最大 ovv1st Š#«°pu¤p t o占叶总量的 tx1vs h ou月份最小
v1s{ Š#«°pu¤p t o占总量的 t1wv h o各月份的情况为 }z 月份 ktx1vs h l  x 月份 ktv1wy h l  y 月份
ktv1tw h l  {月份ktt1yx h l  |月份kts1{x h l  ts月份kts1wx h l  tt月份ky1|y h l  w月份ky1zw h l 
tu月份kw1wz h l  v月份kv1|y h l  t月份kt1yt h l  u月份kt1wv h l ∀木麻黄小枝能量归还高峰期为 y ) {
月 oz月份最高 oy ) {月雨水充足 o太阳辐射强 o生长快 o代谢也快 ∀总凋落物归还情况变化与小枝相似 o与凋
落物中小枝占主体地位有关 ~枝条能量归还量在 t年内变化不大 o与小枝相比归还量小 o这与枝条的生长周
期长于小枝有关 ∀
表 8 木麻黄人工林的能量归还量
Ταβ .8 Ρετυρνεδ ενεργψ οφ Χ1 εθυισετιφολια πλαντατιον
年 p月
≠ ¤¨µp°²±·«
叶 ƒ²¯¬¤ª¨
ΠkŠ#«°pu¤p tl
枝 …µ¤±¦«
ΠkŠ#«°pu¤p tl
球果 ≤²±¨
ΠkŠ#«°pu¤p tl
花 ƒ¯ ²º µ¨
ΠkŠ#«°pu¤p tl
总量 ײ·¤¯
ΠkŠ#«°pu¤p tl
百分率
°¨ µ¦¨±·¤ª¨Πh
ussu p tt tx1st {1sy s1x| ) uv1yx {1sv
ussu p tu |1yw s1{t s1{v ) tt1uz v1{v
ussv p st v1wz x1{| s1t{ ) |1xw v1uw
ussv p su v1s{ t1|y s1t| ) x1uv t1z{
ussv p sv {1xx |1{v s1us ) t{1x{ y1vt
ussv p sw tw1xx tw1sy s1us ) u{1{t |1z{
ussv p sx u|1sx x1|w s1wt w1ys ws1ss tv1x{
ussv p sy u{1vx u1z{ s1us ) vt1vw ts1yw
ussv p sz vv1ss y1sy t1ss s1wu ws1xs tv1zx
ussv p s{ ux1tv u1t| t1{x ) u|1tz |1|s
ussv p s| uv1wt z1zs t1yu ) vu1zw tt1tt
ussv p ts uu1xw s1z| s1v| ) uv1zu {1sx
均值 „√¨ µ¤ª¨ tz1|{ x1xt s1yw u1xt uw1xx {1vv
总量 ײ·¤¯ utx1z{ yy1sz z1yy x1su u|w1xx tss
318 太阳能转化率
群落的太阳能转化效率k ±¨¨ µª¼ ¦²±√¨ µ¶¬±ª ©¨©¬¦¬¨±¦¼ o∞≤∞l是指群落每年净固定能量k‘∞°l占当年林地太
阳辐射能k¶²¯¤µµ¤§¬¤·¬²± ±¨¨ µª¼ o≥• ∞l的百分比 o即 ∞≤∞h € ‘∞°Π≥• ∞≅ tss ∀由于并非所有的太阳辐射能都可
以被植物光合作用利用 o一般用太阳光合有效辐射能k³«²·²¶¼±·«¨·¬¦¤¦·¬√¨ µ¤§¬¤·¬²±o°„• l代表群落接受到的
总能量来计算群落的太阳能转化效率 o即 ∞≤∞€ ‘∞°Π°„• ≅ tss h ∀光合有效辐射能和太阳总辐射能的换算
系数采用 s1wz o即 °„• € ≥• ∞≅ s1wz o按此公式计算k林鹏等 ot|||l ∀惠安崇武镇近 us年的平均太阳辐射强
度为 w1yu Š#«°pu¤p tk数据来源于惠安气象站l o根据木麻黄人工林能量的净固定量 t|y1{s Š#«°pu¤p t o按
上述公式计算 o计算得木麻黄太阳能转化率为 s1|s h ∀能量净固定量要比武夷山黄山松的 usy1xw Š#«°pu
¤p tk林鹏等 ot|||l小 o太阳能转化率比东北落叶松kΛαριξ γ µελινιιl天然林的 s1v{ h k肖文发等 ot|||l高 ∀
w 小结
tl滨海沙地木麻黄人工林的现存生物量为 txu1ys ·#«°pu o其中干占 wv1|w h o根占 uw1tw h o枝占
tv1zw h o皮占 |1ws h o叶占 y1wu h o枯枝占 t1yu h o果占 s1zy h ∀干和根有较高的生物量 o占总量的
y{1s{ h o木麻黄林分高的树干和根系含量有利于提高抗台风的能力 ∀
ul滨海沙地木麻黄净生产力为 ts1tz·#«°pu¤p t o其中干占总量的 xy1uw h o根占总量的 tw1|w h o两者共
占总量的 zs1t{ h o说明木麻黄干和根具有较高的生产力 o尤其是木麻黄发达的根系为木麻黄生长提供了良
好条件 ∀凋落物的归还量为 tw1tz·#«°pu¤p t o占总生物量的 |1uz h o体现出木麻黄在沿海贫瘠的沙地上有
很好的生长适应性和抵抗台风的能力 ∀
vl木麻黄各组分热值在 t|1uy ∗ us1xv ®#ªpt之间 o整体平均值为 t|1zs ®#ªpt o可知木麻黄有着较高的
热值 o具有较高的太阳能利用率 o叶和皮热值较高 o与前人的研究结果相似 ∀木麻黄各组分灰分含量为
t1us h ∗ tt1|u h ∀
y 林 业 科 学 wu卷
wl林分能量现存量为 u |{y1|u Š#«°pu o能量的净固定量为 t|y1{s Š#«°pu o能量的归还量为
u|w1xy Š#«°pu o有效太阳能转化率为 s1|s h ∀木麻黄人工林有着高的林分能量现存量 !能量净固定量和太
阳能的转化率 o体现木麻黄具有高生产力 o同时也反映出木麻黄在沿海退化沙地上具有很好的适应性 ∀同时
木麻黄有着较高的能量归还量 o为木麻黄在滨海沙地上可持续生长提供了保障 o可见木麻黄是东南沿海沙地
很好的造林树种 o现已成为沿海防护林的当家树种 o具有不可替代的作用 ∀
参 考 文 献
管东生 1 t||{ q香港桃金娘灌木群落植物生物量和净第一性生产量 q植物生态学报 ouukwl }vxy p vyv
林 鹏 o林益明 o李振基 o等 qt||| q武夷山黄山松群落能量的研究 q生态学报 ot|kwl }xsw p xsz
林 鹏 o邵 成 qt||x q福建亚热带雨林凋落物能流的研究 q厦门大学学报 }自然科学版 ovwkyl }|{z p ||t
林益明 o杨志伟 o李振基 qusst q武夷山常绿林研究 q厦门 }厦门大学出版社 owu p w{ ~x{ p yv ~tuw p tuz
柳 江 o洪 伟 o吴承祯 o等 qussu q天然更新檫木林的生物量和生产力 q热带亚热带植物学报 otskul }tsx p tts
刘玉萃 o吴明作 o郭宗民 o等 qt||{ q宝天曼自然保护区栓皮栎林生物量和净生产力研究 q应用生态学报 o|kyl }xy| p xzw
彭少麟 qussv q热带亚热带恢复生态系统研究与实践 q北京 }科学出版社
彭少麟 o任 海 qt||{ q南亚热带森林生态系统的能量生态研究 q北京 }气象出版社 owx p ys ozw p z|
孙雪峰 o陈灵芝 qt||z q暖温带落叶阔叶林能量分配的综合特征 o暖温带森林生态系统结构与功能研究 q北京 }科学出版社 otyv p tzu
温达志 o魏 平 o孔国辉 o等 qt||z q鼎湖山锥栗 n黄果厚壳桂 n荷木群落生物量及其特征 q生态学报 otzkxl }w|z p xsw
吴寿德 o叶功富 o潘惠忠 o等 qt||y q木麻黄人工林生物产量的结构特征 q防护林科技 ok专刊l }ut p uw
肖文发 o徐德应 qt||| q森林能量利用与产量形成的生理生态基础 q北京 }中国林业出版社
叶功富 o林银森 o吴寿德 o等 qt||y¤q木麻黄林生产力动态变化的研究 q防护林科技 ok专刊l }tz p us
叶功富 o隆学武 o潘惠忠 o等 qt||y¥q木麻黄林的凋落物动态及其分解 q防护林科技 ok专刊l }vs p vw
叶功富 o张清海 o林益明 o等 qussv q海岸带不同立地木麻黄群落能量研究 q林业科学 ov|k专刊l }t p z
蚁伟民 o张祝平 o丁明懋 o等 qusss q鼎湖山格木群落的生物量和光能利用效率 q生态学报 ouskul }v|z p wsv
祖元刚 qt||s q能量生态学 q长春 }吉林科技出版社
„µ¨¶„ o¤°¨ ¶‹ ƒ qusss q°µ²§∏¦·¬√¬·¼o±∏·µ¬¨±·¤±§º¤·¨µ2∏¶¨ ©¨©¬¦¬¨±¦¼ ²© Ευχαλψπτυσ ασλιγνα ¤±§ Τοονα χιλιατᬱ ‹¤º¤¬¬qƒ²µ¨¶·∞¦²¯²ª¼ ¤±§ ¤±¤ª¨ ° ±¨·o
tv| }uuz p uvy
Š∏³·¤≥ Žqt|zu q∞±¨ µª¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©¶·¤±§¬±ª¦µ²³¬± ¦¨µ·¤¬± ªµ¤¶¶¯¤±§¶¤·Š¼¤±³∏µq×µ²³ ∞¦²¯ otv }twz p txx
²µ§¤± ≤ ƒ qt|zt q°µ²§∏¦·¬√¬·¼ ²©¤·µ²³¬¦¤¯ ©²µ¨¶·¤±§¬·¶µ¨ ¤¯·¬²±·²¤ º²µ¯§³¤·¨µ± ²© ±¨¨ µª¼ ¶·²µ¤ª¨ q∞¦²¯ ox| }tuz p twu
¦≤²±±¤∏ª«¤¼ Ž⁄  o≤²¯ °¨¤± ≥ qt||| q…¬²°¤¶¶¤¯ ²¯¦¤·¬²±¬± ³¯¤±·¶q∞¦²¯²ª¼o{sk{l }ux{t p ux|v
¤¥µ¨¦´ ∏¨  o× §¨§²µ¨¶¦∏× Œo ⁄¤­ª¯¨ ≥ qt||z q …¬²°¤¶¶³µ²§∏¦·¬√¬·¼ ¤±§ º²²§ ±¨¨ µª¼ ²© Σαλιξ ¶³¨¦¬¨¶¤©·¨µu ¼¨ ¤µ¶ªµ²º·«¬± ¶µ¬¦©¨µ·¬¯¬½¨ § º¬·« º¤¶·¨º¤·¨µ
¶¯∏§ª¨ q…¬²°¤¶¶¤±§…¬²¨ ±¨ µª¼otukyl }ws| p wtz
²§«¬¼¤¯ ‘o²§«¬¼¤¯ ≥ qussv q…¬²°¤¶¶¤±§±¨ ·³µ¬°¤µ¼ ³µ²§∏¦·¬√¬·¼ ²© …«¤¥¤µ¶«¬¶«¤° ©²µ¨¶·¶¬± ¦¨±·¤¯ ‹¬°¤¯¤¼¤oŒ±§¬¤qƒ²µ¨¶·∞¦²¯²ª¼ ¤±§ ¤±¤ª¨ ° ±¨·o
tzy }utz p uvx
’§∏° ‹ × qussu q∞¬³¯¤±¤·¬²±¶²© ¦¨²¯²ª¬¦¤¯ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶º¬·« ±¨¨ µª¼ ¶¼¶·¨°¶¦²±¦¨³·¶q∞¦²¯²ª¬¦¤¯ ²§¨¯¯¬±ªotx{ }ust p utt
≥·µ¬√¤¶·¤√¤ „ Žqt||x q…¬²°¤¶¶¤±§ ±¨¨ µª¼ ³µ²§∏¦·¬²± ¬± Χασυαρινα εθυισετιφολια ³¯¤±·¤·¬²± ¶·¤±§¶¬±·«¨ §¨ªµ¤§¨§§µ¼ ·µ²³¬¦²©·«¨ ∂¬±§«¼¤± °¯ ¤·¨¤±oŒ±§¬¤q
…¬²°¤¶¶¤±§…¬²¨ ±¨ µª¼o|kyl }wyx p wzt
k责任编辑 于静娴l
z 第 {期 张清海等 }海岸退化沙地木麻黄人工林能量的研究