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桉树人工林能量结构特征与能源林品种选择

作　者: 韩斐扬
导　师: 陈少雄
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 森林培育学
关键词: 桉树生物量热值能量能源林品种选择
分类号: S792.39
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 72次
引　用: 3次
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内容摘要

本文以我国南方桉树为研究对象,对不同林龄、不同树种和不同造林密度下的桉树人工林林分的生长量、生物量、热值和能量进行研究,总结桉树人工林能量结构特征;并对部分材料的燃烧特性、主要物质组成成分和主要元素各指标进行分析,并建立能量属性与物质成分的相关关系;通过对不同桉树品种或无性系的综合分析,得出适合当地发展的2-4个能源林品种。以期为全面了解桉树林分特征、生产力提供基础数据,为我国南方桉树人工林生态系统能量流动和物质循环的研究提供数据支持,为更深入的研究热值变化规律提供理论依据,同时也为桉树能源林的发展提供理论依据和技术指导。（1）不同林龄的3种桉树各器官灰分含量及热值随林龄的变化规律也不相同。不同林龄植株体平均灰分含量及热值相差不大。2-6a生史密斯桉能量最大年增加量出现在6a生时,为414.59GJ·hm^-2·a-1;1-4.5a生雷林1号桉和尾巨桉林分能量平均生长量都在3.5a达到最大,分别为387.74 GJ·hm^-2·a-1和410.35 GJ·hm^-2·a-1。如果不考虑投入和产出的经济效益等其他因素,只从生物量或能量的角度考虑,以获得生物质或能量为主的史密斯桉人工林收获周期应为6a,雷林1号桉和尾巨桉人工林收获周期应在3.5a之前。（2）密度对桉树胸径和树高生长量影响极显著,在林分不同发育阶段对林分蓄积量的影响不同;单株生物量随密度的增大而减小。1年生的林分蓄积量和生物量均以密度为10000株·hm^-2的最大,分别为52.57 m3·hm^-2和32.02 t·hm^-2;2年生的林分蓄积量和生物量均以密度为2500株·hm^-2的最大,分别为75.85 m3·hm^-2和45.66 t·hm^-2;密度对热值及灰分含量的影响不显著。因此,1年生和2年生的桉树人工林的最优密度分别为10000株·hm^-2和2500株·hm^-2。（3）广东雷州林业局石岭林场5种桉树林分生物量排序为尾细桉(161.60 t·hm^-2)>巨尾桉(127.96 t·hm^-2)>尾叶桉(112.60 t·hm^-2)>赤桉(83.81 t·hm^-2)>雷林1号桉(71.36 t·hm^-2),植株体的平均干重热值差别不大,所以5种桉树林分能量现存量排序跟生物量排序一致。东莞樟木头林场5种桉树平均灰分含量在1.40%～3.23%之间,平均干重热值和平均去灰分热值分布范围分别为16.76～17.81kJ·g-1和17.30～18.13kJ·g-1,大小排序分别为巨桉=柳桉>粗皮桉>大花序桉>托里桉,巨桉>粗皮桉>柳桉>大花序桉>托里桉。（4）在5种桉树树干和巨尾桉5种组分的燃烧特性、主要物质组成成分和元素各指标的相关性中,去灰分热值除和干重热值、灰分相关显著外,和粗纤维、粗蛋白、粗脂肪和总N都有显著相关。（5）对广东樟木头林场5种桉树平均灰分含量和干重热值做聚类分析,发现巨桉、柳桉和粗皮桉可归为一类,3者都具有较低的灰分含量和较高的热值。从研究结果来看,巨桉、柳桉和粗皮桉具有灰分含量低和高热值的特点,比大花序桉、托里桉较适合选作桉树类的能源树种。（6）以广东雷州林业局石岭林场5种桉树为例,采用主成分法对其生物量因子、热值因子、主要物质组成成分及元素作因子分析,尾细桉和巨尾桉较为合适作为能源树种,尾叶桉次之,赤桉与雷林1号桉作为能源树种不理想。对5种桉树分别用干重热值、能量现存量、主成分法和李高扬等的评价方法4种指标或方法进行评价发现,利用干重热值评价与其它3种方法结果有很大差别,而其它3种方法评价结果几乎相同。（7）对南方国家级林木种苗示范基地11种桉树无性系生长量、生物量和炭化量等指标用主成分法综合分析,其综合得分排序为G₄>LH₅>G₉>DH₃₂₂₂>LH₁>EC₃₄> DH_201-2>M₁>柳桉1号>UC_184-1>SH₇。经聚类分析后发现,G₄、LH₅、G₉和DH₃₂₂₂4个无性系为一类,可作为薪炭林品系发展;LH₁、EC₃₄、DH_201-2和M₍14个无性系划分为一类,作为薪炭林发展潜力较低;柳桉1号、UC_184-1和SH₇3个无性系为一类,不适合作为薪炭林树种发展。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-15
第一章绪论  15-37
  1.1 引言  15-18
    1.1.1 研究背景  15-17
    1.1.2 研究目的和意义  17-18
    1.1.3 项目来源与经费支持  18
  1.2 国内外研究现状  18-34
    1.2.1 植物热值的研究进展  18-26
    1.2.2 桉树能源林的研究现状及展望  26-34
  1.3 研究目标与主要内容  34-35
    1.3.1 研究目标  34
    1.3.2 主要研究内容  34-35
  1.4 研究技术路线  35-37
第二章研究区概况与研究方法  37-41
  2.1 研究区概况  37-38
    2.1.1 广东东莞樟木头自然概况  37
    2.1.2 广东雷州林业局石岭林场概况  37
    2.1.3 南方国家级种苗示范基地概况  37
    2.1.4 云南牟定县自然概况  37-38
  2.2 研究方法  38-40
    2.2.1 实验材料与设计  38
    2.2.2 生长量与生物量测定  38-39
    2.2.3 热值与灰分含量测定  39
    2.2.4 炭化量测定  39
    2.2.5 化学成分和元素测定  39-40
  2.3 统计分析  40-41
第三章桉树人工林能量结构特征研究  41-86
  3.1 不同林龄桉树生物量与能量的研究  41-60
    3.1.1 云南省牟定县不同林龄史密斯桉  41-49
    3.1.2 雷州不同林龄雷林1 号桉和尾巨桉  49-60
  3.2 不同桉树品种生物量与能量的研究  60-75
    3.2.1 广东东莞樟木头5 种桉树的能量属性  60-65
    3.2.2 广东雷州林业局5 种桉树生物量与能量的研究  65-75
  3.3 不同密度巨细桉无性系生长及能量特性的研究  75-86
    3.3.1 林分概况与研究方法  75-76
    3.3.2 结果与分析  76-84
    3.3.3 小结  84-86
第四章影响桉树能量特性的内部物质因素  86-98
  4.1 材料与方法  86
  4.2 结果与分析  86-96
    4.2.1 5 种桉树树干各指标分析  86-90
    4.2.2 巨尾桉不同器官各指标分析  90-94
    4.2.3 相关性分析  94-96
  4.3 本章小结  96-98
第五章桉树能源林品种选择  98-115
  5.1 樟木头5 种桉树品种选择  98-99
    5.1.1 材料和方法  98
    5.1.2 结果与分析  98-99
  5.2 雷州林业局5 种桉树品种选择  99-104
    5.2.1 材料和方法  99-100
    5.2.2 结果和分析  100-104
  5.3 南方种苗基地6 年生11 种桉树无性系品种选择  104-115
    5.3.1 林分概括和研究方法  104
    5.3.2 结果与分析  104-113
    5.3.3 小结  113-115
第六章结论与讨论  115-123
  6.1 结论  115-120
    6.1.1 桉树人工林能量结构特征  115-118
    6.1.2 影响桉树能量特性的内部物质因素  118-119
    6.1.3 桉树能源林品种选择  119-120
  6.2 讨论  120-123
    6.2.1 生物量研究方法及对比的讨论  120-121
    6.2.2 对部分实验林分观测期较短的讨论  121
    6.2.3 能源林培育技术及模式的讨论  121-122
    6.2.4 桉树薪炭林品种选择  122-123
参考文献  123-129
在读期间的学术研究  129-130
致谢  130

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