吉林省敦化市人工杨与天然杨热值的对比研究

李寅彪

(吉林省林业调查规划院, 吉林 长春 130022)

吉林省敦化市人工杨与天然杨热值的对比研究

李寅彪

(吉林省林业调查规划院, 吉林 长春 130022)

杨树因其生长快，抗旱能力强，栽植成本较低，木材应用广泛等特性，在我省各地广泛栽植，杨树分人工杨和天然杨，热值是反映其生产力的标准之一，为了探讨人工杨和天然杨树间生产力的差异，特对敦化市人工杨树和天然杨树热值进行研究，探讨杨树热值产生差异的原因。

杨树 热值 灰分 干质量热值

早在1934年就有学者对植物热值受生物学和生态学影响方面进行了研究，研究结果表明：植物热值是衡量植物生长在群落中的竞争和个体对环境适应特性的重要标准之一，一方面植物组成物质的热值受自身遗传特性和生活史特征的影响，具有生物学属性，另一方面受环境的制约，受群落的制约，具有生态学属性。植物在生长发育过程中热值的变化是种群生命活动的综合体现，是植物适应环境的反映，同时也是环境条件制约植物发展态势的具体表现[1]。杨树属速生阔叶树种，在东北各林区广泛分布，包括天然生长和人工栽植的，对相同立地条件下生长的人工杨树和天然杨树热值进行研究能够探索不同品种的杨树自身生长特性和对自然环境的适应性。

1 杨树热值的研究意义

杨树是我省主要造林树种，具有生长快速、成材早、产量高、易于更新等特点。自20世纪后期，化石能源渐趋枯竭，加之全球温室效应加剧，新能源的开发与利用显得尤为重要；因此，对可再生能源的研究、开发和利用是当前重要的国策[2-3]。杨科植物是重要的木质能源品种，植物热值作为生物质能源的一个关键指标，成为能源林品种培育的重要研究内容。

2 研究区域自然状况及研究方法

2.1 自然状况

敦化市位于东经127°28′至129°13′、北纬42°42′至44°30′之间；位于吉林省东部，属长白山脉东部山区。温带大陆季风气候，四季分明、春季凉爽少雨、夏季温暖、雨量充沛，冬季漫长寒冷，年平均气温4.3 ℃，无霜期平均为120 d左右。林区树种丰富，主要包括红松、云杉、冷杉、黄菠萝、水曲柳、柞、椴、杨树等十余种。是吉林省重要的林木生产区之一。

2.2 样品采集及保存

采取敦化林业局内相同立地条件下生长的径级从6-20 cm的人工杨、山杨、大青杨，每一径阶相同品种取三株树，尽量保存各器官的完整，然后将每株树的根、干、枝、叶、皮取样约500 g分开装袋，采集完的植物样品带回实验室用烘箱进行干燥处理，为后期实验做准备。

2.3 样品粉碎及处理方法

将植物样品用粉碎机进行粉碎处理，对粉碎后的粉末分类处理，通过0.5 mm筛子，装入密封袋内，重量约在2-3g即可，剩余的植物样品经过2 mm筛子，重量大致在10-15 g，同时将其装入密封袋内，妥善保存。

2.4 热值和灰分含量的测定

2.4.1 热值的测定

植物热值以干质量热值(GCV)和去灰分热值(AFCV)来表示。测定环境温度控制在20-30 ℃内；每份样品至少进行三次重复，重复间误差要控制在±200J/g，同时定期用苯甲酸进行能当量的标定。利用微机全自动量热仪对样品热值进行测定。

2.4.2 灰分含量的测定

采用灰化法对样品的灰分含量进行测定

m1——坩埚加灰分质量(g)；

m0——空坩埚质量(g)；

m——烘干样质量(g)。

3 结果与分析

3.1 杨树不同器官的干质量热值

图1 杨树不同器官间的干质量热值的对比

图1显示人杨各器官的干质量热值的大小顺序是：叶>干>枝>根>皮，山杨的干质量热值的大小顺序是，叶>枝>干>皮>根，大青杨的干质量热值的大小顺序是枝>干>叶>皮>根。可以看出不同品种的杨树的各器官的干质量热值的大小存在较大差异，其中最大差异是青杨的各器官，干质量热值差异最大的是枝。

3.2 杨树不同器官的去灰分热值

去灰分热值是在除去灰分含量的不同而造成的热值的差异。

图2 杨树不同器官间的去灰分热值的对比

图2中显示人杨各器官的去灰分热值的大小顺序是叶>皮>枝>根>干,山杨各器官的去灰分热值的大小顺序叶>皮>枝>根>干。青杨各器官的去灰分热值的大小顺序是叶>枝>皮>干>根。可知，不同品种相同器官的去灰分热值具有差异，但大致的趋势都是叶>皮>枝>根>干。并且灰分含量差异性最大的器官是叶。

3.3 杨树品种间不同器官的灰分含量

灰分是指植物体内矿质元素氧化物的总和。不同植物以及不同生长发育时期的灰分含量不同。

图3 杨树不同器间的官灰分含量

图3中显示三种杨树各器官之间的灰分含量差异性较大，但是大致的趋势都是叶>皮>根>枝>干。并且灰分含量差异性最大的器官是叶。

3.4 干质量热值和去灰分热值

图4 杨树干质量热值和去灰分热值

图4中的柱状图显示三种杨树干质量热值和去灰分热值的差异较大，三个品种的干质量热值的大小顺序是，青杨>山杨>人杨。

4 结论

通过对能源柳间的干质量热值和去灰分热值的比较结果显示，三个品种的干质量热值和去灰分热值的大小顺序均是青杨>山杨>人杨。作者推断原因是人工杨树生长速度要快于天然生长的杨树，天杨树生长速度不同的原因有两点，一是人工杨树都是成趟栽植，又进行了人工修枝，而天然生长的杨树需要与其它树种间有种间竞争，生长受到压制。二是受到本身生长习性的影响，人工杨是经过人工培育的，选育的是优良的树种，生长速度要快于天然杨树，同时，因为要用于生长，相同径级的杨树，人工杨积累的高能化合物会少于天然林，因此，天然杨树积累的高能化合物要比人工杨树较多，因此，燃烧产生的热量也要高于人工杨。

[1]Wielgolaski FE,Kjevikc S.(杨福囤译).1982.芬兰斯堪的纳维亚冻原植物能量含量及太阳辐射能的利用[J].国外畜牧学—草原,(3):27-31.

[2]汪有科.世界各国能源林的研究与发展综述[J].水土保持通报.1989,9 (5):52-57.

[3]万劲,方升佐，翟学昌.四个杨树无性系苗期能源林相关特性的研究[J].林业科技开发.2007,21(3):16-19.

[4]林益明,向平,林鹏.深圳福田几种红树植物繁殖体与不同发育阶段叶片热值研究.海洋科学,2004,28(2):43-48.

责任编辑：葛 君

校 对：蒋雨航

Contrast Research on Calorific Value Between Artificial and Natural Poplar inJilin,Dunhua

Li Yin-biao

(

Jilin Forest Inventory and Planning Institute, Jilin, ChangChun 130022, China)

Poplar growth too fast, drought-resistant ability, lower cost of planting, widely used wood features, widely cultivated in all parts of our province, Poplar is divided into artificial and natural, calorific value is one of the standard reflects its productivity, in order to explore productivity differences between artificial and natural poplar,We studied the calorific value of arificial and natural poplar in Dunhua,and the causes of difference in calorific value of poplar were discussed.

poplar; calorific value; ash content; quality of dry heat value

2017-03-12