能量的储存及流动是维持森林生态系统生存和发展的物质基础。近几十年来，随着社会经济的迅猛发展，人类对能源的需求越来越大，能源问题也日益成为世界关注的突出问题^[1-2]。能源树种的开发利用是解决能源短缺问题的重要途径之一。能源树种不仅能提供丰富的清洁能源，减少环境污染，还有助于构建具有多种功能的森林生态系统，改善生态环境。桉树(Eucalyptus)具有适应性广、抗逆性及萌芽力强、速生高产和经济效益好等优点，是我国南方最重要的速生商品林树种；同时因其具有生物量大、全树热值高及林分易于管理等优点，也是优良的木质生物质能源树种^[2-3]。桉树的更新方式主要有植苗更新和萌芽更新。由于桉树根系发达、萌芽能力强，其萌芽更新无需炼山、整地、造林等经营措施以及苗木的投入，减少了因皆伐后植苗更新造林而造成的林地水土流失，有利于地力的恢复和维持。因此，萌芽更新是桉树短周期人工林普遍采用的林地更新方式及重要的营林技术措施^[4-5]。

尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)是巨桉(E.grandis)和尾叶桉(E.urophylla)的杂交种，具有速生、丰产、萌芽性强、干形圆满通直和经济效益显著等优点，是我国南方大规模推广种植的主要桉树优良品种(品系)之一^[6-8]，萌芽更新是其重要的林地更新方式^{[5, 9-11]}。目前，国内外有关桉树热值和能量的研究已有较多报道^[12-15]，但主要集中在不同桉树品种植苗林热值和能量方面，有关桉树萌芽林尤其是尾巨桉萌芽林热值和能量储量的研究未见报道。为此，本研究以广西宁明县尾巨桉萌芽林为研究对象，探讨1~4年生林分地上部分能量及其分配特征，以揭示尾巨桉萌芽林生长过程中能量变化规律与趋势，以期为该区域尾巨桉人工林的可持续经营管理提供依据。

1 研究区概况

研究区位于广西西南部宁明县国有派阳山林场公武分场。宁明县地处北回归线以南(21°51′~22°58′N，106°38′~107°36′E)，属亚热带季风气候区，气候温和，光、热、水充足，年平均气温22.1 ℃，年平均降雨量1 200 mm，年平均日照时数1 700 h。试验地属低丘陵地貌类型，土壤为砂岩夹紫色页岩发育形成的赤红壤，海拔100~150 m，土层厚度70~120 cm，腐殖质层厚度14~20 cm。标准样地位于山坡中部，东南坡，坡度25°~30°，林下植被主要有木姜子(Litsea pungens)、盐肤木(Rhus chinenesis)、路边青(Geum aleppicum)、毛桐(Mallotus barbatus)、越南悬钩子(Rubus cochinchinensis)和五节芒(Miscanthus floridulus)等。

试验林前茬为尾巨桉植苗林，采伐前林地土壤(0~40 cm)pH值4.47，有机质、全N、速效P和速效K含量分别为19.38 g·kg^-1、0.70 g·kg^-1、0.75 mg·kg^-1和40.3 mg·kg^-1。2012年2月底，采伐后进行萌芽更新，待萌条长至1.5 m左右时进行除萌定株及铲草(灌)抚育，留萌芽密度约2 000株·hm^-2，同时施入桉树专用肥(0.50 kg·株^-1)。2013年5月及2014年5月铲草抚育，并施用桉树专用肥(0.75 kg·株^-1)。各林龄尾巨桉萌芽林林分特征见表 1。

2 研究方法 2.1 样地设置及林分生物量测定

2013年3月，在立地条件中等、林木生长状况良好的尾巨桉萌芽林中分别设置3块20 m×30 m固定样地，2013—2016年每年3月，分别测定样地内林木的生长指标(树高和胸径)。根据林分生长调查结果，在样地外围选择3株平均木，采用分层收获法测定各平均木树叶、树枝、干皮和干材的鲜重^[11]。分别取树叶、树枝、干皮和干材样品500 g，于80 ℃恒温下烘至恒重，测定其含水率和干重，计算平均木单株生物量及林分总生物量，林分生产力采用年平均生物量进行估算。

2.2 样品处理及热值测定

采集部分经80 ℃烘干后的树叶、树枝、干材和干皮样品，粉碎，过0.5 mm筛孔后装袋，放入干燥器中贮存，备用。测定前将样品置于80 ℃烘箱中烘干并称样，用苯甲酸标定, 控制室温20 ℃左右为宜。采用WGR-1系列热量测定仪进行热值测定，每个样品3次重复，误差控制在±0.200 kJ·g^-1，否则重新称样测定^[13]。根据所测定的热值计算能量现存量：能量现存量=干质量热值×生物量。各器官能量年净现存量=各器官能量现存量/林龄。

2.3 统计与分析

采用Excel 2003和Origin 9.0进行数据处理, 利用SPSS 17.0软件进行统计分析。

3 结果与分析 3.1 尾巨桉萌芽林地上部分各器官热值

由表 2可见，尾巨桉萌芽林不同器官热值为17.24~20.87 kJ·g^-1，其中树叶热值最高，为20.05~20.87 kJ·g^-1，其次是树枝和干材，分别为19.06~19.54 kJ·g^-1和18.40~19.10 kJ·g^-1，最低是干皮，为17.24~18.03 kJ·g^-1。尾巨桉各林龄干皮与树叶间热值差异均达显著水平(P < 0.05)，其他器官间热值差异均不显著(P>0.05)。同一器官不同林龄的热值差异均不显著(P>0.05)，其中树叶热值大小为：4年生>3年生>1年生>2年生；树枝为：3年生>4年生>2年生>1年生；干皮为：4年生>3年生>2年生>1年生；干材为：4年生>3年生>1年生>2年生。不同林龄萌芽林平均热值大小依次为：4年生>3年生>1年生>2年生。

3.2 尾巨桉萌芽林地上部分能量现存量及其分配

尾巨桉萌芽林各器官能量现存量见表 3。由表 3可见，1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林能量现存量分别为：353.17、968.82、1 496.46和1 909.30 GJ·hm^-2，不同林龄间均存在显著差异(P < 0.05)，其中树叶能量现存量占林分地上部分能量现存量的4.59%~8.98%，树枝占7.47%~14.73%，干皮占9.46%~11.72%，干材占64.58%~78.42%。

从各器官能量现存量动态看，尾巨桉萌芽林不同器官能量现存量均随林龄的增加而上升。1~4年生树叶能量现存量从31.70 GJ·hm^-2增长到88.65 GJ·hm^-2，树枝从52.03 GJ·hm^-2增长到142.66 GJ·hm^-2，干皮从41.38 GJ·hm^-2增长到181.74 GJ·hm^-2，干材从228.06 GJ·hm^-2增长到1 497.25 GJ·hm^-2，增长幅度以干材最大，干皮和树枝次之，树叶最小。

3.3 尾巨桉萌芽林地上部分能量年净现存量及其分配

能量年净现存量为植物体内能量积累的速率，反映了森林对能量的固定、转化和利用效率。尾巨桉萌芽林地上部分能量年净现存量见表 4。由表 4可见，1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林地上部分能量年净现存量分别为353.17、484.41、498.82和477.33 GJ·hm^-2·a^-1，随林龄增长呈先上升(1~3年生)后下降(3~4年生)趋势，其中1年生与其他3个林龄之间的差异显著(P < 0.05)。各器官能量年净现存量随林龄的增长存在差异，树叶能量年净现存量随林龄增长而逐渐下降，树枝和干皮则先上升(1~2年生)后下降(2~4年生)，而干材则呈现逐渐上升(1~3年生)再下降(3~4年生)的趋势，与林分地上部分能量年净现存量的变化趋势相一致。

4 讨论

植物各器官的有机成分不同，导致其热值存在差异。本研究表明，尾巨桉萌芽林地上部分各器官热值为17.24~20.87 kJ·g^-1。树叶作为同化器官，是合成有机物质的场所，含有蛋白质和脂肪等高能量物质，使得其热值较高；而干材和树枝作为支持器官，含有高能量化合物较少，故其热值低于树叶，但由于其木素含量较高，使得热值高于主要成分为纤维素、半纤维素等能量较低物质的干皮，这与国内许多研究的结论相一致^[15-18]。不同林龄尾巨桉萌芽林地上部分平均热值大小为：4年生>3年生>1年生>2年生，但不同林龄同一器官热值均无显著性差异(P>0.05)。

韩斐扬等^[14]研究表明，1、2、3.5和4.5年生尾巨桉植苗林地上部分能量现存量分别为：205.54、500.07、1 276.32和1 726.92 GJ·hm^-2，1、2.5、3.5和4.5年生雷林1号桉植苗林地上部分能量现存量分别为172.86、678.81、1 339.83和1 414.63 GJ·hm^-2；周群英等^[15]研究表明，7.5年生赤桉、雷林1号桉、巨尾桉和尾叶桉植苗林地上部分能量现存量分别为：1 461.24、1 060.31、2 186.38和1 960.71 GJ·hm^-2。本研究表明，1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林地上部分能量现存量分别为353.17、968.82、1 496.46和1 909.30 GJ·hm^-2。可见，桂西南尾巨桉萌芽林能量现存量较大，其不同器官能量现存量均表现出与其生物量相同的变化趋势，即随林龄增长而逐渐上升。其中树叶能量现存量占林分能量现存总量的4.59%~8.98%，树枝占7.47%~14.73%，干皮占9.46%~11.72%，干材占64.58%~78.42%。

桂西南1、2、3和4年生尾巨桉萌芽林能量年净现存量分别为353.17、484.41、498.82和477.33 GJ·hm^-2·a^-1，呈现随林龄增长先上升(1~3年生)后下降(3~4年生)的趋势，但不同林龄能量年净现存量均远高于福建省三明市29年生杉木人工林^[17]、广东廉江市相同或相近林龄的雷林1号桉和尾巨桉植苗林^[14]及7.5年生赤桉、雷林1号桉、巨尾桉和尾叶桉植苗林^[15]。由此可见，桂西南尾巨桉萌芽林具有较高的生物生产力以及能量固定、转化和利用效率，不但是当地发展工业用材林的优良速生树种，也是优良的林业生物质能源树种。因此，以4年为1个轮伐期，在植苗林皆伐后进行萌芽更新经营，与植苗更新相比，不但可减少经营投入，降低营林成本，减少经营过程中的水土和养分流失，且具有较高的生物生产力以及能量固定、转化和利用效率，是兼具经济效益和生态效益的桉树人工林营林技术措施。