福建生物能源樹種的調(diào)查和篩選研究.pdf

1、隨著石油等非再生性化石能源不斷枯竭，我國(guó)能源資源匱乏和能源結(jié)構(gòu)不合理問題日益突出。我國(guó)已成為僅次于美國(guó)的世界第二大能源消耗國(guó)，能源對(duì)外依存度不斷提高，石油安全問題十分突出，能源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。因此，尋找可再生替代能源成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過程中急需解決的重大課題。生物能源是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物中的一種能量形式，它是可再生的綠色生物能源，生物能源產(chǎn)業(yè)已成為近年來(lái)全球性的新興產(chǎn)業(yè)。福建地處亞熱帶地區(qū)，能源植物資源豐富，但

2、由于長(zhǎng)期來(lái)缺乏對(duì)于能源植物資源的研究，導(dǎo)致對(duì)福建能源植物資源缺乏足夠的了解，在生物能源開發(fā)中存在較大盲目性，極大地限制福建生物能源樹種的開發(fā)。有鑒于此，本文通過對(duì)福建主要自然保護(hù)區(qū)的植物資源進(jìn)行全面調(diào)查，研究福建油脂植物和薪炭樹種的種類、數(shù)量、區(qū)域分布及利用狀況；在此基礎(chǔ)上，選擇11種南方主要生物能源樹種為研究對(duì)象，通過測(cè)定不同油脂植物種子形態(tài)、千粒重、含油率，油脂的折光率、水分及揮發(fā)物、酸值和脂肪酸組成等指標(biāo)，進(jìn)行南方主要生物能源樹種

3、的能源品質(zhì)和能源成分的比較；然后采用層次分析法對(duì)南方主要生物能源樹種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最終篩選出適合南方發(fā)展的生物能源樹種，供南方地區(qū)推廣應(yīng)用。主要研究結(jié)果如下： 1、通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：福建油脂植物資源共有87科217屬320種，其中木本油脂植物占70.3％，主要集中在大戟科、樟科、木蘭科、衛(wèi)矛科、安息香科。含油率在40％以上的油脂植物有30科45屬61種。木本植物是福建的主要油脂植物，在生物能源開發(fā)方面將發(fā)揮重要作用。其中竹柏、木臘樹

4、、猴歡喜、油茶、茶、三尖杉、草珊瑚、南五味子、深山含笑、瓜馥木、樟樹等油脂植物在福建各地均有分布。 2、通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：福建薪炭樹種資源共有12科29種，主要集中在松科、桃金娘科、含羞草科、蝶形花科。在這些主要薪炭樹種資源中，產(chǎn)量最高的是尾葉桉，最低的是濕地松；樹高生長(zhǎng)量最快的是窿緣桉，最慢的是木荷；輪伐期最長(zhǎng)的是濕地松，最短的是桑樹：熱值最大的是馬占相思，最小的是桑樹。其中赤桉、栓皮櫟、楝樹、桑樹適應(yīng)范圍較廣，可在福建大范圍栽種

5、。 3、南方不同油脂植物種子的物理特性存在明顯差異。其中陰香種子的長(zhǎng)徑、烏桕種子的厚度、三年桐種子的短徑變異系數(shù)的差異較大。11種不同油脂植物種子干粒重的大小排序?yàn)椋喝晖?千年桐>麻瘋樹>竹柏>香樟>猴歡喜>陰香>山烏桕>烏桕>光皮樹>黃連木，其中以三年桐、千年桐種子的千粒重較大，分別為3278.4 g、2711.9 g，黃連木種子的千粒重最低。不同油脂樹種種子含油率的大小排序?yàn)椋汉餁g喜>陰香>竹柏>麻瘋樹>千年桐>山烏桕>黃

6、連木>三年桐>烏桕>香樟>光皮樹，其中以猴歡喜種子含油率最大，為65.94％，陰香次之，光皮樹種子含油率最低。含油率是生物能源樹種選擇的首要目標(biāo)，含油率高的植物在能源開發(fā)上具有較大發(fā)展?jié)摿Α?4、南方不同油脂植物種實(shí)油的理化性質(zhì)存在明顯差異。其折光率大小排序?yàn)椋簽蹊?麻瘋樹>千年桐>竹柏>陰香>香樟>猴歡喜>山烏桕>三年桐>光皮樹>黃連木；水分揮發(fā)物大小排序?yàn)椋褐癜?香樟>三年桐>千年桐>麻瘋樹>猴歡喜>黃連木>陰香>烏桕>光皮

7、樹>山烏桕；酸值大小排序?yàn)椋簽蹊?麻瘋樹>三年桐>陰香>猴歡喜>山烏桕>香樟>竹柏>千年桐>光皮樹>黃連木。 5、南方不同油脂植物種實(shí)油的脂肪酸種類存在明顯差異。其中脂肪酸種類最多的是光皮樹，有13種，麻瘋樹和三年桐次之，均為11種，黃連木有10種，三烏桕和三年桐有9種，竹柏和猴歡喜7種，香樟和烏桕為6種，陰香最少，僅4種。不同油脂植物的主要能源成分明顯不同，主要5種脂肪酸相對(duì)百分含量大小排序?yàn)椋狐S連木>麻瘋樹>千年桐>三年桐>

8、光皮樹>烏桕>山烏桕>竹柏>香樟>猴歡喜>陰香，其中黃連木高達(dá)80.95％，而且不同油脂植物種實(shí)油的碳鏈飽和度不同。竹柏的不飽和脂肪酸總量和單稀酸的相對(duì)含量均較高，分別為97.69％和96.57％；香樟、陰香和猴歡喜的不飽和脂肪酸總量較低，分別只有3.82％、2.26％、1.26％；烏桕的雙稀酸和三稀酸含量較高，分別達(dá)到15.1％和16.4％，竹柏的雙稀酸含量較少，為0.83％，山烏桕的三稀酸含量較少，只有0.07％。 6、采用

9、層次分析法分別從種子質(zhì)量、含油品質(zhì)、能源成分含量方面對(duì)南方不同生物能源樹種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，不同生物能源樹種的綜合得分排序?yàn)椋狐S連木>千年桐>麻瘋樹>光皮樹>三年桐>山烏桕>烏桕>竹柏>陰香>猴歡喜>香樟。黃連木無(wú)論從種子的質(zhì)量指標(biāo)和含油品質(zhì)，還是從能源成分含量來(lái)講，均優(yōu)于其他樹種，因此黃連木較適合作為生物柴油樹種；千年桐的綜合評(píng)分排在第二，也適合作為生物柴油樹種，但其種子油的飽和脂肪酸相對(duì)含量較高，油的黏度性較高，生產(chǎn)柴油會(huì)給加工帶來(lái)一定