随着石油等非再生性化石能源不断枯竭,我国能源资源匮乏和能源结构不合理问题日益突出。我国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国,能源对外依存度不断提高,石油安全问题十分突出,能源短缺已成为制约我国经济发展的瓶颈。因此,寻找可再生替代能源成为当前社会发展过程中急需解决的重大课题。生物能源是太阳能以化学能形式储存在生物中的一种能量形式,它是可再生的绿色生物能源,生物能源产业已成为近年来全球性的新兴产业。福建地处亚热带地区,能源植物资源丰富,但由于长期来缺乏对于能源植物资源的研究,导致对福建能源植物资源缺乏足够的了解,在生物能源开发中存在较大盲目性,极大地限制福建生物能源树种的开发。有鉴于此,本文通过对福建主要自然保护区的植物资源进行全面调查,研究福建油脂植物和薪炭树种的种类、数量、区域分布及利用状况;在此基础上,选择11种南方主要生物能源树种为研究对象,通过测定不同油脂植物种子形态、千粒重、含油率,油脂的折光率、水分及挥发物、酸值和脂肪酸组成等指标,进行南方主要生物能源树种的能源品质和能源成分的比较;然后采用层次分析法对南方主要生物能源树种进行综合评价,最终筛选出适合南方发展的生物能源树种,供南方地区推广应用。主要研究结果如下:1、通过调查发现:福建油脂植物资源共有87科217属320种,其中木本油脂植物占70.3%,主要集中在大戟科、樟科、木兰科、卫矛科、安息香科。含油率在40%以上的油脂植物有30科45属61种。木本植物是福建的主要油脂植物,在生物能源开发方面将发挥重要作用。其中竹柏、木腊树、猴欢喜、油茶、茶、三尖杉、草珊瑚、南五味子、深山含笑、瓜馥木、樟树等油脂植物在福建各地均有分布。2、通过调查发现:福建薪炭树种资源共有12科29种,主要集中在松科、桃金娘科、含羞草科、蝶形花科。在这些主要薪炭树种资源中,产量最高的是尾叶桉,最低的是湿地松;树高生长量最快的是窿缘桉,最慢的是木荷;轮伐期最长的是湿地松,最短的是桑树;热值最大的是马占相思,最小的是桑树。其中赤桉、栓皮栎、楝树、桑树适应范围较广,可在福建大范围栽种。3、南方不同油脂植物种子的物理特性存在明显差异。其中阴香种子的长径、乌桕种子的厚度、三年桐种子的短径变异系数的差异较大。11种不同油脂植物种子千粒重的大小排序为:三年桐＞千年桐＞麻疯树＞竹柏＞香樟＞猴欢喜＞阴香＞山乌桕＞乌桕＞光皮树＞黄连木,其中以三年桐、千年桐种子的千粒重较大,分别为3278.4g、2711.9g,黄连木种子的千粒重最低。不同油脂树种种子含油率的大小排序为:猴欢喜＞阴香＞竹柏＞麻疯树＞千年桐＞山乌桕＞黄连木＞三年桐＞乌桕＞香樟＞光皮树,其中以猴欢喜种子含油率最大,为65.94%,阴香次之,光皮树种子含油率最低。含油率是生物能源树种选择的首要目标,含油率高的植物在能源开发上具有较大发展潜力。4、南方不同油脂植物种实油的理化性质存在明显差异。其折光率大小排序为:乌桕舞＞麻疯树＞千年桐＞竹柏＞阴香＞香樟＞猴欢喜＞山乌桕＞三年桐＞光皮树＞黄连木;水分挥发物大小排序为:竹柏＞香樟＞三年桐＞千年桐＞麻疯树＞猴欢喜＞黄连木＞阴香＞乌桕＞光皮树＞山乌桕;酸值大小排序为:乌桕＞麻疯树＞三年桐＞阴香＞猴欢喜＞山乌桕＞香樟＞竹柏＞千年桐＞光皮树＞黄连木。5、南方不同油脂植物种实油的脂肪酸种类存在明显差异。其中脂肪酸种类最多的是光皮树,有13种,麻疯树和三年桐次之,均为11种,黄连木有10种,三乌桕和三年桐有9种,竹柏和猴欢喜7种,香樟和乌桕为6种,阴香最少,仅4种。不同油脂植物的主要能源成分明显不同,主要5种脂肪酸相对百分含量大小排序为:黄连木＞麻疯树＞千年桐＞三年桐＞光皮树＞乌桕＞山乌桕＞竹柏＞香樟＞猴欢喜＞阴香,其中黄连木高达80.95%,而且不同油脂植物种实油的碳链饱和度不同。竹柏的不饱和脂肪酸总量和单稀酸的相对含量均较高,分别为97.69%和96.57%;香樟、阴香和猴欢喜的不饱和脂肪酸总量较低,分别只有3.82%、2.26%、1.26%;乌桕的双稀酸和三稀酸含量较高,分别达到15.1%和16.4%,竹柏的双稀酸含量较少,为0.83%,山乌桕的三稀酸含量较少,只有0.07%。6、采用层次分析法分别从种子质量、含油品质、能源成分含量方面对南方不同生物能源树种进行综合评价,不同生物能源树种的综合得分排序为:黄连木＞千年桐＞麻疯树＞光皮树＞三年桐＞山乌桕＞乌桕＞竹柏＞阴香＞猴欢喜＞香樟。黄连木无论从种子的质量指标和含油品质,还是从能源成分含量来讲,均优于其他树种,因此黄连木较适合作为生物柴油树种;千年桐的综合评分排在第二,也适合作为生物柴油树种,但其种子油的饱和脂肪酸相对含量较高,油的黏度性较高,生产柴油会给加工带来一定难度;麻疯树和光皮树在含油品质和能源成分等方面也较好;山乌桕种子各方面的品质均符合生物柴油树种开发的要求,具有一定的发展潜力。乌桕种子的三稀酸含量较高,所生产的生物柴油氧化性较强,会导致油的稳定性较低;阴香、猴欢喜和香樟种实的主要能源成分较低,生物柴油开发潜力不高。因此根据以上研究结果,适合南方生产上应用的生物能源树种为黄连木、麻疯树、光皮树、山乌桕、千年桐、三年桐、乌桕,其中以黄连木、麻疯树和光皮树为首选树种。