《木材碳学》

本书主要阐述了木材碳学的生态环境学意义、木材碳储量的计量方法、木材碳储量与木材性质的潜在相关性、木材碳储能的原理及应用,并以人工林碳储量和优质木材培育技术为基础,系统解析高固碳量优质人工林木材培育技术,且从木材保护、木质复合材料、木结构建筑、木材加工等角度探讨木材固碳的延伸,旨在补充和拓展木材的生态环境学特性,缓解全球气候变化产生的负面效应。本书可作为木材科学与技术、生物质复合材料、生物质能源、森林培育、建筑环境设计等领域科研院所研究人员的参考用书,亦可作为生产企业工程技术人员和管理人员的学习参考用书。     

室外用木质复合材料关键技术分析

在“双碳”目标背景下,木材因其固碳特性越来越受到关注,木质复合室外材也得到了大量应用。为解决木质材料在室外使用的一系列问题,研究者进行了大量研究和开发工作。对室外用木质复合材料的特点、生产工艺、技术要点进行了总结和分析,并提出了室外木质复合材料发展方向。     

褐腐对白杨木材固碳量的影响规律及机理

研究腐朽对木材固碳量的影响规律,揭示固碳量变化的内在机理,可为木材固碳减排及木材防腐提供理论依据。当前关于腐朽对木材碳排放的影响鲜有报道,缺乏相应的量化数据。采用褐腐菌(密粘褶菌,G.t)对白杨木材试件进行为期90 d的生物腐朽试验与分析。腐朽培养期间,在不同培养周期(间隔15 d)取出试件并测定其固碳量与化学成分数值,分析腐朽时间对固碳量及各化学成分的影响,研究固碳量变化规律并基于各化学成分的变化探讨固碳量的变化机理。结果表明:1)随腐朽时间增加,绝对固碳量(固碳量实测值)不降反而小幅上升,相对固碳量(相对于腐朽前木材原始质量来说,单位质量木材含有的固碳量)显著下降,表明褐腐对木材固碳量变化具有显著影响(R2=0.983,P 0.01);2)随腐朽时间增加,木材试样内木质素绝对含量和占比均小幅上升,综纤维素(包括α-纤维素和半纤维素)绝对含量和占比均明显下降。由于单位质量木质素含碳率64.08%大于综纤维素37.38%,导致木材内绝对固碳量产生了不降反升的现象。总之,褐腐过程中木质素比重变化是影响木材绝对固碳量变化的决定因素,质量损失率是影响木材相对固碳量变化的决定因素。该研究着眼于木材腐朽和木材固碳两个方面,系统分析了褐腐过程中随腐朽程度加深,白杨木材固碳量的变化规律和内在机理,为木材固碳减排及木材防腐积累了基础数据。     

碳达峰碳中和目标下木材工业的发展路径分析

木材工业是能源消耗少、环境污染小的绿色低碳产业。在国家碳达峰碳中和目标的指引下,木材工业迎来重要发展机遇期,同时也面临一定挑战。本文深入分析木材和木制品的固碳效果以及木结构建筑的碳减排贡献,并针对木材工业存在的不足之处,从木材资源供给、能源消费结构、碳计量标准、碳排放基础研究、绿色低碳加工技术创新、木材和木制品的储碳周期、人才培养和宣传推广等方面提出具体发展路径。     

木质林产品碳储量研究进展

木质林产品碳储量估算是国际气候变化谈判的涉林议题之一。文中在简要概述该议题谈判进展和系统分析国内外大量文献的基础上,阐述木质林产品碳流动在森林碳储量中的作用,并评述木质林产品碳储量的相关研究,总结计量方法应用、使用寿命以及垃圾填埋等方面的研究现状和存在的问题,最后提出未来的研究方向。     

碳中和目标下轻型木结构建筑碳排放计算及降碳策略研究北大核心

为提供一种适合轻型木结构建筑碳排放计算方式及降碳路径,采用全生命周期分析方法,将轻型木结构建筑生命周期分为木材固碳、建筑建材的生产与运输、建筑施工、运行使用、拆除处理五个阶段,通过研究各个阶段的碳排放计算,得出符合轻型木结构建筑特点的全生命周期碳排放计算方法,并提出合理选择建筑木材、延长木材储碳周期、优化能源消耗结构、科学管理工程施工等降碳策略,以期为轻型木结构建筑全生命周期碳排放计算提供方法指导,为轻型木结构建筑选材、建设、运行及拆除处理等阶段相关方案优化提供参考依据。     

虎山林场重点生态公益林碳汇计量研究

在虎山林场重点生态公益林内设置标准地,利用生物量法对标准地内乔木树种的干、枝、叶、根的固碳量分别计量,对标准地内枯枝落叶及土壤的固碳量分别计量。结果表明,固碳量与生物量成正比,并以树干、树枝、树根、树叶的顺序由高到低排列。虎山林场重点生态公益林的生物固碳量为38.89t·hm-2,土壤固碳量为87.51t·hm-2,碳总量为126.40t·hm-2。     

低碳经济视角下木材工业的发展展望

探讨了低碳经济发展背景下木材工业的经济角色,以及木材工业在替代高碳释放材料、延长木质林产品碳储存期和节能降耗方面的技术途径,提出了木材工业在纤维资源配置、建筑领域拓展和废弃木质资源碳贸易三个重点方向的经济技术策略。     

不同林龄平茬沙柳固碳量及其与生长因子的关系研究

文章以库布齐沙漠人工沙柳林为研究对象,研究不同立地条件下5a、10a、15a沙柳固碳量,固碳量与沙柳丛高、冠幅、基径、基部枝条粗度、基部分枝数、单枝最大分枝数、单枝最大枝芽数这7项生长因子的关系。主要结论如下:①从固碳量来看,平茬3次的15 a沙柳沙柳固碳量(9.45 kg·株^-1)>平茬2次的10 a沙柳沙柳固碳量(4.74 kg·株^-1)>平茬1次的5 a沙柳沙柳固碳量(1.79 kg·株^-1),三者差异显著(P<0.05)。②从沙柳不同生长因子与固碳量能力的墓函数分析来看,基部分枝数(用=0.6154)、枝条基部粗度(R^2=0.6032)、基径(R^2=0.6022)、冠幅(R^2=0.5648)、丛高(R^2=0.4693)与固碳量的关系较高。③不同立地条件下,丘间低地沙埋下沙柳固碳量及各生长因子的生长状况优于迎风坡风蚀和丘间低地未沙埋条件下。     

广西主要人工林类型固碳成本核算

运用生态经济学原理,对广西主要人工林类型在一个完整轮伐期内的固碳成本现值动态变化及其敏感性进行系统分析和比较,并分析不同贴现率对各人工林类型固碳成本的影响,同时结合木材收益分析主要人工林类型固碳成本与净收益,并且将净收益与不考虑木材收益时的固碳成本进行比较。结果表明:主要人工林固碳成本现值均随林龄的增加而降低;各人工林类型在轮伐期末的固碳成本现值以木荷+枫香、杉木、桉树较大,其中,木荷+枫香每吨碳171.8～283.4元,杉木178.3～271.7元,桉树211.0～225.9元;马尾松、柳杉+水杉、木麻黄+檫树较小,其中,马尾松每吨碳133.3～218.9元,柳杉+水杉133.0～205.7元,木麻黄+檫树122.0～159.1元;栎类+青冈最小,每吨碳仅48.9～100.4元;以杉木为例的各项成本的年际波动明显影响所核算的固碳成本;采用较低贴现率与较高贴现率所计算出的各树种轮伐期末固碳成本现值相差较大,贴现率对木荷+枫香轮伐期末固碳成本影响较大,对桉树影响较小;在评价碳汇造林项目实施的可行性方面,固碳成本-净收益分析是非常必要的。     

木质林产品碳储量计量方法学及应用

木质林产品是碳库的重要组成部分, 其使用影响了森林生态系统和大气之间的碳平衡。正确合理地对木质林产品碳储量进行估算和评价, 不仅会影响到未来国家温室气体清单的报告, 还会对温室气体的减排效应带来一定的影响。文中从计量和报告的角度对IPCC缺省法、储量变化法、生产法和大气流动法这4种木质林产品碳储量的计量方法进行了概述, 并论述了木质林产品碳储量的计量现状和存在的问题。     

Carbon storage benefits of agroforestry systems

The process of land degradation is a local phenomenon that occurs field by field. Because of the extent at which it is occurring, however, it also has a global dimension. Agroforestry represents a link between the local and global scales. From the farmer's perspective, agroforestry can be a way to increase crop yields and the diversity of products grown. An additional benefit is the creation of a carbon sink that removes carbon dioxide from the atmosphere. Successful agroforestry systems will also reduce land clearing and maintain carbon in existing vegetation. An extensive literature survey was conducted to evaluate the carbon dynamics of agroforestry practices and to assess their potential to store carbon. Data on tree growth and wood production were converted to estimates of carbon storage. Surveyed literature showed that median carbon storage by agroforestry practices was 9 tC/ha in semi-arid, 21 tC/ha in sub-humid, 50 tC/ha in humid, and 63 tC/ha in temperate ecozones. The limited survey information available substantiated the concept that implementing agroforestry practices can help reduce deforestation.The research described in this article has been funded by the US Environmental Protection Agency. This document has been prepared at the EPA Environmental Research Laboratory in Corvallis, Oregon, through contract number 68-C8-0006 to ManTech Environmental Technology, Inc. It has been subjected to the Agency's peer and administrative review and approved for publication. Mention of trade names or commercial products does not constitute endorsement or recommendation for use.     

木材苯酚液化产物制备碳纤维的初步探讨

为拓宽木材液化产物的应用领域,提高木材产品的附加值,实现木材的高效利用,在研究木材苯酚液化产物特性的基础上,提出了木材苯酚液化产物碳纤维材料的制备构思和工艺路线。利用木材苯酚液化产物为前驱体,通过加入反应剂如六次甲基四胺等调制纺丝液,熔融纺丝后将纤丝在甲醛和盐酸混合溶液中加热固化形成网状交联结构,然后在惰性气体保护下高温炭化制备成碳纤维,同时对制备过程中可能存在的影响因素进行了分析。     

木质林产品跨境交易下碳储量核算方法比较分析

国际贸易行为使得储存于采伐后木质林产品中的碳汇在各国间发生流动, 又由于对采伐后木质林产品的使用方式和最终用途的差异, 使得产品中碳汇的存续时间出现巨大的差异。如何对国际木质林产品跨境交易下的各国碳储量变化进行全面量化, 合理判断各国基于木质林产品消费方式的差异而对环境所造成的直接或间接影响, 从而明晰全球温室气体减排下各国的责任划分, 具有非常重要的意义。文中根据政府间气候变化专业委员会(IPCC)所提供的4种采伐后木质林产品碳储量核算方法, 分析各国对不同核算方法的立场及其背后的深层原因, 指出我国应该积极开展木质林产品跨境交易下碳储量核算方法的前沿跟踪研究, 以便未来在木质林产品碳汇计量谈判中掌握主动权从而有效维护国家利益。     

木制品碳足迹评价及其标准化发展现状

我国已成为世界木制品生产和出口贸易第1大国, 进行木制品碳足迹评价及标准体系研究对于加快我国林业产业低碳经济发展步伐, 实现我国低碳贸易健康发展具有重要意义。文中介绍国际碳足迹评价及标准体系发展现状, 总结以世界人造板工业为主的木制品碳足迹评价及标准化建设工作, 同时提出我国木制品低碳标准体系框架, 以期为我国制定木制品低碳评价方法和评级标准、建立木制品国内碳标签制度及开展低碳产品认证提供参考。     

广州市典型木荷风水林碳库价值核算

以广州市黄埔区南亚热带常绿阔叶木荷(Schima superba)风水林群落为对象,用样地生物量法对乔木、灌草、凋落物、细根和土壤层的碳库储量进行计量,并用碳税率法参数估算了群落碳库价值.结果表明:(1)3个样地的生态系统碳储量密度在138.00~176.56 t C·hm-2之间,平均为155.34±11.30 t C·hm-2,但与地带性顶级群落碳储量密度相比,该风水林还具有较大的增汇空间;(2)乔木层、灌木层、草本层、凋落物层、细根层和土壤层的碳储量密度占生态系统总碳储量密度的比例分别为70.17%、2.74%、1.43%、0.88%、0.81%和23.97%,乔木层是生态系统碳库的主要贡献者;(3)广州市典型木荷风水林总碳资产价值平均为18.64万元 ·hm-2,其中植被层为14.17万元 ·hm-2,土壤层为4.47万元 ·hm-2,前者是后者的3.17倍,植被层碳是风水林碳汇价值的主体部分.     

气候变化谈判中木质林产品的相关概念及其碳储量核算

森林在维持全球碳平衡中发挥着重要的作用.采伐后木质林产品(harvested wood products,HWP)以下简称木质林产品.木质林产品是森林资源利用的自然延伸.     

木材碳封存研究进展

碳封存可以分工业封存和生物封存, 工业封存包括地质封存、海洋封存、矿石碳化以及工业循环利用, 这些方法能快速回收CO₂, 但工艺流程技术复杂, 成本较高。木材碳封存是生物碳封存的一种类型, 树木光合作用吸收的碳主要存贮在木材中。运用木材密度、微密度等检测仪器, 通过确定木材密度变化, 结合其含碳率来计量木材的碳封存过程以及封存过程中碳的分配格局, 同时研究其与环境因子的相关性, 可以为研究森林的碳吸收动态提供便捷的方法和科学的依据。     

华南地区主要造林树种林分碳储量估算

研究52 个乔木树种纯林的碳储量,分析其固碳能力差异,为碳汇造林选用乔木树种提供参考 依据。以广东省东江林场11 年生的乔木树种试验林为研究对象,测定52 个树种生长量和树干、树枝和 树叶的含碳率。按照平均木法,算出平均木生物量,结合平均含碳率、林分密度与保存率,估算碳储量。 结果表明,不同树种林分碳储量差异极大,最高碳储量（厚荚相思Acacia farnesiana）比最低碳储量（紫 玉兰Magnolia liliiflora）相差约20 倍,年均碳储量在10 t/hm2 以上的树种有含羞草科的厚荚相思、大叶 相思A. auriculiformis 等5 个树种,年均碳储量在5~10 t/hm2 的有灰木莲Manglietia glanca、红荷Schima wallichii 等18 个树种。以保存率和单位面积碳储量2 个主要性状作聚类分析,可将52 个树种按固碳能力 划分成4 种类型的碳汇树种。     

Carbon sequestration in the trees, products and soils of forest plantations: an analysis using UK examples

A carbon-flow model for managed forest plantations was used to estimate carbon storage in UK plantations differing in Yield Class (growth rate), thinning regime and species characteristics. Time-averaged, total carbon storage (at equilibrium) was generally in the range 40-80 Mg C ha(-1) in trees, 15-25 Mg C ha(-1) in above- and belowground litter, 70-90 Mg C ha(-1) in soil organic matter and 20-40 Mg C ha(-1) in wood products (assuming product lifetime equalled rotation length). The rate of carbon storage during the first rotation in most plantations was in the range 2-5 Mg C ha(-1) year(-1).A sensitivity analysis revealed the following processes to be both uncertain and critical: the fraction of total woody biomass in branches and roots; litter and soil organic matter decomposition rates; and rates of fine root turnover. Other variables, including the time to canopy closure and the possibility of accelerated decomposition after harvest, were less critical. The lifetime of wood products was not critical to total carbon storage because wood products formed only a modest fraction of the total.The average increase in total carbon storage in the tree-soil-product system per unit increase in Yield Class (m(3) ha(-1) year(-1)) for unthinned Picea sitchensis (Bong.) Carr. plantations was 5.6 Mg C ha(-1). Increasing the Yield Class from 6 to 24 m(3) ha(-1) year(-1) increased the rate of carbon storage in the first rotation from 2.5 to 5.6 Mg C ha(-1) year(-1) in unthinned plantations. Thinning reduced total carbon storage in P. sitchensis plantations by about 15%, and is likely to reduce carbon storage in all plantation types.If the objective is to store carbon rapidly in the short term and achieve high carbon storage in the long term, Populus plantations growing on fertile land (2.7 m spacing, 26-year rotations, Yield Class 12) were the best option examined. If the objective is to achieve high carbon storage in the medium term (50 years) without regard to the initial rate of storage, then plantations of conifers of any species with above-average Yield Classes would suffice. In the long term (100 years), broadleaved plantations of oak and beech store as much carbon as conifer plantations. Mini-rotations (10 years) do not achieve a high carbon storage.