蒲剛清,劉 貞,汪毅霖
(1.重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院 營銷系,重慶 401331; 2.重慶理工大學(xué) 管理學(xué)院,重慶 400054;3.西南政法大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院,重慶 401120)
生態(tài)因素下森林生物質(zhì)動態(tài)潛力研究
蒲剛清1,劉 貞2,汪毅霖3
(1.重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院 營銷系,重慶 401331; 2.重慶理工大學(xué) 管理學(xué)院,重慶 400054;3.西南政法大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院,重慶 401120)
2050年生物質(zhì)能將占人類總能源消耗的50%以上,其開發(fā)與利用成為解決能源危機(jī)及實現(xiàn)可再生能源總量分配目標(biāo)的關(guān)鍵。考慮林業(yè)結(jié)構(gòu)、采伐剩余物是否保留及地力發(fā)展等因素,設(shè)計11種情景對其潛力進(jìn)行探究;分析不同因素的影響效度,提出相關(guān)林業(yè)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議??紤]采集、運(yùn)輸及存儲等技術(shù)水平,探究產(chǎn)業(yè)原料實際供給情況。生態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)整的逆向作用較小,而采伐剩余物保留的較大。地力水平提升可顯著提高我國生物質(zhì)可利用潛力。考慮生態(tài)因素,2020、2030和2050年的森林生物質(zhì)潛力分別為32 806.92萬噸~36 880.68萬噸、38 730.14萬噸~45 922.51萬噸和41 793.57萬噸~50 862.63萬噸,分別是傳統(tǒng)理論值的1.04~1.17倍、1.16~1.38倍和1.13~1.37倍??紤]技術(shù)水平時,其潛力是傳統(tǒng)理論值的72.41%、81.32%和81.03%。
生物質(zhì);森林生物質(zhì);生物質(zhì)能;地力水平;林種結(jié)構(gòu)
2013年,我國人均GDP約為6 700美元,我國原油及天然氣對外依存度分別為58%及31.6%。未來,我國人均能源消費(fèi)量將繼續(xù)快速增加。聯(lián)合國能源署預(yù)計,到2050年生物質(zhì)能將供給全球能源的50%以上。許多學(xué)術(shù)專家和研究機(jī)構(gòu)對生物質(zhì)能發(fā)展抱有極高的期望[1-4],生物質(zhì)能已然成為許多國家的能源消費(fèi)支柱[5-7]。各國陸續(xù)制定和執(zhí)行生物質(zhì)能發(fā)展計劃,以推進(jìn)其開發(fā)和利用[8-9]。第三代生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展及我國能源結(jié)構(gòu)中生物質(zhì)能的發(fā)展失衡[10-12],為我國生物質(zhì)能發(fā)展提供了契機(jī);發(fā)展生物質(zhì)能已然成為應(yīng)對我國能源危機(jī)及實現(xiàn)可再生能源總量分配目標(biāo)的重要途徑;而發(fā)展生物質(zhì)能的前提是對其生物質(zhì)潛力進(jìn)行測量,為其產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在對森林生物質(zhì)的潛力進(jìn)行理論測算時,通常考慮林種類別、不同林種的面積及其相對應(yīng)的剩余物系數(shù)等因素,測算當(dāng)前或以往的潛力狀況[13-18]。在此基礎(chǔ)上,亦有學(xué)者考慮木材加工對于森林生物質(zhì)潛力的影響[19-24]。同時,不少學(xué)者從生態(tài)角度出發(fā),研究采伐剩余物保留與否對地力水平發(fā)展的影響,以探究生物質(zhì)潛力的變化[25-38]。
在森林生物質(zhì)潛力方面,我國一般從林種面積、對應(yīng)生物質(zhì)系數(shù)、采伐量、采伐剩余物系數(shù)、木材量與木材加工系數(shù)等方面入手,探究各歷史年限的生物質(zhì)潛力。國外偏重于研究生態(tài)因素對潛力評估的影響,而國內(nèi)偏重于研究對采伐跡地的物理、化學(xué)和生物因素的影響。本文擬在傳統(tǒng)的理論研究基礎(chǔ)上,以生態(tài)要求為出發(fā)點,依據(jù)我國森林建設(shè)規(guī)劃,考慮林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物管理方法、地力水平發(fā)展及技術(shù)水平等因素,對森林生物質(zhì)能潛力進(jìn)行動態(tài)評估;對比單因素影響下的潛力,探究不同的生態(tài)因素的影響程度和影響方向;探究不同生態(tài)因素組合下的森林生物質(zhì)潛力,評估其潛力發(fā)展態(tài)勢;對比傳統(tǒng)理論值,探究其理論值在森林建設(shè)動態(tài)發(fā)展過程中的有效性;考慮技術(shù)水平,為我國森林生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的原材料供應(yīng)能力提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(一)森林生物質(zhì)能潛力情景設(shè)計
依據(jù)我國《森林法》,森林種類分為防護(hù)林、特種用途林、用材林、薪炭林及經(jīng)濟(jì)林5類;其中,防護(hù)林和特種用途林為公益林,用材林、薪炭林及經(jīng)濟(jì)林為商品林。森林生物質(zhì)潛力的影響因素包括林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物的保留方法及地力水平的發(fā)展?fàn)顟B(tài)3類。其中,林種結(jié)構(gòu)包括傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)結(jié)構(gòu)2類;采伐剩余物的管理方法包括保留和不保留2類;地力水平發(fā)展包括國內(nèi)發(fā)展水平、國際平均水平和國際先進(jìn)水平3類。為探究不同影響因素對于森林生物質(zhì)潛力的影響方向和影響效度,本文設(shè)計了5種基于單因素影響下的森林生物質(zhì)潛力的仿真情景。情景1為基礎(chǔ)情景,研究傳統(tǒng)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及地力水平處于國內(nèi)發(fā)展水平時的森林生物質(zhì)潛力;情景2為生態(tài)結(jié)構(gòu)情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及地力水平處于國內(nèi)發(fā)展水平時的森林生物質(zhì)潛力;情景3為采伐剩余物保留情景,研究傳統(tǒng)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物保留及地力水平處于國內(nèi)發(fā)展水平時的森林生物質(zhì)潛力;情景4為地力水平發(fā)展情景,研究傳統(tǒng)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及地力水平處于國際平均發(fā)展水平時的森林生物質(zhì)潛力;情景5亦為地力水平發(fā)展情景,不過研究的是傳統(tǒng)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及地力水平處于國際先進(jìn)水平時的森林生物質(zhì)潛力。本文擬對比不同情境下的森林生物質(zhì)潛力,探究3種影響因素對于我國森林生物質(zhì)潛力的發(fā)展的影響方向和影響效度,從而為我國林業(yè)建設(shè)和生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考依據(jù)。
為探究森林生物質(zhì)生態(tài)潛力,考慮不同因素組合影響下的森林生物質(zhì)的生態(tài)潛力,另設(shè)計了6種仿真情景。情景6為生態(tài)結(jié)構(gòu)國內(nèi)情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及森林地力水平處于國內(nèi)發(fā)展水平的森林生物質(zhì)潛力;情景7為生態(tài)結(jié)構(gòu)國際1情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及森林地力水平處于國際平均水平的森林生物質(zhì)潛力;情景8為生態(tài)結(jié)構(gòu)國際2情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物不保留及森林地力水平處于國際先進(jìn)水平的森林生物質(zhì)潛力;情景9為生態(tài)保留國際1情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物保留及森林地力水平處于國際平均水平的森林生物質(zhì)潛力;情景10為生態(tài)保留國際2情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物保留及森林地力水平處于國際先進(jìn)水平的森林生物質(zhì)潛力;情景11為生態(tài)保留國內(nèi)情景,研究生態(tài)林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物保留及森林地力水平處于國內(nèi)發(fā)展水平的森林生物質(zhì)潛力。
(二)森林生物質(zhì)潛力測算模型
1.森林生物質(zhì)潛力測算模型
構(gòu)建生態(tài)角度下的森林生物質(zhì)潛力模型:
(1)
2.不同林種面積模型
(2)
3.林種結(jié)構(gòu)比例預(yù)測模型
公益林的建設(shè)目標(biāo)以生態(tài)建設(shè)為主,而商品林以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為主。依據(jù)歷史數(shù)據(jù),從經(jīng)濟(jì)方面考慮時偏重商業(yè)林的建設(shè),而從生態(tài)方面考慮時偏重公益林的建設(shè)。采用最大結(jié)構(gòu)與最小結(jié)構(gòu)的配比,能強(qiáng)化兩種建設(shè)目標(biāo)下兩種林分的結(jié)構(gòu)區(qū)別。
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
4.木材采伐總量預(yù)測模型
(8)
(9)
(一)森林生物質(zhì)潛力基礎(chǔ)性測算
1.主要年份不同林種面積及生長性生物質(zhì)潛力
依據(jù)森林建設(shè)目標(biāo)規(guī)劃及我國森林發(fā)展現(xiàn)狀[40],采用直線增長方式進(jìn)行測算,我國森林面積2020年將達(dá)到21 490.92萬公頃,2030年將達(dá)到23 057.59萬公頃,2050年將達(dá)到26 190.92萬公頃。依據(jù)國家統(tǒng)計年鑒(2005—2013),獲取各年份各林種的新增面積,依據(jù)公式(3)—(7)對傳統(tǒng)林種結(jié)構(gòu)和生態(tài)林種結(jié)構(gòu)進(jìn)行測算,并結(jié)合公式(2)測算的林種面積,測算主要年份不同林種結(jié)構(gòu)下的各林種面積。我國森林在種植、生長和撫育過程中產(chǎn)生的生物質(zhì),不同學(xué)者[13,17,40-43]采用不同的生物質(zhì)系數(shù)進(jìn)行核算。本文依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對生物質(zhì)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均,獲得薪炭林、用材林、經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林及特用林的生物質(zhì)能系數(shù)分別為8.30 t/hm2、1.63 t/hm2、0.62 t/hm2、0.75 t/hm2及0.75 t/hm2。
2.主要年份木材生產(chǎn)量及相關(guān)生物質(zhì)潛力
依據(jù)第8次全國森林資源清查信息及國家統(tǒng)計信息,我國2009—2013年單位面積木材生產(chǎn)量為0.383m3/hm2;折合系數(shù)0.6t/m3進(jìn)行計算,依據(jù)公式(8)我國2012—2050年的木材生產(chǎn)量為 4 714.25萬噸~6 018.67萬噸。森林采伐將產(chǎn)生大量的樹梢、枝丫及樹皮等剩余物,剩余物比例為0.35;采伐的木材進(jìn)入制材廠,將產(chǎn)生鋸末、截頭、刨花等剩余物,剩余物比例為0.2[41,44-45]。依傳統(tǒng)理論測量,地力水平處于不發(fā)展?fàn)顟B(tài),2012、2020、2030及2050年采伐剩余物和加工剩余合計分別為5 725.86萬噸、6 036.08萬噸、6 479.11萬噸和7 356.16萬噸。依據(jù)公式(1),對我國森林在種植、生長和撫育過程中產(chǎn)生的生物質(zhì),以及在采伐過程中產(chǎn)生的生物質(zhì)和木材加工產(chǎn)生的生物質(zhì)進(jìn)行匯總,不考慮地力水平發(fā)展和采伐剩余物保留的森林生物質(zhì)潛力,獲得主要年份森林生物質(zhì)潛力如表1所示。
表1 傳統(tǒng)理論測量下我國森林生物質(zhì)潛力 104 t
(二)森林生物質(zhì)潛力情景測算
依據(jù)第6次到第8次全國森林資源清查信息及國家統(tǒng)計年鑒信息,這3次清查單位面積木材生產(chǎn)量分別為0.271 m3/hm2、0.332 m3/hm2及0.383 m3/hm2;依據(jù)公式(9),2020、2030及2050年單位木材生產(chǎn)量分別為0.45 m3/hm2、0.49 m3/hm2及0.49 m3/hm2。我國現(xiàn)有蓄積量為89.79 m3/hm2,世界平均水平為118 m3/hm2[47]。同時,世界平均水平下的單位面積木材生產(chǎn)量為0.50 m3/hm2,本文以0.53m3/hm2作為世界先進(jìn)水平下單位面積木材生產(chǎn)量來進(jìn)行核算??紤]地力水平發(fā)展的時間性及提升的可行性,2020年的木材產(chǎn)量系數(shù)無論是國際平均水平還是國際先進(jìn)水平依舊使用國內(nèi)平均水平的0.45 m3/hm2進(jìn)行核定。此外,采伐剩余物留地與不留地相比,其森林成長性生物質(zhì)產(chǎn)量將提高到1.10倍[34]。采伐過程中產(chǎn)生的生物質(zhì)留地,要求在生物質(zhì)潛力中進(jìn)行扣除;留地的采伐剩余物會提升采伐跡地的抗逆性和營養(yǎng)物質(zhì)的輸入,改善采伐跡地的地力水平,提升生物質(zhì)的潛力,由此引發(fā)的生物質(zhì)潛力提升將匯入生物質(zhì)潛力中[47-49]?;诠?1)的仿真情景系數(shù)概況如表2所示。
依據(jù)表2數(shù)據(jù)對森林生物質(zhì)潛力進(jìn)行情景測算,測算結(jié)果如圖1所示。
(三)森林生物質(zhì)潛力情景仿真分析
1.基于單因素的效度影響分析
森林生物質(zhì)潛力受到林種結(jié)構(gòu)、地力水平發(fā)展?fàn)顟B(tài)及采伐剩余物是否保留等因素的影響,因此對比分析包括基礎(chǔ)情景在內(nèi)的單一因素影響下的5種情景結(jié)果,有利于探究不同因素對于生物質(zhì)潛力的影響程度和影響方向。圖2為單因素影響下森林生物質(zhì)潛力情況。
表2 基于構(gòu)建模型下的仿真情景系數(shù)概況
圖1 不同仿真情境下的森林生物質(zhì)潛力(108噸)
圖2 單因素影響下森林生物質(zhì)潛力分析(104噸)
相對于基礎(chǔ)情景而言,生態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與采伐剩余物保留,對我國森林生物質(zhì)潛力具有逆向影響,2種森林建設(shè)政策的執(zhí)行勢必會造成我國森林生物質(zhì)潛力的下降,進(jìn)而影響我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的原材料供給狀況。生態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)整的逆向作用較小,而采伐剩余物保留政策的逆向作用較大。2020、2030及2050年,生態(tài)結(jié)構(gòu)情景相對于基礎(chǔ)情景,分別造成40.56萬噸、115.57萬噸及257.96萬噸的生物質(zhì)潛力下降,分別占比0.11%、0.27%和0.54%。促進(jìn)新增森林面積的生態(tài)化,可積極促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展,同時對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響較小,適用于森林的生態(tài)建設(shè)。而采伐剩余物保留情景,在2020、2030及2050年,造成4 033.2萬噸、4 739.34萬噸和5 383.37萬噸的森林生物質(zhì)潛力下降,分別占比10.94%、11.10%和11.35%。采伐剩余物保留,有利于采伐跡地的土壤保護(hù)和二次林的生長,同時對于生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原料供給造成較大影響。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展原料供給充足的前提下,執(zhí)行采伐剩余物留地的政策路徑,可保證森林生態(tài)建設(shè)和生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展的未來,基于生態(tài)約束需繼續(xù)執(zhí)行采伐剩余物留地的森林建設(shè)政策;同時,由于采伐剩余物留地會造成森林生物質(zhì)對產(chǎn)業(yè)原材料的供給不足,故應(yīng)提高其他生物質(zhì)來源的供給,例如農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市有機(jī)廢物及木質(zhì)家具的回收等方面。
依據(jù)情景分析結(jié)果,地力水平提升可顯著提高我國生物質(zhì)可利用潛力。2020年的地力水平均考慮的是國內(nèi)發(fā)展水平,不具有代表性。而2030年和2050年,相對于基礎(chǔ)情景,地力水平處于國際平均水平,可分別增加1 001.02萬噸、1 111.75萬噸,均占比2.34%;地力水平處于國際先進(jìn)水平,可分別增加3 336.74萬噸、3 705.85萬噸,均占比7.81%。提升地力水平成為提升我國生物質(zhì)潛力的重要途徑,地力水平提升涉及林種選擇、撫育手段、病蟲害防治和其他森林管理水平提升等多個方面。森林地力水平的提升,促進(jìn)國內(nèi)發(fā)展水平逐漸和世界平均水平靠近,保證了我國森林生物質(zhì)潛力提升;而進(jìn)一步提高地力水平,使其達(dá)到世界先進(jìn)水平,增加林木蓄積量,會額外地帶來2 000余萬噸的生物質(zhì)潛力。
2.森林生物質(zhì)生態(tài)潛力分析
森林生物質(zhì)未來的潛力發(fā)展,會同時受到林種結(jié)構(gòu)、采伐剩余物管理方法及地力水平發(fā)展的綜合影響。通過因素組合的方法,可測算我國森林生物質(zhì)生態(tài)潛力未來的發(fā)展態(tài)勢;對比分析包括基礎(chǔ)情景在內(nèi)的7種仿真情景結(jié)果,可探究其理論潛力的發(fā)展趨勢。
應(yīng)用傳統(tǒng)理論研究,而不考慮林種的生態(tài)結(jié)構(gòu)要求、地力水平發(fā)展?fàn)顩r及剩余物保留,主要年份的森林生物質(zhì)潛力分別為31 521.95萬噸、33 367.47萬噸和37 058.50萬噸。不同仿真情境下與傳統(tǒng)理論測量結(jié)果的差異如圖3所示。
圖3 不同仿真情境下與傳統(tǒng)理論測量結(jié)果的差異
受到采集、運(yùn)輸及存儲等環(huán)節(jié)的技術(shù)水平的限制,盡管生物質(zhì)潛力開發(fā)可為100%,但生產(chǎn)過程中的供給只能達(dá)到65%[50]。2020年,在不同情景下,生物質(zhì)生態(tài)潛力最高為36 880.68萬噸,最低為32 806.92萬噸,加權(quán)平均為35 117.40萬噸,實際上能達(dá)到22 826.31萬噸;2030年,在不同情景下的加權(quán)平均為41 745.52萬噸,實際上能達(dá)到27 134.59萬噸;2050年,在不同情景下的加權(quán)平均為46 195.35萬噸,實際上能達(dá)到30 026.978萬噸。2020、2030和2050年,森林生物質(zhì)潛力對于生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的實際供給能力分別為傳統(tǒng)理論測量方法的72.41%、81.32%和81.03%。因此,提升技術(shù)水平,減少生物質(zhì)從供應(yīng)點到需求點的過程損耗,就能有效地提高生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的原材料供應(yīng)能力。
應(yīng)用傳統(tǒng)測量方法測算,我國生物質(zhì)潛力會因為森林面積的上升而逐漸上升,將由2012年的30 371.80萬噸在主要年份上升到31 521.95萬噸、33 367.47萬噸和37 058.50萬噸。綜上所述,得出以下結(jié)論:生態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)整的逆向作用較小,而采伐剩余物保留政策的逆向作用較大。地力水平的提升可顯著提高我國生物質(zhì)可利用潛力,具有正向影響。地力水平提高可作為提升森林生物質(zhì)潛力的重要手段,而采伐剩余物保留政策的實行需要結(jié)合其他提升手段的執(zhí)行,生態(tài)結(jié)構(gòu)政策的執(zhí)行應(yīng)在森林建設(shè)中受到重視??紤]生態(tài)因素的影響,我國2020、2030和2050年的森林生物質(zhì)潛力,分別是傳統(tǒng)理論值的1.04~1.17倍、1.16~1.38倍和1.13~1.37倍??紤]采集、運(yùn)輸及存儲等技術(shù)水平時,主要年份內(nèi)森林生物質(zhì)潛力對于生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的實際供給能力是傳統(tǒng)理論測量方法的72.41%、81.32%和81.03%。
[1] ROBERTS J J,CASSULA A M,PRADO P O,et al.Assessment of dry residual biomass potential for use as alternative energy source in the party of General Pueyrredón,Argentina[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2015,41(1):568-583.
[2] WELFLE A,GILBERT P,THORNLEY P.Securing a bioenergy future without imports[J].Energy Policy,2014 (68):1-14.
[3] CORNELISSEN S,MICHLE K,DENG Y Y.The role of bioenergy in a fully sustainable global energy system [J].Biomass and Bioenergy,2012,41(6):21-33.
[4] SEIFFERT M,KALTSCHMITT M,MIRANDA J A.The biomethane potential in Chile[J].Biomass and bioenergy,2009,33(1):564-572.
[5] BP Amoco.Statistical Review of World Energy 2014[R].London:BP Amoco,2014.
[6] 夏方.瑞典第一大能源——生物質(zhì)能發(fā)展概況及其啟示[J].全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望,2013,28(8):71-76.
[7] ANDERSSON K.Bioenergy the swedish experience,how bioenergy became the lagest energy source in sweden[M].J?nk?ping:Svebio,2012.
[8] 彭良才.論中國生物能源發(fā)展的根本出路[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報( 社會科學(xué)版),2011(2):1-6.
[9] SPATARU C,ZAFEIRATOU E,BARRETT M.An analysis of the impact of bioenergy and geosequestration in UK future energy system[J].Energy Procedia,2014(62):733-742.
[10] 李廉明,余春江,柏繼松.中國秸稈直燃發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀化工進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2010,29(S1):84-89.
[11] 廖曉東.我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)未來發(fā)展趨勢與對策研究[J].決策咨詢,2015(1):37-42.
[12] 閆慶友,陶杰.中國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)效率評價[J].運(yùn)籌與管理,2015,24(1):173-178.
[13] 蔡飛,王靜,史建軍.基于農(nóng)林剩余物的河南省生物質(zhì)能源生物質(zhì)能資源潛力研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版).2013,12(2):54-57.
[14] 王效華.江蘇省生物質(zhì)能資源調(diào)查與評估方案設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2012,28(4):204-207.
[15] 明慶忠,郭樹榮,角媛梅.山地高梯度森林生物質(zhì)能效應(yīng)研究(I):研究方法[J].山地學(xué)報,2011,29(4):409-416.
[16] 明慶忠,郭樹榮,角媛梅.山地高梯度森林生物質(zhì)能效應(yīng)研究(Ⅱ):案例[J].山地學(xué)報,2011,29(4):417-426.
[17] 鄭艷琳,李福利,劉芳.山東省生物質(zhì)能總量測算及其環(huán)境效益分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(27):16734-16735.
[18] ISLAM S,AHIDUZZAMAN M.Biomass energy:Sustainable solution for greenhouse gas emission[J].2012,1440(1):23-32.
[19] HALDER P K,PAUL N,BEG M R A.Assessment of biomass energy resources and related technologies practice in Bangladesh[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2014(39):444-460.
[20] 王曉明,唐蘭,郝海青.中國生物質(zhì)資源潛在可利用量評估[J].三峽環(huán)境與生態(tài),2010,32(5):38-42.
[21] VERKERK P J,ANTTILA P,EGGERS J.The realisable potential supply of woody biomass from forests in the European Union[J].Forest Ecology and Management,2011,261(11):2007-2015.
[23] SIKKEMA R,FAAIJ A P C,RANTAC T,et al.Mobilization of biomass for energy from boreal forests in Finland & Russia under present sustainable forest management certification and new sustainability requirements for solid biofuels[J].Biomass and Bioenergy,2014,71(12):23-36.
[24] 閆強(qiáng),王安建,王高尚.全球生物質(zhì)能資源評價[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009,25(18):466-470.
[25] ASIKAINEN A,LIIRI H,PELTOLA S,et al.Forest Energy Potential in Europe (EU27)[M].Joensuu:Finnish Forest Research Institute,2008.
[26] VASAITIS R,STENLID J,THOMSEN I M,et al.Stump removal to control root rot in forest stands [J].Silva Fennica,2008,42 (3):457-483.
[27] FERNHOLZ K,BRATKOVICH S,BOWYER J,et al.Energy from woody biomass:A review of harvesting guidelines and a discussion of related challenges[M].Mineapolis:Dovetail Partners Inc.,2009.
[28] WALSH D,STRANDGARD M.Productivity and cost of harvesting a stemwood biomass product from integrated cut-to-length harvest operations in Australian Pinus radiate plantations[J].Biomass and Bioenergy,2014(66):93-102.
[29] 趙康,趙塵.基于物質(zhì)減量化原則的人工用材林采伐利用[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2009,24(6):204-207.
[30] 潘輝,黃石德,張金文.試論福建省桉樹人工林的生態(tài)問題及其對策[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2009,17(3):605-609.
[31] 李靜鵬,徐明峰,蘇志堯,等.不同植被恢復(fù)類型的土壤肥力質(zhì)量評價[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(9):2297-2307.
[32] CORBEELS M,MCMURTRIE R E,PEPPER D A,et al.Long-term changes in productivity of Eucalypt plantations under different harvest residue and nitrogen management practices:A modeling analysis[J].Forest Ecology and Management,2005,217:1-18.
[33] 胡振宏,何宗明,范少輝.采伐剩余管理措施對二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的長期效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報,2013,33(13):4205-4213.
[34] 翁賢權(quán).1代杉木采伐剩余物對2代杉木生長的影響[J].福建林業(yè)科技,2013,40(2):24-27,36.
[35] 金文斌,魏彥波,張春雨.基于森林生態(tài)系統(tǒng)管理的森林經(jīng)營與傳統(tǒng)森林經(jīng)營的比較研究[J].浙江林業(yè)科技,2010,30(1):48-52.
[36] 孟慶軍,劉心娟,路國兵.撫育間伐對魯中山區(qū)油松人工林生長的影響[J].林業(yè)科技開發(fā),2015,29(1):130-132.
[37] 溫小榮,蔣麗秀,劉磊.江蘇省森林生物量與生產(chǎn)力估算及空間分布格局分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2014,29(1):36-40.
[38] 左舒翟,任引,王效科.中國杉木林生物量估算參數(shù)及其影響因素[J].林業(yè)科學(xué),2014,50(11):1-12.
[39] 胡錦濤.攜手應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)——在聯(lián)合國氣候變化峰會開幕式上的講話[J].資源與人居環(huán)境,2009 (20):14-15.
[40] 呂文,王春峰,王國勝,等.中國林木生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿ρ芯?2)[J].中國能源,2005,27(12):29-33.
[41] 張希良,呂文.中國森林資源[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2008:21.
[42] 郭永偉.山西林業(yè)剩余物能源化利用前景研究[J].經(jīng)濟(jì)問題,2014(9):123-125.
[43] 馬志強(qiáng),謝磊,朱永躍.我國生物質(zhì)能開發(fā)利用現(xiàn)狀[J].生產(chǎn)力研究,2009(14):106-117,118.
[44] 李靜,王兆君.我國森林采伐剩余物利用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(7):3787-3789.
[45] 萬志芳,王飛,李明.林區(qū)森林采伐剩余物利用狀況分析[J].中國林業(yè)經(jīng)濟(jì),2007 (85):17-19.
[46] 耿國彪.應(yīng)對氣候變化中國林業(yè)在行動[J].綠色中國,2009 (12):22-27.
[47] 崔飛,鄧湘雯,鄧東華,等.煉山造林后不同年齡杉木人工林林下植物多樣性動態(tài)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2015,35(6):63-69.
[48] 毛日華,蔡東平,吳高相,等.不同營林措施對馬尾松天然更新的效果調(diào)查[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(10):33,36.
[49] 張鼎華.皆伐煉山對林地養(yǎng)分元素資源遷移影響的研究[J].自然資源學(xué)報,1997,12(4):343-348.
[50] KUKRETY S,WILSON D C,ANTHONY W D,et al.Assessing sustainable forest biomass potential and bioenergy implications for the northern Lake States region,USA[J].Biomass and Bioenergy,2015,81(10):167-176.
ResearchonthePotentialofForestBiomassBasedonEcologicalFactors
PU Gangqing1, LIU Zhen2,WANG Yilin3
(1.Marketing Department, Chongqing Real Estate College, Chongqing 401331, China; 2.School of Management, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China; 3.School of Economics, Southwest University of Political Science & Law, Chongqing 401120, China)
More than 50% energy consumption will stem from biomass energy in 2050. The exploitation and utilization of biomass is the key to deal with energy crisis and achieve renewable energy target distribution. There are totally 11 simulation scenarios, considering the factors’ influences, including land capacity, surplus’ management method and forest structure, evaluating the potential of forest biomass energy properly. From the scenarios’ results, which are affected by one factor, we can provide some suggestions about forestry construction and development of biomass energy industry. Meanwhile, we can evaluate the actual supply for industry raw material from forest biomass. Ecological structure is a negative factor for biomass potential, but the influence is also negative. The surplus’ management is negative, but the influence is positive. Improving the land capacity level is a positive method for biomass potential. There are 328.069 2 million tons -368.806 8 million tons of forest biomass in 2020, 387. 301 4 million tons -459.225 1 million tons of forest biomass in 2030, and 417.935 7 million tons -508.626 3 million of forest biomass tons in 2050. Compared to the theory method, the ecological scenarios results is 1.04~1.17 times, 1.16~1.38 times and 1.13~1.37 times the potential in theory method. And they are 72.41%, 81.32% and 81.03% of theory potential, considering the technical level.
biomass energy potential; land capacity level; surplus’ management method; forest structure
2017-04-07
國家自然科學(xué)基金項目“可再生能源總量目標(biāo)分配機(jī)制及其有效性檢驗”(71073095);國家自然科學(xué)基金項目“能源安全和生態(tài)環(huán)境約束下區(qū)域農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能經(jīng)濟(jì)總量模型與補(bǔ)償機(jī)制研究”(71573026);重慶理工大學(xué)研究生創(chuàng)新項目“基于生態(tài)均衡的森林生物質(zhì)能可利用潛力分析與市場激勵機(jī)制實驗研究”(YCX2015240)
蒲剛清(1991—),男,四川眉山人,碩士,研究方向:生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)與政策;劉貞(1973—),男,河南上蔡人,教授,博士,研究方向:可再生能源經(jīng)濟(jì)與政策;汪毅霖(1981—),男,遼寧大連人,副教授,博士,研究方向:能源經(jīng)濟(jì)與公共治理。
蒲剛清,劉貞,汪毅霖.生態(tài)因素下森林生物質(zhì)動態(tài)潛力研究[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)),2017(10):51-59.
formatPU Gangqing, LIU Zhen,WANG Yilin.Research on the Potential of Forest Biomass Based on Ecological Factors [J].Journal of Chongqing University of Technology(Social Science),2017(10):51-59.
10.3969/j.issn.1674-8425(s).2017.10.007
F307.2 ;TK1-8
A
1674-8425(2017)10-0051-09
(責(zé)任編輯張佑法)
重慶理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué))2017年10期