王紅彥，左 旭，王道龍，畢于運(yùn)

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

中國林木剩余物數(shù)量估算

王紅彥，左 旭，王道龍，畢于運(yùn)

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

文中將林木剩余物歸納為林木采伐與造材剩余物、木材加工剩余物、竹子采伐及其加工剩余物、林木撫育間伐物和廢舊木材五大類。通過對(duì)已有估算方法的發(fā)展，系統(tǒng)地給出了各類林木剩余物數(shù)量估算方法，進(jìn)而，通過文獻(xiàn)考證，給出了各類林木剩余物數(shù)量估算所必須的參數(shù)值，包括商品材出材率（81.27%）、經(jīng)濟(jì)材出材率（77.17%）、非立木剩余物數(shù)量相當(dāng)于立木材積量的比重（50%）、木材加工剩余物比重（60%）、竹枝葉重量相當(dāng)于竹材重量的比重（38.07%）、竹材加工剩余物比重（62%）、廢舊木質(zhì)品回收率（65%），以及平均木材氣干密度（0.618 t/m3）、單位數(shù)量竹子重量（150 t/萬根）、木制品和直接用原木使用壽命（12年）。同時(shí)通過調(diào)研給出了經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)柴率，并將南方山區(qū)、平原丘陵區(qū)、北方山區(qū)分別取值為8 500 kg/hm2、8 500 kg/hm2和7 500 kg/hm2；以方法研究和參數(shù)考證為基礎(chǔ)，利用國家林業(yè)局森林資源清查結(jié)果和林業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，估算出2013年全國林木剩余物總量為30 284萬t，其中林木采伐與造材剩余物4 711萬t，木材加工剩余物1 492萬t，竹子采伐及其加工剩余物2 817萬t，撫育間伐剩余物20 544萬t，廢舊木材可回收量720萬t。

林木剩余物；數(shù)量；估算方法；參數(shù)取值；中國

林木剩余物資源具有分布范圍廣、可再生、含硫量小、灰分含量低等優(yōu)點(diǎn)，是寶貴的生物質(zhì)資源。林木剩余物的能源化、原料化、基料化利用，不僅可提高林木資源利用率，保護(hù)森林資源，緩解我國木材資源供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，而且具有緩解能源危機(jī)、低碳減排和保護(hù)環(huán)境等方面的作用。隨著林木剩余物資源化利用受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，近10多年來人們對(duì)林木生剩余物數(shù)量估算做了大量研究?，F(xiàn)有林木剩余物數(shù)量估算，主要將其分為三大類：一是林木“三剩物”，包括林木采伐剩余物[1-6]、造材剩余物[7]和木材加工剩余物[8-10]；二是林木撫育間伐物[1-2,4-5,11-15]；三是廢舊木材回收[16-18]。有關(guān)林木“三剩物”數(shù)量估算存在的主要問題：（1）大部分研究只估算了立木部分的采伐剩余物，忽視了對(duì)非立木部分剩余物的估算；（2）林木采伐與造材剩余物估算系數(shù)取值多來自經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（3）木材加工剩余物數(shù)量估算大多只考慮了鋸材加工（由原木至鋸材）剩余物，而忽略了對(duì)木制品加工（由鋸材至木制品）剩余物數(shù)量的估算。林木撫育間伐物數(shù)量估算存在的突出問題是將整個(gè)撫育期間可獲取的撫育間伐物數(shù)量，視作每一年的撫育間伐物數(shù)量，導(dǎo)致林木廢棄物估算結(jié)果顯著偏高，時(shí)常高達(dá)8～10億t[2,12-14]，比實(shí)際每年可獲取的林木廢棄物數(shù)量高出3～4倍。現(xiàn)實(shí)的廢舊木材可回收量與歷史時(shí)期的木材消費(fèi)有著密切的關(guān)系，而在已有的廢舊木材可回收量研究中，尚未發(fā)現(xiàn)有人考慮到該問題，即根據(jù)各類木質(zhì)器具的使用壽命和歷史時(shí)期的木材消費(fèi)量，進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的廢舊木材可回收量估算。

與現(xiàn)有研究相比，本文將從4個(gè)主要方面入手，以期對(duì)我國林木剩余物數(shù)量做出更為合理的定量估算：一是將林木采伐與造材剩余物區(qū)分為立木部分和非立木部分，通過對(duì)經(jīng)濟(jì)材出材率和商品材出材率的系統(tǒng)考證，確定合理的木材采伐與造材剩余物比重，并對(duì)林木采伐與造材剩余物做出全新的估算；二是對(duì)竹材采伐與加工剩余物數(shù)量進(jìn)行單獨(dú)的估算，以彌補(bǔ)竹材采伐與加工剩余物數(shù)量估算研究之不足；三是以加工用木材統(tǒng)計(jì)數(shù)量為基礎(chǔ)，綜合考慮鋸材加工（由原木至鋸材）剩余物比重和木制品加工（由鋸材至木制品）剩余物比重，對(duì)木材加工剩余物數(shù)量做出合理估算；四是根據(jù)歷史時(shí)期的木材消費(fèi)量，設(shè)定主要木質(zhì)器具的使用壽命和廢舊木材回收率，按照新的方法對(duì)廢舊木材可回收量做出定量估算。同時(shí)，利用新的林業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，借鑒“產(chǎn)柴率—產(chǎn)柴系數(shù)”估算法，對(duì)林木撫育間伐物進(jìn)行定量估算，并最終匯總出林木剩余物總量。

1 估算方法

本研究將林木廢棄物估算分為五個(gè)部分：一是林木采伐與造材剩余物，二是木材加工剩余物，三是竹林采伐與竹材加工剩余物，四是林木撫育間伐物，五是廢舊木材回收物。

1.1 林木采伐與造材剩余物數(shù)量估算方法

江慕煖[7]將林木采伐物分為兩大部分，一是立木蓄積部分，二是樹蔸、枝椏等非立木部分，詳見圖1。

圖1 林木采伐生成物構(gòu)成及其主要剩余物Fig. 1 The composition of forest cutting resources and its residues

已有的研究，主要是估算立木部分的采伐與造材剩余物，包括伐根、截頭、梢頭、廢材、樹皮等，以及薪材，而往往將非立木部分的采伐剩余物忽略掉。本研究將林木采伐與造材剩余物區(qū)分為立木部分的采伐與造材剩余物和非立木部分的采伐剩余物，并分別對(duì)其進(jìn)行估算。

1.1.1 林木采伐與造材立木部分剩余物數(shù)量估算方法

本研究根據(jù)木材產(chǎn)量、木材密度和木材出材率計(jì)算立木部分林木剩余物的數(shù)量。木材出材率有3個(gè)基本的概念：一是經(jīng)濟(jì)材出材率，二是商品材出材率，三是薪材出材率。經(jīng)濟(jì)材出材率為原木材積與立木材積之比；商品材出材率為商品材材積與立木材積之比；薪材出材率為薪材材積與立木材積之比。由于商品材是指一株樹或一個(gè)林分經(jīng)過采伐和造材之后，生產(chǎn)的可作為商品出售的經(jīng)濟(jì)材和薪材的總和，因此有：商品材出材率=經(jīng)濟(jì)材出材率+薪材出材率。

在經(jīng)濟(jì)材產(chǎn)量、木材密度和經(jīng)濟(jì)材出材率已知的情況下，可用公式（1）計(jì)算立林木采伐與造材立木部分的剩余物數(shù)量：

式中：F立為全國或地區(qū)林木采伐與造材立木部分的剩余物數(shù)量（萬t）；V經(jīng)為按體積計(jì)算的全國或各地區(qū)經(jīng)濟(jì)材產(chǎn)量（萬m3）；b為全國或各地區(qū)的平均木材密度（t/m3）（以下各公式中的b皆與此相同）；r經(jīng)為經(jīng)濟(jì)材平均出材率（%）。其計(jì)算公式為：

式中：V立為按體積計(jì)算的林木采伐立木產(chǎn)量（萬m3）。

在商品材產(chǎn)量、薪材產(chǎn)量、木材密度和商品材出材率已知的情況下，可用公式（3）計(jì)算立林木采伐與造材立木部分的剩余物數(shù)量：

式中：V商為按體積計(jì)算的全國或各地區(qū)商品材產(chǎn)量（萬m3）；V薪為按體積計(jì)算的全國或各地區(qū)薪材產(chǎn)量（萬m3）；r商為商品材平均出材率（%）。其計(jì)算公式為：

1.1.2 林木采伐非立木部分剩余物數(shù)量估算方法

非立木部分的采伐剩余物主要包括枝椏、樹蔸等。在商品材產(chǎn)量、木材密度、商品材出材率和非立木剩余物相當(dāng)于立木材積量比重已知的情況下，可用公式（6）計(jì)算林木采伐非立木部分剩余物的數(shù)量：

式中：F非為非立木部分林木采伐剩余物數(shù)量（萬t）；V商為按體積計(jì)算的商品材產(chǎn)量（萬m3）；r非為非立木剩余物數(shù)量相當(dāng)于立木材積量的平均比重（%）；r商為商品材平均出材率（%）。

1.2 木材加工剩余物數(shù)量估算方法

木材加工剩余物包括鋸材加工（由原木至鋸材）剩余物和木制品加工（由鋸材至木制品）剩余物兩部分組成，現(xiàn)有研究大多只估算了鋸材加工剩余物的數(shù)量，忽略了木制品加工剩余物數(shù)量的估算，而且往往將木材總產(chǎn)量作為估算木材加工剩余物的依據(jù)，沒有扣除造紙用材和化工用材。

本研究將加工用木材統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，綜合考慮鋸材加工剩余物比重和木制品加工剩余物比重，計(jì)算我國木材加工剩余物數(shù)量。其計(jì)算公式如下：

式中：F加為木材加工剩余物數(shù)量（萬t）；V加工用材為按體積計(jì)算的加工用材產(chǎn)量（萬m3）；r加剩為木材加工剩余物比重（%）。

木材加工剩余物比重r加?？捎孟率接?jì)算：

式中：r鋸材出材率為木材加工成鋸材的出材率（%）；r木制品出材率為鋸材加工成木制品的出材率（%）。

1.3 竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量估算方法

在林業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)資料中，木材產(chǎn)量與竹材產(chǎn)量是分開統(tǒng)計(jì)的，因此有必要對(duì)竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量進(jìn)行獨(dú)立的估算。通過文獻(xiàn)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)以其剩余物比重考證為基礎(chǔ)的竹子采伐及其加工剩余物定量估算研究，有的研究將竹材剩余物視作木材剩余物[3]，更多的是根據(jù)竹林生物量來推算竹子采伐及其加工剩余物的數(shù)量[2,12-14]。

本研究將竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量的估算建立在竹枝葉比重、竹材加工利用率考證的基礎(chǔ)上，利用公式（9）估算出竹子采伐剩余物數(shù)量：

式中：F竹枝葉為竹子采伐剩余物數(shù)量（萬t）；A竹為竹材產(chǎn)量（萬根）；g為單位數(shù)量竹子重量（t/萬根）；r竹枝葉為竹枝葉重量相當(dāng)于竹材重量的比重（%）。

再利用公式（10）估算出竹材加工剩余物數(shù)量：

式中：F竹加工為竹材加工剩余物數(shù)量（萬t）；r竹加剩為竹材加工剩余物比重（%）。

最后，將竹子采伐剩余物數(shù)量F竹枝葉與竹材加工剩余物數(shù)量F竹加工相加，得到竹子采伐及其加工剩余數(shù)量。

1.4 林木撫育間伐物數(shù)量估算方法

撫育間伐是對(duì)未成熟的森林定期重復(fù)地伐去部分林木，以促進(jìn)后備資源的培育，并兼得一部分木材的經(jīng)營措施。Yuan[1]給出的林木撫育間伐物數(shù)量估算方法，是目前林木撫育間伐物數(shù)量估算研究中最系統(tǒng)的方法，后被劉剛、沈鐳[3]、周建偉等[11]、Yang[4]、姜志翔等[5]等引用或借鑒。利用Yuan[1]的方法估算出的林木撫育間伐物數(shù)量是每個(gè)年度的資源數(shù)量，避免將整個(gè)林木撫育間伐期間的撫育間伐物數(shù)量誤作每一年度的撫育間伐物數(shù)量。Yuan[1]給出的計(jì)算公式如下：

式中：F撫育間伐為統(tǒng)計(jì)地域范圍的林木撫育間伐物數(shù)量（萬t）；Fij為第i區(qū)內(nèi)第j種林地的面積（萬hm2）；i為統(tǒng)計(jì)地域范圍內(nèi)的區(qū)域數(shù)，1，2，3，……，m；j為統(tǒng)計(jì)地域范圍內(nèi)的用材林、薪炭林、防護(hù)林……，共m種林地；yij為第i區(qū)內(nèi)第j種林地的產(chǎn)柴率（單位面積年產(chǎn)柴量，kg/hm2）；αij為第i區(qū)內(nèi)第j種林地的可取柴面積比重（取柴系數(shù)）；Tij為第i區(qū)內(nèi)第j種四旁樹數(shù)量（萬株）；xij為第i區(qū)內(nèi)第j種四旁樹的產(chǎn)柴率（單位數(shù)量四旁樹年產(chǎn)柴量，kg/株）；βij為在i區(qū)內(nèi)第j種種四旁樹可取材數(shù)量比重（取柴系數(shù)）。

本研究將直接引用該計(jì)算方法，利用第八次全國森林資源清查數(shù)據(jù)，估算全國以及各?。ㄊ?、區(qū)）的林木撫育間伐物數(shù)量。

需要注意的是，在計(jì)算林木剩余物數(shù)量時(shí)，需要從林木撫育間伐物數(shù)量中，扣除林木間伐生成的小徑材數(shù)量。

1.5 廢舊木材回收量估算方法

現(xiàn)有的估算方法，主要是按照城市垃圾數(shù)量和廢舊木材比例估算廢舊木材可回收量，或按照廢舊木材類別進(jìn)行其可回收量的估算。考慮到廢舊木材回收與木質(zhì)器具的使用壽命有關(guān)，本研究提出一種以歷史時(shí)期直接用原木和木質(zhì)器具加工用材量為計(jì)算依據(jù)的廢舊木材可回收量計(jì)算方法，具體計(jì)算公式如下：

式中：F舊為計(jì)算年份的廢舊木材回收量（萬t）；V原木(a0-m)為歷史時(shí)期的直接用原木量（萬m3）；V木制品(a0-n)為歷史時(shí)期的木制品材積量（萬m3）；a0為廢舊木材可回收量被計(jì)算年份；m為直接用原木使用壽命；n為木制品使用壽命；r原木回收為廢舊原木回收率（%）；r木制品回收為廢舊木質(zhì)品回收率（%）。

假如：計(jì)算年份a0為2014年，直接用原木使用壽命m和木制品使用壽命n皆設(shè)定為12年，則V原木(a0-m)為2002年的原木使用量，V木制品(a0-n)為2002年的木制品材積量。

在被計(jì)算年份和原木使用壽命一定的情況下，可以從林木生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)資料中查取V原木(a0-m)。

在被計(jì)算年份和木制品使用壽命一定的情況下，可以利用下式計(jì)算V木制品(a0-n)：

式中：V加工用材(a0-n)為歷史時(shí)期的木制品加工用材量（萬m3）；r鋸材出材率為木材加工成鋸材的出材率（%）；r木制品出材率為鋸材加工成木制品的出材率（%）。

需要說明的是，造紙用木材和林化工用木材與廢舊木材回收無關(guān)，在估算廢舊木材回收數(shù)量時(shí)不得將其考慮在內(nèi)?，F(xiàn)有的廢舊木材回收數(shù)量估算研究往往忽視這一點(diǎn)。

2 參數(shù)考證與取值

2.1 木材密度

木材密度指單位體積木材的質(zhì)量。林木剩余物數(shù)量估算最常用的是木材氣干密度（含水率15%左右）。資料表明，木材氣干密度最小為0.24 t/m3（輕木），最高可達(dá)1.13 t/m3（如蜆木），其中約80%的樹種木材氣干密度在0.401～0.796 t/m3之間。由表1可見，全國杉、松、軟闊、硬闊四大材種的平均氣干密度取值范圍在0.462～0.731 t/m3之間，全國各類樹種的木材氣干密度均值為0.618 t/m3。本研究將上述各公式中的全國或各地區(qū)平均木材密度（氣干密度）b值統(tǒng)一取值為0.618（ t/m3）。

表1 木材氣干密度?Table 1 Average air-dry density of the timber

2.2 林木采伐與造材剩余物數(shù)量估算參數(shù)

利用各類林木出材率和材積量估算研究的相關(guān)文獻(xiàn)，確定全國的經(jīng)濟(jì)材平均出材率和商品材平均出材率，并據(jù)此估算林木采伐與造材剩余物的數(shù)量，是本研究對(duì)我國林木采伐與造材剩余物數(shù)量估算方法研究的發(fā)展。

2.2.1 經(jīng)濟(jì)材出材率與商品材出材率

通過對(duì)1990年以來的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，本研究篩選了43篇木材出材率研究的文獻(xiàn)，其中與經(jīng)濟(jì)材出材率相關(guān)的41篇，與商品材出材率相關(guān)的10篇。文獻(xiàn)檢索內(nèi)容包括，經(jīng)濟(jì)材出材率、商品材出材率以及與之相關(guān)的樹種、樹高、胸徑或徑階等信息，并將原文獻(xiàn)給出的每一個(gè)經(jīng)濟(jì)材出材率或商品材出材率數(shù)值作為一個(gè)獨(dú)立樣本進(jìn)行樣本數(shù)量統(tǒng)計(jì)。限于篇幅，本文對(duì)43篇文獻(xiàn)沒有逐一列出，僅給出5篇文獻(xiàn)作為示例[19-23]，詳見表2。

表2 林木材積出材率43篇文獻(xiàn)檢索匯總結(jié)果及其示例?Table 2 Results of assortment outturn rate from 43 literatures and its sample data

本研究從41篇與經(jīng)濟(jì)材出材率相關(guān)的文獻(xiàn)中，共獲得經(jīng)濟(jì)材出材率r經(jīng)有效樣本1 393個(gè)。以樣本數(shù)為權(quán)重，對(duì)經(jīng)濟(jì)材出材率樣本進(jìn)行加權(quán)平均，并計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)材出材率均值為77.17%，標(biāo)準(zhǔn)差為7.28%，即經(jīng)濟(jì)材出材率主要變動(dòng)范圍為77.17%±7.28%。

本研究從10篇與商品材出材率相關(guān)的文獻(xiàn)中，共獲得商品材出材率r商有效樣本240個(gè)。同樣以樣本數(shù)為權(quán)重，對(duì)商品材出材率樣本進(jìn)行加權(quán)平均，并計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果表明，商品材出材率均值為81.27%，標(biāo)準(zhǔn)差為5.88%，即商品材出材率主要變動(dòng)范圍為81.27%±5.88%。

本研究在估算林木采伐與造材剩余物數(shù)量時(shí)，將經(jīng)濟(jì)材出材率統(tǒng)一取值為77.17%，將商品材出材率統(tǒng)一取值為81.27%。

2.2.2 非立木剩余物數(shù)量相當(dāng)于立木材積量的平均比重

非立木部分的剩余物主要包括枝杈和樹蔸。我國針葉樹種的枝杈部分約相當(dāng)于其立木蓄積的20%～30%左右，闊葉樹種的枝杈部分約相當(dāng)于其林木材積量的30%～40%左右。江慕煖[7]對(duì)湖南省三個(gè)重點(diǎn)林區(qū)縣森林采伐的剩余物實(shí)地調(diào)查表明，闊葉樹、馬尾松和杉木三種樹木的枝椏產(chǎn)量，分別相當(dāng)于其立木材積量的38.60%、24.30%和20.70%。當(dāng)分類計(jì)算林木采伐的枝杈數(shù)量時(shí)，可將針葉樹種枝杈比重統(tǒng)一取值為25%，將闊葉種枝杈比重統(tǒng)一取值為35%。我國針葉林面積和闊葉林面積各占林分總面積的1/2左右。如果不分針葉、闊葉樹種而統(tǒng)一計(jì)算全國的林木采伐枝杈數(shù)量，可將其比重統(tǒng)一取值為30%。

我國針葉樹種的樹根部分約相當(dāng)于其林木材積量的15%～20%左右，闊葉樹種的樹根部分約相當(dāng)于其林木材積量的30%左右。據(jù)江慕煖[7]調(diào)查，闊葉樹、馬尾松和杉木三種樹木的樹蔸產(chǎn)量，分別相當(dāng)于其立木材積量的30.50%、18.70%和15.00%?？紤]到樹根的挖取比較困難，當(dāng)分類計(jì)算林木采伐的樹根數(shù)量時(shí)，可將針葉樹種樹根比重統(tǒng)一取值為15%，將闊葉種樹根比重統(tǒng)一取值為25%。如果不分針葉、闊葉樹種而統(tǒng)一計(jì)算全國的林木采伐樹蔸數(shù)量，可將其比重統(tǒng)一取值為20%。

綜上分析，當(dāng)分類計(jì)算林木采伐的非立木部分剩余物數(shù)量時(shí)，可將針葉樹種非立木比重統(tǒng)一取值為40%，將闊葉樹種非立木部分比重統(tǒng)一取值為60%。如果不分針葉、闊葉樹種而統(tǒng)一計(jì)算全國的林木采伐非立木剩余物數(shù)量，可將非立木剩余物相當(dāng)于林木材積量的平均比重r非統(tǒng)一取值為50%。

2.3 木材加工剩余物數(shù)量估算參數(shù)

由公式（9）可見，木材加工剩余物比重r加?？筛鶕?jù)木材加工鋸材出材率r鋸材出材率和鋸材加工木制品出材率r木制品出材率計(jì)算。

據(jù)王德林[8]研究：原木加工板方材出材率為70%，鋸材加工至木制品出材率為50.15%。馬龍隆等[10]在林木生物質(zhì)數(shù)量估算中認(rèn)為，原木加工至鋸材或板材過程中產(chǎn)生的廢棄物比例為30%，鋸材或板材加工至成品過程廢棄物比例為40%。劉壽柏、李海棠[9]在森工企業(yè)伐區(qū)剩余物利用研究中指出，由原木加工的成材僅為原木的74%，把成材加工成成品僅為成材的60%。

通過對(duì)上述文獻(xiàn)的歸納整理可見，由原木加工至成品，剩余物比重在55%～65%之間，平均為60%左右（表3）。據(jù)此，本研究將木材加工剩余物比重統(tǒng)一取值為60%。

表3 木材加工綜合出材率與廢棄率Table 3 The comprehensive outturn ratio and residue ratio of timber processing %

2.4 竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量估算參數(shù)

通過文獻(xiàn)檢索，確定竹枝葉重量比重和竹材加工剩余物比重，結(jié)合竹材產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算全國和各地區(qū)竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量，是本研究對(duì)林木剩余物數(shù)量估算方法研究的又一發(fā)展。

2.4.1 單位數(shù)量竹子重量

統(tǒng)計(jì)表明[24]，2010年我國南方11省區(qū)毛竹總面積為261.89萬hm2，總株數(shù)為47.29億株，竹材總重量為7092.6萬t。據(jù)此計(jì)算出單位數(shù)量竹材的平均重量為150 t/萬株，并將其作為本研究計(jì)算全國竹材重量的依據(jù)。

2.4.2 竹枝葉重量相當(dāng)于竹材重量的比重

本文采用文獻(xiàn)檢索方式，通過多文獻(xiàn)、多樣本數(shù)值平均計(jì)算竹枝葉生物量相當(dāng)于竹材生物量的比重。具體文獻(xiàn)檢索內(nèi)容包括竹子種類、竹林類型、竹材生物量、竹枝生物量和竹葉生物量，并據(jù)其計(jì)算出竹枝葉生物量相當(dāng)于竹材生物量的比重，如表4所示。通過文獻(xiàn)檢索，共獲得10篇有關(guān)竹子各部位生物量的期刊論文，竹種以毛竹為主[25-29]，同時(shí)涉及到方竹[30]、糙花少穗竹[31]、拐棍竹、白夾竹、美竹[32]、油竹[33]、龍竹[34]。通過對(duì)10篇文獻(xiàn)的歸納分析，共獲得30個(gè)有關(guān)竹子各部位生物量研究的有效樣本。樣本統(tǒng)計(jì)表明，毛竹竹枝葉生物量相當(dāng)于竹材生物量的比重為26.15%，其他竹枝葉生物量相當(dāng)于竹材生物量的比重為71.50%。

表4 竹子各部位生物量及竹枝葉生物量比重文獻(xiàn)考證示例Table 4 Sample data for each part of bamboo biomass and weight of itsleaves and branches

第八次全國森林資源清查結(jié)果顯示，我國竹林面積共601萬hm2，其中毛竹面積占73.71%，其它竹面積占26.29%。按此比重計(jì)算，全國各類竹子竹枝葉重量相當(dāng)于竹材重量的平均比重為38.07%，并將其作為估算竹子采伐剩余物數(shù)量的依據(jù)。

2.4.3 竹材加工剩余物比重

目前我國竹材主要用于竹膠合板、竹簾竹席、竹材層積材等產(chǎn)品的加工，常見竹材加工產(chǎn)品的竹材利用率約為20%～50%（表5）。

根據(jù)作者對(duì)四川省3家竹材加工廠的調(diào)研，參照表5中的數(shù)據(jù)，本研究將竹材加工利用率取值為38%，竹材加工剩余物比重取值為62%。

表5 常見竹加工產(chǎn)品的竹材利用率Table 5 Utilization ratios of common bamboo products

2.5 林木撫育間伐物估算參數(shù)

對(duì)薪炭林、用材林、防護(hù)林、灌木林、疏林、四旁樹撫育間伐剩余物估算參數(shù)直接引用Yuan[1]、周建偉等[11]的研究結(jié)果（表6）。

表6中的經(jīng)濟(jì)林撫育間伐剩余物估算參數(shù)，由作者根據(jù)對(duì)全國各地果園、茶園、桑園和木本糧油等經(jīng)濟(jì)林的調(diào)查結(jié)果而定，各類經(jīng)濟(jì)林修剪枝面積比重統(tǒng)一取值為0.7，單位面積產(chǎn)柴量包括修剪枝量和淘汰樹木量。通過對(duì)北京、山東、江蘇、安徽、四川、陜西等省市的果樹（以蘋果、梨、柑橘等為主要調(diào)查對(duì)象）修剪枝調(diào)查，達(dá)到盛果期的果園，平均每年修剪枝量5 250～7 500 kg/hm2；淘汰老果園，果木總生物量為40～55 t/hm2，果園平均更新周期按15年計(jì)，平均每年淘汰果園果木生物量約為2 650～3 750 kg/hm2；果樹修剪枝，加上淘汰老果園的果木，平均每公頃果園每年可產(chǎn)生剩余物8 000～11 000 kg。另據(jù)調(diào)查，單位面積茶園的修剪枝量約相當(dāng)于果園的30%～55%，桑園的修剪枝量約相當(dāng)于果園的40%～60%。

表6中特用林的撫育間伐剩余物估算參數(shù)，參照Yuan[1]、周建偉等[11]給出的防護(hù)林參數(shù)而定。

本研究給出的分區(qū)方案如下：南方山區(qū)包括浙、閩、贛、湘、鄂、粵、瓊、云、貴、川、渝、桂、藏13?。ㄊ?、區(qū)）；平原丘陵區(qū)包括京、津、冀、魯、豫、蘇、皖、滬8?。ㄊ校槐狈缴絽^(qū)包括遼、吉、黑、蒙、寧、新、晉、陜、甘、青10?。▍^(qū)）。

表6 不同地區(qū)和不同林地的產(chǎn)柴系數(shù)與產(chǎn)柴率Table 6 The ratios of firewood production and its coefficient of different forests in various regions

2.6 廢舊木材回收量估算參數(shù)

按照加工用木材消費(fèi)量及木器具使用壽命估算廢舊木材可回收量，是本研究對(duì)林木剩余物數(shù)量估算方法研究的另一發(fā)展。

廢舊木材回收量被估算年份統(tǒng)一設(shè)定為2013年。問卷調(diào)查表明，作為腳手架的直接用原木使用壽命一般為3～5 a，作為電桿、橋梁和房梁等用途的直接用原木的使用壽命10～35 a不等。除包裝用木材等木制品為一次性用品外，木家具、木地板、木質(zhì)墻體板等木制品使用壽命一般為10～20 a不等。本研究將直接用原木使用壽命和木制品使用壽命統(tǒng)一取值為12 a，加工用木材統(tǒng)計(jì)數(shù)量基期年設(shè)定為2001年。

發(fā)達(dá)國家非常鼓勵(lì)廢舊木材回收利用，日本的廢舊木材回收利用高達(dá)82%[18]。國家發(fā)改委在編制《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》的預(yù)研究中，根據(jù)國家木材節(jié)約發(fā)展中心等有關(guān)部門的專家建議，將廢舊木材回收率確定為60%。近年來隨著我國廢舊木材回收利用水平的提高，本研究將廢舊木材回收率（包括廢舊原木回收率和廢舊木質(zhì)品回收率）取值為65%。

3 結(jié)果與分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

全國和各?。ㄊ?、區(qū)）林木采伐與造材剩余物、木材加工剩余物、竹子采伐與加工剩余物數(shù)量估算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如經(jīng)濟(jì)材產(chǎn)量、商品材產(chǎn)量、薪材產(chǎn)量、加工用材產(chǎn)量、竹材產(chǎn)量等，均源自《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒2013》。

全國林木撫育間伐物數(shù)量估算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括薪炭林、用材林、防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林、特用林等林地面積，均采用國家林業(yè)局《中國森林資源報(bào)告（2009—2013）》中的數(shù)據(jù)；灌木林、疏林等林地面積和四旁樹數(shù)量，用《全國森林資源統(tǒng)計(jì)——第七次全國森林資源清查》中的數(shù)據(jù)替代。各省（市、區(qū)）林木撫育間伐物數(shù)量估算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用國家林業(yè)局《第八次全國森林資源清查——各?。ㄊ?、區(qū)）主要結(jié)果》中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

全國和各?。ㄊ小^(qū)）廢舊木材可回收量估算所需要的直接用原木和加工用材等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，皆引自《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒2002》。

3.2 林木采伐與造材剩余物數(shù)量估算結(jié)果

3.2.1 林木采伐與造材立木部分剩余物數(shù)量

2013年全國經(jīng)濟(jì)材產(chǎn)量（V經(jīng)）為7 836.89萬m3，通過參數(shù)考證r經(jīng)=77.17%，根據(jù)公式（1）計(jì)算出全國立木部分林木采伐與造材剩余物數(shù)量為1 433 萬 t。

2013年全國商品材產(chǎn)量（V商）為8 438.48萬m3，薪材產(chǎn)量（V薪材）為601.60萬m3，通過參數(shù)考證r商=81.27%，根據(jù)公式（3）計(jì)算出全國立木部分林木采伐與造材剩余物數(shù)量為1 573萬t。

利用r經(jīng)和r商分別計(jì)算出的全國立木部分林木采伐與造材剩余物數(shù)量，兩者相差141萬t。本研究將2013年全國立木部分林木采伐與造材剩余物數(shù)量估算結(jié)果區(qū)間值取值為1 433～1 573萬t，平均值取值為1 503萬t。

3.2.2 林木采伐與造材非立木部分剩余物數(shù)量

通過參數(shù)考證r非=50%，根據(jù)上述商品材產(chǎn)量和r商取值，根據(jù)公式（6）計(jì)算出2013年全國林木采伐與造材非立木部分剩余物數(shù)量為3 208萬t。

3.2.3 林木采伐與造材剩余物數(shù)量

將立木部分剩余物數(shù)量與立木部分剩余物數(shù)量相加，得出2013年全國林木采伐與造材剩余物數(shù)量為4 711萬t。

利用相同的方法，計(jì)算出各?。ㄊ小^(qū)）的林木采伐剩余物數(shù)量，并匯總于表7。

3.3 木材加工剩余物數(shù)量估算結(jié)果

2013年全國加工用材數(shù)量為4023.30萬t，通過參數(shù)考證r加剩=60%，根據(jù)公式（7）計(jì)算出全國木材加工剩余物數(shù)量為1 492萬t。

利用相同的方法，計(jì)算出各省（市、區(qū)）的木材加工剩余物數(shù)量，并匯總于表7。

3.4 竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量估算結(jié)果

2013年全國竹材產(chǎn)量為187 685萬根，通過參數(shù)考證r竹枝葉=38.07%，r竹加剩=62%，g=150 t/萬根，根據(jù)公式（9）和公式（10）分別計(jì)算出竹子采伐剩余物數(shù)量為1072萬t，竹材加工剩余物的數(shù)量為1 745萬t，竹子采伐及其加工剩余物總量為 2 817 萬 t。

利用相同的方法，計(jì)算出各省（市、區(qū)）的竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量，并匯總于表7。

3.5 林木撫育間伐物數(shù)量估算結(jié)果

根據(jù)第七次和第八次全國森林資源清查數(shù)據(jù)，利用表6給出的不同地區(qū)和不同林地的產(chǎn)柴系數(shù)與產(chǎn)柴率，利用公式（11）計(jì)算出各省（市、區(qū)）的林木撫育間伐物數(shù)量（見表7），并匯總出全國的林木撫育間伐物數(shù)量為20 544萬t。分區(qū)估算匯總結(jié)果為：南方山區(qū)為12 513萬t，平原丘陵區(qū)為3 985萬t，北方山區(qū)為4 046萬t。

3.6 廢舊木材可回收量估算結(jié)果

2001年全國直接用原木數(shù)量為1 325萬m3，木制品加工用材數(shù)量為1 172萬m3，通過參數(shù)考證r原木回收=r木制品回收=65%，直接用原木使用壽命和木制品使用壽命統(tǒng)一取值為12年，利用公式（12）計(jì)算出2013年全國廢舊木材可回收量為720萬t。

利用相同的方法，計(jì)算出各?。ㄊ小^(qū)）的廢舊木材可回收量，并匯總于表7。

3.7 全國林木剩余物總量估算結(jié)果

通過對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，2013年全國林木剩余物總量為30 284萬t，其中：林木采伐與造材剩余物4 711萬t，占15.56%；木材加工剩余物1 492萬t，占4.93%；竹子采伐及其加工剩余物2 817萬t，占9.30%；撫育間伐物20 544萬t，占67.84%；廢舊木材可回收量720萬t，占2.37%。

3.8 分省（市、區(qū)）林木剩余物數(shù)量估算結(jié)果

按照計(jì)算全國各類林木剩余物數(shù)量的方法，計(jì)算出各省（市、區(qū)）的各類林木剩余物數(shù)量，并進(jìn)行匯總，其結(jié)果如表7所示。各省（市、區(qū)）的林木剩余物匯總結(jié)果表明，林木剩余物資源數(shù)量最大的省份是廣西，達(dá)到3 834萬t，占全國的12.66%。林木剩余物數(shù)量超過1 000萬t的有11個(gè)省區(qū)，即廣西、云南、福建、廣東、四川、湖南、河北、江西、浙江、山東、安徽，林木剩余物數(shù)量合計(jì)為20 388萬t，占全國的67.32%。

4 結(jié)論與討論

首先，本文對(duì)林木剩余物估算方法進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，并對(duì)林木采伐非立木部分剩余物、竹子采伐及其加工剩余物、廢舊木材等林木剩余物的估算方法有所發(fā)展。

其次，通過文獻(xiàn)考證給出了經(jīng)濟(jì)材出材率、商品材出材率、非立木剩余物比重、木材加工剩余物比重、竹枝葉比重、竹材加工剩余物比重等一系列參數(shù)，并依據(jù)調(diào)查給出了經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)柴率，使各類林木剩余物數(shù)量估算更加有據(jù)可依。

表7 2013年全國林木剩余物數(shù)量?（萬t）Table 7 The quantity of various forest redidues in China in 2013 (×104 t)

第三，就林木剩余物數(shù)量估算結(jié)果而言：（1）2013年全國林木剩余物總量，本研究估算結(jié)果為30 284萬t，與國家林業(yè)局2008年給出的數(shù)據(jù)2億t相比，高出50%左右。造成這一差別的原因主要在于經(jīng)濟(jì)林的撫育更新。本研究以調(diào)查為基礎(chǔ)，給出的全國經(jīng)濟(jì)林修剪枝和園地淘汰樹木數(shù)量，包括果、茶、桑和木本糧油在內(nèi)，年均為1.19億t，而一般的研究僅考慮木本糧油樹木的撫育間伐，其估算的經(jīng)濟(jì)林撫育間伐物數(shù)量為0.2億t左右。（2）2013年全國林木采伐與造材剩余物數(shù)量為4 711萬t（立木部分林為1 503萬t、非立木部分為3 208萬t）。在已有研究中，大多按40%的林木生物量比重來計(jì)算林木采伐與造材剩余物數(shù)量。與之相比，本研究的估算數(shù)量高出約1 200萬t，其差別主要在于非立木部分的剩余物數(shù)量估算上。（3）本研究估算的2013年全國木材加工剩余物數(shù)量為1 492萬t，比國家林業(yè)局2008年給出的木材加工剩余物3 000萬t相比低50%。造成這一差別的原因主要在于，是直接用木材總產(chǎn)量、還是用加工用木材產(chǎn)量來估算木材加工剩余物數(shù)量。木材利用統(tǒng)計(jì)包括加工用材、直接用原木、造紙用材和其它用材（以化工用材為主），而后三種用材是不產(chǎn)生木材加工剩余物的。目前我國加工用材數(shù)量約占木材總產(chǎn)量的50%左右，據(jù)此計(jì)算的木材加工剩余物數(shù)量，也相應(yīng)地比按木材總產(chǎn)量計(jì)算的結(jié)果低50%左右。（4）2013年全國竹子采伐及其加工剩余物總量為2 817萬t。已有研究大多將竹子視作經(jīng)濟(jì)林，按10%左右的竹子采伐生物量來計(jì)算竹子采伐及其加工剩余物數(shù)量，取值為0.1～0.2億t[2,12-14]。與之相比，本研究的估算結(jié)果高出1倍左右。（5）2013年全國林木撫育間伐物數(shù)量為20 544萬t，如果扣除茶、桑、果等園地林木修剪枝和淘汰樹木數(shù)量，其估算結(jié)果與國家林業(yè)局2008年給出的數(shù)據(jù)基本相當(dāng)。（6）2013年全國廢舊木材可回收量為720萬t，顯著低于國家林業(yè)局2008年給出的6 000萬t的廢舊木材數(shù)量。利用歷史時(shí)期的直接用原木數(shù)量和木質(zhì)器具成材量估算現(xiàn)實(shí)的廢舊木材可回收量，這一做法還有待進(jìn)一步探討，尤其是要較為系統(tǒng)地確定各類直接用原木和木制器具的使用壽命。

為了提高各類林木剩余物數(shù)量估算精度，在未來的研究中，需要對(duì)一些參數(shù)作進(jìn)一步的考證，這之中包括林木采伐非立木部分剩余物比重、經(jīng)濟(jì)林尤其是園地林木單位面積的撫育剪枝量和淘汰樹木數(shù)量。

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The estimation of forest residue resources in China

WANG Hongyan, ZUO Xu, WANG Daolong, BI Yuyun
(Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)

With the existed researches on the approaches of the estimation and the promotion of parts of them, this paper develops a systematical method of estimating the forest residue resources respectively on the residues of the non-stumpage of the forest exploitation,the residues of the forest exploitation and bucking for timber, the residues of timber processing and bamboo processing, the residues of the bamboo exploitation, the residue of intermediate cutting, and the quantity of waste wood recycling. Furthermore, with a textual research, this paper works out the necessary parameters for forest residue resources estimating, including the outturn rate of merchantable timber (81.27%), the outturn rate of economic timber (77.17%), the ratio of the non-stumpage in the stumpage volume (50%), the weight of the residues produced in timber processing(60%), the weight of the bamboo leaves and branches out of the bamboo wood(38.07%), the weight of the residues produced in bamboo processing (62%), the ratio of waste wood recycling (65%), and the average air-dry density of the timber (0.618t/m3), the weight for every 104 pieces of bamboo (150 t/104pieces), as well as the service life of the woodwork and the logs for direct use (12 a). The investigations also worked out the ratios of firewood production in the economic forest,which are respectively 8 500 kg/hm2in mountain areas in the South, 8 500 kg/hm2in plain and hills, 7 500 kg/hm2in mountain areas in the North. Based on the method research, textual research on the parameters and the investigation results of the national forest resource as well as the forestry statistics data by State Forestry Administration, this paper presents the estimation of the forest residues reaching 302840 thousand tons in 2013 in the whole nation. Among them, the residues of the forest exploitation and bucking weigh 47,110 thousand tons, the residues produced in the timber processing weigh 14,920 thousand tons, the residues produced in bamboo exploitation and processing weigh 28,170 thousand tons, the residues produced in intermediate cutting weigh 205,440 thousand tons, the recyclable waste wood weigh 7,200 thousand tons.

forest residues; quantity; methods of estimation; parameters value; China

S718.55+6

A

1673-923X(2017)02-0029-10

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.02.006

2015-10-30

農(nóng)業(yè)部計(jì)劃司專項(xiàng)“農(nóng)業(yè)廢棄物污染狀況及治理對(duì)策”

王紅彥，博士研究生 通訊作者：畢于運(yùn)，博士，研究員；E-mail：biyuyun@caas.cn

王紅彥，左 旭，王道龍，等.中國林木剩余物數(shù)量估算[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 37(2): 29-38, 43.

[本文編校：吳 彬]