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探究林業(yè)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)生態(tài)學(xué)應(yīng)用研究前景和發(fā)展趨勢(shì),生態(tài)學(xué)論文工業(yè)生態(tài)學(xué)論文經(jīng)典范文10篇之:探究林業(yè)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)生態(tài)學(xué)應(yīng)用研究前景和發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)容摘要:在簡(jiǎn)述工業(yè)生態(tài)學(xué)理論和方式方法的基礎(chǔ)上,介紹了國外在林業(yè)資源和產(chǎn)品物質(zhì)流、林業(yè)剩余物利用、森林作業(yè)生命周期分析、森林作業(yè)清潔化生產(chǎn)等方面的研究現(xiàn)在狀況,分析了工業(yè)生態(tài)學(xué)在國內(nèi)林業(yè)產(chǎn)業(yè),包括采運(yùn)工程、木材工業(yè)、林產(chǎn)化工、制漿造紙等行業(yè)的應(yīng)用研究進(jìn)展和研究熱門,瞻望了今后林業(yè)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)生態(tài)學(xué)應(yīng)用研究前景和發(fā)展趨勢(shì)。本文關(guān)鍵詞語:工業(yè)生態(tài)學(xué);林業(yè)產(chǎn)業(yè);研究進(jìn)展;發(fā)展趨勢(shì);Abstract:ThetheoryandmethodofIndustrialEcology〔IE〕wasbrieflyreviewed.Theresearchprogressabroadwasintroducedintheareasofmassflowofforestresourcesandproducts,residualutilization,lifecycleassessmentandcleanproductionofforestoperation.TheapplicationandresearchrelatedtoindustrialecologyinChinawasanalyzedinthefieldsofforestoperation,woodindustry,forestproductchemicalprocessingindustry,pulpandpapermaking.Thetrendofresearchanddevelopmentofindustrialecologyinforestindustrywasadvanced.Keyword:industrialecology〔IE〕;forestindustry;researchprogress;trend;1工業(yè)生態(tài)學(xué)概述當(dāng)代工業(yè)系統(tǒng)在造福人類的同時(shí),對(duì)資源與環(huán)境造成了很大的危害。為了系統(tǒng)、整體地協(xié)調(diào)工業(yè)系統(tǒng)與自然環(huán)境的互相關(guān)系,使人類社會(huì)發(fā)展的需求與自然生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡,人們一直在尋找可行的理論與解決方式方法。工業(yè)生態(tài)學(xué)〔IndustrialEcology〕就是在這一背景下誕生的[1].1.1理論框架〔1〕按生態(tài)學(xué)理論和形式來看待、理解、分析、構(gòu)建和調(diào)整工業(yè)體系。工業(yè)生態(tài)學(xué)將工業(yè)系統(tǒng)視為一類特定的生態(tài)系統(tǒng),工業(yè)系統(tǒng)中不同企業(yè)的廢料最小化的運(yùn)作形式應(yīng)像成熟自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流動(dòng)的運(yùn)作形式那樣,使物質(zhì)得到充分利用,構(gòu)成封閉循環(huán)?!?〕工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)遵循4個(gè)基本生態(tài)系統(tǒng)原則。工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可視為由無數(shù)的工業(yè)子系統(tǒng)組成的整體網(wǎng)絡(luò),這些工業(yè)子系統(tǒng)分別牽涉不同的地域、行業(yè)和原料。同自然生態(tài)系統(tǒng)一樣,工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)符合物質(zhì)和能量循環(huán)傳輸、多樣性、地域性、漸變等4個(gè)基本生態(tài)系統(tǒng)原則?!?〕工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。自然生態(tài)系統(tǒng)中存在3類有行為的基本組成:生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者。相應(yīng)地,工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者利用基本環(huán)境要素和自然資源生產(chǎn)出初級(jí)產(chǎn)品;高級(jí)生產(chǎn)者對(duì)初級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行深度加工,生產(chǎn)高級(jí)產(chǎn)品。消費(fèi)者利用生產(chǎn)者提供的產(chǎn)品,供本身運(yùn)行發(fā)展,同時(shí)產(chǎn)生生產(chǎn)力和服務(wù)功能等。分解者把工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品和廢料進(jìn)行處置、轉(zhuǎn)化、再利用?!?〕工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。在自然生態(tài)系統(tǒng)中,生態(tài)平衡表現(xiàn)為生物的種類和數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定,群落組成的多樣性使群落能很快適應(yīng)周圍環(huán)境的變遷。工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡的內(nèi)在機(jī)制是市場(chǎng)價(jià)值規(guī)律,平衡的實(shí)現(xiàn)靠系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制和能力。當(dāng)系統(tǒng)的某一組成部分出現(xiàn)機(jī)能異?!踩鐪p產(chǎn)等〕或失效〔如破產(chǎn)、搬遷等〕時(shí),就可能被不同組成部分的調(diào)節(jié)、填補(bǔ)空位或使用新途徑所抵消。〔5〕工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。進(jìn)化即生態(tài)系統(tǒng)趨于成熟的傾向。工業(yè)生態(tài)學(xué)提出了工業(yè)體系三級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化理論。一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物料流動(dòng)是線性的,其特點(diǎn)是大量消耗資源、產(chǎn)生廢物;二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部為準(zhǔn)循環(huán)的物料流動(dòng);三級(jí)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部是循環(huán)性物料流動(dòng),與外部的聯(lián)絡(luò)就只要汲取外部的太陽能。〔6〕生態(tài)重組。生態(tài)重組就是使工業(yè)系統(tǒng)向生態(tài)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)形式轉(zhuǎn)化。在微觀和中觀層次上,生態(tài)重組包括各種不同數(shù)量和類型工廠企業(yè)的組合、企業(yè)的地理分布、互相間的物質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)、溝通和層疊等。在宏觀層次上為現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)體系的重組、經(jīng)濟(jì)構(gòu)造的調(diào)整,包括能源構(gòu)造、產(chǎn)業(yè)構(gòu)造、交通和基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)流通以及消費(fèi)構(gòu)造等。1.2研究方式方法[2]〔1〕工業(yè)代謝分析。工業(yè)代謝是把原材料和能源以及勞動(dòng)轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品和廢料的所有經(jīng)過的集合。工業(yè)代謝分析以環(huán)境為最終的考察目的,對(duì)環(huán)境資源追蹤其從提煉、工業(yè)加工和生產(chǎn)、直至消費(fèi)體系后變成廢物的整個(gè)經(jīng)過中物質(zhì)和能量的流向。〔2〕生命周期評(píng)價(jià)。生命周期評(píng)價(jià)是指對(duì)產(chǎn)品從最初的原材料采掘到產(chǎn)品使用后的最終廢棄物處理進(jìn)行全經(jīng)過的跟蹤、定量分析和定性評(píng)價(jià)。對(duì)產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)包括產(chǎn)品生態(tài)辨識(shí)、產(chǎn)品生態(tài)診斷、產(chǎn)品生態(tài)定義和生態(tài)產(chǎn)品評(píng)價(jià)4個(gè)階段?!?〕清潔生產(chǎn)。清潔生產(chǎn)要求從原料資源、生產(chǎn)經(jīng)過到產(chǎn)品消費(fèi),每個(gè)環(huán)節(jié)都考慮與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。清潔生產(chǎn)包括3部分:清潔的原料和能源、清潔的工藝技術(shù)和管理方式方法、清潔的產(chǎn)品。清潔生產(chǎn)的方式方法與途徑包括原材料選擇、生成經(jīng)過控制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、操作管理、物料和能源的回用、必要的末端處理等?!?〕物質(zhì)減量化。物質(zhì)減量化的思想是以最小量的資源投入,產(chǎn)出最大量的產(chǎn)出,并產(chǎn)生最小量的廢棄物,即提倡以最小的資源量獲得最大的價(jià)值,包括經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值。1.3工業(yè)生態(tài)學(xué)的內(nèi)涵工業(yè)生態(tài)學(xué)按生態(tài)學(xué)理論和形式來看待、理解、分析、構(gòu)建和調(diào)整工業(yè)體系,旨在促使當(dāng)代工業(yè)體系向三級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換戰(zhàn)略的施行包括4個(gè)方面:將廢料作為資源重新利用,封閉物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)和盡量減少消耗性材料的使用,工業(yè)產(chǎn)品與工業(yè)活動(dòng)的物質(zhì)減量化,能源的脫碳。將工業(yè)項(xiàng)目視為有機(jī)體,研究其內(nèi)部以及與外部環(huán)境的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞方式,揭示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造、功能機(jī)理,進(jìn)而尋找其進(jìn)化、發(fā)展的途徑和機(jī)制,到達(dá)工業(yè)與環(huán)境的和諧相處、互利雙贏、生態(tài)平衡的局面。2國外研究現(xiàn)在狀況2.1林業(yè)資源和產(chǎn)品的物質(zhì)流研究JouniKorhonen等按照對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的分析形式,根據(jù)物質(zhì)流、營養(yǎng)流、能量流和碳流來研究芬蘭的森林工業(yè)生態(tài)系統(tǒng),重點(diǎn)分析了工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)不同部門之間的物質(zhì)循環(huán)和廢棄能源的回收利用[3].為了有效利用森林工業(yè)系統(tǒng)中的廢物和廢能源,芬蘭一般將鋸材廠、紙漿廠、造紙廠和熱電廠組合成區(qū)域性工業(yè)系統(tǒng),稱為森林工業(yè)區(qū)域聯(lián)合體。這些聯(lián)合體應(yīng)位于森林采伐區(qū)域附近,便于獲得圓木輸入和森林采伐剩余物。這樣的森林工業(yè)系統(tǒng)與一個(gè)成熟的森林生態(tài)系統(tǒng)類似,具有物質(zhì)回用和廢能源利用的重要特征,進(jìn)而減輕對(duì)自然環(huán)境的壓力。首先,圓木和木材廢料在由鋸材廠、紙漿廠和熱電廠組成的網(wǎng)絡(luò)中得到較充分的利用;其次,在森林工業(yè)的能源生產(chǎn)中產(chǎn)生的灰分能夠作為養(yǎng)分回送到森林生態(tài)系統(tǒng)中;再次,采用熱、電聯(lián)合生產(chǎn)方式能夠有效地組織能源生產(chǎn),在多層次上利用廢能;第四,芬蘭森林每年固化的碳量超過由于林木采伐和自然損耗所釋放的碳量,進(jìn)而使森林碳儲(chǔ)量維持在飽和水平上。在芬蘭,基于林業(yè)企業(yè)間可再生資源、廢物和廢能源利用的區(qū)域森林工業(yè)系統(tǒng)中,由發(fā)電經(jīng)過產(chǎn)生的廢棄能量用于生產(chǎn)熱量和蒸汽。區(qū)域森林工業(yè)系統(tǒng)與當(dāng)?shù)爻鞘械哪茉垂┙o系統(tǒng)相結(jié)合,能夠具體表現(xiàn)出應(yīng)用區(qū)域工業(yè)生態(tài)學(xué)的效益[4].2.2林業(yè)剩余物利用對(duì)亞太地區(qū)的研究表示清楚,木材生產(chǎn)量與采伐剩余物約為1∶1,每年的采伐剩余物為2.5億m3,華而不實(shí)只要10%是能夠經(jīng)濟(jì)利用的;而制材和人造板剩余物分別為0.61億和0.19億m3,其利用率分別為50%和47%.據(jù)估計(jì),在每年的采伐和制材剩余物中,有0.7億m3是能夠利用的[5].林區(qū)剩余物的采集利用會(huì)增加收入,提高景觀效益,減少蟲害的發(fā)生,但同時(shí)也會(huì)影響林地的生態(tài)狀況,包括養(yǎng)分和生物多樣性,這能夠通過留下樹葉或給林地施肥來補(bǔ)償。DominikR?ser等開發(fā)的剩余物能量利用作業(yè)優(yōu)化決策支持系統(tǒng)EnerTree,綜合考慮了林地林木條件、經(jīng)濟(jì)收入、環(huán)境影響和營林效益,在用戶排列各因素權(quán)重的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)給出各種作業(yè)選擇的效果,并推薦進(jìn)一步的作業(yè)措施,如施肥方案等[6].在芬蘭,研究了移去剩余物和樹根對(duì)森林更新作業(yè)生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量的影響。通過對(duì)移去和保存剩余物和樹根的比照分析,得出對(duì)整地和植樹的影響效應(yīng)。移去剩余物后,不同植樹機(jī)械的生產(chǎn)率提高了0%~18%.樹根挖除后,鏟地型和挖斗型整地機(jī)械的生產(chǎn)率分別提高22%和53%而不影響整地質(zhì)量。同時(shí)挖除樹根和整地作業(yè)的生產(chǎn)率比先挖樹根后整地的生產(chǎn)率提高40%[7].2.3森林作業(yè)生命周期分析生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)可用于描繪敘述林業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境問題,比方對(duì)不同的森林作業(yè),分析其使用化石燃料所造成的環(huán)境壓力。在瑞典,比擬了同齡林的皆伐和漸伐作業(yè)生產(chǎn)單位材積木材所產(chǎn)生的CO2和NOx排放量。在伐木階段,漸伐比皆伐的排放量高10%,在集材階段則高20%.在伐木和造材階段,使用油鋸產(chǎn)生的排放量要比伐木聯(lián)合機(jī)低得多。對(duì)瑞典森林作業(yè)的總能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)〔包括苗木生產(chǎn)、造林、采伐、集材和運(yùn)材〕發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)單位材積木材的平均耗能為150~200MJ/m3,華而不實(shí)運(yùn)材部分耗能最大,占53%~56%;造林占2%~8%;采集占30%~40%.而造林和采集作業(yè)產(chǎn)生的CO2,SOx,NOx排放量最大。按木材內(nèi)含能量7700MJ/m3計(jì)算,生產(chǎn)木材的耗能低于所獲木材能量的3%,相比于石油的5%和柴油的20%要低得多[8].2.4清潔化生產(chǎn)森林作業(yè)的清潔化生產(chǎn)主要反映在對(duì)環(huán)境的低干擾和環(huán)境可接受上。森林作業(yè)對(duì)環(huán)境的干擾影響到景觀、生物多樣性、植被、水質(zhì)、土壤等。低干擾采運(yùn)〔RIL〕意指根據(jù)科學(xué)和工程的原則,結(jié)合教育和培訓(xùn),改善采運(yùn)作業(yè)中的勞動(dòng)、設(shè)備和工藝方式方法。要求伐前進(jìn)行林分勘查,規(guī)劃和建造運(yùn)材道路、集材道和楞場(chǎng),采用適當(dāng)?shù)姆ツ驹觳募夹g(shù),將伐倒木沿集材道集材,采用保衛(wèi)土壤和植被的集材系統(tǒng),進(jìn)行伐后評(píng)估等。在熱帶闊葉林區(qū),RIL與傳統(tǒng)采運(yùn)相比,對(duì)保存木的損傷減少50%~200%.在高采伐強(qiáng)度下,傳統(tǒng)采運(yùn)作業(yè)對(duì)林地的干擾可達(dá)30%~75%,而RIL只要10%~25%.熱帶林的采伐利用率約為50%,損失的剩余物包括伐根、邊材、梢頭、遺漏的伐倒木、劈裂、破損等,這主要是由于伐木、造材、集材技術(shù)不當(dāng)所致。統(tǒng)計(jì)表示清楚,RIL與傳統(tǒng)采運(yùn)相比,總成本提高43%,華而不實(shí)規(guī)劃階段高19%,伐木階段高93%,集材階段減少4%;而在干擾損害方面,對(duì)保存木的損傷減少41%,林地干擾減少56%,林冠開窗減少36%,木材損失減少40%,木材利用率提高28%[9].瑞典設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一種生態(tài)植樹機(jī)〔Ecoplanter〕.這種植樹機(jī)對(duì)土壤毀壞小,且用無機(jī)土和腐殖土混合物包裹樹苗根部,使得樹苗有更高層次的成活率和生長率。該機(jī)機(jī)動(dòng)性好,適應(yīng)不同地形,可減輕對(duì)已有樹木以及機(jī)器本身的損傷,對(duì)地表植被的毀壞只要開溝植樹機(jī)的15%,且節(jié)能達(dá)50%以上[10].3國內(nèi)研究現(xiàn)在狀況3.1森林作業(yè)姜新波等[11]基于清潔化生產(chǎn)節(jié)省資源、節(jié)省能源、環(huán)境保衛(wèi)和勞動(dòng)保衛(wèi)的4個(gè)基本要求,深切進(jìn)入分析了生態(tài)采運(yùn)周期中各階段的清潔化生產(chǎn)內(nèi)容,在作業(yè)層面上提出清潔化生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南,進(jìn)而使采伐運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)中的人-機(jī)-環(huán)境到達(dá)協(xié)調(diào)狀態(tài),保證生態(tài)和環(huán)境效益。在營林生產(chǎn)中,能耗占營林成本的很大部分,應(yīng)設(shè)計(jì)節(jié)能性工藝,推廣低能耗技術(shù),縮短作業(yè)時(shí)間,簡(jiǎn)化機(jī)械裝備,注意能源管理;對(duì)資源進(jìn)行平衡壽命設(shè)計(jì)和最長壽命優(yōu)化,使?fàn)I林產(chǎn)品發(fā)揮最大使用效益;采用有利于生態(tài)環(huán)境保衛(wèi)的營林機(jī)具,減少營林廢物,減少森林火災(zāi)可燃物,發(fā)揮營林副產(chǎn)品的效益;減少工人操作危險(xiǎn)性,保證勞動(dòng)者權(quán)益和勞動(dòng)安全[12].3.2木材工業(yè)我們國家木材廢棄物主要有紙類、日常生活用品類和城鎮(zhèn)木材廢棄物3類。循環(huán)經(jīng)濟(jì)遵循3R原則,即減量化〔reduce〕、再使用〔reuse〕和再循環(huán)〔recycle〕,分別屬輸入端、經(jīng)過性和輸出端方式方法。木材廢棄物的循環(huán)使用方向有燃料、化學(xué)加工、生產(chǎn)人造板或建筑材料、制造肥料等[13].木材資源的循環(huán)利用不需要培育林木,生產(chǎn)工藝流程短,基建投資和生產(chǎn)成本較低。今后需要制訂木材資源循環(huán)利用法規(guī),加強(qiáng)木質(zhì)材料回收再加工技術(shù)的研究,推進(jìn)一個(gè)消耗資源最少、環(huán)境污染最輕的資源循環(huán)型社會(huì)。木材工業(yè)屬于生態(tài)產(chǎn)業(yè),它是工業(yè)與林業(yè)和生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)與消費(fèi)、行業(yè)與行業(yè)、廢舊制品與再生原料這樣一個(gè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)節(jié)點(diǎn),應(yīng)該率先實(shí)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)。木材工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有5大天然屬性:原料的可再生性、森林采伐和木材加工剩余物的可再利用性、木質(zhì)廢舊產(chǎn)品再作原料的可循環(huán)利用性、木材生產(chǎn)原料需求對(duì)森林資源培育和生態(tài)環(huán)境修復(fù)的促進(jìn)性、木材工業(yè)廢木材植物體原料需求對(duì)大農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建設(shè)的促進(jìn)性。木材工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)可在3個(gè)層面上運(yùn)作:企業(yè)內(nèi)部的小循環(huán)形式,生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)或生態(tài)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)園區(qū)的企業(yè)之間的資源分享、共生組合以及原料-廢物的鏈接循環(huán)的中循環(huán)形式,企業(yè)與社會(huì)全面發(fā)生物質(zhì)、能量的循環(huán)性交換的大循環(huán)形式[14].3.3林產(chǎn)化工與制漿造紙林產(chǎn)化工和制漿造紙業(yè)重點(diǎn)發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)。海南金海漿紙業(yè)有限公司年產(chǎn)100萬t桉樹木漿生產(chǎn)線采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備和管理控制系統(tǒng),建立了一整套環(huán)境管理、清潔生產(chǎn)和環(huán)境污染預(yù)防體系,從源頭控污,實(shí)現(xiàn)排放物循環(huán)再利用,逐步建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)體系,到達(dá)節(jié)能、降耗、減污的目的[15].對(duì)大型漿紙企業(yè)的清潔生產(chǎn)分析包括產(chǎn)量和生產(chǎn)規(guī)模、原輔材料利用、生產(chǎn)工藝和設(shè)備、污染物產(chǎn)生和治理情況、管理系統(tǒng)5個(gè)方面,評(píng)價(jià)指標(biāo)分為原材料、產(chǎn)品、資源和污染物4大類共16項(xiàng),應(yīng)采取宣傳教育、建設(shè)造紙林基地、開發(fā)造紙林技術(shù)、提高污泥利用率、提高區(qū)域資源利用率等措施[16].3.4研究熱門〔1〕循環(huán)經(jīng)濟(jì)。森林資源具有物質(zhì)性、生態(tài)性和社會(huì)性三重屬性,具有明顯的循環(huán)特征。傳統(tǒng)工業(yè)為單向資源流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì),即資源產(chǎn)品廢物,應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源產(chǎn)品再生資源的反應(yīng)式流程。在企業(yè)層面上強(qiáng)化森林資源循環(huán)利用方式,減少森林資源產(chǎn)品和服務(wù)的資源使用量和廢棄物質(zhì)的排放量,提高產(chǎn)品的耐用度和抗變性,提高產(chǎn)品和服務(wù)的強(qiáng)度,強(qiáng)化產(chǎn)品的回收和再利用。在產(chǎn)業(yè)層面上建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)化體系,建立綠色森林資源原料產(chǎn)業(yè)基地,發(fā)展綠色林副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)、高科技綠色森林產(chǎn)品深加工業(yè)和生態(tài)旅游業(yè),強(qiáng)化森林環(huán)境保衛(wèi)和水土保持[17].〔2〕碳匯林業(yè)。森林是最大的碳庫,它占有陸地生態(tài)系統(tǒng)地上部分碳庫的60%,土壤碳庫的45%,陸地生態(tài)系統(tǒng)與空氣交換CO2的90%與森林有關(guān)。森林在維持地球大氣的CO2和O2的動(dòng)態(tài)平衡、減少溫室效應(yīng)上起著宏大作用。因而,量化森林的生態(tài)效益、估算森林的碳儲(chǔ)量、評(píng)價(jià)森林的碳匯功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值已成為研究熱門。森林碳匯服務(wù)具有外部經(jīng)濟(jì)性、公共產(chǎn)品和稀缺性特征。當(dāng)前對(duì)碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值的估算方式方法主要有成本效益分析法、造林成本法、碳稅率法、碳稅法和造林成本法均值法等[18].〔3〕生物質(zhì)能源。利用林業(yè)生物質(zhì)資源能夠開發(fā)生物質(zhì)新材料、生物質(zhì)化學(xué)品和生物質(zhì)能源。當(dāng)前林木生物質(zhì)能開發(fā)的主要途徑是:直接燃燒,生物質(zhì)液化、氣化,固體燃料,生物質(zhì)發(fā)電等[19].當(dāng)前研究熱門是速生能源植物的培育和生物質(zhì)能源高效轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。〔4〕林紙一體化。林紙一體化正成為資源-加工-產(chǎn)品-回收循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典范。采取高科技、高投入、高產(chǎn)出、高效益的建設(shè)形式,大力建設(shè)速生豐產(chǎn)制漿原料林,推進(jìn)林業(yè)集約化經(jīng)營。選用速生樹種密植,采用超短輪伐期和中短輪伐期,通過撫育施肥提高木材產(chǎn)量,進(jìn)而克制傳統(tǒng)林業(yè)生產(chǎn)周期長、木材產(chǎn)量低、風(fēng)險(xiǎn)大、效益差的障礙。按噸紙?zhí)锷a(chǎn)形式,可在一畝土地上每年培育出干重1t以上的木材,并制成1t木漿,生產(chǎn)1t新聞紙[20].4應(yīng)用研究瞻望4.1研究意義和任務(wù)工業(yè)生態(tài)學(xué)按生態(tài)學(xué)理論看待、理解、分析、構(gòu)建、調(diào)整工業(yè)體系,并已構(gòu)成工業(yè)代謝分析、生命周期評(píng)價(jià)、清潔生產(chǎn)、物質(zhì)減量化、工業(yè)生態(tài)園等較完備的研究方式方法。它為林業(yè)產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能降耗減排、森林論證等熱門問題的研究提供了系統(tǒng)、先進(jìn)的理論和方式方法,將成為林業(yè)產(chǎn)業(yè)研究的有力工具。工業(yè)生態(tài)學(xué)應(yīng)用于林業(yè)產(chǎn)業(yè)的研究,其任務(wù)是:構(gòu)建基于工業(yè)生態(tài)學(xué)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)理論、方式方法和技術(shù)體系,建立林業(yè)資源培育和利用、林業(yè)產(chǎn)品使用和再利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)形式,建立林業(yè)產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)流、能量流、信息流優(yōu)化形式,建立林產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)的技術(shù)和方式方法體系,建立林業(yè)產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)機(jī)制,推進(jìn)森林資源和林產(chǎn)品物質(zhì)減量化技術(shù),提出林業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)工業(yè)園形式。4.2研究領(lǐng)域林業(yè)產(chǎn)業(yè)作為典型的資源循環(huán)型生態(tài)產(chǎn)業(yè),在其各領(lǐng)域均可有效地推進(jìn)工業(yè)生態(tài)學(xué)研究,包括森林培育、森林保衛(wèi)、森林工程、木材加工工程、林產(chǎn)化工、制漿造紙、道路與運(yùn)輸、森林旅游等。〔1〕森林培育與保衛(wèi)。研究定向利用的高效人工林樹種的培育,提高林木資源生長量;研究林地土壤養(yǎng)分循環(huán)機(jī)理和施肥機(jī)制,提高林地生產(chǎn)力;研究林木、灌木、植被的生長平衡關(guān)系,使森林生物量的產(chǎn)出最大;研究林分中生產(chǎn)者〔林木〕、消費(fèi)者〔動(dòng)物〕和分解者〔微生物〕的互相關(guān)系,到達(dá)三者的消長平衡;研究生態(tài)性森林保衛(wèi)機(jī)制,減少森林病蟲害,防治農(nóng)藥的污染排放?!?〕森林工程。研究森林采運(yùn)作業(yè)的物質(zhì)、能量、信息流動(dòng)形式,揭示森林作業(yè)系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理;研究生態(tài)采運(yùn)技術(shù),到達(dá)清潔生產(chǎn)要求;研究采運(yùn)系統(tǒng)中木材、土壤、水、生物質(zhì)以及能量的定性和定量流動(dòng)關(guān)系,優(yōu)化采伐方式和作業(yè)方式;研究森林道路、水路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建和運(yùn)營技術(shù),到達(dá)其全生命周期的優(yōu)化;研究林區(qū)物流系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸、儲(chǔ)存、搬運(yùn)與裝卸、包裝、配送、流通加工、信息處理的有機(jī)結(jié)合,到達(dá)物質(zhì)減量化?!?〕林產(chǎn)工業(yè)。研究木材加工和林產(chǎn)化學(xué)加工工藝經(jīng)過,揭示林產(chǎn)工業(yè)體系的代謝機(jī)理;研究木材和林化產(chǎn)品的全生命周期,推出生態(tài)型林產(chǎn)品的制造、使用和回用技術(shù);研究木材和森林原材料的高效利用和節(jié)約代用技術(shù),減少對(duì)森林資源原材料的消耗;研究林產(chǎn)工業(yè)的物質(zhì)減量化技術(shù),推進(jìn)節(jié)能降耗;研究林產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù),使廢能、廢物充分回收利用,到達(dá)降污減排目的;研究生物質(zhì)利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)能源脫碳。4.3研究層面工業(yè)生態(tài)學(xué)在林業(yè)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用研究可分宏觀、中觀和微觀3個(gè)層面。宏觀上的空間尺度可為全球、國家、全行業(yè)或區(qū)域性,時(shí)間跨度可為幾年到幾百年;中觀上立足于企業(yè)范疇及企業(yè)產(chǎn)品的全生命周期;微觀上則針對(duì)詳細(xì)的項(xiàng)目、產(chǎn)品的一部分生命經(jīng)過,如木材采運(yùn)工程、道路運(yùn)營經(jīng)過、制漿工藝經(jīng)過、產(chǎn)品使用經(jīng)過等。林業(yè)產(chǎn)業(yè)作為生態(tài)產(chǎn)業(yè),其研究熱門將圍繞工業(yè)與環(huán)境、工業(yè)與生態(tài)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等問題展開,并推動(dòng)產(chǎn)業(yè)體系的調(diào)整、整合、優(yōu)化和多樣化。工業(yè)生態(tài)學(xué)的研究將覆蓋生物質(zhì)利用、林紙一體化、林業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品構(gòu)造體系、碳匯林業(yè)、能源林業(yè)、林業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園、林業(yè)產(chǎn)品綠色制造等。以下為參考文獻(xiàn)[1]鄧南圣,吳峰。工業(yè)生態(tài)學(xué)--理論與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:18-28.[2]于秀娟,孫曉君,田禹,等。工業(yè)與生態(tài)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:80-128.[3]JouniKorhonen,MargaretaWihersaari,IlkkaSavolainen.Indus-trialecosystemintheFinnishforestindustry:usingthematerialandenergyflowmodelofaforestecosysteminaforestindustrysystem[J].EcologicalEconomics,2001,39〔1〕:145-161.[4]JouniKorhonen.Regionalindustrialecology:examplesfromre-gionaleconomicsystemsofforestindustryandenergysupplyinFinland[J].JournalofEnvironmentalManagement,2001,63〔4〕:367-375.[5]ThomasEnters.Trashortreasure?LoggingandmillresiduesinAsiaandthePacific[R].FAOAsia-PacificForestryCommis-sion.RAPPublication,2001〔6〕.[6]DominikRser,KarriPasanen,AnttiAsikainen.Decision-supportprogramEnerTreeforanalyzingforestresiduerecoveryoptions[J].BiomassandBioenergy,2006,30〔4〕:326-333.[7]Veli-MattiSaarinen.Theeffectsofslashandstumpremovalonproductivityandqualityofforestregenerationoperations-prelimi-naryresults[J].Biomassand
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