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基于生命周期评价理论的人工林作业资源—环境—经济影响研究

陈俊松  
【摘要】:森林采伐逐渐由天然林为主过渡到以人工林为主,人工林生产的木材在木材总产量中的比重也越来越高。与天然林相比,人工林作业面临更多的资源、环境和经济问题。因此,有必要对人工林作业的资源-环境-经济影响进行深入研究。本文依据生命周期评价理论,在参考国内外研究成果的基础上,分析了人工林作业生命周期的资源、环境和经济影响。完成的主要工作和取得成果如下: (1)利用内部集散物流分析方法建立了针对林区层面的人工林物质流分析方法和模型,确定并量化了人工林营养物质和生物质流动的数量、结构和特征。结果表明,林木从土壤中吸收的营养物质70%存留在立木中,余下30%随枯枝落叶或淋溶作用回流到土壤中;林木生长形成的生物量中有60%以原木的形式被利用。 (2)针对人工林作业对资源的消耗和环境排放的量化问题,本文基于清单分析的过程分析法,完成人工林作业系统的过程向量、技术矩阵和交互矩阵,计算出清单分析结果。结果表明,人工林作业对自然资源的消耗中原油最高,对环境的排放物质中CO2最高。 (3)依据生命周期影响评价的基本框架和步骤,在参考目前国际上特征化因子的计算方法的基础上,利用国内资源数据并结合人工林作业特色,计算并确定了各种影响类型的特征化因子、归一化基准值以及权重,最后得到资源消耗指数和环境消耗指数两种指标。结果表明,人工林作业资源消耗指数远大于环境影响指数,但污染物质排放所造成的影响明显大于不可再生资源消耗。环境影响类型中温室效应产生的影响最大。 (4)依据生命周期成本分析理论,分别采用折现现金流分析、实物期权分析和系统动力学仿真模拟,全面计算了人工林作业的经济价值。并对人工林采-集系统进行动力学模拟。结果表明,人工林作业主要的成本为抚育作业成本,主要的不确定性为木材价格的变动。但若经营者拥有选择期权,则不确定性能为经营者带来更多的收益。此外,动力学仿真结果表明,采造设备的投入量会影响集材设备的单位成本和效率。 (5)本文利用所提出的资源-环境-经济影响分析方法,编制完成了人工林作业生命周期评价系统,并在实地调研的基础上,完成了48种人工林作业模式的资源、环境和经济影响计算,并用灰色聚类法进行综合评价。评价结果表明,“手板车集材+汽车运材”是比较理想的作业模式。15a生杉木整体评价高于其它林分及轮伐期。


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