林木固碳效应与绿色保障

随着气候的变化以及全球变暖，尤其是一些极 端天气的出现，温室气体的减排越发受到人们的重视。林木在碳汇储存领域具备无可比拟的优势。本书由东北林业大学李坚院士团队编写，汇集了多年的实验数据和研究成果，对于林木碳汇研究具有重要参考意义。 

本书主要介绍了人工林木材解剖和物理特征对木材碳素储存量的影响、不同经营措施（立地条件、气候条件、培育措施）对木材碳素储存量的影响、木材碳素储存量的分形研究、木制品碳素储存周期的评价、木材的绿色保障等研究内容，弥补了我国木材碳素储存研究的不足，为提高木材碳素储存量、定向经营高固碳效果的人工林红松提供了理论基础和数据支持。

郭明辉，东北林业大学机械学院，教授，博士生导师，黑龙江省哈尔滨市人。1986年毕业于东北林业大学,现为东北林业大学教授、博士、硕士研究生导师。一直从事教学和科研工作，曾主持完成了中国博士后基金项目1项，黑龙江省自然科学基金项目1项，哈尔滨市自然科学基金项目1项，省攻关子课题1项。在”八五”项目关于”材质分析、材质早期预测研究”，”九五”攻关项目”白桦良种选育技术的研究”中做出了重要贡献。先后获得中国高校科学技术进步一等奖1项，黑龙江省科技进步二等奖2项，黑龙江省*教学成果优 秀奖1项。1998年获得校”青年科技先进个人”荣誉称号2002年11月被评为东北林业大学拔尖人才。曾出版专著1部，参编著作2部，在国内外学术刊物和国际会议上发表学术论文达40余篇。

1绪论1

1.1环境与发展1

1.1.1全球气候变化对森林生态系统的影响2

1.1.2应对气候暖化的行动3

1.1.3碳素储存理论的提出4

1.1.4固碳价值的研究5

1.2林木的固碳效应6

1.2.1森林生态系统的碳平衡问题6

1.2.2森林生态系统的固碳功能6

1.2.3木材及木制品碳素的储存8

1.2.4林木固碳研究的发展趋势10

1.3主要研究内容10

1.3.1木材解剖和物理特征对碳素储存量的影响10

1.3.2经营措施对木材碳素储存量的影响11

1.3.3木材碳素储存量的分形研究11

1.3.4木制品碳素储存周期的评价11

1.3.5木材的绿色保障11

参考文献12

2林木固碳效应与绿色保障研究方法17

2.1试验材料17

2.1.1人工林红松的资源现状17

2.1.2试样采集17

2.2技术路线19

2.3试样制备与测试方法20

2.3.1木材碳素储存量的计算20

2.3.2木材解剖特征的测定21

2.3.3木材物理特征的测定23

2.4数据处理与分析方法24

参考文献25

3木材解剖和物理特征对碳素储存量的影响27

3.1木材碳素储存量的径向变异27

3.2木材解剖特征对碳素储存量的影响规律29

3.2.1管胞长度29

3.2.2管胞直径33

3.2.3管胞壁厚36

3.2.4长宽比38

3.2.5壁腔比41

3.2.6胞壁率42

3.2.7微纤丝角45

3.3木材物理特征对碳素储存量的影响规律48

3.3.1生长轮密度48

3.3.2生长轮宽度51

3.3.3晚材率54

3.3.4生长速率56

参考文献60

4经营措施对木材碳素储存量的影响61

4.1林木的碳素储存62

4.1.1森林固碳量的来源与形成过程63

4.1.2不同经营措施对森林碳汇的影响63

4.2不同立地条件下的木材碳素储存65

4.2.1人工林生长与立地条件的关系65

4.2.2地理位置67

4.2.3坡位69

4.2.4土壤类型77

4.3不同气候条件下的木材碳素储存81

4.3.1人工林生长与气候因子的关系82

4.3.2平均气温84

4.3.3平均地温85

4.3.4日照百分率86

4.3.5相对湿度89

4.3.6降水量91

4.3.7气候因子交互影响93

4.4不同培育措施下的木材碳素储存99

4.4.1人工林生长与培育措施的关系100

4.4.2林分结构101

4.4.3初植密度104

4.4.4间伐与未间伐105

4.5高碳素储存量的优质人工林经营措施110

参考文献111

5人工林木材碳素储存量的分形研究115

5.1分形理论115

5.1.1分形理论的定义及种类115

5.1.2分形维数118

5.1.3分形理论在木材科学中的应用120

5.1.4分形理论的发展趋势121

5.2不同地理位置木材碳素储存量的分形研究121

5.2.1木材碳素储存量的径向变异比较121

5.2.2幼龄材碳素储存量的分形分析123

5.2.3成熟材碳素储存量的分形分析126

5.3不同坡向木材碳素储存量的分形研究129

5.3.1木材碳素储存量的径向变异比较129

5.3.2幼龄材碳素储存量的分形分析131

5.3.3成熟材碳素储存量的分形分析132

参考文献135

6木制品碳素储存周期的评价138

6.1木材碳素储存的延伸138

6.1.1木材的碳素储存与排放过程138

6.1.2木材保护技术140

6.2木制品的碳素储存143

6.2.1木制品的分类143

6.2.2木制品的碳素储存145

6.3木制品碳素储存周期的评价146

6.3.1木制品的生命周期146

6.3.2木制品碳素储存周期的评价149

参考文献153

7木材的绿色保障157

7.1木材的生态学属性157

7.1.1木材的自然美与艺术特性157

7.1.2木材的生物结构特性162

7.1.3木材与生态环境的相互关系162

7.2木材的环境学属性163

7.2.1环保的“4R”原则163

7.2.2木材是一种“多R”材料163

7.2.3木材的多R特性与环境响应165

7.2.4木材的节能减排与环境效应166

7.3木材的智能性调节功能168

7.3.1木材的隔热性与温度调节168

7.3.2木材的吸湿性与湿度调节169

7.3.3木材的生态性与生物调节170

7.4木材是绿色环境人体健康的贡献者176

7.4.1木材与绿色环境生态效益176

7.4.2木材与人体健康176

参考文献177

 

全球变暖是人类社会可持续发展面临的重大挑战之一，主要是由人类活动所制造的温室气体特别是CO2的不断增加导致。随着全球温室效应问题的越来越严重，固定和储存CO2已经成为当今全球暖化研究的重要内容。而树木作为森林的主要组成部分，通过光合作用吸收大气中大量的CO2，再将碳素储存在体内，可以降低大气中CO2的浓度，减缓温室效应。木材作为树木的主体，是一种环保、节能、可再生以及可循环利用的生态材料，木材中含有碳超过50%，所以，利用木材固定和储存碳素，是平衡大气中CO2含量、节能减排及提高生态效益的有效途径，具有不可替代的内在价值。木材比同种用途的其他材料在工业和生活用材上更能突显出碳素储存、低碳节能的优越性。就此，本书着重介绍了木材的固碳效应与绿色保障问题。全书共分7个部分，分别介绍林木固碳效应与绿色保障研究方法；木材解剖和物理特征对碳素储存量的影响；经营措施对木材碳素储存量的影响；人工林木材碳素储存量的分形研究；木制品碳素储存周期的评价；木材的绿色保障等。本书从多角度综合分析了林木的固碳效应和绿色保障，引入了国内外较新的研究成果和论点论据，注重科学应用，学科交叉性强，并与具体生产实际紧密结合，为高固碳效果林木的定向经营和碳平衡的深入研究提供了理论依据。本书可供木材学、木材加工、木材保护、木材循环利用、林学等领域的研究人员、技术人员以及高等院校师生参考。本书由黑龙江省应用技术研究与开发计划“结构用木质复合材料构件制造关键技术与示范”（合同编号GX16A002）、高等学校博士学科点专项科研基金项目“红松人工林及其木制品生物固碳机制的研究”（20110062110001）、云南省教育厅科学研究基金项目（2018JS344）共同资助完成。特致殷切谢意！限于著者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请有关专家和广大读者批评指正，提出宝贵建议。秦磊2018年6月