薪材-智汇三农
时间: 2024-02-11 15:21:00 | 作者: 半岛游戏
薪材是最早被人类利用的能源。至今在发展中国家人民的生活用能中仍占有主体地位。在东南亚,薪材占生活总能耗的42%,非洲为58%。全世界约有15亿人从木材中得到所需能源的90%,另外有10亿人在所需要的能源中,至少有50%来自木材。全世界每年采伐的木材,几乎一半以上被用于烧饭和取暖。1985年中国农村里的生活用能消耗薪材约2.
木质燃料的统称。薪材是最早被人类利用的能源。至今在发展中国家人民的生活用能中仍占有主体地位。在东南亚,薪材占生活总能耗的42%,非洲为58%。全世界约有15亿人从木材中得到所需能源的90%,另外有10亿人在所需要的能源中,至少有50%来自木材。全世界每年采伐的木材,几乎一半以上被用于烧饭和取暖。1985年中国农村里的生活用能消耗薪材约2.76亿吨,生产用能消耗约5000万吨,共占农村总耗能的47%。薪材来源于林木,主要来自于薪炭林。薪炭林的特点是生长快而萌发能力强,轮伐期短,产量高,适应能力强,成本低。世界很多国家都已认识到薪炭林作为一种可再次生产的能源的价值和地位,并对其生产、利用和研究给予了极大关注。法国从1980年开始执行系统的能源林开发计划,打算到2000年使绿色能源的使用量由350万吨提高到1000万吨油当量。印度计划到2000年发展薪炭林3200万公顷。韩国1959~1977年有计划地营造了64万公顷薪炭林,基本解决了农村对薪材的需求。菲律宾1979年确定了一项利用木材发电以代替石油进口的计划。巴西自20世纪60年代以来,营造了大面积以桉树为主的薪炭林,木炭已成为巴西钢铁工业的主要能源。美国惠好公司年产纸浆420多万吨,全公司消耗能源的55%是用自产的木片、锯屑、树皮和采伐剩余物,该公司到1990年利用生物能源约可达到90%。美国的一些林业科研机构已将木材能源的研究列为战略性课题。中国到70年代末,全国仅有薪炭林360多万公顷。在严重短缺的情况下,自1981年开始,薪炭林的营造已正式纳入国家计划。1981~1987年,全国共营造薪炭林约280万公顷。
应以薪材的供需关系、生产现状和生产潜力为主要是根据,考虑当地人口的增长、能源发展和供应的前景,薪材供应的现况和未来需求,宜林地面积和自然与社会经济情况等因素。中国薪炭林的营造多以乡村集体或农户家庭为单位做,从各种需要和经济的效果与利益的方面出发,妥善处理薪炭林与用材林、防护林、经济林的关系,务使薪炭林的发展有一个科学、合理的比例。
是薪炭林营造成败的关键。选择的原则有两条:一是选用节能和高能树种;二是乡土树种优先,引进外来树种要经过试验。当前,国际上公认的能源树种选择标准是:①生存能力强的先锋树种;②速生高产、轮伐期短;③热值高;④萌生能力强;⑤最好具有固氮能力;⑥多用途,如固土护坡、放牧、遮荫、食用、香料、蜜源、药材、树脂树胶、染料、纸浆等;⑦木材易干燥;⑧燃烧时无毒、烟少、不爆火花、不熏人、不会使食物产生怪味;⑨便于加工运输;⑩可直接产生液体燃料的柴油树。
世界各地都有一些适于薪炭林种植的先锋树种,在不利的土地条件下,具有适应能力强、繁殖力强、竞争力强的特点,在天然情况下可以在毁坏了的林地上自己生长起来,并能适应瘠薄土壤,抗风抗旱。其中大部分树种无需苗圃育苗,采取人工直播或飞机播种即可成林。当树木砍伐后其根桩的休眠芽和不定芽可以产生新的萌条,不需要重新造林即可反复收获,而且在一个轮伐期内,其生物产量往往高出一般用材林几倍甚至十几倍。中国各地的优良薪炭林树种,如东北地区的短序松江柳、蒿柳、蒙古栎、辽东栎、胡枝子、杨树、桦树;华北地区的刺槐、沙棘、紫穗槐、栓皮栎、麻栎、油松、杨树、旱柳、荆条;西北地区的沙枣、沙棘、红柳、花棒、柠条;南方热带、亚热带地区的台湾相思、大叶相思、新银合欢、簕仔树、任豆、黑荆树、铁刀木、黎蒴、石栎、青冈栎、麻栎、窿缘桉、柠檬桉、马尾松、木麻黄、木荷、旱冬瓜等。只要因地制宜地选择,并科学地营造管理,就会取得成功。
按经营目的,薪炭林具有不一样于用材林、防护林、经济林的经营类型和作业方式,大致有以下几种。
通常选用萌生力强的阔叶树种进行萌芽更新,轮伐期一般3~5年,主要树种为栎类、灌木柳、刺槐、紫穗槐、沙棘、桉类、相思类等,多为纯林,较少混交,直播或植苗造林,实行平茬作业,每公顷平均年产干柴少则7~15吨,多则20~30吨。如果经营得当,这种薪炭林一般可维持三四十年甚至上百年而不衰。
靠速生树种的生产潜力和提高集约经营强度以达到速生高产的目的。集约经营的主要措施是选用良种壮苗、灌溉、施肥、精细管理。所选树种不一定都具萌芽能力,而要高度密植,轮伐期一般4~8年。这种薪炭林比一般林分年生物产量可增加4~5倍或更多。
是保留树的主干不断截,取其萌生枝条作为薪材的作业方式。一般在树高1~2.5米处截断树干,砍去树冠,使其萌生枝条,待长到预定规格时再行砍伐利用。经多次砍伐,其砍口处不断增大而成瘤状,形似人头,树桩又较高,故称头木作业。中国长江流域及北方一些地区常采用此法用柳树插干造林。云南省西双版纳傣族农民利用铁刀木(树种)头木作业生产薪材已有悠久历史。
中国江苏、浙江、安徽等省利用松树采取此种作业方式生产薪材已有数百年历史。一般造林后第6年锯去松树主梢,在树高1米以上处留一对粗壮枝条,作为一级枝,然后在这一对一级枝上各选留一对二级枝,其余侧枝每隔1~2年截取一次作为薪材。这样不断截梢,形成多次分枝树冠,其状如鹿角,故称“鹿角桩”。这种作业树冠扩展,光合作用面积大;故产量较高。在轮伐期内,平均每公顷每年可得干柴2吨,同时树干较矮,采伐方便。
许多用材树种同时也是优良的薪炭林树种,如杨树、马尾松、麻烁、栓皮栎、窿缘桉等,通过对用材林的抚育间伐、整枝就可以获得薪材。用材林一般初植密度较高,为促进干材生长,从造林到主伐中间通常要经过三次抚育间伐和多次人工整枝。第一次间伐阔叶树大都在4~7年,针叶树在10~15年,采取隔株成隔行间伐方式,并伐去有病虫害及受机械损伤的树木。间伐强度按株数计算一般不超过40%,以后每隔3~5年再间伐一次,按株数计算的间伐强度控制在20%~30%之内。修枝切勿过度,以保证树木有足够的光合作用叶面积。林木最后主伐时,其采伐剩余物亦可作为薪材。这种作业类型不仅中国,其他几个国家也有采用。
在同一块林地上选择适宜搭配的乔木和灌木树种,进行带状或株间混交,形成复层混交结构。上层木实行乔木作业以培育用材,下层木实行矮林作业生产薪材。中国南方各地的马尾松与木荷、马尾松与黎蒴、窿缘桉与大叶相思、薄皮大叶桉与任豆等乔灌结合的混交林均属此种类型。这种高矮结合的混交林形成垂直树冠,可提高光能利用率,增加林分生物产量和薪炭林的稳定性,并防止病虫害的滋生和蔓延。
薪炭林的营造,要经过采种、育苗、造林地准备,栽植及抚育管理等程序,同样要坚持适地适树、良种壮苗、密度适当、细致整地、精心栽植、及时抚育、加强保护等科学造林的基本措施。造林技术应注意以下几点:①优先选用乡土树种。土生土长的树种经过长时期的自然选择,对当地的自然条件有很强的适应性,而且群众在长期实践中积累了丰富的栽培经验,对乡土树种也要不断选优,克服退化现象。②合理密植。为使薪炭林获得理想的薪材产量,造林密度要合理加大。中国主要薪炭林树种的造林密度可参考下表。③重视林地土壤肥力的护养。由于薪炭林的采伐周期较短,地力消耗较大,如不注意地力的恢复,林分长势就会逐渐衰退,由此减少薪材产量。在资金和肥源不足,靠施肥养护地力难以做到时,可行的方法一是尽量把林木的落叶保留在林地;二是多选用有根瘤菌的豆科树种。在林木的矿物质营养中,树叶约含10%以上,如每年的落叶能归还林地,就可基本保持营养的东西的正常循环。豆科树种一般有通过根瘤固氮的能力,即使不施肥也能使林地土壤肥力得以保持甚至提高。④加强管护与合理樵采。薪炭林一般距离居民点较近,易遭人畜践踏毁坏,必须加强幼林管护。合理樵采包含确定适宜的轮伐期,采伐量及采伐季节。薪炭林的初伐龄、采伐间隔期要根据各地经济情况和研究试验成果合理确定,若因缺柴而过度樵采,势必导致林分衰退,产量递减。实行平茬或头木、鹿角桩作业的薪炭林,应在冬末春初树木停止生长的季节进行,以利树木萌芽更新或萌生新的枝条。封山育林是利用林木的天然更新能力,辅以人为的管护及促进措施,达到恢复林木植被的一种营林手段。中国目前约有0.27亿公顷适于封山育林的林地;这项工作搞好了,不仅有助于生态环境的改善,而且对解决农村薪材短缺问题,必将发挥重要作用。
中国农村的薪材主要用作燃料,其热值一般为16744千焦/千克,比油料、煤炭的热值低,但比农作物秸秆和茅草等的热值为高。使用旧式炉灶,直接烧用薪材,热效率仅15%左右。20世纪80年代初以来,国家在农村大力推广经过改良的新式节柴炉灶,取得了明显效益。节柴灶的热效率可提高到20%~30%,正常使用下可节省燃料1/3~1/2。在今后相当长时期内,直接燃烧薪材还是最基本的利用方式。所以,节柴炉灶的标准化、商品化和普及对缓解薪材供应紧张有重大意义。
将木质燃料热压制成木块、木棒、木砖及蜂窝木屑块等成型燃料,可大大减小体积,既便于运输,又便于使用。已在许多国家中普及,中国尚处于试点阶段。木炭经薪材经碳化或蒸馏而制成的一种无烟、耐烧,便于使用的木质燃料,在发展中国家和发达国家,木炭生产都呈现出发展的趋势。将薪材转化为电能以及气态、液态能源,是薪材更高级的利用技术。美国加利福尼亚电力公司在马德拉兴建了年产3亿度电的木质燃料热电厂。菲律宾的首批木电厂也已投入到正常的使用中。有些国家已经采用木质燃料的气化技术,小型气化装置已广泛商品化。中国ND400型和ND700型木气生产装置已通过国家级鉴定,并在木材加工公司使用。木质能源的液化技术在全球范围内尚未进入实用阶段,中国的木材水解技术因耗能甚高,目前仅用于生产工业酒精,其水解工艺还有待继续研究改进。
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