試論林業(yè)生物質(zhì)資源處理

趙晴瑜

摘 要|在分析林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)要素的基礎(chǔ)上，提出了利用林業(yè)生物質(zhì)資源直燃發(fā)電物流系統(tǒng)模式，以及為之服務(wù)的薪炭林，沙生灌木林和伐區(qū)剩余物集料處理物流系統(tǒng)模式，并對(duì)這兩種模式進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞|林業(yè);物流系統(tǒng);生物質(zhì)資源;集料處理

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如何高效、低成本地把漫山遍野的林業(yè)生物質(zhì)資源加以利用，進(jìn)行這些原料的收集、處理、運(yùn)輸是關(guān)鍵之一。這一過程是典型的物流系統(tǒng)工程， 也是我國林區(qū)生物質(zhì)資源開發(fā)利用、試驗(yàn)、試點(diǎn)示范和產(chǎn)業(yè)化研究的瓶頸問題。

林業(yè)生物質(zhì)資源作為我國最大的可再生碳資源，存量豐富、潛力巨大。我國現(xiàn)有大面積的薪炭林（300 多萬公頃），還有大面積的沙生灌木林（4500 多萬公頃）在平茬復(fù)壯過程中產(chǎn)生了大量的林業(yè)生物質(zhì)原料。在我國大約占全樹50% 的樹根和樹冠未被利用，全國每年可收集的林業(yè)剩余物約有 2 億多噸。這些剩余物扔在林區(qū)不僅資源浪費(fèi)巨大，而且占用林地，無法進(jìn)行更新造林。另外，小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果、油桐、烏桕、印楝、辣木等林果資源 也是重要的林業(yè)生物質(zhì)原料（面積超過 600 萬公頃，果實(shí)產(chǎn)量在 400 萬噸以上）。開展林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流技術(shù)的研究對(duì)于充分高效利用林木資源，凈 化環(huán)境，優(yōu)化資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建資源節(jié)約型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和社會(huì)主義新農(nóng) 村建設(shè)，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有長遠(yuǎn) 性和全局性的戰(zhàn)略意義。

林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)是指為達(dá)成高效、低成本收集利用林業(yè)生物質(zhì)資源而設(shè)計(jì)的相互作用的各要素的統(tǒng)一體。是在適宜的作業(yè)季節(jié)、立地條件，由所需要運(yùn)轉(zhuǎn)的林木資源、采集機(jī)具、打捆機(jī)具、碎化設(shè)備、運(yùn)輸工具、道路設(shè)施、燃料、人員及通信等所構(gòu)成的系統(tǒng)。

1???? 林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)要素

1.1? 一般要素

（1） 人員要素。人是這一系統(tǒng)的主要因素，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)施的主體，包括作業(yè)人員、設(shè)計(jì)人員、管理人員等，其工作態(tài)度、專業(yè)知識(shí)和基本技能一定程度上決定了系統(tǒng)的優(yōu)劣。

（2）???? 物料要素。是指薪炭材、沙生灌木、伐區(qū)剩余物和林果等作業(yè)對(duì)象， 也包括作業(yè)工具、機(jī)械、設(shè)施和消耗材料等。

（3）資金要素。

1.2? 支撐要素

（1）???? 設(shè)施要素。是組成這一系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)物資條件，包括林區(qū)道路、橋梁、加工場(chǎng)地、倉儲(chǔ)設(shè)施、能源設(shè)施等。

（2）???? 裝備要素。物流裝備在很大程度上決定了系統(tǒng)的運(yùn)作效率，如枝條歸集機(jī)械、碎化設(shè)備、裝卸機(jī)械、運(yùn)輸設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備等。

（3）???? 信息網(wǎng)絡(luò)要素。這是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的靈魂，指與系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的資金信息、生產(chǎn)信息、需求信息傳送環(huán)境。

1.3? 功能要素

（1）加工處理要素。為了提高物流系統(tǒng)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，需要進(jìn)行枝條歸集打捆、粉碎，林果脫殼、去翅等加工作業(yè)。

（2）運(yùn)輸要素。包括林地運(yùn)輸、短途運(yùn)輸、長途運(yùn)輸?shù)取?/p>

（3）儲(chǔ)存要素。包括枝條晾曬、散料儲(chǔ)存等。

1.4? 軟要素

是指保證林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)真正運(yùn)轉(zhuǎn)起來的組織管理、標(biāo)準(zhǔn)化體系、政策法規(guī)、科學(xué)技術(shù)水平等軟件的影響因素。

2???? 林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)模式的建立

根據(jù)物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的影響因素和所要遵循的基本原則，結(jié)合我國目前薪炭林、沙生灌木林、伐區(qū)剩余物、林果資源收集處理的現(xiàn)狀，我們建立了林業(yè)生物質(zhì)資源直燃發(fā)電物流系統(tǒng)模式。該模式是由生物質(zhì)熱電企業(yè)和林農(nóng)組成的廣義的林業(yè)生物質(zhì)資源直燃發(fā)電物流系統(tǒng)模式，主導(dǎo)者為生物質(zhì)熱電企業(yè)。由于產(chǎn)品完全自用，所以整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)是封閉式的，受外界因素影響不大， 接近于企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)物流。由于不同的原料的生產(chǎn)環(huán)境差別較大，我們給出了以下幾種狹義的林業(yè)生物質(zhì)資源集料處理物流系統(tǒng)模式，即生產(chǎn)工藝過程的物流活動(dòng)。

2.1? 薪炭林、沙生灌木林集料處理物流系統(tǒng)模式

我國薪炭林的地形地質(zhì)特點(diǎn)是絕大部分分布在偏遠(yuǎn)的丘陵地帶，坡度較大， 而且較為分散，樹種復(fù)雜多樣。我國現(xiàn)有沙生灌木林對(duì)防風(fēng)固沙起到了無法估量的作用，每隔 4、5 年需要進(jìn)行平茬復(fù)壯作業(yè)，這一過程中產(chǎn)生了大量的林業(yè)生物質(zhì)原料。沙生灌木林大多數(shù)分布于干旱、半干旱西北地區(qū)，地勢(shì)平坦，樹種較少。雖然薪炭林和沙生灌木林的立地條件差別很大，但是，道路設(shè)施、裝備條件、通信網(wǎng)絡(luò)等物流要素相近，收集處理這些寶貴的生物質(zhì)資源的工藝過程相同。

2.2? 伐區(qū)剩余物集料處理物流系統(tǒng)模式

森林生長全過程的資源中，除了原條用于木材加工，其它都是剩余物，它們都可以用于生物質(zhì)能源的開發(fā)。由于我國林業(yè)六大工程的實(shí)施，天然林采伐作業(yè)基本停止，目前的采伐作業(yè)都是在人工林地進(jìn)行。人工林大多地形平坦， 樹種單一，而且較為集中，比較適于進(jìn)行大規(guī)模機(jī)械化作業(yè)。

伐區(qū)剩余物主要有兩部分組成，一是枝丫、樹頭（冠），二是伐根。對(duì)于這些資源的回收利用，我國在八十年代就進(jìn)行了較為深入的研究和探索，取得了大量的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

3???? 系統(tǒng)模式的分析評(píng)價(jià)

3.1? 薪炭林、沙生灌木林集料處理物流系統(tǒng)模式的分析評(píng)價(jià)

打捆歸堆是這一物流系統(tǒng)中的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，其位置應(yīng)選在伐區(qū)中部、農(nóng)林拖拉機(jī)容易達(dá)到的地方。這個(gè)區(qū)域受地形地貌的影響，無法采用大型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，必須以當(dāng)?shù)貜V大林農(nóng)為主體，與他們的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，采用小型機(jī)械和手工機(jī)具并用的作業(yè)方式，充分調(diào)動(dòng)他們參與生產(chǎn)作業(yè)的積極性，確保整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

碎化處理是這一物流系統(tǒng)中的第二個(gè)結(jié)點(diǎn)，其位置應(yīng)選在幾個(gè)第一結(jié)點(diǎn)的中部、大型運(yùn)輸汽車容易達(dá)到、最好是有動(dòng)力電的地方。該結(jié)點(diǎn)的運(yùn)行以生物質(zhì)直燃發(fā)電企業(yè)為主體，關(guān)鍵是要配置高效、適用的枝丫粉碎設(shè)備和散料運(yùn)輸車輛。

原料存儲(chǔ)是這一物流系統(tǒng)中的第三個(gè)結(jié)點(diǎn)，其位置應(yīng)選在發(fā)電廠適當(dāng)?shù)牡胤健５谝唤Y(jié)點(diǎn)與第二結(jié)點(diǎn)之間的物流輸送單元為樹捆，經(jīng)過晾曬和集中打捆處理后屬于減量物流;第二結(jié)點(diǎn)與第三結(jié)點(diǎn)之間的物流輸送單元為集裝散料，經(jīng)過碎化處理后也屬于減量物流;物流效率將會(huì)提高。

3.2? 伐區(qū)剩余物集料處理物流系統(tǒng)模式的分析評(píng)價(jià)

伐區(qū)枝丫、樹頭歸集晾曬和樹根挖掘清理劈根晾曬是物流系統(tǒng)中的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，其位置就在伐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)原木歸集作業(yè)的地方。可以采用枝丫收積機(jī)、移動(dòng) 式攪盤機(jī)、起重臂、伐根挖掘機(jī)、清理機(jī)、劈根機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于 機(jī)械無法達(dá)到的地形復(fù)雜區(qū)域，可以采用牛馬套、人工挖掘的方式進(jìn)行輔助作業(yè)。

伐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)碎化處理是物流系統(tǒng)中的第二個(gè)結(jié)點(diǎn)，其位置就在第一結(jié)點(diǎn)的附近、大型運(yùn)輸汽車容易達(dá)到的地方，這里一般沒有動(dòng)力電。該結(jié)點(diǎn)的運(yùn)行還是以生物質(zhì)直燃發(fā)電企業(yè)為主體，要配置高效、適用的移動(dòng)式枝丫粉碎設(shè)備和散料運(yùn)輸車輛。

4???? 結(jié)論

（1）???? 物流系統(tǒng)的綜合性特點(diǎn)決定了物流系統(tǒng)工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)必須與我國國情相結(jié)合。要與社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)相結(jié)合，堅(jiān)持以生態(tài)建設(shè)為主的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，積極推動(dòng)生態(tài)文化建設(shè)，堅(jiān)持以改革作為根本動(dòng)力， 建設(shè)發(fā)達(dá)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。

（2）???? 物流系統(tǒng)的實(shí)踐性特點(diǎn)決定了物流系統(tǒng)工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。對(duì)于薪炭林、沙生灌木林集料處理物流系統(tǒng)模式來說，目前還只停留在理論研究和規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。要想收集利用這些寶貴的生物質(zhì)資源，國家和有關(guān)企業(yè)應(yīng)投入資金進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的深入研究和試驗(yàn)示范。進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)模式，研發(fā)配套設(shè)備。

（3）???? 林業(yè)生物質(zhì)資源回收利用的最大成本就是運(yùn)輸成本。木質(zhì)物料是密度較低的物質(zhì)，運(yùn)輸要占用相當(dāng)大的容積，往往使運(yùn)輸車輛達(dá)不到額定的裝載量。同時(shí)，物料還含有大量水分，這些水分隨同整個(gè)物流過程形成了無效運(yùn)輸，而且水分還容易使原料在物流過程中變質(zhì)。國內(nèi)外已有的經(jīng)驗(yàn)證明，采用本文所提出的減量物流的系統(tǒng)模式可以節(jié)約運(yùn)費(fèi) 50%，對(duì)于伐區(qū)剩余物集料處理物流系統(tǒng)模式而言，還可以多回收伐區(qū)剩余枝丫 18.83%。

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Discussion on Forestry Biomass Resource Treatment

Zhao Qingyu

Tarim University， Alar

Abstract： Based on the analysis of the main elements of the forest biomass resource aggregate processing logistics system， the direct combustion power generation logistics system model of forest biomass resource and the service model of fuel forest， sand shrub and logging area residual aggregate processing logistics system were put forward， and the two models were analyzed and evaluated.

Key words： Forestry; Logistics system; Biomass resources; Aggregate processing