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第1篇 采运工程生态学概述3

第1章 工业生态学与工程生态学3

1.1 工业生态学简介3

1.1.1 工业生态学的内涵3

1.1.2 工业生态学的研究特点3

1.1.3 工业生态学理论框架4

1.1.4 工业生态学研究方法5

1.2 工程生态学简介6

1.2.1 工程与工程生态学6

1.2.2 工程生态学的研究方向8

1.3 森林工业生态学研究9

1.3.1 森林工业生态系统9

1.3.2 森林工业中的生态流分析10

1.3.3 木材采运系统的工业生态学研究方向11

1.4 采运工程生态学研究案例12

1.4.1 木材采运系统物质流与能量流模式的分析13

1.4.2 原木采集生产的生物质流特征分析16

1.4.3 生态效率应用于采运系统研究的分析22

第2章 生态采运学研究28

2.1 生态采运学的发展与现状28

2.1.1 生态采运学的产生28

2.1.2 生态性采伐的作业系统28

2.1.3 森林生态采运体系28

2.1.4 生态森林工程学29

2.1.5 基于工业生态学的生态采运研究29

2.1.6 国际上与生态采运相关的概念30

2.2 生态采运的技术体系30

2.2.1 规划设计技术30

2.2.2 采运生产工艺31

2.2.3 采运作业技术31

2.2.4 采运工程管理31

2.3 生态采运的发展趋势31

2.3.1 研究目标和研究对象31

2.3.2 生态采运研究内容体系32

2.3.3 生态采运研究方法体系32

2.3.4 生态采运的标准体系32

2.3.5 生态采运应用技术体系33

第2篇 南方人工林生态采运作业系统研究37

第1章 不同采运作业方式对林地土壤的影响37

1.1 不同采运作业方式对林地土壤物理性质的影响37

1.1.1 皆伐作业对不同林分结构人工林林地土壤物理性质的影响37

1.1.2 集材作业对林地土壤物理性质的影响44

1.1.3 运材作业对林地土壤物理性质的影响53

1.2 不同采运作业方式对林地土壤化学性质的影响56

1.2.1 皆伐作业对不同林分结构人工林林地土壤化学性质的影响56

1.2.2 集材作业对林地土壤化学性质的影响58

1.2.3 运材作业对林地土壤化学性质的影响60

1.3 不同采运作业方式对林地土壤理化性质影响的分析61

1.3.1 皆伐对不同林分结构人工林林地土壤性质影响的分析61

1.3.2 不同集材作业方式对林地土壤理化性质影响的分析64

1.3.3 不同运材作业方式对林地土壤理化性质影响的分析68

1.3.4 小结与讨论70

1.4 采集作业对林地土壤侵蚀的影响71

1.4.1 试验地概况71

1.4.2 皆伐作业对林地坡面土壤侵蚀的影响72

1.4.3 集材作业对林地土壤侵蚀的影响73

第2章 皆伐作业对林地植被的影响与恢复76

2.1 皆伐对杉阔混交人工林林地植被的影响76

2.1.1 试验地区概况76

2.1.2 研究方法76

2.1.3 结果与分析76

2.2 皆伐对短轮伐期尾叶桉人工林林地植被的影响79

2.2.1 试验地区概况79

2.2.2 研究方法80

2.2.3 结果与分析80

2.3 皆伐对2种不同林分结构林地植被影响的分析82

2.4 结果与建议82

第3章 不同运材方式对森林生态环境的影响84

3.1 公路运输对生态环境的影响84

3.1.1 修建运材道路对生态环境的负面影响84

3.1.2 木材运输车辆排放尾气对生态环境的影响85

3.2 水路运材对生态环境的影响85

3.2.1 河道整治对环境的影响85

3.2.2 木材水运对生态环境的影响85

第4章 不同采集作业方式对森林景观生态的影响87

4.1 森林景观与林业的可持续发展87

4.2 景观要素的基本类型87

4.2.1 斑块88

4.2.2 走廊89

4.2.3 本底89

4.3 不同采集作业方式对森林景观生态的影响90

4.3.1 主伐作业方式的影响90

4.3.2 集材作业方式的影响93

4.4 采集作业与森林的破碎化及其生态后果94

4.5 减少采集作业对森林景观生态影响的措施95

4.5.1 合理确定伐区大小和形状95

4.5.2 合理确定伐区配置形式95

4.5.3 合理确定伐区集运材道路网密度96

4.5.4 在皆伐迹地上保留一定数量的活立木96

4.5.5 迹地清理改火烧法为散铺法96

4.5.6 伐区木材生产规划应以县、市为单位96

第5章 皆伐不同迹地清理方式对林地土壤温度的影响97

5.1 试验区域概况与研究方法97

5.1.1 试验区域概况97

5.1.2 研究方法97

5.2 不同林分结构林地皆伐前后土壤温度的变化98

5.3 不同迹地清理方式对林地土壤温度影响的分析比较99

5.3.1 带堆法与散铺法对土壤温度影响的比较99

5.3.2 火烧法与散铺法对土壤温度影响的比较99

5.3.3 火烧法与带堆法对土壤温度影响的比较100

5.4 皆伐不同迹地清理方式对林地生境的影响100

5.5 结论与讨论100

第6章 人工林生态采运工艺与设备的选优102

6.1 人工林伐区木材生产工艺类型及其选优102

6.1.1 人工林伐区木材生产主要工艺类型102

6.1.2 伐区木材生产作业工艺类型选优102

6.2 人工林伐区采集作业设备的选优104

6.2.1 作业设备选择的原则104

6.2.2 伐区作业设备选型的方法104

6.2.3 人工林伐区主要采集作业设备的特点及适用条件105

6.3 木材运输工艺与设备107

6.3.1 木材公路运输工艺与设备107

6.3.2 水路运材工艺与设备109

6.3.3 木材铁路运输110

6.3.4 闽西北人工林木材运输模式研究110

6.4 采伐迹地清理方式与更新造林方案选优114

6.4.1 采伐迹地清理方式114

6.4.2 更新造林方案选优115

第7章 人工林生态采运作业系统综合效益评价与作业模式优化116

7.1 经济效益分析116

7.1.1 采伐作业（皆伐）经济效益分析116

7.1.2 集材作业经济效益分析120

7.1.3 运材作业经济效益分析126

7.1.4 伐区不同作业模式作业费用计算128

7.1.5 伐区常用集运材作业模式经济效益评价数学模型130

7.2 生态效益分析132

7.2.1 采伐段生态效益评价指标值132

7.2.2 集材段生态效益评价指标值132

7.2.3 运材段生态效益评价指标值132

7.2.4 采、集、运生态效益评价指标值133

7.3 社会效益分析133

7.3.1 不同采伐方式社会效益评价指标值133

7.3.2 不同集材方式社会效益评价指标值134

7.3.3 不同运材方式社会效益评价指标值134

7.3.4 伐区常用作业模式社会效益评价指标值134

7.4 综合效益分析与作业模式优化135

7.4.1 多目标决策综合评价法的基本原理135

7.4.2 人工林生态采运作业系统综合效益计算与作业模式优化137

7.4.3 两种不同采伐设备综合评价与择优140

第8章 结论与讨论142

8.1 结论142

8.2 讨论与建议144

第3篇 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151

第1章 绪论151

1.1 人工林作业模式151

1.2 生命周期评价理论与方法152

1.2.1 生命周期评价理论152

1.2.2 生命周期评价的方法与技术153

1.2.3 生命周期评价现状153

1.3 人工林作业资源-环境-经济综合研究的意义153

第2章 人工林作业物质流分析155

2.1 物质流分析理论155

2.1.1 物质流分析的基本框架155

2.1.2 物质流分析的研究进展156

2.1.3 物质流分析方法与模型156

2.2 人工林作业物质流分析系统边界158

2.3 营养元素物质流分析159

2.3.1 林地中营养元素的来源159

2.3.2 营养元素流动模型160

2.3.3 模型的计算及结果162

2.4 生物质流分析165

2.4.1 人工林生物质流动模式165

2.4.2 生物质量计算模型165

2.4.3 人工林生物质流量计算167

第3章 人工林作业生命周期清单分析169

3.1 清单分析理论与方法169

3.1.1 过程分析方法169

3.1.2 投入-产出分析法172

3.1.3 混合分析173

3.2 人工林作业清单分析框架174

3.2.1 生命周期评价目标与范围174

3.2.2 清单分析过程174

3.3 过程矩阵的计算175

3.3.1 人工林作业系统过程向量175

3.3.2 计算技术矩阵176

3.3.3 计算交互矩阵177

3.4 清单分析结果179

第4章 人工林作业资源-环境影响评价181

4.1 影响评价理论与方法181

4.1.1 LCIA理论框架181

4.1.2 LCIA主要方法183

4.2 人工林作业LCIA框架184

4.3 特征化因子的计算185

4.3.1 资源类特征化因子的计算185

4.3.2 环境类特征化因子的计算187

4.4 归一化与权重的计算191

4.4.1 归一化基准值191

4.4.2 权重的计算192

4.5 人工林作业资源-环境影响计算结果194

第5章 人工林作业生命周期经济分析199

5.1 人工林作业LCCA理论与方法199

5.1.1 人工林作业生命周期成本构成199

5.1.2 人工林作业LCCA方法200

5.2 人工林作业贴现现金流分析200

5.2.1 人工林作业生命周期现金流200

5.2.2 人工林贴现现金流分析方法203

5.2.3 人工林作业基准收益率的计算204

5.2.4 计算结果205

5.3 人工林作业实物期权分析206

5.3.1 实物期权理论206

5.3.2 实物期权的计算方法206

5.3.3 人工林作业实物期权模型208

5.3.4 实例计算结果208

5.4 人工林作业设备成本分析210

5.4.1 固定-可变成本分析法210

5.4.2 工时研究法212

5.4.3 计算机模拟法212

第6章 人工林作业评价案例研究214

6.1 背景概况214

6.2 物质流分析216

6.3 清单分析219

6.4 资源-环境影响评价221

6.5 经济分析225

6.6 综合评价227

6.6.1 灰色聚类对象与指标227

6.6.2 灰类、白化值的确定及聚类权的计算228

6.6.3 灰类的白化权函数228

6.6.4 聚类系数229

第4篇 南方人工林采运作业的清洁化生产研究235

第1章 引言235

1.1 人工林采运作业的清洁生产235

1.2 人工林采运作业清洁生产评价研究的意义236

第2章 人工林采运系统的物质流分析237

2.1 物质流分析方法237

2.2 物质流分析指标238

2.2.1 生物质流指标238

2.2.2 土壤流指标239

2.3 物质流模型239

2.3.1 生物质流模型239

2.3.2 土壤流模型242

第3章 人工林采运作业的清洁生产评价250

3.1 清洁生产评价概述250

3.1.1 清洁生产的概念250

3.1.2 清洁生产的特点251

3.2 国内外清洁生产评价的指标体系与方法251

3.2.1 国外清洁生产评价的指标体系与方法251

3.2.2 国内清洁生产评价的指标体系与方法253

3.3 人工林采运作业清洁生产评价内容及指标体系254

3.3.1 评价内容254

3.3.2 评价指标258

3.3.3 人工林采运作业清洁生产评价的标准274

3.4 人工林采运作业清洁生产综合评价276

3.4.1 综合指数法276

3.4.2 灰色关联度法277

3.4.3 模糊数学评价法278

3.4.4 BP神经网络法278

3.5 例证分析279

3.5.1 评价方法280

3.5.2 评价过程283

3.5.3 评价结果285

第4章 人工林采运作业的清洁生产审核286

4.1 清洁生产审核概述286

4.1.1 清洁生产审核的概念及思路286

4.1.2 清洁生产审核的内容及程序289

4.2 人工林采运作业的清洁生产审核290

4.2.1 人工林采运作业清洁生产审核的内容291

4.2.2 人工林采运清洁生产审核的思路及程序295

4.2.3 人工林采运清洁生产审核例证分析300

第5章 人工林采运作业的清洁生产指南306

第5篇 采运工程生态学研究展望321

第1章 采运工程生态学理论研究321

1.1 采运工程生态学研究任务321

1.2 采运工程系统的物质流、能量流和信息流的优化322

1.3 森林资源产品的生命周期评价技术和方法体系322

第2章 采运工程生态学应用研究323

2.1 采运工程的清洁化生产323

2.1.1 清洁生产的内涵323

2.1.2 采运工程清洁生产的目标324

2.1.3 基于清洁生产的森林采伐机械装备分析324

2.2 采运工程的物质减量化和能源低碳化327

2.2.1 提高森林资源利用率327

2.2.2 充分利用采伐剩余物的同时维护林地生产力327

2.2.3 提高伐木作业技术328

2.2.4 合理造材，提高出材率和产品质量328

2.2.5 人工用材林的间伐和修枝329

2.2.6 加强采伐限额管理制度329

2.2.7 节能降耗330

2.3 采运工程的生态效率研究330

2.3.1 油锯采伐的生态效率评价指标330

2.3.2 油锯采伐生态效率计算331

2.3.3 分析与讨论333