森林生物量是什麼意思

① 有機物的積累量代表什麼

有機物的積累量代表生物量。植物以某一速率積累有機物，經過一段時間後積累的有機物總量，就是有機物積累的量。群落的生物量是指群落在一定時間內積累的有機質總量，通常的單位面積或單位時間積累的平均質量或能量來表示。

當今普遍使用的生物量概念是活有機體乾重，不包括枯枝落葉層。森林群落生物量包括喬木層生物量、林下植被生物量。

有機物

有機物是生命產生的物質基礎，所有的生命體都含有機化合物，如脂肪、氨基酸、蛋白質、糖、血紅素、葉綠素、酶、激素等。

生物體內的新陳代謝和生物的遺傳現象，都涉及到有機化合物的轉變。此外，許多與人類生活有密切相關的物質，如石油、天然氣、棉花、染料、化纖、塑料、有機玻璃、天然和合成葯物等，均與有機化合物有著密切聯系。

② 森林生物量化學如何利用

把森林生物量轉變為化學產品用於化工生產的學科。生物量本來是一個生態學概念，泛指生物資源，即由生物合成的所有物質，包括動、植物體，動物的排泄物和生活廢棄物等。植物體是光合作用的直接產物，也叫植物量，占生物量的絕大部分。森林生物量是植物資源的主要組成部分，占很大的比例。生物資源的最大特點是能在生物圈內不斷更新，屬於可再生資源。與石油、煤等化石原料相比，生物資源分布廣，受產地限制小，對環境污染小，除了作能源外，還可供食用，作動物飼料和各種原材料。生物資源的缺點是：比較分散，若將其集中並運輸到加工中心，能耗大；品種多、變異性大，要針對各自的特性採用相應的轉換和利用技術；產量受氣候、季節等自然因素影響較大等。

森林生物量的組成和利用現狀

森林生物量由林木的根、莖、葉、花、果實及林地上的灌木、雜草、枯枝落葉等所有生物物質組成。其主要化學成分和木材相似，由纖維素、半纖維素和木質素構成，還含有少量油脂、樹脂、精油之類的浸提物。目前，森林生物量的利用水平很低，大部分林區採伐樹木時只收集樹干，把樹冠、枝椏、樹根全都當作廢物丟掉。這些廢棄物中，只有很少一部分被用作燃料。原木製材時的出材率約為60～70%，大量邊皮、鋸末尚未利用。把一棵樹加工成木製品，大約只利用了它所包含的木質纖維材料的30%。使用木材生產化學漿時，木材物質的利用率也只有不到50%。木材的利用率尚且如此，森林生物量中其他成分的利用率就更低。這無疑是對資源的極大浪費。如何實現全樹利用，是長期以來一個亟待解決的問題。除了用森林採伐、木材加工剩餘物作燃料外，還可用部分枝椏材生產纖維板、刨花板、紙漿和其他復合材料。以林產品為原料生產各種化工產品和林化產品，如木炭、染料、松香、單寧、松節油、糖、糖蜜、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛、妥爾油、香草素、酵母和其他產品，雖有相當長的歷史，但規模都不大，且大多是當作副產品生產的。由於許多產品在生產成本上無法與石油化工產品競爭，發展非常緩慢。20世紀70年代初，受石油價格上漲的影響，森林生物量化學利用的研究工作有一度很活躍，在「石油危機」的沖擊消失後，研究熱情也有所減退。可見在一定時期內，森林生物量的化學利用是受石油價格制約的。

森林生物量化學利用方法

利用木質纖維材料生產化工產品主要有兩種途徑：一種是把木材成分完全分解成低分子化合物，作為生產各種化學製品的原料；另一種是把木材的各種成分（纖維素、半纖維素、木質素等）先分離開來，再進行化學加工。長期以來就在使用熱解的、化學的、機械的和生物的方法分解木質材料，達到進一步利用的目的。

熱解法

是把木質原料分解成低分子物質的主要辦法。通常是在隔絕空氣下加熱原料，使其發生熱分解，生成氣態、液態和固態產物。固態產物為木炭，佔40%左右；液態產物是各種有機酸、醇、醛和酚類等物質的復雜混合物，也約佔40%，這種混合物很難分離成單個化合物，因而不能加以有效地利用；其餘為氣態產物，主要是可燃氣體。木材氣化也屬於熱解，是在催化劑和氧化劑作用下，將木材加熱到1000℃以上，使之分解成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和甲烷等，得到的混合氣體可直接用作燃料氣，還可混入部分氫氣，用作合成氣，生產甲醇、氨氣等一系列產品。（見木材熱解）

化學法

用化學法既可以把木質原料分解成小分子，也可以把這種原料分離為高分子組分。木質原料在化學加工之前，一般都要進行前處理。前處理採用粉碎、過醋酸處理、臭氧處理、高能射線輻照處理、鹼處理、溶纖劑溶解和爆破等各種方法。通過這些化學的、機械的或物理化學的處理，破壞木質材料的整體性，有的甚至可使木材完全解體。這對增加化學葯劑與原料的接觸面，促進葯劑向原料內部滲透，加快反應速度都是必需的。預處理過的原料和不同葯劑反應，可得到纖維素、半纖維素和木質素。以它們為原料，再進行生物的和化學的加工，可生產出各種化學產品。例如，把纖維素水解，得葡萄糖。纖維素水解有酸水解和酶水解兩種方法。半纖維素經輕度酸水解，即可生成單糖，可用來生產糠醛、木糖醇等。闊葉樹材半纖維素水解的主要產物是木糖，針葉樹材半纖維素水解的主要產物是甘露糖，以及木糖、葡萄糖等。這些糖經進一步加工，就能轉變為各種化工原料。木質素是制漿造紙工業的主要副產品，大部分尚未得到利用。木質素磺酸鹽經氧化分解，可制備香草素，用硫化鈉處理硫代木質素，得二甲基硫醚，再經氧化可得到二甲基亞碸。用催化加氫、熱分解等方法能把木質素分解成多種低分子酚類物質的混合物，但得率低，很難分離，暫時還不能用作化工原料。今後若能研製出新型催化劑，有選擇地把木質素分子中的苯環和烷基切斷，就可以得到比較單純的生成物，再經分離，即可利用。當前最有希望的方法是先除去木質纖維原料中的多糖，再把木質素氣化分解，加以利用。

生物轉換法

利用發酵、生物降解等生物加工技術使森林資源轉變為化學產品。把纖維素水解產物葡萄糖發酵釀酒，就是生物轉換技術的運用。除了能生產乙醇，還可以生產丁醇和其他產品。用乙醇為原料，能生產出乙醛、醋酸、乙烯等許多化工原料。從葡萄糖的發酵母液中可提取酵母和核糖核酸等，供葯用或作調味品。自然界有品種繁多的微生物和酶，這些生物體在生物圈循環代謝過程中，起著降解或分解各種天然物質的作用。每一種天然合成的有機物都有相應的酶系統來轉化它。森林生物量當然也不例外。在進行生物轉換時，要使酶與底物（如纖維素等）充分作用，還需要對木材進行脫木質素、破壞纖維素結晶構造等前處理，這對保持酶的活性，提高轉化速度也有好處。許多國家都在大力開發生物加工技術，研究各種形式的固相酶，在降低酶的成本、分離酶活性高的菌種等方面都取得了進展。現在已可以通過微生物的作用把五碳糖轉變為六碳糖，再進行工業發酵，生產乙醇等產品，為半纖維素的利用開辟了廣闊前景。

機械加工法

粉碎、熱磨、球磨等機械加工方法在森林生物量的化學利用中雖然只起輔助作用，卻是不可缺少的。不管是生產哪一種紙漿，都離不開熱磨。在對木材進行化學或生物加工之前，都要分離成幾種成分，也離不開粉碎、解纖。用球磨法分離制備磨木木質素，主要是靠機械作用，同時輔以溶劑的物理化學作用實現的。

以大分子形式利用纖維素、半纖維素和木質素，製成各種產品，是森林生物量化學利用的另一個重要方面。纖維素的衍生物，如硝化纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素等，在工業上有廣泛的用途。磺化木質素、硫代木質素等木質素衍生物可作為分散劑、土壤改良劑以及水泥、塑料等的添加劑使用，還可用來生產木質素樹脂和其他木質素製品。

森林生物量化學利用前景

世界人口快速增長，對資源的需求量不斷增加，加速了對儲量有限的化石原料的消耗。據估算，到21世紀，世界上的煤炭和石油儲藏將接近枯竭，這意味著目前以化石原料為主的原料結構在不太久的未來將發生根本變化。因此，人類不僅面臨著能源危機，也面臨化工原料危機。能源危機尚可靠核能、太陽能、潮汐能、水力、風力等發電來解決，解決化工原料危機的選擇性只有一種，即以生物資源，尤其是森林生物量為原料，別無它途。雖然在相當長的時期內受生產成本等各種因素的限制，在經濟上還不可行，但從長期發展戰略看，生物資源將代替化石原料，這種趨勢是不可逆轉的。