森林生物量是什么意思

① 有机物的积累量代表什么

有机物的积累量代表生物量。植物以某一速率积累有机物，经过一段时间后积累的有机物总量，就是有机物积累的量。群落的生物量是指群落在一定时间内积累的有机质总量，通常的单位面积或单位时间积累的平均质量或能量来表示。

当今普遍使用的生物量概念是活有机体干重，不包括枯枝落叶层。森林群落生物量包括乔木层生物量、林下植被生物量。

有机物

有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物，如脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。

生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象，都涉及到有机化合物的转变。此外，许多与人类生活有密切相关的物质，如石油、天然气、棉花、染料、化纤、塑料、有机玻璃、天然和合成药物等，均与有机化合物有着密切联系。

② 森林生物量化学如何利用

把森林生物量转变为化学产品用于化工生产的学科。生物量本来是一个生态学概念，泛指生物资源，即由生物合成的所有物质，包括动、植物体，动物的排泄物和生活废弃物等。植物体是光合作用的直接产物，也叫植物量，占生物量的绝大部分。森林生物量是植物资源的主要组成部分，占很大的比例。生物资源的最大特点是能在生物圈内不断更新，属于可再生资源。与石油、煤等化石原料相比，生物资源分布广，受产地限制小，对环境污染小，除了作能源外，还可供食用，作动物饲料和各种原材料。生物资源的缺点是：比较分散，若将其集中并运输到加工中心，能耗大；品种多、变异性大，要针对各自的特性采用相应的转换和利用技术；产量受气候、季节等自然因素影响较大等。

森林生物量的组成和利用现状

森林生物量由林木的根、茎、叶、花、果实及林地上的灌木、杂草、枯枝落叶等所有生物物质组成。其主要化学成分和木材相似，由纤维素、半纤维素和木质素构成，还含有少量油脂、树脂、精油之类的浸提物。目前，森林生物量的利用水平很低，大部分林区采伐树木时只收集树干，把树冠、枝桠、树根全都当作废物丢掉。这些废弃物中，只有很少一部分被用作燃料。原木制材时的出材率约为60～70%，大量边皮、锯末尚未利用。把一棵树加工成木制品，大约只利用了它所包含的木质纤维材料的30%。使用木材生产化学浆时，木材物质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。这无疑是对资源的极大浪费。如何实现全树利用，是长期以来一个亟待解决的问题。除了用森林采伐、木材加工剩余物作燃料外，还可用部分枝桠材生产纤维板、刨花板、纸浆和其他复合材料。以林产品为原料生产各种化工产品和林化产品，如木炭、染料、松香、单宁、松节油、糖、糖蜜、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛、妥尔油、香草素、酵母和其他产品，虽有相当长的历史，但规模都不大，且大多是当作副产品生产的。由于许多产品在生产成本上无法与石油化工产品竞争，发展非常缓慢。20世纪70年代初，受石油价格上涨的影响，森林生物量化学利用的研究工作有一度很活跃，在“石油危机”的冲击消失后，研究热情也有所减退。可见在一定时期内，森林生物量的化学利用是受石油价格制约的。

森林生物量化学利用方法

利用木质纤维材料生产化工产品主要有两种途径：一种是把木材成分完全分解成低分子化合物，作为生产各种化学制品的原料；另一种是把木材的各种成分（纤维素、半纤维素、木质素等）先分离开来，再进行化学加工。长期以来就在使用热解的、化学的、机械的和生物的方法分解木质材料，达到进一步利用的目的。

热解法

是把木质原料分解成低分子物质的主要办法。通常是在隔绝空气下加热原料，使其发生热分解，生成气态、液态和固态产物。固态产物为木炭，占40%左右；液态产物是各种有机酸、醇、醛和酚类等物质的复杂混合物，也约占40%，这种混合物很难分离成单个化合物，因而不能加以有效地利用；其余为气态产物，主要是可燃气体。木材气化也属于热解，是在催化剂和氧化剂作用下，将木材加热到1000℃以上，使之分解成一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等，得到的混合气体可直接用作燃料气，还可混入部分氢气，用作合成气，生产甲醇、氨气等一系列产品。（见木材热解）

化学法

用化学法既可以把木质原料分解成小分子，也可以把这种原料分离为高分子组分。木质原料在化学加工之前，一般都要进行前处理。前处理采用粉碎、过醋酸处理、臭氧处理、高能射线辐照处理、碱处理、溶纤剂溶解和爆破等各种方法。通过这些化学的、机械的或物理化学的处理，破坏木质材料的整体性，有的甚至可使木材完全解体。这对增加化学药剂与原料的接触面，促进药剂向原料内部渗透，加快反应速度都是必需的。预处理过的原料和不同药剂反应，可得到纤维素、半纤维素和木质素。以它们为原料，再进行生物的和化学的加工，可生产出各种化学产品。例如，把纤维素水解，得葡萄糖。纤维素水解有酸水解和酶水解两种方法。半纤维素经轻度酸水解，即可生成单糖，可用来生产糠醛、木糖醇等。阔叶树材半纤维素水解的主要产物是木糖，针叶树材半纤维素水解的主要产物是甘露糖，以及木糖、葡萄糖等。这些糖经进一步加工，就能转变为各种化工原料。木质素是制浆造纸工业的主要副产品，大部分尚未得到利用。木质素磺酸盐经氧化分解，可制备香草素，用硫化钠处理硫代木质素，得二甲基硫醚，再经氧化可得到二甲基亚砜。用催化加氢、热分解等方法能把木质素分解成多种低分子酚类物质的混合物，但得率低，很难分离，暂时还不能用作化工原料。今后若能研制出新型催化剂，有选择地把木质素分子中的苯环和烷基切断，就可以得到比较单纯的生成物，再经分离，即可利用。当前最有希望的方法是先除去木质纤维原料中的多糖，再把木质素气化分解，加以利用。

生物转换法

利用发酵、生物降解等生物加工技术使森林资源转变为化学产品。把纤维素水解产物葡萄糖发酵酿酒，就是生物转换技术的运用。除了能生产乙醇，还可以生产丁醇和其他产品。用乙醇为原料，能生产出乙醛、醋酸、乙烯等许多化工原料。从葡萄糖的发酵母液中可提取酵母和核糖核酸等，供药用或作调味品。自然界有品种繁多的微生物和酶，这些生物体在生物圈循环代谢过程中，起着降解或分解各种天然物质的作用。每一种天然合成的有机物都有相应的酶系统来转化它。森林生物量当然也不例外。在进行生物转换时，要使酶与底物（如纤维素等）充分作用，还需要对木材进行脱木质素、破坏纤维素结晶构造等前处理，这对保持酶的活性，提高转化速度也有好处。许多国家都在大力开发生物加工技术，研究各种形式的固相酶，在降低酶的成本、分离酶活性高的菌种等方面都取得了进展。现在已可以通过微生物的作用把五碳糖转变为六碳糖，再进行工业发酵，生产乙醇等产品，为半纤维素的利用开辟了广阔前景。

机械加工法

粉碎、热磨、球磨等机械加工方法在森林生物量的化学利用中虽然只起辅助作用，却是不可缺少的。不管是生产哪一种纸浆，都离不开热磨。在对木材进行化学或生物加工之前，都要分离成几种成分，也离不开粉碎、解纤。用球磨法分离制备磨木木质素，主要是靠机械作用，同时辅以溶剂的物理化学作用实现的。

以大分子形式利用纤维素、半纤维素和木质素，制成各种产品，是森林生物量化学利用的另一个重要方面。纤维素的衍生物，如硝化纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素等，在工业上有广泛的用途。磺化木质素、硫代木质素等木质素衍生物可作为分散剂、土壤改良剂以及水泥、塑料等的添加剂使用，还可用来生产木质素树脂和其他木质素制品。

森林生物量化学利用前景

世界人口快速增长，对资源的需求量不断增加，加速了对储量有限的化石原料的消耗。据估算，到21世纪，世界上的煤炭和石油储藏将接近枯竭，这意味着目前以化石原料为主的原料结构在不太久的未来将发生根本变化。因此，人类不仅面临着能源危机，也面临化工原料危机。能源危机尚可靠核能、太阳能、潮汐能、水力、风力等发电来解决，解决化工原料危机的选择性只有一种，即以生物资源，尤其是森林生物量为原料，别无它途。虽然在相当长的时期内受生产成本等各种因素的限制，在经济上还不可行，但从长期发展战略看，生物资源将代替化石原料，这种趋势是不可逆转的。