基于树茎膨胀能收集的林业碳汇计量方案设计研究

发布时间：2017-10-23 09:48

  本文关键词：基于树茎膨胀能收集的林业碳汇计量方案设计研究

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【摘要】：应对全球气候变暖,世界各国都在提倡低碳生产和低碳生活。从一定程度上讲,这是一种被动的举措,有些被迫无奈。相比之下,种植碳汇林,把自己排放的二氧化碳吸收掉,则更显得主动。随着这种理念的出现,和对减排的需要,IPCC提出了碳汇交易这种概念,即将碳汇作为一种商品进行买卖。这样就迫切需要碳汇的计量方案,目前国内针对碳汇计量的研究都是针对性的,且较为分散,缺少整套的计量方案。本研究根据所选实验地的情况,设计一整套碳汇计量方案,该方案根据普遍运用的碳储量估算原理,在计量结果不失准确的情况下,使计量过程更加方便简单。而且该方案设计了一套树茎膨胀能收集装置,用于测量记录样地树木参数的同时,收集树茎日常膨胀收缩的微能量,对装置原型不足之处进行了分析,并提出优化方案。本文主要工作包括以下几个方面：1.针对装置原型设计时力学模型分析不足之处进行分析,提出准确的受力分析方法。然后整个装置的主要模块进行总体的优化设计。2.对装置原型中内部各控制系统设计的不足之处进行分析,主要涉及自动回复及预紧装置、发条芯轴处的单向机构和分离装置设计的缺陷。然后提出优化改进方案,通过这些机构实现对装置工作的综合调节与控制。最终设计一款配合碳汇计量用途的树茎膨胀能收集装置,不仅用于高效的收集树茎日常膨胀收缩的微能量,还可以对树木胸径数据进行及时测量记录。3.参考现有的碳汇计量方法,结合该研究的实际情况与用途,设计了一整套碳汇计量、监测方案。该方案在满足研究需要的同时,不失传统方法的准确性,而且操作较传统方法简单。通过实测数据,得出最优的胸径树高关系式,用于碳汇计量。4.将本研究设计的碳汇计量方案,在实验地进行检验。通过实测数据,估算出实验地主要树种的碳储量。并对能量收集装置的工作性能进行实验检测。
【关键词】：树茎膨胀能 碳汇计量 胸径树高关系 能量管理系统 能量收集装置
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题的研究背景及意义10-13
• 1.1.1 研究意义10-12
• 1.1.2 国内外研究现状及趋势12-13
• 1.2 碳汇及其计量方法13-17
• 1.2.1 全球碳循环13-14
• 1.2.2 碳汇概要14-15
• 1.2.3 碳汇计量方法简介15-17
• 1.3 树茎膨胀能量收集17-19
• 1.3.1 树能微能源发电研究成果17-18
• 1.3.2 树茎膨胀能量收集设计思想18-19
• 1.4 本章小结19
• 1.5 本文研究内容及章节安排19-21
• 第2章 能量收集装置设计的总体改进方案21-33
• 2.1 树茎膨胀能收集装置理论依据21-22
• 2.2 树茎膨胀力学模型分析的纠正22-25
• 2.2.1 对上一代装置中力学模型错误之处的分析23-24
• 2.2.2 正确力学模型的提出24-25
• 2.3 能量收集装置主要模块的整体优化方案25-32
• 2.3.1 驱动模块27-28
• 2.3.2 微位移放大模块28-30
• 2.3.3 能量收集存储模块与发电单元30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 装置内部控制系统及计算的优化33-49
• 3.1 上一代装置控制流程不足之处的分析33-36
• 3.1.1 自动回复及预紧装置设计的不足33
• 3.1.2 发条芯轴未设计单向机构33-34
• 3.1.3 分离装置设计的缺陷34-36
• 3.2 各控制机构的优化设计36-41
• 3.2.1 自动回复及预紧装置的优化改进36-38
• 3.2.2 分离装置与单向机构的优化设计38-41
• 3.2.3 凸轮顶针机构的设计41
• 3.3 发电单元设计与计算的改进41-46
• 3.3.1 原发条盒转速及发电机输出电压计算中的问题41-42
• 3.3.2 发条盒转速及发电机输出电压计算改良42-46
• 3.4 装置能量管理系统优化设计思路46-48
• 3.4.1 能量收集方案设计思路47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 胸茎、树高即时测量方案的研究49-57
• 4.1 生物量法估算碳汇的研究49-53
• 4.1.1 抽样样地的位置选取与设计50-51
• 4.1.2 BEF法的使用及优化51-52
• 4.1.3 通过装置测量胸径52-53
• 4.2 胸径与树高关系的研究53-56
• 4.2.1 研究方法53-54
• 4.2.2 建立数学模型54-55
• 4.2.3 模型的对比与确定55-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第5章 实验分析与验证57-64
• 5.1 能量收集装置的使用与性能分析57-58
• 5.2 装置的实物装配及实验分析58-61
• 5.2.1 装置实物图及其装配58-61
• 5.2.2 装置的实验分析61
• 5.3 实验样地的碳汇实测计量61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果70

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 闫晔;修长柏;;基于期权定价理论的草原碳汇价值评估——以内蒙古四子王旗为例[J];干旱区资源与环境;2014年11期

2 王艳;王新军;王倜;;植被碳汇计算方法在路域生态系统的应用前景[J];公路交通科技;2014年11期

3 冯枫;黄和亮;张佩;陈思莹;;中国纸产品贸易的碳减排效应研究[J];林业经济问题;2014年03期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王宁;山西森林生态系统碳密度分配格局及碳储量研究[D];北京林业大学;2014年

2 黄翌;煤炭开采对植被—土壤物质量与碳汇的扰动与计量[D];中国矿业大学;2014年

3 闫晔;草原碳汇定价研究[D];内蒙古农业大学;2014年

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本文编号：1082762