木材的碳素储存与保护机制的研究

以木材和生物质复合材料为基质材料，通过运用现代的木材加工技术、木材防护技术及其不同的工艺方法，采用AFM、SEM-EDAX、XRD、XPS等多种现代仪器分析测试手段，围绕木材加工和应用在木材碳素储存中的调控作用开展相应的应用基础研究。重点研究木材改性、防腐、阻燃、木质人造板和生物质复合材料加工和处理过程中的碳素储量变化与储碳功能；检测木结构住宅与钢筋混凝土结构住宅建造、使用期间固碳量之间的关系，探索不同室内装饰环境下温度、湿度、挥发性气体对生物体生长周期的影响和调节特性；控制二氧化碳循环链，延长木材的固碳时间和碳汇功能；促进木材碳汇基础数据库的建立和对未来碳汇的预测。着重研究木材资源的功能化、高附加值利用，促进传统木材工业结构优化调整，为加强木材科学领域的科技创新奠定一定的科学基础。

本研究选取东北常见树种为试材，使用元素分析仪测定了不同树种、不同高度、不同直径、不同坡向、不同方向活立木的碳含量，分析了树种、直径、坡向等因子对木材碳含量的影响，建立了东北常见树种木材的碳含量数据库，实现了对木材碳含量快速、准确地查询；同时也为今后木材生产与节能减排、育种选择与固碳能力、人居环境与生态保持等科研和实践工作提供了全面的数据支持，确立了碳素储存与气候变化的量化指标，并且对木材碳汇的未来进行了预测。测试了木质人造板和生物质基复合材料制作过程中碳素储量的变化，提出木材及其复合材料在使用期间能够延长固碳时间，控制二氧化碳循环链，具有储碳功能的观点。对实际建造的框架式木结构房屋进行了碳储量计算，分析了木结构住宅与钢筋混凝土结构住宅在建造和使用期间固碳量之间的关系，探索了不同室内装饰环境下温度、湿度、挥发性气体等对生物体生长周期的影响和调节作用，进一步验证了木结构住宅和木质装饰环境对人体心理和生理的健康调节作用。