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福林与母范文1
1、项目名称
中幼林抚育
2、项目概况
__县地处江西省东北部,地形以低山和丘陵为主,属中亚热带湿润气候区,气候温和,雨量充沛,光照充足,无霜期长,土壤主要种类为红壤、黄红壤,土层深厚,肥力等级高,适宜林木生长。
__县__林场成立于1988年,下设五个分场,1990-1995年共营造速生丰产林55441亩,其中杉木43661亩,国外松11780亩(阔叶树面积列入杉水中)。项目建设期间,造林五项指标的达标率均达到部颁标准,目前,前期营造的速丰林已郁闭成林,生长情况良好。
但是,由于缺少资金,后期抚育管理难以跟上,导致林下杂灌草丛生,已严重影响林木的正常生长,因此为了调整林分结构,改善林分生长条件,促进大中径材的培育,达到优质、速生、丰产的目的,对现有速丰林进行强化抚育是非常必要的。
3、产品市场分析与预测
近年来,国家为了保护生态环境,防止水土流失,禁止了部分省区的天然林的采伐,大力提倡营造与培育速生丰产林,以解决木材市场供不应求的局面。随着国家对经济宏观调控,扩大内需政策的启动,市场对木材的需求将越来越大,木材价格将缓步回升。
4、建设规模与产品方案
4.1建设规模
选择93年、94年营造的速生丰产林26000亩进行重点抚育。
4.2产品方案
木材产品为建筑材、矿柱材、造低材,林副产品为松脂、薪材。
5、建设地点
紫溪分场1亩,大田分场4000亩,其中杉木12500亩,国外松3500亩。
6、主要技术方案
6.1中幼林抚育
砍除林下杂灌,除萌、施肥、伐蔸不超过10公分,施肥选择姑地势平缓的山下部,施肥与培蔸同时进行。
6.2防火线(林带)建设
近年来,全国各地相继发生重大森林火灾,尤其是清明前后,由于造林山场周围都有村民居住,所以防范森林火灾用当务之急。对原有的防火林带(已种植木荷,一般宽15-20米),将所有杂灌草连根铲掉,清理干净;靠近村庄、农田、路边的造林山场山脚,新开设防水线,宽10米,用锄将杂灌草铲净。
6.3间伐、采脂、主伐
林木生长初期,当林分郁闭度达0.9以上时,为调整林分密度,改善林分生长条件,促进大中径材的培育,就必须对林分进行适度的间伐。主伐年龄为20年,国外松主伐前两年进行采脂。薪林由当地职工和农民作燃料,不另行计算。
7、环境保护
砍杂时,保留适量的阔叶树,如枫香、楮类、栎类等,特别是郁闭度低的山场,尤其要保护好现有植被,进行有选择的砍杂,以保持森林植被的多样性。培蔸时,由于已有大量被砍倒的植被铺在地上,所以可以尽量减少水土流失。
对幼林的强化抚育,可促其加速生长,提前郁闭,对保持水土、涵养水原、净化空气,将发挥巨大作用。
8、投资概算
总投资160万元,其中抚育工资80万元,配套工程20.8万元,肥料款35.2万元,病虫害防治8万元,护林费16万元,详见表一。
表一:
中幼林抚育
单位:元/亩、亩、元
类别单位投资定额抚育面积投资金额
计量
单位数量单价金额
1、抚育工资5016000800000
劈山工日2204016000640000
培蔸施肥工日20__16000160000
2、配套工程1316000208000
防火林带米241600064000
防火线米( )3916000144000
3、肥料款公斤2221600035
4、病虫害防治年0.551600080000
5、护林费年1011016000160000
合计100160001600000
注:防火林带长32公里,防火线长48公里。
9、资金筹措计划
总投资160万元,其中立项贷款110万元,自筹50万元。
10、产量预测
二三年、年各间伐一次,二一二年进行主伐,第一个轮伐期结束后,预计生产木材187995m3,其中衫木规格材11m3,非规格材40750m3;松木规格材26040m3,非规格材9205m3;松脂420吨,详见表二。
表二:
产量预测表
单位:亩、m3/亩,m3、吨
类别年限面积(亩)间伐主伐松脂(亩)
采伐量规格材采伐量非规格材采伐量规格材采伐量非规格材采量产量
杉木101250000.67500
141250000.5670000.567000
20__50008.41050002.126250
小计350010500026250
1035002065
1435000.248400.24840840
1835000.12420
2035007.225.86300
小计3500840290525300420
11、效益评估
基地经营期满后(至20__年),可提供商品材187995m3,松脂420吨,总产值9716.1万元,其中采运成本2331.54万元,上交税费3619.02万元,扣除建设期自筹资金50万元,还本利息149.6万元,净利润为3565.94万元。
11.1产值
单位:万m3、万元/m3、万元、万吨
类别年限产值合计间伐材主伐材松脂
规格材非规格材规格材非规格材
产量单价产量产量单价产量产量单价产量产量单价产量产量单价产量
杉木10187.50.7500250187.5
144270.70003602520.7000250175
207481.310.5000065068252.6250250656.3
小计8095.80.72521.45362.510.56825656.3
国外松1051.60.206525051.6
1446.20.084025.20.034025021
181050.0422500105
201417.52.50012600.63250157.5
小计1620.30.08425.20.290572.62.5212600.63157.5105
合计9716.10.748277.21.7405435.113.0280853.255813.80.042105
11.2生产成本、税、费
木材采运成本包括生产准备、采作、集运、管理及其它费用,每立方米120元,采脂成本1800元/吨;税费包括育林基金20%,税收17.6%,合计销价的37.6%,松脂税费按销价的5%计。
采运成本18.7995万m3×120元/m3÷0.0420万吨×1800元/吨=2331.54万元
税金=(8095.8万元÷1515.3万元)×37.6%÷105万元×5%
=3619.0236万元
11.3 财务费用
__县__林场九至九二年营造速丰林27178亩,现已进入间伐期,至可采伐间伐材24460立方米(每亩间伐0.9立方米),按现行市场价360元/立方米,可实现产值880.567万元,扣除税(17.6%)、费(20%)331.09万元,采伐工资293.52万元,净利润为255.957万元,该利润可用来偿还立项贷款及相应的利息。
贷款110万元,年利率按6%计,前六年偿还各年利息39.6万元(110×6%×6),第六年还本金110万元。
11.4净利润
净利润=产值-自筹资金-采运成本-税金-贷款本息
=9716.1-50-2331.54-3619.02-39.6
=3565.9(万元)
11.5财务效益分析
净现值(基准收益率10%):10310750.62
内部收益率:35.52%
投资回收期=12-1+1439148/35998512=11年
12、综合评价
通过高质量的抚育,可以促进林木的高、直径、材积的生长,提前郁闭,提高森林保持水土,涵养水原的能力,对保护生态环境起着巨大的作用,同时还能带来巨大的经济效益和社会效益,增加当地农民劳务收入,提高本场职工工资收入,为国家创造税金。因此,我们认为该项目是可行的,请上级部门给予政策和资金的大力支持。
现金流量表
单位:元
20__20__20__
1收入2391000473105000088988000
1.1间伐林2391000473
1.2主伐林88988000
1.3松脂1050000
2支出188400240001171800240002400024000190560024000240007800001953000
2.1抚育工资80000
2.2肥料35
2.3采运工资__7800188160075600019530000
2.4配套工资208000
2.5其它24000240002400024000240002400024000240000
3.1本金24000
3.2利息660006600066000660006600066000-24000
4税费89900017792325250033459488
5净现金流量-1884000-9000254184-9000-90000-9000-118222-24000-2400217500035998512
6累计净现金流量-1384000-1474000-1219816-1309816-1309816-1489816-1489816-1608648-1656648-1489148-143914834559364
福林与母范文2
关键词:巴山木竹;抚育;措施
中图分类号:S79 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-04-0157-1
巴山木竹广泛分布于米仓山、巴山、伏牛山,其中心产区为镇巴县西北部,为西北地区最大的天然木竹林,有“巴山竹海”的美称。以巴山木竹为主的竹林多分布在海拔1500-2200米之间,尤以1700米左右分布最为集中。主要有纯竹林、竹-乔、竹-灌、乔-竹和灌-竹五个竹林类型。竹林多与乔木混交,有少量纯林分布,林相整齐,生长良好。
全县木竹总面积6891hm2,总株数78911万株,总蓄积量120344吨。其中:纯竹林面积1944hm2,株数32615万株,蓄积量52260吨;竹-乔类型的面积465hm2,株数6323万株,蓄积量13658吨;竹-灌类型的面积1729hm2,株数20058万株,蓄积量31185吨;乔-竹类型的面积2510hm2,株数18786万株,蓄积量22144吨;灌-竹类型的面积243hm2,株数1129万株,蓄积量1097吨。
从生态效益角度看,巴山木竹是巴山中山地区优良的水源涵养、水土保持树种。从社会效益角度看,能解决林区附近闲散劳力务工,促进地方经济发展。从经济效益角度看,巴山木竹是超短期轮伐树种,在集约经营的情况下,可实现年年抚育采伐,能为我县带来良好的经济效益。综上所述就如何能更好的经营利用巴山木竹资源,使其得到永续利用,就此提出以下建议:
1 了解木竹生长发育规律,合理抚育作业设计
1.1 巴山木竹生长规律
巴山木竹由于长期处于自然生长状态,植株自然衰老枯死,林内死竹连年积累,竹林部分枯死老化,林内卫生差,鞭根和竹蔸的地下郁闭不断增加,挤掉了木竹的正常孕笋和成竹所必需的空间,不利于中、幼龄林竹的生长,以至年发笋成竹数量少,一般发笋成竹仅占全林总株数的5%左右。巴山木竹的生长发育规律是:“竹养鞭、鞭生笋、笋成竹”,这样周而复始,保证了这一物种的延续。在遵循竹林林学特性和更好的经营和利用巴山木竹,培育后备资源的前提下进行龄级择伐,才能真正保证竹林越采越好,采伐越多。
1.2 巴山木竹抚育作业设计
只有细致的外业踏查,了解巴山木竹的生长状态,分布规律,合理的设计。才能更好的为后期的抚育管理提供正确的依据。
1.2.1 成图方法 利用二类资源清查成果图转绘至2.5万分之一的地形图作为调查手图。
1.2.2 调查方法 通过巴山木竹的生物学特性结合区划的调查范围确定外业调查路线,在外业调查路线中可以用GPS定点进一步确定巴山木竹分布区域。在确定的巴山木竹分布区域内全面踏查,初步直观了解林分的层片结构植被群落和生态条件,确定竹林类型,区划小班,然后在植被群落和生态条件明显变化林分中选设标准地。标准地采用10×10米进行调查。在调查中巴山木竹按龄级可划分3个等级;幼林竹(1-3年生),中龄竹(4-6年生),成过熟竹(7年生以上)。竹龄的辨认,1年生竹秆部笋衣尚未脱尽,竹节处有细密软毛,2年生竹秆部笋衣脱尽但竹节处有芽鳞伴生,3年生竹芽鳞脱落痕迹明显,第四年以后,秆上渐生灰白粉末,秆部灰度越重竹龄越大。在样地调查中分竹龄、径阶统计,现地求算平均胸径,根据平均胸径砍伐样竹求平均高。
1.3 内业整理
根据在外业区划的小班内取得的样竹平均高和胸径,由《直径高度与秆重相关表》查得单株重,从而求出每公顷蓄积和小班总蓄积。关于龄级择伐强度,唐建文同志在《巴山木竹采伐试验》一文中记载 “连年龄级择伐,年择伐量约为底竹蓄积的15%,即可连年采伐利用,又不破坏森林环境,具有保持永续利用,维持生态平衡的优点”。
2 巴山木竹的繁殖更新
巴山木竹的地下茎为复轴型,可采用埋鞭、移株的方式进行无性繁殖。鞭梢在10月底生长停止,冬季休眠,翌年三月下旬开始生长。巴山木竹约百年可进入开花结实,开花结实后的竹林会成片死亡,竹鞭腐烂,可利用种子繁育进行性繁殖,但达到利用的周期较长。木竹的开花过程为,一般8月抽出穗蕾,翌年4月开花,五月成熟,种子隔年即丧失发芽能力,应随采随播。
3 木竹林抚育措施
巴山木竹的经营应以营林为基础,加强管护,合理采伐,永续利用的方针。其重点是清除枯立竹,调整竹林结构,改善竹林生长条件,同时着力开发利用现有竹林,积极开展速生丰产林的培育和低产林的改造,促使竹林越采越旺,越采越好。在抚育采伐作业时应以调整林分结构改善林内卫生状况,减少成过熟竹对土壤养分的大量消耗为主,保证中、幼龄竹的自然生,在抚育过程中杜绝采伐中、幼龄竹,重点择伐7年生(含7年生)以上的成、过熟竹和1.0厘米以下小径竹﹑病害竹、枯立竹,并将枯立竹运出林外进行堆放处理,以改善林内卫生为中﹑幼龄竹提供良好的生长空间。在抚育作业时注意以下几点:
①树立抚育作业者的法律意识,正确对待抚育作业的规定;
②在抚育作业前须对采竹工进行竹龄识别培训,以正确选择采伐成、过熟竹,保留中、幼龄竹的比例;
③严格控制抚育强度,作业期限,禁止越界采伐,落实专人现场监督,确保后备资源的培育;
④认真做好伐后检查验收;
⑤加强护笋力度,坚决制止采笋行为。
巴山木竹资源既是我县的旅游品牌,又是国有林场重要的物质财富,在抚育作业中应该遵循巴木竹的生长发育规律。既要采伐利用,更重要的还是要培育竹林资源,只有良好的木竹抚育作业管理才能真正实现资源增长,经济增收,达到双丰收的目的。
参考文献
[1] 唐建文.巴山木竹采伐实验.竹类研究汇刊,1984,(02).
[2] 唐建文,王仕安.巴山木竹采伐实生物学特性及生态习性.
福林与母范文3
有出材的抚育项目涉及的成本包括抚育支出和木材生产成本两部分,不出材的抚育项目仅涉及抚育成本。间伐、修枝、割灌、清林、除草、扩穴、简易作业道路修建等属于抚育项目支出。制材、集材、下山、归垛、倒料、木材运输道路新建与维护,木材场地的清理、入库检尺费等应记入木材生产成本。工程结算后应根据实际作业项目来确定应该记入抚育支出还是木材生产成本。
1.抚育支出
因属于抚育补贴资金,用于抚育支出每亩要大于或等于100元,但不得小于100元。抚育支出包括直接费用和间接费用两部分。在实际计入抚育项目的总支出中,直接费用不得少于95%,间接费用不得多于5%。
(1)直接费用包括的项目:间伐、修枝、割灌、清林、除草、扩穴、简易作业道路修建等。直接费用的结算工作量的计量单位是:亩、次、工、公里等。费用要素是:人工费、工具费、材料费等。
(2)间接费用包括:作业设计费、施工费、检查验收费、档案建设费、成效监测费、少量的项目管理费用等。间接费用的支出必须有资料证明此费用与抚育项目有相关性。
2.木材成本
根据实际用于木材生产的成本应记入木材生产成本。包括:制材、集材、下山、归垛、倒料、木材运输道路新建与维护、木材场地的清理、施工费、入库检尺费等。计量单位是:立方米、支、亩、次、工、公里等。费用要素是:人工费、工具费、材料费等。
二、结算付款要求
抚育直接费用的结算中明确作业项目(中抚、幼抚)、作业地点(林班、小班),间接费用要在中抚、幼抚间合理分摊。直接费用结算需要的手续:合同、验收单、结算单,工程外包的要有正式发票,自营完成的有含有工作量的工资表。抚育项目结算后,收到部分国家投资款的,支付的工程款不得少于收到的投资款。国家资金分两批下达,但工程结算要一次性结算,国家投资未到位的,结算后记入“应付款”,待投资下达后及时支付,不得长期拖欠,否则形成滞留国家投资。
三、会计处理
1.属于财政性项目投入抚育的核算
收到拨款时:记入“拨入事业费———森林抚育补贴”;结算抚育成本:记入“营林成本———幼林抚育(中林抚育)”;年末结转:将累计发生的抚育成本结转至“林木资产”。实际抚育支出大于或等于拨款额(按每亩100元)时,将“拨入事业费———森林抚育补贴”全额结转“林木资本”;大于的部分,用利润弥补,借记“利润分配———弥补营林生产资金不足的利润”,贷记“盈余公积———一般盈余公积”。累计营林成本小于拨款额时(即年末项目尚未完工),根据已记入营林成本的金额将“拨入事业费———森林抚育补贴”部分转“林木资本”。
2.属于基本建设投资抚育的核算
收到拨款时:记入“基本拨款———本年基建拨款(以前年度基建拨款)”;结算抚育成本:记入“其他营造林工程———幼林抚育(中林抚育)”;年末结转:根据累计发生的抚育成本结转至“待核销基建支出”。实际抚育支出大于拨款额(按每亩100元)时,用利润弥补。财务账借记“利润分配———弥补营林生产资金不足的利润”,贷记“银行存款”;基本建设账借记“银行存款”,贷记“基本拨款———自筹基建拨款”。如项目已完工的,可在次年初将“待核销基建支出”和“基本拨款———以前年度基建拨款”对转。
3.木材生产与销售的核算
福林与母范文4
关键词:森林抚育补贴 效益 政策
中图分类号:S753 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(b)-0245-01
1 紫金县森林资源概况
1.1 地理位置、气候条件
紫金县地处广东省中东部,东西长88.6公里,南北宽64.0 km,总面积3627 km2。地理坐标为东经114°40′~115°30′,北纬23°10′~23°45′。属于亚热带季风气候,气候温和,光照充足,雨量充沛,季风明显,夏长冬短。年平均气温21.1 ℃,年降雨量1891.9 mm,年日照总时数1703.0 h,年平均相对湿度76%。地形以山地、丘陵为主。
1.2 森林资源状况
根据2012年森林资源档案更新数据,紫金县全县林业用地面积282575.7 hm2,占全省林业用地面积的2.6%。林业用地按一级林种分类:生态公益林101644.7 hm2,占林业用地的面积36%;商品林180931 hm2,占林业用地面积的64%。全县活立木蓄积1246万m。全县森林覆盖率74.93%,林木绿化率为75.53%。
2 中央森林抚育补贴效益分析
我县根据广东省林业厅、广东省财政厅下达的中央森林抚育任务,并依据国家林业局关于印发《森林抚育补贴试点管理办法》;《森林抚育补贴试点作业设计规定》的通知(林造发[2012]20号);《生态公益林建设技术规程》(GB/T 18337.3);《生态公益林建设导则》(GB/T 18337.1);《森林抚育规程》(GB/T 15781);《森林资源规划设计调查技术规程》(GB/T26424);《森林采伐作业规程》(LY/T 1646)等的要求,严格制定实施方案和作业设计,各部门齐心协力,全力以赴,目前该补贴试点项目已取得了较大效益。
(1)增加林农收入,改善当地经济环境
参与承包我县中央财政森林抚育补贴试点任务的林农,不仅可以取得国家按100元/亩的专项补贴资金,还可以获取间伐抚育作业的木材收益,出售这些木材能够获得一定的额外收入。据统计,2011、2012年我县森林抚育补贴试点项目的实施,增加本地林农工资性收入约1045万元,并在一定程度上带动了其他相关产业的发展,改善了我县经济环境,提高了当地生产生活条件。可见,森林抚育补贴试点政策的实施有利于提高林农收入,改善林农生活。
(2)提供就业机会,促进农村稳定发展
中央财政森林抚育补贴试点项目是劳动力密集型的工种,需要要投入大量的劳动力。紫金县2011、2012年中央财政森林抚育补贴试点项目任务共11万亩,总投资1067万元,直接提供林农950多个就业岗位,受益人口7800多人。由调查数据显示,紫金县实施2011、2012年森林抚育补贴试点工程总用工量为87584个工日,其中森林抚育作业总用工量为87084个工日,占总用工量的99.43%,辅助建设工程总用工量为500个工日,占总用工量的0.57%。中央森林抚育补贴项目实施时间跨度长,为林农提供了充足的就业机会,林农参加森林抚育施工任务,有效地解决了农村剩余劳动力问题,一定程度上缓解了农村地区就业压力,促进了农村社会经济的稳定发展。
(3)组织森林抚育技术培训,提高林农素质
为确保中央森林抚育补贴试点项目的成效,保障森林抚育施工的质量,紫金县在实施森林抚育试点工作之前,组织施工专业队、林业工作站技术人员和当地林农开展森林抚育技术培训,学习《森林抚育规程》(GB/T 15781)、《森林采伐作业规程》 (LY/T 1646)等学习,组织技术培训8期,培训技术人员432人。通过森林抚育技术培训与指导,有效地提高抚育作业人员的专业素质,从而提高森林抚育质量。
(4)改善森林生态环境,促进生态文明建设
紫金县森林抚育设计区全部属生态公益林,林分主要是:10~15年的生态公益林中人工造林的中龄林以及4年生以上人工造林中幼龄林,树种以木荷、枫香、樟树等优良乡土树种为主,通过修枝、间伐、割灌除草等抚育,清理了林区内的杂草、灌木、藤条,对枯死枝和林下部1~2轮活枝进行了修枝,提高了林内卫生状况和林木的干性及材质;增强了森林抵御火灾和病虫害的能力,创造了适宜的生长空间,使林木质量显著提高;加快了林木生长,提高森林林分质量,提高了森林的复层郁闭水平,有效地推动生态建设、生态安全和生态文明的进程。
3 森林抚育补贴试点项目政策建议
中央财政森林抚育补贴试点项目是利国利民的重大政策,结合紫金县实施的情况,为完善中央财政森林抚育补贴试点项目建设提出以下建议:
(1)扩大抚育对象
现中央森林抚育补贴试点项目对象为生态公益林中的中幼龄林,而结合我县的实际,以近几年新造林的珠江防护林、水源涵养林、碳汇林的第二、三年抚育最为重要,建议抚育试点对象适当扩大至新造林的第二、三年抚育。同时,在抓好公益林抚育的同时,建议把用材林也纳入试点范围内,这对于推进兴林富民,长久解决农村就业、木材供需矛盾具有积极意义。
(2)提高补贴标准
随着国民经济的发展,社会劳动力成本日趋增长,以及林区运输成本的增加,加之本县生态公益林抚育剩余物价值不高,多为杂灌,森林抚育成本较高,而现有中央森林抚育补贴标准偏低,山区县财政收入较差,难于增加配套资金,以致抚育工程施工很难雇用劳动力。因此,建议适当提高森林抚育补贴标准,以每亩180~250元(包括施肥)较为合适。
(3)实施补贴标准差异化
林业生产投入大、周期长、风险高的产业,又是自然生态环境和经济建设不可或缺的产业。为确保我国生态安全,有必要对林业生产进行适当补贴,依据国民经济发展阶段以及地域的差异,提高补贴标准外,对不同地区、不同抚育类型和抚育对象制定不同的森林抚育补贴标准。
4 结语
森林抚育补贴是利国利民的重大国策,搞好中央森林抚育补贴试点工作,有利于改善森林生态环境,提高森林蓄积量,森林碳汇、涵养水源、生物多样性等功能也会进一步提高。开展森林抚育,是形成高效优质的森林资源,取得良好的社会、经济和生态效益的重要举措。
参考文献
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[关键词] 杉木人工林 抚育模式 林分蓄积量
杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方最重要的商品用材树种之一,生长快、材质好、产量高,是群众最喜爱的造林树种。自上世纪七十年代至今,南方各省、区就大力发展以杉木为主要树种的用材林基地,有关杉木人工林幼林抚育的科学研究成果很多,杉木营造林技术也有了新的提高,如全面劈草、全面锄草、全面劈草局部松土、全垦大穴和培土等。但在生产实践中,经常采用多种抚育方式,加强幼林抚育,以提高林分单位面积产量和经济效益。现对福建省南靖县永丰国有林场造林20年的杉木人工林,其采用不同的幼林抚育模式的经营效果进行调查与分析探讨,以期为培育杉木人工用材林速生丰产提供参考。
1 试验地概况
试验地位于福建省南靖县永丰国有林场荆都工区7大班4小班,为第一代杉木林于1987年采伐迹地,地处东经117°28′25″,北纬34°39′39″;属于低山丘陵地带,年平均气温21.0℃,年均降水量1500mm,空气湿度80.3%,极端低温-3℃,无霜期351d,年日照时数4326.3h,云雾多,水热同期,适于林木生长。试验地为海拔386m,坡度27°,坡向北,土壤为花岗岩发育的红壤,土层厚度大于1.1m,腐殖质层厚度约5~9cm,林下植被主要有五节芒、蕨类、大青、芒萁骨等,立地等级为Ⅱ类,植被主要有黄瑞木、五节芒、茅草及藤本等。
2 材料与方法
2.1 试验材料
试验研究的林分为1988年2月营造的杉木人工纯林(苗木为本场培育的优质杉木苗),面积94亩(包括试验地与四周保护区),其主要营造林措施有:采取劈草炼山;块状整地,挖穴规格40cm×35cm×35cm,挖明穴、回表土;造林初植密度为2500株/hm2。
2.2 试验与调查方法
试验采用3种处理(A、B、C不同幼林抚育模式),3次重复,试验区都在山坡的中下部设3个区组,每一区组内随机排列3种处理(小区)。每一重复(小区)面积3~4亩。试验处理:A(五年六次抚育):造林当年全锄结合扩穴培土一次,第二年全垦一次、全锄一次,第三年至第五年各全锄一次;B(四年四次抚育):造林当年浅垦结合培土一次,第二至第四年各全锄一次;C(三年三次抚育):造林当年全面锄草一次,第二和第三年全劈一次;试验调查主要有林分平均树高、平均胸径、保留密度和单位蓄积量等作为研究指标。材积公式采用福建省国营林场杉木二元材积表计算:V=1.00188×0.000093621D1.754610H0.932386。
3 不同抚育模式对20年杉木人工林分生长效果比较与分析
从表1看出,在整地方式、造林密度等一致的情况下,立地质量等级相同而幼林抚育措施不同的杉木人工林生长状况相差较大。研究表明,以A处理(五年六次抚育)的林分蓄积量最高, 20年林分平均蓄积量平均可达238.0587m3 /hm2,而C处理(三年三次抚育)较为粗放管理试验的林分蓄积量最低,20年林分蓄积量平均仅为127.05m3/hm2。不同杉木幼林抚育模式按林分蓄积量大小排序为A>B>C,即随着幼林抚育质量的提高,林分生长量趋于增大。经方差分析与显著性检验表明,不同抚育模式间的20年生林分蓄积量达极显著差异水平(见表2)。经进一步采用林分蓄积量平均数间的多重比较表明(表3),不同抚育模式间20年林分蓄积量达极显著差异水平。进一步采用LSD多重比较表明:A处理与B、C之间差异极显著,差异显著,B处理与C处理差异也极显著。其中A处理20年生林分每亩蓄积量达15.8706m3;B处理达12.217m3;而C处理仅为8.47 m3;由此可见加强幼林抚育与集约管理是培育杉木速生丰产林的关键技术措施之一。
4 结论
4.1 幼林抚育能明显促进杉木生长,提高林地生产力。随着幼林抚育强度的加大,林分生长量也趋加大。加强幼林抚育是确保杉木人工用材林速生丰产的关键技术措施。特别是在立地条件较差的情况下,通过加强幼林抚育,培育速生丰产林与大径材林分也是可以实现的。
4.2 试验结果表明,在人工杉木用材林A、B、C三种幼林抚育模式中,采用A抚育模式20年生林分平均单位蓄积量最高,平均每亩蓄积量达15.8706m3;B处理达12.217m3;而C处理仅为8.47 m3;经方差分析、显著性检验和林分蓄积量平均数间的多重比较表明,不同抚育管理模式间20年生林分蓄积量达极显著差异水平。
4.3 实践进一步说明,在林地资源有限、林业投入允许的情况下,对不同立地条件宜采用不同的幼林抚育模式,即:Ⅰ类地采取三年四~五次幼林抚育、Ⅱ类地采取五年六次幼林抚育等较集约的管理,可获得最大的产出。加强幼林抚育特别是增加全垦、扩穴、培土、松土的次数,一方面减轻甚至消除灌草与幼林争夺营养空间,另一方面使得林地土壤变的较为疏松,物理性状得到改善,土壤微生物增加,酶活性增强,从而提高土壤速效养分水平,协调水肥气热状况,为林木创造良好的生长环境。试验结果表明,加强幼林抚育与集约管理是培育杉木速生丰产林的关键技术措施之一。
参考文献
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关键词:太阳能电池; 数学模型; 工程应用; Matlab
中图分类号:TN911-34 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2011)24-0192-03
Research on Photovoltaic Cell Model Based on Matlab/Simulink
YANG Jin-xiao, ZHU Lin
(Department of Electronic and Information, Northwestern Polytechnic University, Xi’an 710129, China)
Abstract: A PV module simulation model sets up based on mathematical model of solar cells under Matlab/simulink environment is introduced. Compared with other common modeling methods, this model has the characteristics of simple algorithm, simplified structure and easy operation, and can preferably describe the electrical characteristics of photovoltaic arrays. The more important work is that the influence of arbitrary light intensity and temperature on series-resistance Rs parameter is considered in the process of modeling, and the experiments for solar cell output character were implemented. The comparison between theoretic estimation and measured data proves that the error between them is less than 6% which is in range of project allowance. In comparison with traditional methods, it has not only improved the accuracy, but also provided a reference for the research of PV system.
Keywords: photovoltaic cell; mathematical model; project application
0 引 言
随着经济的发展,人口的增加,化石能源逐步消耗,能源危机问题日益严重。在这样的背景下,太阳能作为一种巨量的可再生能源,引起了人们的重视,各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展。但是,大多数的光伏发电系统都是基于经验公式进行设计的,为了对整个设计系统进行验证和优化,有必要研究适用于光伏发电系统工程设计应用的仿真模型。由于太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心部件,所以在光伏发电系统中,对太阳能电池阵列仿真模型的研究至关重要。
太阳能电池技术发展很快,目前比较成熟且广泛应用的是经归类的太阳能电池。在2009年,全球太阳能电池的产量为1 0231 MWp,到2011年预计达到1.5 GWp,比2010年增加50%。其中,单晶硅电池占43.86%,多晶硅电池占46.62%,薄膜电池占9.52%。国内外太阳能行业都在围绕提高太阳能电池的光转换效率和降低成本这两大目标开展研究工作。太阳能电池通过串并联组合成光伏阵列使用,但针对单个太阳能电池的模型往往很少,且无法应用于各种仿真和电力工程计算中。目前,多晶硅太阳能电池的实验室效率已超过17%,前景很好[1-4]。本模型以数据参考手册参数为基准,用到了厂商提供的多晶硅太阳能电池标准下的参数[5]。
本文从光伏电池数学模型入手,在Matlab/Simulink的仿真系统中,建立了一种实用性较强的光伏电池模块仿真模型,该模型忽略了一些次要因素的影响,在不同太阳辐射强度和温度下模拟出太阳电池阵列的输出特性,并且将仿真模型结果与实际太阳电池阵列的测量结果进行了比较,工程应用精度在误差允许范围内,为光伏系统研究提供了极大的参考价值。
1 光伏电池特性
硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述:
根据图1中电压与电流的参考方向,得出普遍使用的太阳能电池通用模型[6]:I=npIph-npIrs{exp[qkTA(V+IRs)ns]-1}-
npV+IRsRsh
(1) 由于实际当中,太阳能并联电阻Rsh的实际值很大,Rs的实际值很小,故有:I=npIph-npIrs[exp(qkTA•Vns)-1]
(2)
Iph=[Isc+kl(T-Tr)]S100
(3)
Irs=IrrTTr3expqEGkTA1Tr-1T
(4)式中:I,V为太阳能电池的输出电流、电压(单位:A,V);ns,np为光伏阵列串列和并联的电池个数;Iph为太阳能电池光生电流,单位为A;Isc为短路电流,单位为A;q为电子电量(1.6×10-19 C);k为波尔兹曼常数(1.38×10-23 J/K);A为无纲量任意曲线的拟合常数,取值在1~5之间;T为太阳能电池绝对温度(单位:K);Tr为太阳能电池参考温度(单位:K);Irs为太阳能电池阵列反向饱和电流(单位:A);Irr为二极管反向饱和电流(单位:A);EG为硅的禁带宽度; kl为短路电流温度系数;S为光照强度(单位:W/m2)。
2 光伏组件的建模、及仿真
2.1 光伏组件模型的数学表达和模型建立 由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高,方法不够简化,容易出错的缺点,基于硅太阳能电池的理论数学模型,本文提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型。该模型是利用Matlab/Simulink工具,在光伏电池物理数字模型的基础上,建立的一种简洁光伏电池仿真模型。该模型忽略一些次要因素的影响,根据厂商提供的多晶硅太阳能电池作为参考[5,7]。下面给出S=1 000 W/m2,T=25 ℃测试条件下的 4个电气参数, 即短路电流Isc=4.75 A、开路电压Voc=21.75 V、最大功率点电流Im=4.515 A和最大功率点电压Vm=17.25 V。
首先给出仿真模型的数学表达式为:C1=1-ImIscexp-VmC2Voc
(5)
C2=VmVoc-1/ln1-ImIsc
(6)
T1=T-Tref
(7)
S1=SSref-1
(8)
D=IscS1+aT1(1+S1)
(9)
dv=bT1+DRs
(10)
I=Isc1-C11-expV+dvC2Voc+D
(11)式中:Isc,Voc,Im,Vm为4个标准参考技术值;Sref为太阳光强参考值为1 000 W/m2;Tref为电池参考温度,为25 ℃;S,T为任意太阳光强和电池温度;S1,T1,C1,C2,D均为中间变量;a,b为补偿系数,a=0.005 4,b=0.21。 太阳能电池模型的内部结构如图2所示[8]。
2.2 仿真曲线及结果
由图2得到该模型的仿真曲线(仿真采用变步长算法ode45tb,仿真时间设为25,设最大步长为0.1)。 在温度T=25 ℃时,测得光照强度为1 000 W/m2,800 W/m2,600 W/m2,400 W/m2,200 W/m2时的光伏阵列电池I-V,P-V曲线如图3,图4所示。
在光照强度为S=1 000 W/m2,测得温度分别为10 ℃,25 ℃,40 ℃,55 ℃,70 ℃时的光伏阵列电池I-V,P-V曲线如图5,图6所示。
由图3,图4可知,在温度不变的情况下,随着光照强度的不断升高,最大功率点也在逐渐增大。由图5,图6可知,在光照强度不变的情况下,随着温度的升高,最大功率点在逐渐减小。
仿真结果表明,该模型比完全采用数学建模或用S-function[9]函数建模相比,结构简单,易于操作,只需要相关参数就可以模拟出与实际情况相近的特性曲线。
3 实测结果与估算结果的比较
在考虑了任意光强和温度下串联电阻Rs参数的影响后,对该模型进行了太阳能电池输出电气特性试验。根据测得的太阳能电池阵列[6],对在任意选取的太阳辐射强度(S)、电池温度(T)下,不同负载的电流电压值[10-11]和对应条件的工程简化模型进行了仿真结果对比。实验与仿真结果的对比如图7~图9所示(①为仿真曲线;②为实验曲线)。
由表中数据可以看出,该模型精度满足了通常工程应用要求的精度范围6%以下。
4 结 语
本文的光伏组件的数学模型是在Matlab/Simulink环境下,利用其数学模型建立了PV块的Matlab仿真模型。经仿真实验结果表明,该模型算法简单,在结构上有了一定的改进,使结构简化,提高了运算速率。
本文模型仿真结果和与实验测得结果对比,比较结果表明,该模型的最大相对误差都在工程允许的精度6%内,与传统方法比进一步提高了精度,对于研究人员和后续工作来说,也极具参考价值。
参 考 文 献
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