关于木材工艺成熟探讨

2014-09-10赵高鑫付晓燕

河北林业科技 2014年3期

赵高鑫，付晓燕，黄磊

（河北省小五台山国家级自然保护区管理局，河北蔚县 075700）

森林成熟是指森林在生长发育过程中，达到最符合经营目的和任务时的状态，而这时的年龄叫森林成熟龄。森林成熟与农作物成熟相比，其不同点在于：一是成熟标志不明显，而农作物的成熟标志较明显，如棉花绽开露出雪白的棉纤维，说明棉花已达成熟期，这一标志十分明显，一看便知；二是由于森林效益的多样性，导致了森林成熟类型的多样性。森林成熟是合理组织森林经营和利用“时机决策”的基础，为经营利用的时间（轮伐期、择伐周期等）最优化决策提供依据，森林成熟的种类有数量成熟、工艺成熟、防护成熟、更新成熟、自然成熟和经济成熟等。

1 木材工业用途

木材（或木质纤维）在工业用途上的大量使用，最早可以追溯到早期以利用植物纤维的造纸业，主要是利用林木树皮、竹材和草。

目前，木材的工业用途，主要包括纸浆、工业三板（胶合板、纤维板、刨花板）和细木工板等。根据木材的加工利用方式，大体可将原料木材分为两类。一类是以木材中木材纤维为工业原料，如纸浆、纤维板和刨花板，可称为“纤维类原料材”，加工过程破坏了原有的木材结构，重新组合新的结构。另一类是以直接利用木材结构与性能为工业原料，如胶合板和细木工板，可称为“板用类原料材”，虽然加工过程使原木材质有所改良或改性，但主要还是利用木材的物理力学性能。

2 工艺成熟概念

关于林分工艺成熟概念，是以木材材种类别为基础的。材种划分是确定森林培育目标和主伐时间的重要指标，材种最基本的分类是以检尺径大小而分类的，即分为超大径材（检尺径38cm以上）、大径材（检尺径为26～36cm）、中径材（检尺径为14～24cm）、小径材（检尺径为6～12cm），林分材种是指林分生长过程中平均胸径的材种。

工艺成熟是指林木通过皆伐，能够提供某种或某类材种材积最多时的状态，亦即林分在生长发育过程中，目的材种平均生长量出现最大值时的状态，此时的年龄称为工艺成熟龄。市场对木材的需求是多种多样的，如造纸材、建筑用材、薪炭材等。工艺成熟龄的确定是以平均生长量最大值为基础的，反映了平均生长速度。工艺成熟属于数量成熟（数量成熟是指树木或林分的材积平均生长量达到最高数值时的状态，此时的年龄称为数量成熟龄）中的一个特例，不仅考虑数量因素，而且更重要的是还考虑了质量因素，任何立地条件下生长的任何树种都可以达到数量成熟龄，但工艺成熟龄则不然，因材种规格质量的限制，有些树种在较差的立地条件下根本不可能达到某材种规格，当然也就达不到该林种的工艺成熟龄了。另外，从木材的材质来说也有可能不适宜做某些材种，例如杨树木材就不能用作枕木，马尾松木材就不能用作车辆材、造船材。

3 工艺成熟概念新解

上述工艺成熟新概念包括以下5个方面的含义。①指明工艺成熟和其他森林成熟一样，也是单独反应某个指标的成熟过程，实质是从整个林业产业的角度来考虑和分析森林采伐年龄决策，成为联接森林培育目标和森林利用目标的纽带。②指明工艺成熟和木材加工利用有关，木材加工利用又决定了森林培育用材目标，因此工艺成熟随木材加工利用的变化而变化，更直观地反映了工艺成熟在木材加工工业上的应用意义。③指明了工艺成熟的先决条件是林分生长过程中所生产的木材必须达到可以加工利用成合格工业产品的程度，它隐含说明了木材物理性质状况是决定木材能否成为工业原料的先决条件，工艺成熟随木材加工产品的变化而变化，实质是标度值大小随着木材加工产品的变化而变化。④指明在林分所生产的木材原料可加工利用的基础上，林分工艺成熟与加工工艺有关，即考虑加工利用效率，包括木材资源消耗比率和木材加工工作效率。⑤指明工艺成熟龄是个最优化决策点，而不是一般森林成熟中所述的最大化决策点，因为工艺成熟龄是指导原料林采伐年龄的主导性森林成熟，它主要考虑单位时间单位面积林地上产出木材加工产品的最大化及其加工生产时间效率的最大化，但这并非同时发生的。

4 工艺成熟龄的确定方法

工艺成熟龄的确定方法有3种。①二表法。即利用生长过程表配合材种出材量（率）表法。②标准地法。③一簿两表法。调查簿和大龄级表配合材种出材量（率）表法。④马尔丁法（数式法）。利用标准地法，通过解析木造材便可求出某林分类型不同材种的工艺成熟龄（见表1）。从表1中看出，小径材工艺成熟龄为20a，中径材在25a以上，大径材在40a时尚未达到。