木质资源材料学

1.1 我国木质资源概况 藤类是世界植物资源和森林资源的重要组成 部分，具有生产周期短、经济价值高、特殊观赏 文化价值、易实现可持续经营等显著特点，已成 为仅次于木材和竹材的重要非木材木质资源之一。 灌木类是无明显直立主干的木本植物。灌木的 经济价值大体可分为薪炭用灌木、工艺灌木、观 赏灌木、饲料灌木、香料灌木和药用灌木等。 稻是禾本科植物，是世界重要的粮食作物。 麦是一年生的禾本科植物，是世界重要粮食作 物，也是我国北方的粮食主作物之一。 麻、棉、芦苇 、玉米 、甘蔗、高粱 等可生产 人造板 、纺织工业 、编织、药材 、酿酒、制糖 等原材料。
1.2木材科学发展史的简要回顾
新中国成立后，我国木材科学的研究工作， 随着社会主义建设和国民经济发展的需要而得到 了迅速、全面的发展。全面有关木材科学的研究 机构和高等林业院校在木材构造性质、利用、木 材保存、木材改性及其测试和研究方法等方面的 研究都取得了很大的成就，发表了许多论文，出 版了一些木材学专著，并在某些研究领域已经赶 上世界先进国家的研究水平。特别指出的是， 1985年，由中国林业出版社出版发行了成俊卿教 授主编的《木材学》，这是一部国内外罕见的高 层次的木材学巨著。结合当代木材科学的进展， 李坚教授主编了《木材科学新篇》和《木材科学》 等专著，内容新颖，展示了当前木材科学研究的 前沿。
1.2木材科学发展史的简要回顾
我国木材学的研究历史不长，解放前偏重 于对木材构造与性质的研究。我国木材学创始 人唐耀自1931年就专心于中国木材的研究，先 后发表了“华北重要阔叶材之鉴定” 、“ 华 南重要阔叶材之鉴定”和“中国裸子各属木材 之初步研究”等学术论文。1936年12月由商 务印书馆出版发行了唐耀写的《中国木材学》， 这是我国第一部木材学专著。前苏联在1934年 出版了世界上第一部由C.N.瓦宁著的俄文木材 学教科书，经修改和补充，第三版于1949年出 版，1959年由申宗圻等译成中文在我国出版发 行。
表2
我国木材进口统计
数量（104m3 ） 30.4
年份 1950 ～1959
1960 ～1969
1970 ～1979 1980
5.14
4.64 181
1981 ～1985
1985 1986 1987 1988
3460.36
1100 876.7 876.9 1318
1989
769
3.4世界和中国木材供需预测
木质材料以其独特的材料性能以及优 良的环境学特性深受人们喜爱，广泛被用 于人类的生产生活环境当中，发挥着重要 的作用。 随着当今科学技术的进步，人们对材 料的认识从物理到化学再到生物学，对材 料的研究从宏观到微观再到超微观分子水 平，对材料的加工利用也从粗加工到精加 工再到高附加值加工 ，使得人们利用消耗 性的自然资源更具合理性，也使得人们利 用农作物秸秆等木质资源更具可行性。
人造板
胶合板
纤维板
5、木材的优缺点
5 . 1优点 １．易于加工。用简单的手工具就可以加工。结合形式多种多 样：榫结合、钉结合、胶结、各种金属连接件；同时可以蒸煮 后进行弯曲、压缩等加工。 ２．木材的强重比比一般金属高，即木材轻而强度高。 ３.气干材是良好的热、电绝缘材料。一般器具的把柄，如螺丝 刀、大勺柄等。 4.木材具有天然的美丽花纹、光泽和颜色，能起到特殊的装饰 效果。 5 .对紫外线的吸收和对红外线的反射作用。 良好的声学性质。是纤维素的主要来源之一。 可提供一些保健 药品成分 6.木材有吸收能量的作用。如：枕木。 7.木材是弹—塑性体。在损坏时有一定的预兆，给人以安全感。 8.调节室内气候。 9.调节生物的生理量和心理量，使之正常。 白鼠试验表明，木材对人体健康有益。
建筑用材 采掘用材 交通建设用材 造纸用材 包装用材 农业、市场用材 （其中火柴材 家具材） 胶合板
15 20 8 10 6~10 10 1 3 1.4
7、木材科学的发展
7 . 1木材科学的定义
木材科学（Wood Science）—是研究木质化了的 天然材料与衍生制品以及为木质材料的加工利用和 森林经营管理技术提供科学依据的一门生物的、化 学的和物理的科学。 7. 2国外木材科学的发展 Kollmann（1968年）提出，现代林产品研究工 作50年前才开始。今天我们正处于将木材科学应用 于木材工艺学领域的时代。木材科学是以理论和实 践的科学研究为基础，开辟了木材作为原材料的新 用途，奠定了木质人造板新工业的基础。 1906年美国Tiemann在《水分对木材强度和硬度 的影响》一文中提出纤维饱和点的概念。这是木材 性质研究的重要发现。
森林资源（90年代后）
我国森林蓄积量为124.9亿立方米，人 均占有森林面积相当于全球的21.3%，人均 蓄积量则只有世界的12.5%，森林覆盖率相 当于世界的61.3%，在某种程度上说中国应 为少林的国家，但中国又是一个木材消费量 很大的国家之一。
木材消费
我国木材消费主要集中在建筑装修行业、 人造板及家具制造业，造纸业等三大领域， 这三大行业消耗木材量及份额分别为4000万 立方米，占22%；5000万立方米，占28%； 6000万立方米，占38%，农业，水利用材等 约2500万立方米，占12%。目前我国每年木 材消耗量约为1.7亿立方米，今后几年可达 到2.4亿立方米。
3.2我国林木资源尚有不足 与世界各国和地区森林资源相比较，我国 森林资源主要有以下不足： 1．森林覆盖率低，人均占有森林资源少。 2．森林资源地域分布极不均匀。 3．林龄结构不合理，可采资源不足。 4．森林资源质量不高，单位面积蓄积量较低。

3.3我国的木材进口
如表2所示，1985年、1988年是我国木材进口量较 大年份，进口量超过1000万m3，而全国森工企业商品 生产量约5000万m3。根据保护木材资源和维护生态平 衡的需要，在发展经济建设和提高人民生活水平中， 我国有进一步发展和扩大木材进口的需要。在这一工 作中应加强对进口木材结构和加工性能的研究，更好 发挥进口木材的使用效益。
森林的主产品——木材是经济建设和人民生 活的重要物资。随着现代工业和科学技术的发展， 其用途越来越广泛。
3、我国木材资源的现况
3.1森林覆盖率 据研究，一个国家森林覆盖率要在30%以上， 并均匀分布，才能保持水土、保障农田丰收和减 轻自然灾害。 我国有林地面积和蓄积量，就其绝对数量来 说，还是不小的。但以土地辽阔、人口众多的大 国地位来衡量，森林资源又是不足的，是一个少 林国家。
1、 我国木质资源的概况和特点
1.1 我国木质资源概况 木材、竹材、藤本、灌木、作物秸秆类资源 当中，无疑木材的重要性是第一位的。自古木材 就是人类生存所依赖的主要原材料，迄今仍是世 界公认的4大原材料（木材、钢铁、水泥、塑料） 之一。 我国竹类资源丰富，无论是竹子的种类、面 积、蓄积量还是年采伐量均居世界之首。据统计， 全国共有竹类植物40多属500余种，竹林面积720 万hm2，其中纯竹林420万hm2，主要分布在福建、 江西、浙江、湖南、广东和四川6省。
2、我国的森林和木材资源概况

我国幅员辽阔，地跨寒温带至热带，地形 和气象因子差异很大，森林类型多样，树种资 源丰富。全世界木本植物约2万余种，而我国 就有7，500余种，主要乔木树种2，500余种， 远较欧洲和北美丰富。
森
林
森林是以乔木树种为主体的生物群落，它是人类非 常宝贵的可再生资源。 森林效益有两方面，直接的是给人类提供巨大原材 料，间接的是对生态的调节作用。(上针下阔-秋天)
6、木材的主要应用方面


ห้องสมุดไป่ตู้
国家经济建设中，木材与 钢材、水泥并列为三大建筑材 料，与生产各部门均有密切关 系，不论是工农业还是人民生 活都需要大量木材。我国在实 行计划经济时期，木材是国家 计划分配的物资。表3给出我 国这一期间木材的主要应用方 面和分配量。 （古樟树）
表3 我国木材的主要应用方面 应用方面 （%） 占计划分配量

据联合国粮农组织(FAO)预测，2010年的 世界人口将在1990年的基础上增长37％，而 全球对木材的需求量将增长40％以上，即从 34．33亿m3，增加到50多亿m3。
1990—2010年全球木材及林产品需求增长预测 产 品 1990年需求量 2010年需求量 增长比例／％
原木／亿m3
34．33
5、木材的优缺点
5 . 2缺点 1.干缩湿胀性。木材含水率在纤维饱和点以下变动时，其尺 寸也随之变化。由于各向异性， 在木材各个方向上干缩湿胀率存在着差异，可能导致木 材发生开裂、翘曲等缺陷。 2.木材容易腐朽和虫蛀。 3.木材用作沿海水生建筑材料或木船等，则常为海生钻孔动 物所侵害。 4.木材易于燃烧。 5.变异性大。不同树种、不同产地、不同气候、不同部位 （心边材、早晚材、幼龄材和成熟 材等）均不一样。 6.有许多天然缺陷，如：节疤、斜纹、油眼等。
1.2木材科学发展史的简要回顾
解放前，在我国农学院森林系中没单独开设 木材学课程，只将其包括在森林利用等有关课程 中。新中国成立后，于1952年正式将木材学列入 木材机械加工专业的教学计划，并制订了全国统 一的木材学教学大纲，进行了有计划有目的的教 学。前苏联，在开设专门木材学的课程之前，有 关各种木材性质等木材学知识被列入在森林工艺 学、木材加工学或建筑材料学中讲授。于1932年 才单独分出木材学科目，并列入前苏联高等林业 院校的教学计划。此时，世界上其他国家还没有 把木材学作为一门独立的学科。
表 1 我国森林资源清查结果 项 目 第三次 1984～1988 年 12465 12.98 99.95 3.16 3.44 第四次 1989～1993 年 13370 13.92 99.95 4.0 3.22
森林面积（104ha） 森林覆盖率（%） 8 3 森林蓄积量（10 m ） 林木年均净生长量 8 3 （10 m ） 林木年均净消耗量 （108m3）
原条 圆材 整体木材 原木 针叶树加工用原木 阔叶树加工用原木 旋切加工用原木 特级原木 直接用原木 次加工用原木 小径原木 车立柱等 针叶树锯材 阔叶树锯材 枕木 铁路货车锯材 载重汽车锯材 罐道木 机台木等
木质原材料和产品 锯材 纸浆
人造板
4、木材的产品类别 木质原材料和人造板产品类别如下：
刨花板 木质刨花板 水泥木质刨花板 贴面和表面涂饰刨花板 各种胶合板 细木工板 空芯板 异型胶合板 木塑复合材（ＷＰＣ）等 软质纤维板（０.４０ｇ／ｃｍ３以下） 中密度纤维板（０.４～０.８ｇ／ｃｍ３） 硬质纤维板（０.８ｇ／ｃｍ３以上）
50．69
47．7
其中： 薪炭材／亿m3 工业材／亿m3 17．78 16．55 23．95 26．74 34．7 61．6
锯材／亿m3
木质人造板／ 亿m3 木桨／亿t 纸和纸板／亿t
4．89
1．32 1．42 2．13
7．45
3．13 2．83 4．43
52．4
137．0 99．3 108．0
4、木材的产品类别-木质原材料和人造板产品类别如下：
第 1 篇
木材资源材料 第 2 篇 竹类资源材料 第 4 篇 作物秸秆类资源 材料 第 3 篇 藤类、灌木类资 源材料
绪
论
材料是人类一切生产和生活水 平提高的物质基础，是人类进步的 里程碑 ,今天，人类已经进入了与 自然协调发展的阶段，材料、环境 和自然资源保护利用已成为国际社 会最为关心和最迫切需要解决的问 题。 我国将21世纪的材料学研究定 位在信息材料、复合材料、新能源 材料、智能材料、生态环境材料等 方面优先发展。其中，生态环境材 料是强调了材料的功能特性与生态 环境的协调性、与人类可持续发展 关系的一类重要材料。
3.1森林覆盖率(80年代)
1985年联合国粮农组织统计报告，世界森林覆盖 率为32.3%。我国第四次（1989—1993年）森林资源 清查结果，现森林覆盖率为13.92%，与第三次 （1984—1988年）清查相比净增0.94%。在第四次清 查期间，我国森林的发展成绩显著。（见表1所示） 但还存在着严重的问题：1.可采森林资源少；2. 森 林质量低，体现在林龄结构等方面：（1）现在成熟 林和过熟林可供采伐的资源是14～15亿m3 。大径级材 将基本消失，森林质量下降，林龄结构低龄化，势必 要大量消耗近熟林和中龄林，森林覆盖率缓慢上升的 趋势将会停滞不前。（2）天然林资源迅速减少，次 生林、人工林资源包括速生林的比重将逐年增加。 大径级的优质材和针叶材的比重下降，中、小径级阔 叶材和劣次材的比重增加。