關于木材工藝成熟探討

趙高鑫，付曉燕，黃 磊

（河北省小五臺山國家級自然保護區(qū)管理局，河北 蔚縣 075700）

森林成熟是指森林在生長發(fā)育過程中，達到最符合經(jīng)營目的和任務時的狀態(tài)，而這時的年齡叫森林成熟齡。森林成熟與農(nóng)作物成熟相比，其不同點在于：一是成熟標志不明顯，而農(nóng)作物的成熟標志較明顯，如棉花綻開露出雪白的棉纖維，說明棉花已達成熟期，這一標志十分明顯，一看便知；二是由于森林效益的多樣性，導致了森林成熟類型的多樣性。森林成熟是合理組織森林經(jīng)營和利用“時機決策”的基礎，為經(jīng)營利用的時間（輪伐期、擇伐周期等）最優(yōu)化決策提供依據(jù)，森林成熟的種類有數(shù)量成熟、工藝成熟、防護成熟、更新成熟、自然成熟和經(jīng)濟成熟等。

1 木材工業(yè)用途

木材（或木質(zhì)纖維）在工業(yè)用途上的大量使用，最早可以追溯到早期以利用植物纖維的造紙業(yè)，主要是利用林木樹皮、竹材和草。

目前，木材的工業(yè)用途，主要包括紙漿、工業(yè)三板（膠合板、纖維板、刨花板）和細木工板等。根據(jù)木材的加工利用方式，大體可將原料木材分為兩類。一類是以木材中木材纖維為工業(yè)原料，如紙漿、纖維板和刨花板，可稱為“纖維類原料材”，加工過程破壞了原有的木材結構，重新組合新的結構。另一類是以直接利用木材結構與性能為工業(yè)原料，如膠合板和細木工板，可稱為“板用類原料材”，雖然加工過程使原木材質(zhì)有所改良或改性，但主要還是利用木材的物理力學性能。

2 工藝成熟概念

關于林分工藝成熟概念，是以木材材種類別為基礎的。材種劃分是確定森林培育目標和主伐時間的重要指標，材種最基本的分類是以檢尺徑大小而分類的，即分為超大徑材（檢尺徑38cm以上）、大徑材（檢尺徑為26～36cm）、中徑材（檢尺徑為14～24cm）、小徑材（檢尺徑為6～12cm），林分材種是指林分生長過程中平均胸徑的材種。

工藝成熟是指林木通過皆伐，能夠提供某種或某類材種材積最多時的狀態(tài)，亦即林分在生長發(fā)育過程中，目的材種平均生長量出現(xiàn)最大值時的狀態(tài)，此時的年齡稱為工藝成熟齡。市場對木材的需求是多種多樣的，如造紙材、建筑用材、薪炭材等。工藝成熟齡的確定是以平均生長量最大值為基礎的，反映了平均生長速度。工藝成熟屬于數(shù)量成熟（數(shù)量成熟是指樹木或林分的材積平均生長量達到最高數(shù)值時的狀態(tài)，此時的年齡稱為數(shù)量成熟齡）中的一個特例，不僅考慮數(shù)量因素，而且更重要的是還考慮了質(zhì)量因素，任何立地條件下生長的任何樹種都可以達到數(shù)量成熟齡，但工藝成熟齡則不然，因材種規(guī)格質(zhì)量的限制，有些樹種在較差的立地條件下根本不可能達到某材種規(guī)格，當然也就達不到該林種的工藝成熟齡了。另外，從木材的材質(zhì)來說也有可能不適宜做某些材種，例如楊樹木材就不能用作枕木，馬尾松木材就不能用作車輛材、造船材。

3 工藝成熟概念新解

上述工藝成熟新概念包括以下5個方面的含義。①指明工藝成熟和其他森林成熟一樣，也是單獨反應某個指標的成熟過程，實質(zhì)是從整個林業(yè)產(chǎn)業(yè)的角度來考慮和分析森林采伐年齡決策，成為聯(lián)接森林培育目標和森林利用目標的紐帶。②指明工藝成熟和木材加工利用有關，木材加工利用又決定了森林培育用材目標，因此工藝成熟隨木材加工利用的變化而變化，更直觀地反映了工藝成熟在木材加工工業(yè)上的應用意義。③指明了工藝成熟的先決條件是林分生長過程中所生產(chǎn)的木材必須達到可以加工利用成合格工業(yè)產(chǎn)品的程度，它隱含說明了木材物理性質(zhì)狀況是決定木材能否成為工業(yè)原料的先決條件，工藝成熟隨木材加工產(chǎn)品的變化而變化，實質(zhì)是標度值大小隨著木材加工產(chǎn)品的變化而變化。④指明在林分所生產(chǎn)的木材原料可加工利用的基礎上，林分工藝成熟與加工工藝有關，即考慮加工利用效率，包括木材資源消耗比率和木材加工工作效率。⑤指明工藝成熟齡是個最優(yōu)化決策點，而不是一般森林成熟中所述的最大化決策點，因為工藝成熟齡是指導原料林采伐年齡的主導性森林成熟，它主要考慮單位時間單位面積林地上產(chǎn)出木材加工產(chǎn)品的最大化及其加工生產(chǎn)時間效率的最大化，但這并非同時發(fā)生的。

4 工藝成熟齡的確定方法

工藝成熟齡的確定方法有3種。①二表法。即利用生長過程表配合材種出材量（率）表法。②標準地法。③一簿兩表法。調(diào)查簿和大齡級表配合材種出材量（率）表法。④馬爾丁法（數(shù)式法）。利用標準地法，通過解析木造材便可求出某林分類型不同材種的工藝成熟齡（見表1）。從表1中看出，小徑材工藝成熟齡為20a，中徑材在25a以上，大徑材在40a時尚未達到。

表1 工藝成熟齡計算

5 影響工藝成熟齡的因素

影響工藝成熟齡的主要因素有材種規(guī)格、樹種、立地質(zhì)量、起源等，喜光樹種工藝成熟齡較小，耐陰樹種的工藝成熟齡較大；樹種相同時，立地條件好的林分工藝成熟齡較小，反之則較大；萌蘗林較實生林工藝成熟齡小；林種規(guī)格是影響工藝成熟齡最重要的因素，材種規(guī)格越大，工藝成熟齡越大，反之越小。

［1］王紅春，寇文正.森林工藝成熟概念新解［J］.學術探討.2004，（7）：43-47.

［2］秦安臣，白順江，封新國，等.森林經(jīng)營管理［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2000.