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管理局，河北 蔚縣 075700）

森林成熟是指森林在生長發育過程中，達到最符合經營目的和任務時的狀態，而這時的年齡叫森林成熟齡。森林成熟與農作物成熟相比，其不同點在于：一是成熟標志不明顯，而農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營和利用“時機決策”的基礎，為經營利用的時間（輪伐期、擇伐周期等）最優化決策提供依據，森林成熟的種類有數量成熟、工藝成熟、防護成熟、更新成熟、自然成熟和經濟成熟等。

1 木材工業用途

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

目前，木材的工業用途，主要包括紙漿、工業三板（膠合板、纖維板、刨花板）和細木工板等。根據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，亦即林分在生長發育過程中，目的材種平均生長量出現最大值時的狀態，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。工藝成熟屬于數量成熟（數量成熟是指樹木或林分的材積平均生長量達到最高數值時的狀態，此時的年齡稱為數量成熟齡）中的一個特例，不僅考慮數量因素，而且更重要的是還考慮了質量因素，任何立地條件下生長的任何樹種都可以達到數量成熟齡，但工藝成熟齡則不然，因材種規格質量的限制，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，實質是從整個林業產業的角度來考慮和分析森林采伐年齡決策，成為聯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的木材必須達到可以加工利用成合格工業產品的程度，它隱含說明了木材物理性質狀況是決定木材能否成為工業原料的先決條件，工藝成熟隨木材加工產品的變化而變化，實質是標度值大小隨著木材加工產品的變化而變化。④指明在林分所生產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出木材加工產品的最大化及其加工生產時間效率的最大化，但這并非同時發生的。

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。調查簿和大齡級表配合材種出材量（率）表法。④馬爾丁法（數式法）。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格、樹種、立地質量、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；林種規格是影響工藝成熟齡最重要的因素，材種規格越大，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.森林經營管理［M］.北京：中國林業出版社，2000.