国内外林业产业新技术和新动向

林业产业始终立于木材科学与技术学科的前沿领域。目前，林业产业已超越学科界线，在交叉学科的边缘上产生突破，林业产业迅速拓展，绽放出璀璨的花环和色彩。



一、思考的问题



长期以来，这些问题一直萦绕在我的脑海里：如何将大自然恩赐人类的木材发挥到更高的境地？林业产业的创新在哪里？如何科学制造和使用木材制品？



大自然如此神奇，构造了神奇的森林和丰富的树种，完美的复合机制与奇特的结构，赋予木材美妙的天性，在深入钻研之后，萌发遐想，愿与同仁共享。



（一）木材结构的启迪

窥视木材结构有三：1、分子结构决定它的潜在功能；2、分子以上有序结构决定它具有可表现的功能；3、构建高级结构决定它具有某种特定的功能。从分子结构和高级结构2个层次上研究与功能的关系，提出分子设计和材料设计的新思路、新原理是人造板研发的原动力，是技术创新的基础与核心。

通过总结木材结构——性质——功能的关系，设计和寻找新材料，提高人造板研究的层次乃当务之急。木材的基本性质尽管是由构成它的纤维素、半纤维素和木质素的结构来决定，但是，三者通过有序组装构成的复合结构才真正决定了木材天然特性，只有当这种材料形成一定形状结构时，才能发挥木材的真正作用。



（二）林业产业发展的动力

林业产业发展的原动力来自于分子自组装原理、生物矿化原理、细胞工程与基因工程、仿生学等研究。人造板产业发展的总趋势是高功能、高性能、复合化、智能化、精细化。木材经过亿万年进化，经历了自然选择与优胜劣汰，形成了完美而特殊的结构：1、在不同尺度上自组装多级结构；2、具有综合优异特性和功能性。



出现仿生木制品科学：1、结构仿生；2、过程仿生。木材制品以其脚感舒适、自然温馨、冬暖夏凉、高贵典雅等突出的优点，成为人们装饰家居和置办家具的首选材料，其市场需求呈直线上升趋势。



（三）林业产业拓展设计

林业产业拓展设计的基本思想是以实木制品、木质复合材料加工为推力，以新兴生物质材料为拉力，以贸工林一体和产业化经营为动力，向新材料构思全面拓展。



林业产业新的发展思路是：“一重点、二目标、三转变、四需求”。即以植物重要性状功能基因发掘利用为重点，以提升林业产业国际竞争力与整体研究水平、规模化水平为目标，从跟踪性研究向自主创新性研究转变，满足产品安全、人类健康、环保、能源替代需求。



二、林业产业发展的方向



林业产业发展方向一是向规模化、标准化、科技化方向发展；二是通过科技手段逐步提高木制品的使用功能，提高木制品的尺寸稳定性，使木制品更耐磨、阻燃、耐水、抗静电等；三是实木制品的表面加工会出现各种形式，如使用高耐磨表面油漆或使用耐磨透明材料进行覆面；四是复合木制品将成为广东林业产业发展的趋势。



（一）林业产业潜力无限

“十五”末期，我国城镇人均居住面积将由现在的13.1平方米增至22.0平方米，年增7.7平方米；城镇化进程加快，城镇人口年增1%，年增居住面积2.64亿平方米；城镇装饰模式由“温饱型”向“质量型”转变，二次装修增加。这为家具、人造板、木制品、装饰材料提供了巨大的发展空间，装饰材料市场将突破3500亿元。引导中等收入阶层的消费，拉动经济发展，安居工程作为安邦兴国的国策将长期运行，我国城镇人均居住面积增加和人口增加需求的新住宅面积将达到10.33亿平方米/年，新住宅和现住房二次装修的总装修面积15.99亿平方米/年，装修按70%铺地计，需铺地材料11.19亿平方米/年。



木材加工企业的规模化程度越来越高，技术的进步和发展得以加速。林业产业企业必须尽快提高产品研发和创新能力，增强核心竞争力。市场将产生分化，并形成一定的细分市场，产品进一步体现差异化。市场进一步扩大，企业的生产成本和经营费用因规模扩大而降低，给零售终端形成价格下降的空间。品牌利益将得到延伸，服务意识将进一步引入，服务将成为竞争的重要优势。国家制定倾斜产业政策，加快我国对速生林资源的开发和利用，将对林业产业市场发展前景具有重大意义。



（二）建立广东木业国际产业园区

CEPA、“申亚”成功、“泛珠江三角洲”区位优势将带动广东进入新的快车道。建立木业国际产业园是广东省政府确立“泛珠江三角洲”发展战略的重要组成部分，是“泛珠江三角洲”发展战略在林业产业中扮演的重要角色，将肩负着历史使命，对确立“泛珠江三角洲”林业产业的中心地位意义重大。木业国际产业园是大中企业集中的地方，是“泛珠江三角洲”地区木材、原木、原材料基地的标记，是木材生产、物流品牌的代名词，它将具有非常大的活力。木业国际产业园是以高新技术为支撑，以有影响的大中企业为主体，具有多功能并能产生综合效益的集约化和产业化经营的现代林业产业组织形式，为高新技术进入木材加工全过程提供了有效切入点，是实现林业产业现代化建设新的生长点和林业产业微观经济制度创新的方式。



国际1-2家知名、有森林资源的巨头企业加盟，政府出地，与大学、省装饰材料协会和科研单位联合，建立木业高科技群，发挥木业国际产业园的研发创新、品牌优势、示范推广、培训教育、带动周边地区发展的功能，吸引中小企业进入。木业国际产业园作为“珠江三角洲”木材物流生产的基地，以木材为龙头带动建材，为国内木材加工行业品牌企业加盟木业国际产业园作为生产、物流的基地，它将成为“珠江三角洲”木材产业出口、生产的集散地和世界建材制品交流的平台，将建成大型建材超市，成为木材和建材市场中心，为“广交会”提供最有竞争力的木材制品、建材等品牌产品，它将成为广东最具规模的原材料、生产、成品、物流的平台，代表“泛珠江三角洲”林业产业内销和出口的最高水平，对促进我省林业产业全面发展具有重要意义。



广东省是木材消耗大省，也是木材产量较小的省，木材加工如此发达，木材和林产品供给十分关键，应正确分析现状和趋势，调整战略，根据国际木材和林产品市场的特点和走向，在大力种植速生丰产林的基础上，开发俄罗斯木材资源，南北联合，走内联外延之路。



2003年广东木材产量为308.24万立方米，人造板产量为207.52万立方米，其中胶合板89.41万立方米，刨花板15.39万立方米，纤维板88.19万立方米。广东省林业产业企业约为2.13万家，总产值约3000多亿元，其中广东有家具企业近万家，造纸企业200多家，人造板企业约550家，每年消费木材2000多万立方米，已形成资源、加工、利用、销售、服务等较为完整的产业链，以珠江三角洲为中心，构筑了木材、家具、人造板、涂料、胶粘剂、五金件优势产业群，形成了强劲发展的态势。



广东林业产业发展的突出特点是：经济发展直接依赖于知识和创新，劳动、资本等传统生产要素在投入中的比例明显下降；知识领域的重大突破决定着相关产业的兴起和发展，拥有自主知识产权就会取得市场竞争的主动权；科技发展和知识更新的速度加快，产品生产周期缩短，技术创新的风险加大；以尽可能少的自然资源和最大可能的知识应用，实现经济的可持续发展。



作为传统的林业产业，当前主要是利用高新技术来激活自己，如利用计算机技术，加快计算机辅助设计（FCAD）、计算机辅助制造（FCAM）和计算机集成制造（CIMS）等技术革新；利用材料学和机械设备的高新技术，进行产品的更新换代，实现产业结构和技术的升级。要强调产业的整体创新能力，在高新技术的应用上要有自己的“核心技术”。



今天中国的制造业直接创造国民生产总值的1/3，占整个工业生产的4/5，为国家财政提供1/3以上的收入，贡献出口总额的90%，就业人员8043万人。虽然这样，中国的制造业远远说不上强大，制造业能力和水平不高，创新能力不足，市场竞争实力不强。所以制造业对于中国来说不仅重要，发展的道路还十分漫长。



广东林业产业现状突出问题是人才匮乏，大学本科学历以上人员占0.2%，其中家具和木材专业的占0.2%；大专和中专学历占1.7%，其中家具和木材的占0.2%；高中学历占90%以上。广东林业产业企业步履艰难，如履薄冰；部分企业盲目经营；新产品开发困难，互相抄袭；人才是广东林业产业企业振兴的关键。长期以来，广东林业产业行业管理薄弱，没有把有限资源整合在一起，没有充分发挥林业产业的优势；广东省林业产业在产品研发和市场销售方面还缺乏竞争力，多数企业没有品牌，研发人员比例不足1%；迄今没有形成能够实现信息畅通、价格定律、物流配送、资源整合等功能的现代市场。广东的优势是在改革开放之初形成的，国家给了许多优惠政策，先走一步。然而，今天全国各个省的林业产业之间的距离越拉越近。建立起中国现代风格的林业产业园区，全面地实现工业化进程，在国际木材市场中推出中国品牌的产品乃大势所趋。



三、广东林业产业的出路



中国林业产业根本出路就在于创新，创新是民族的灵魂，是企业的生命。林业产业应以产品创新为龙头；以工艺创新为依托；以制造和科技创新为保证，走适合国情、振兴企业之路。2004年国家确立优先发展的高技术产业化重点领域指南明确指出：进行人工林木材和木质纤维材料的深加工并采用先进的复合、重组及功能性改良等高新技术制造各种高性能木基（或植物纤维基）复合材料、木基重级材料和多功能的木材制品，对于扩大木材的进口量等具有重要意义，近期产业化的重点是：木材——塑料复合材料、木纤维——合成纤维复合材料、木材——金属复合材料和木材——玻璃纤维复合材料等新型木基复合材料的生产技术以及实体木材的功能改进和深加工。



（一）重在产品创新

广东林产业产品创新分3个层次：1、产品结构创新；2、产品功能创新；3、产品环境协调性创新。产品创新是从根本上改变传统加工模式的突破口，今后应从普通板材向多结构形式方向发展，走界面层设计和结构设计之路，最大限度发挥木材自身的特性。木材产品环境协调性是指对资源和能源消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。环境协调性的研究融入21世纪所有新材料的开发之中，完善材料环境协调性评价的理论体系，开发各种环境相容性新材料及绿色产品，研究降低材料环境负荷的新工艺、新技术和新方法等方面将成为21世纪材料科学与技术学科发展的主导方向。



（二）优先采用新技术

1、复合技术

木塑复合材料（WPC）指含有木材和热固性塑料或热塑性塑料的复合材料，国内已经形成工业化生产、销售、应用体系，并有快速发展之势。作为材料开发的基础主要有混杂结构、插层结构、复合技术。产品分为3种类型：木材填充型WPC、普通型WPC、先进型WPC在我国发展很快，目前已成为林业产业新的增长点，形成了生产能力和市场，显示出极大的活力。



2、木材改性技术

木材改性关键取决于改性剂和改性工艺。改性剂的开发应逐步向同时具有防生物危害、阻燃和尺寸稳定化的“多功效性”方向发展；改性剂能否与木材的化学组分组成化学交联取决于其所带的官能团性质和活性，以及木材组分表面官能团的活性是保证功能持久的技术关键。改性工艺将会发生质的飞跃，新的加工理念和思路不断产生。



3、仿生异型结构设计

产品结构创新是从根本上改变传统加工模式的突破口，产品结构从普通板材向多结构形式方向发展。主要是中空状桶型LVL、异性结构刨花板、局部强化不等截面板材。



4、致密微孔型表面加工技术

木材压密化和微孔技术发展较快，成为林业产业新的“亮点”。木材压密化的研究主要集中在木材横纹压缩和变形固定。木材横纹压缩的研究有：木材横纹压缩的分析；平板热压技术（横向固定技术、双向压缩技术、部分压缩技术）；滚压技术；水压技术。压缩变形固定研究有：变形永久固定机理的研究；树脂注入硬化处理技术。加热技术有：热处理技术；电子辐射技术；蒸汽处理技术；密闭加热处理技术；高频加热处理技术；常压高温处理技术；热或酸前期处理技术。微孔透气涂饰技术、驱蚊健康涂饰技术、有害射线消除涂饰技术、维系木材原态涂饰技术、纳米表面结构的特性再现技术、滤毒表面结构构建技术将给林业产业带来活力。



5、功能耦合与激活技术

某些木材气味可激活人类脑细胞，使人精力倍增，可提高工作效率；在木质复合材料中加入这样的材料，可制备具有激活脑细胞功能的新型材料。



最大限度发挥木材自身的功能，科学利用木材，在功能性上作文章；木材径切面纹理具有理想的生命协调性，早晚材间隔变化反射与人类心理变化合拍，给人以亲切、平和之感；在木制品表面尽量采用径切面是科学之举。



6、木材自结合技术

木材自结合技术主要有：生物结晶技术（木聚糖自聚合机理的应用）；木材接肢生长技术；自愈合技术。基因物质是决定树木材性的根本原因，21世纪将是材性遗传改良技术的全面研究和广泛应用的辉煌时代。



7、环境友好材料开发

环境友好材料是在原料采集、产品制造、使用或者再生循环利用以及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料，具有资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高的特点，而且从材料制造、使用、废弃直到再生循环利用的整个寿命过程，都与生态环境相协调。近期产业化的重点是：多功能、可循环回收、低毒少害材料（如废弃物再资源化制造新材料）。



重点研究开发木材和木制品洁净生产加工技术：降低或彻底消除游离甲醛的脲醛树脂胶木质重组材料；不含游离甲醛的异氰酸酯胶和改性豆胶木质材料；木材防腐处理的环境协调性技术；木材加工过程产生废水和废液的回收利用；木质材料加工制造过程中产生的有机挥发物（VOO）的利用和处理。



8、木质复合材料创新

由于异质木质复合材料的性能功能化、较低的成本及应用范围广泛，提高了传统木质材料的发展潜力。因其超轻、高比强度等优势而广泛应用于建筑、汽车、室内装修及家用电器等领域，特别是作为音响设备的关键结构材料，近年来发展非常迅速。近期产业化的重点是：高性能合金复合材料（高强度、高韧性变形合金），大断面、中空型合金板材，木质复合材料加工与应用技术，后加工成形技术和着色、防腐技术以及相关的配套设备。



9、纳米木质材料设想

纳米材料因其纳米效应而具有特殊的性能和广泛的用途，是目前新材料发展的热点之一。近期产业化的重点是：纳米催化材料和纳米晶木质材料，木质材料表面纳米化技术，纳米木质材料规模化应用。



10、人工林木材的深加工技术

人工林木材与天然林木材的根本差别源自于幼龄材与成熟材之间的不同，对人工林幼龄材与天然林成熟材木材性质特征进行比较研究更有实际意义。由于幼龄材是在具有充分的光合作用和生长激素的条件下所形成的木材，与后期形成的成熟材在木材性质方面存在有显著差异，主要表现在木材解剖、化学、物理、力学性质等方面以针叶材为例，幼龄材与成熟材相比，在解剖方面具有管胞短等特点。



进行人工林木材和木质纤维材料的深加工并采用先进的复合、重组及功能性改良等高新技术制造各种高性能木基（或植物纤维基）复合材料、木基重组材料和多功能的木材制品，对于扩大木材的应用领域、开拓植物纤维利用的新途径、减少我国优质木材的进口量等具有重要意义。近期产业化的重点是：木材——塑料复合材料、木纤维——合成纤维复合材料、木材——金属复合材料和木材——玻璃纤维复合材料等新型木基复合材料的生产技术以及实体木材的功能改进和深加工。



广东林业产业正处在发展的关键时期，发挥林业产业协会的作用至关重要，我们的指导思想：明确目标，确定重点，抓住机遇；深化改革，加速创新，快速发展。＊＊＊＊、＊＊＊发布的《关于加快林业发展的决定（中发〔2003〕9号文）》给广东林业产业带来了前端的新机遇。广东地域优势、人才优势、工业基础优势和学科发展优势将会推动广东省林业产业快速发展。今后应以木材高附加值加工利用为着眼点，广泛联合，团队攻关，我们的着眼点是：面上提升，点上突破；发展创新，加强联合；坚持特色，立足广东；实施五大工程，实现跨越式发展，振兴林业产业。



维系林业产业可持续发展关键在于以全新的视角重新审视木材，最大限度发挥木材自身的特性，激活天性，构筑全新制造理念，改造传统产业。中国林业产业青春长驻，魅力无限。