國內外林業(yè)產業(yè)新技術和新動向

林業(yè)產業(yè)始終立于木材科學與技術學科的前沿領域。目前，林業(yè)產業(yè)已超越學科界線，在交叉學科的邊緣上產生突破，林業(yè)產業(yè)迅速拓展，綻放出璀璨的花環(huán)和色彩。



一、思考的問題



長期以來，這些問題一直縈繞在我的腦海里：如何將大自然恩賜人類的木材發(fā)揮到更高的境地？林業(yè)產業(yè)的創(chuàng)新在哪里？如何科學制造和使用木材制品？



大自然如此神奇，構造了神奇的森林和豐富的樹種，完美的復合機制與奇特的結構，賦予木材美妙的天性，在深入鉆研之后，萌發(fā)遐想，愿與同仁共享。



（一）木材結構的啟迪

窺視木材結構有三：1、分子結構決定它的潛在功能；2、分子以上有序結構決定它具有可表現(xiàn)的功能；3、構建高級結構決定它具有某種特定的功能。從分子結構和高級結構2個層次上研究與功能的關系，提出分子設計和材料設計的新思路、新原理是人造板研發(fā)的原動力，是技術創(chuàng)新的基礎與核心。

通過總結木材結構——性質——功能的關系，設計和尋找新材料，提高人造板研究的層次乃當務之急。木材的基本性質盡管是由構成它的纖維素、半纖維素和木質素的結構來決定，但是，三者通過有序組裝構成的復合結構才真正決定了木材天然特性，只有當這種材料形成一定形狀結構時，才能發(fā)揮木材的真正作用。



（二）林業(yè)產業(yè)發(fā)展的動力

林業(yè)產業(yè)發(fā)展的原動力來自于分子自組裝原理、生物礦化原理、細胞工程與基因工程、仿生學等研究。人造板產業(yè)發(fā)展的總趨勢是高功能、高性能、復合化、智能化、精細化。木材經過億萬年進化，經歷了自然選擇與優(yōu)勝劣汰，形成了完美而特殊的結構：1、在不同尺度上自組裝多級結構；2、具有綜合優(yōu)異特性和功能性。



出現(xiàn)仿生木制品科學：1、結構仿生；2、過程仿生。木材制品以其腳感舒適、自然溫馨、冬暖夏涼、高貴典雅等突出的優(yōu)點，成為人們裝飾家居和置辦家具的首選材料，其市場需求呈直線上升趨勢。



（三）林業(yè)產業(yè)拓展設計

林業(yè)產業(yè)拓展設計的基本思想是以實木制品、木質復合材料加工為推力，以新興生物質材料為拉力，以貿工林一體和產業(yè)化經營為動力，向新材料構思全面拓展。



林業(yè)產業(yè)新的發(fā)展思路是：“一重點、二目標、三轉變、四需求”。即以植物重要性狀功能基因發(fā)掘利用為重點，以提升林業(yè)產業(yè)國際競爭力與整體研究水平、規(guī)模化水平為目標，從跟蹤性研究向自主創(chuàng)新性研究轉變，滿足產品安全、人類健康、環(huán)保、能源替代需求。



二、林業(yè)產業(yè)發(fā)展的方向



林業(yè)產業(yè)發(fā)展方向一是向規(guī)模化、標準化、科技化方向發(fā)展；二是通過科技手段逐步提高木制品的使用功能，提高木制品的尺寸穩(wěn)定性，使木制品更耐磨、阻燃、耐水、抗靜電等；三是實木制品的表面加工會出現(xiàn)各種形式，如使用高耐磨表面油漆或使用耐磨透明材料進行覆面；四是復合木制品將成為廣東林業(yè)產業(yè)發(fā)展的趨勢。



（一）林業(yè)產業(yè)潛力無限

“十五”末期，我國城鎮(zhèn)人均居住面積將由現(xiàn)在的13.1平方米增至22.0平方米，年增7.7平方米；城鎮(zhèn)化進程加快，城鎮(zhèn)人口年增1%，年增居住面積2.64億平方米；城鎮(zhèn)裝飾模式由“溫飽型”向“質量型”轉變，二次裝修增加。這為家具、人造板、木制品、裝飾材料提供了巨大的發(fā)展空間，裝飾材料市場將突破3500億元。引導中等收入階層的消費，拉動經濟發(fā)展，安居工程作為安邦興國的國策將長期運行，我國城鎮(zhèn)人均居住面積增加和人口增加需求的新住宅面積將達到10.33億平方米/年，新住宅和現(xiàn)住房二次裝修的總裝修面積15.99億平方米/年，裝修按70%鋪地計，需鋪地材料11.19億平方米/年。



木材加工企業(yè)的規(guī)模化程度越來越高，技術的進步和發(fā)展得以加速。林業(yè)產業(yè)企業(yè)必須盡快提高產品研發(fā)和創(chuàng)新能力，增強核心競爭力。市場將產生分化，并形成一定的細分市場，產品進一步體現(xiàn)差異化。市場進一步擴大，企業(yè)的生產成本和經營費用因規(guī)模擴大而降低，給零售終端形成價格下降的空間。品牌利益將得到延伸，服務意識將進一步引入，服務將成為競爭的重要優(yōu)勢。國家制定傾斜產業(yè)政策，加快我國對速生林資源的開發(fā)和利用，將對林業(yè)產業(yè)市場發(fā)展前景具有重大意義。



（二）建立廣東木業(yè)國際產業(yè)園區(qū)

CEPA、“申亞”成功、“泛珠江三角洲”區(qū)位優(yōu)勢將帶動廣東進入新的快車道。建立木業(yè)國際產業(yè)園是廣東省政府確立“泛珠江三角洲”發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，是“泛珠江三角洲”發(fā)展戰(zhàn)略在林業(yè)產業(yè)中扮演的重要角色，將肩負著歷史使命，對確立“泛珠江三角洲”林業(yè)產業(yè)的中心地位意義重大。木業(yè)國際產業(yè)園是大中企業(yè)集中的地方，是“泛珠江三角洲”地區(qū)木材、原木、原材料基地的標記，是木材生產、物流品牌的代名詞，它將具有非常大的活力。木業(yè)國際產業(yè)園是以高新技術為支撐，以有影響的大中企業(yè)為主體，具有多功能并能產生綜合效益的集約化和產業(yè)化經營的現(xiàn)代林業(yè)產業(yè)組織形式，為高新技術進入木材加工全過程提供了有效切入點，是實現(xiàn)林業(yè)產業(yè)現(xiàn)代化建設新的生長點和林業(yè)產業(yè)微觀經濟制度創(chuàng)新的方式。



國際1-2家知名、有森林資源的巨頭企業(yè)加盟，政府出地，與大學、省裝飾材料協(xié)會和科研單位聯(lián)合，建立木業(yè)高科技群，發(fā)揮木業(yè)國際產業(yè)園的研發(fā)創(chuàng)新、品牌優(yōu)勢、示范推廣、培訓教育、帶動周邊地區(qū)發(fā)展的功能，吸引中小企業(yè)進入。木業(yè)國際產業(yè)園作為“珠江三角洲”木材物流生產的基地，以木材為龍頭帶動建材，為國內木材加工行業(yè)品牌企業(yè)加盟木業(yè)國際產業(yè)園作為生產、物流的基地，它將成為“珠江三角洲”木材產業(yè)出口、生產的集散地和世界建材制品交流的平臺，將建成大型建材超市，成為木材和建材市場中心，為“廣交會”提供最有競爭力的木材制品、建材等品牌產品，它將成為廣東最具規(guī)模的原材料、生產、成品、物流的平臺，代表“泛珠江三角洲”林業(yè)產業(yè)內銷和出口的最高水平，對促進我省林業(yè)產業(yè)全面發(fā)展具有重要意義。



廣東省是木材消耗大省，也是木材產量較小的省，木材加工如此發(fā)達，木材和林產品供給十分關鍵，應正確分析現(xiàn)狀和趨勢，調整戰(zhàn)略，根據(jù)國際木材和林產品市場的特點和走向，在大力種植速生豐產林的基礎上，開發(fā)俄羅斯木材資源，南北聯(lián)合，走內聯(lián)外延之路。



2003年廣東木材產量為308.24萬立方米，人造板產量為207.52萬立方米，其中膠合板89.41萬立方米，刨花板15.39萬立方米，纖維板88.19萬立方米。廣東省林業(yè)產業(yè)企業(yè)約為2.13萬家，總產值約3000多億元，其中廣東有家具企業(yè)近萬家，造紙企業(yè)200多家，人造板企業(yè)約550家，每年消費木材2000多萬立方米，已形成資源、加工、利用、銷售、服務等較為完整的產業(yè)鏈，以珠江三角洲為中心，構筑了木材、家具、人造板、涂料、膠粘劑、五金件優(yōu)勢產業(yè)群，形成了強勁發(fā)展的態(tài)勢。



廣東林業(yè)產業(yè)發(fā)展的突出特點是：經濟發(fā)展直接依賴于知識和創(chuàng)新，勞動、資本等傳統(tǒng)生產要素在投入中的比例明顯下降；知識領域的重大突破決定著相關產業(yè)的興起和發(fā)展，擁有自主知識產權就會取得市場競爭的主動權；科技發(fā)展和知識更新的速度加快，產品生產周期縮短，技術創(chuàng)新的風險加大；以盡可能少的自然資源和最大可能的知識應用，實現(xiàn)經濟的可持續(xù)發(fā)展。



作為傳統(tǒng)的林業(yè)產業(yè)，當前主要是利用高新技術來激活自己，如利用計算機技術，加快計算機輔助設計（FCAD）、計算機輔助制造（FCAM）和計算機集成制造（CIMS）等技術革新；利用材料學和機械設備的高新技術，進行產品的更新?lián)Q代，實現(xiàn)產業(yè)結構和技術的升級。要強調產業(yè)的整體創(chuàng)新能力，在高新技術的應用上要有自己的“核心技術”。



今天中國的制造業(yè)直接創(chuàng)造國民生產總值的1/3，占整個工業(yè)生產的4/5，為國家財政提供1/3以上的收入，貢獻出口總額的90%，就業(yè)人員8043萬人。雖然這樣，中國的制造業(yè)遠遠說不上強大，制造業(yè)能力和水平不高，創(chuàng)新能力不足，市場競爭實力不強。所以制造業(yè)對于中國來說不僅重要，發(fā)展的道路還十分漫長。



廣東林業(yè)產業(yè)現(xiàn)狀突出問題是人才匱乏，大學本科學歷以上人員占0.2%，其中家具和木材專業(yè)的占0.2%；大專和中專學歷占1.7%，其中家具和木材的占0.2%；高中學歷占90%以上。廣東林業(yè)產業(yè)企業(yè)步履艱難，如履薄冰；部分企業(yè)盲目經營；新產品開發(fā)困難，互相抄襲；人才是廣東林業(yè)產業(yè)企業(yè)振興的關鍵。長期以來，廣東林業(yè)產業(yè)行業(yè)管理薄弱，沒有把有限資源整合在一起，沒有充分發(fā)揮林業(yè)產業(yè)的優(yōu)勢；廣東省林業(yè)產業(yè)在產品研發(fā)和市場銷售方面還缺乏競爭力，多數(shù)企業(yè)沒有品牌，研發(fā)人員比例不足1%；迄今沒有形成能夠實現(xiàn)信息暢通、價格定律、物流配送、資源整合等功能的現(xiàn)代市場。廣東的優(yōu)勢是在改革開放之初形成的，國家給了許多優(yōu)惠政策，先走一步。然而，今天全國各個省的林業(yè)產業(yè)之間的距離越拉越近。建立起中國現(xiàn)代風格的林業(yè)產業(yè)園區(qū)，全面地實現(xiàn)工業(yè)化進程，在國際木材市場中推出中國品牌的產品乃大勢所趨。



三、廣東林業(yè)產業(yè)的出路



中國林業(yè)產業(yè)根本出路就在于創(chuàng)新，創(chuàng)新是民族的靈魂，是企業(yè)的生命。林業(yè)產業(yè)應以產品創(chuàng)新為龍頭；以工藝創(chuàng)新為依托；以制造和科技創(chuàng)新為保證，走適合國情、振興企業(yè)之路。2004年國家確立優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南明確指出：進行人工林木材和木質纖維材料的深加工并采用先進的復合、重組及功能性改良等高新技術制造各種高性能木基（或植物纖維基）復合材料、木基重級材料和多功能的木材制品，對于擴大木材的進口量等具有重要意義，近期產業(yè)化的重點是：木材——塑料復合材料、木纖維——合成纖維復合材料、木材——金屬復合材料和木材——玻璃纖維復合材料等新型木基復合材料的生產技術以及實體木材的功能改進和深加工。



（一）重在產品創(chuàng)新

廣東林產業(yè)產品創(chuàng)新分3個層次：1、產品結構創(chuàng)新；2、產品功能創(chuàng)新；3、產品環(huán)境協(xié)調性創(chuàng)新。產品創(chuàng)新是從根本上改變傳統(tǒng)加工模式的突破口，今后應從普通板材向多結構形式方向發(fā)展，走界面層設計和結構設計之路，最大限度發(fā)揮木材自身的特性。木材產品環(huán)境協(xié)調性是指對資源和能源消耗少、對環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高。環(huán)境協(xié)調性的研究融入21世紀所有新材料的開發(fā)之中，完善材料環(huán)境協(xié)調性評價的理論體系，開發(fā)各種環(huán)境相容性新材料及綠色產品，研究降低材料環(huán)境負荷的新工藝、新技術和新方法等方面將成為21世紀材料科學與技術學科發(fā)展的主導方向。



（二）優(yōu)先采用新技術

1、復合技術

木塑復合材料（WPC）指含有木材和熱固性塑料或熱塑性塑料的復合材料，國內已經形成工業(yè)化生產、銷售、應用體系，并有快速發(fā)展之勢。作為材料開發(fā)的基礎主要有混雜結構、插層結構、復合技術。產品分為3種類型：木材填充型WPC、普通型WPC、先進型WPC在我國發(fā)展很快，目前已成為林業(yè)產業(yè)新的增長點，形成了生產能力和市場，顯示出極大的活力。



2、木材改性技術

木材改性關鍵取決于改性劑和改性工藝。改性劑的開發(fā)應逐步向同時具有防生物危害、阻燃和尺寸穩(wěn)定化的“多功效性”方向發(fā)展；改性劑能否與木材的化學組分組成化學交聯(lián)取決于其所帶的官能團性質和活性，以及木材組分表面官能團的活性是保證功能持久的技術關鍵。改性工藝將會發(fā)生質的飛躍，新的加工理念和思路不斷產生。



3、仿生異型結構設計

產品結構創(chuàng)新是從根本上改變傳統(tǒng)加工模式的突破口，產品結構從普通板材向多結構形式方向發(fā)展。主要是中空狀桶型LVL、異性結構刨花板、局部強化不等截面板材。



4、致密微孔型表面加工技術

木材壓密化和微孔技術發(fā)展較快，成為林業(yè)產業(yè)新的“亮點”。木材壓密化的研究主要集中在木材橫紋壓縮和變形固定。木材橫紋壓縮的研究有：木材橫紋壓縮的分析；平板熱壓技術（橫向固定技術、雙向壓縮技術、部分壓縮技術）；滾壓技術；水壓技術。壓縮變形固定研究有：變形永久固定機理的研究；樹脂注入硬化處理技術。加熱技術有：熱處理技術；電子輻射技術；蒸汽處理技術；密閉加熱處理技術；高頻加熱處理技術；常壓高溫處理技術；熱或酸前期處理技術。微孔透氣涂飾技術、驅蚊健康涂飾技術、有害射線消除涂飾技術、維系木材原態(tài)涂飾技術、納米表面結構的特性再現(xiàn)技術、濾毒表面結構構建技術將給林業(yè)產業(yè)帶來活力。



5、功能耦合與激活技術

某些木材氣味可激活人類腦細胞，使人精力倍增，可提高工作效率；在木質復合材料中加入這樣的材料，可制備具有激活腦細胞功能的新型材料。



最大限度發(fā)揮木材自身的功能，科學利用木材，在功能性上作文章；木材徑切面紋理具有理想的生命協(xié)調性，早晚材間隔變化反射與人類心理變化合拍，給人以親切、平和之感；在木制品表面盡量采用徑切面是科學之舉。



6、木材自結合技術

木材自結合技術主要有：生物結晶技術（木聚糖自聚合機理的應用）；木材接肢生長技術；自愈合技術。基因物質是決定樹木材性的根本原因，21世紀將是材性遺傳改良技術的全面研究和廣泛應用的輝煌時代。



7、環(huán)境友好材料開發(fā)

環(huán)境友好材料是在原料采集、產品制造、使用或者再生循環(huán)利用以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負荷最小和對人類身體健康無害的材料，具有資源和能源消耗少、對生態(tài)和環(huán)境污染小、再生利用率高的特點，而且從材料制造、使用、廢棄直到再生循環(huán)利用的整個壽命過程，都與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調。近期產業(yè)化的重點是：多功能、可循環(huán)回收、低毒少害材料（如廢棄物再資源化制造新材料）。



重點研究開發(fā)木材和木制品潔凈生產加工技術：降低或徹底消除游離甲醛的脲醛樹脂膠木質重組材料；不含游離甲醛的異氰酸酯膠和改性豆膠木質材料；木材防腐處理的環(huán)境協(xié)調性技術；木材加工過程產生廢水和廢液的回收利用；木質材料加工制造過程中產生的有機揮發(fā)物（VOO）的利用和處理。



8、木質復合材料創(chuàng)新

由于異質木質復合材料的性能功能化、較低的成本及應用范圍廣泛，提高了傳統(tǒng)木質材料的發(fā)展?jié)摿ΑＲ蚱涑p、高比強度等優(yōu)勢而廣泛應用于建筑、汽車、室內裝修及家用電器等領域，特別是作為音響設備的關鍵結構材料，近年來發(fā)展非常迅速。近期產業(yè)化的重點是：高性能合金復合材料（高強度、高韌性變形合金），大斷面、中空型合金板材，木質復合材料加工與應用技術，后加工成形技術和著色、防腐技術以及相關的配套設備。



9、納米木質材料設想

納米材料因其納米效應而具有特殊的性能和廣泛的用途，是目前新材料發(fā)展的熱點之一。近期產業(yè)化的重點是：納米催化材料和納米晶木質材料，木質材料表面納米化技術，納米木質材料規(guī)模化應用。



10、人工林木材的深加工技術

人工林木材與天然林木材的根本差別源自于幼齡材與成熟材之間的不同，對人工林幼齡材與天然林成熟材木材性質特征進行比較研究更有實際意義。由于幼齡材是在具有充分的光合作用和生長激素的條件下所形成的木材，與后期形成的成熟材在木材性質方面存在有顯著差異，主要表現(xiàn)在木材解剖、化學、物理、力學性質等方面以針葉材為例，幼齡材與成熟材相比，在解剖方面具有管胞短等特點。



進行人工林木材和木質纖維材料的深加工并采用先進的復合、重組及功能性改良等高新技術制造各種高性能木基（或植物纖維基）復合材料、木基重組材料和多功能的木材制品，對于擴大木材的應用領域、開拓植物纖維利用的新途徑、減少我國優(yōu)質木材的進口量等具有重要意義。近期產業(yè)化的重點是：木材——塑料復合材料、木纖維——合成纖維復合材料、木材——金屬復合材料和木材——玻璃纖維復合材料等新型木基復合材料的生產技術以及實體木材的功能改進和深加工。



廣東林業(yè)產業(yè)正處在發(fā)展的關鍵時期，發(fā)揮林業(yè)產業(yè)協(xié)會的作用至關重要，我們的指導思想：明確目標，確定重點，抓住機遇；深化改革，加速創(chuàng)新，快速發(fā)展。＊＊＊＊、＊＊＊發(fā)布的《關于加快林業(yè)發(fā)展的決定（中發(fā)〔2003〕9號文）》給廣東林業(yè)產業(yè)帶來了前端的新機遇。廣東地域優(yōu)勢、人才優(yōu)勢、工業(yè)基礎優(yōu)勢和學科發(fā)展優(yōu)勢將會推動廣東省林業(yè)產業(yè)快速發(fā)展。今后應以木材高附加值加工利用為著眼點，廣泛聯(lián)合，團隊攻關，我們的著眼點是：面上提升，點上突破；發(fā)展創(chuàng)新，加強聯(lián)合；堅持特色，立足廣東；實施五大工程，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，振興林業(yè)產業(yè)。



維系林業(yè)產業(yè)可持續(xù)發(fā)展關鍵在于以全新的視角重新審視木材，最大限度發(fā)揮木材自身的特性，激活天性，構筑全新制造理念，改造傳統(tǒng)產業(yè)。中國林業(yè)產業(yè)青春長駐，魅力無限。