Факультет

Студентам

Посетителям

Древесина — основная продукция лесов

Леса имеют не только промышленное, но и важнейшее экологическое значение.

Они вырабатывают почти половину вдыхаемого человеком кислорода, усваивают и хранят углерод, образующий углекислый газ. Содержание этого газа в атмосфере непрерывно возрастает, угрожая из-за «парникового эффекта» повышением среднеглобальной температуры. Леса обеспечивают баланс воды, плодородие почв, сохранение разнообразия биологических видов. Древесные растения создают биомассу, необходимую для существования всего живого на земле.

Россия — крупнейшая лесная держава. По состоянию на 1998 г. ее лесопокрытая площадь составляет 774 млн га, а запасы древесины — 82 млрд м3. На долю России приходится около 1/5 лесопокрытой площади планеты и мировых запасов древесины, в том числе почти половина запасов наиболее ценной древесины хвойных пород.

Древесину потребляют все отрасли народного хозяйства. Она прочна и легка, имеет хорошие теплоизоляционные свойства, способность без разрушения поглощать работу при ударных нагрузках, гасить вибрации. Древесина легко поддается механической обработке, склеиванию, удерживает металлические и другие крепления, обладает уникальной резонансной способностью. Она используется для производства строительных деталей и конструкций, домов, мебели, музыкальных инструментов, тары и спортивного инвентаря, в качестве шпал, крепи для угольной и горнорудной промышленности, а также для многих других целей.

Однако материалы, получаемые из древесины чисто механическим путем, имеют недостатки: сильную изменчивость свойств, неоднородность строения, анизотропию, пороки, способность усыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, загнивать и возгораться. Перечисленные недостатки в значительной мере устраняются при химической и химико-механической переработке древесины в листовые и плитные материалы: бумагу, картон, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, фанеру и др.

Введение в древесину антисептиков, антипиренов, смол, а также пластификация и прессование позволяют улучшить свойства натуральной древесины и получить био — и огнестойкие материалы с повышенной прочностью, износостойкостью и формоустойчивостью, антифрикционными и другими необходимыми технологическими и эксплуатационными свойствами.

Древесина обладает высокими эстетическими качествами. Это экологически «дружественный» человеку материал. Отработавшая древесина легко поддается биологическому разложению и не загрязняет окружающую среду.

Древесина относится к восстанавливаемым природным ресурсам, возможно повторное ее использование. В условиях ограниченности запасов топлива большое значение приобретает малая энергоемкость получения древесины, которая в несколько раз ниже, чем у других конструкционных материалов. Древесина становится важным источником сырья для получения жидкого и газообразного топлива, продукции органического синтеза, кормовых продуктов для сельского хозяйства и, в перспективе, продуктов питания.

Рациональное использование древесины и других лесных богатств — важная часть общей задачи охраны природы, которая отражена в Лесном кодексе РФ (1997 г.).

Совокупность сведений о строении и свойствах древесины, которые получают в результате биологических, химических, физических и механических исследований, содержит непрерывно развивающаяся научная дисциплина древесиноведение. В ней представлены также сведения о коре, корнях и кроне дерева. Потребительские качества лесных материалов и продуктов рассматриваются в лесном товароведении.

История зарождения и развития отечественного древесиноведения как научной дисциплины связана с работами В. В. Петрова (1813 г.), А. Е.Теплоухова (1842 г.), А. В.Гадолина (1873 г.), Д. Н. Кайгородова (1878 г.), П. А. Афанасьева (1879 г.), Н. М. Бурого (1900 г.), Н. А.Филиппова (1912 г.), В. А. Петровского (1913 г.), С. А. Богословского (1915 г.) и других ученых. В этих работах были открыты важные закономерности и определены показатели некоторых свойств древесины отдельных пород, а также установлено влияние на них условий произрастания.

В 1920-х годах исследования свойств древесины проводили Н. А. Филиппов, Н. Т. Кузнецов, С. И. Ванин, Л. М. Перелыгин, Е. И. Савков и др. Крупные успехи в развитии древесиноведения были достигнуты в 1930-х годах. В Институте древесины, из которого впоследствии был выделен Центральный научно-исследовательский институт механической обработки древесины (ЦНИИМОД), во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ), Центральном научно-исследовательском институте промышленных сооружений (ЦНИИПС) и других научных организациях проводились исследования основных физико-механических свойств древесины лесных пород из различных районов страны. Значительные работы в этой области провели С. И. Ванин, Е. И. Савков, А. X. Певцов, Н. Н. Чулицкий, Ф. П. Белянкин, Н. Л. Леонтьев, А. И. Кондратьев, Н. Н. Абрамов, А. А. Солнцев, Н. И. Стрекаловский и др. Особенно велики заслуги Л. М. Перелыгина, разработавшего первый стандарт на методы физико-механических испытаний древесины. Исследования пороков древесины, которые также завершились созданием стандарта, проводились в ЦНИИМОДе (А. Т. Вакин, В. В. Миллер, Е. И. Мейер и др.). Строение древесины и коры изучали Л. А. Иванов, Л. М. Перелыгин, И. С. Мелехов и др.

В 1940— 1960-х годах важные исследования физических и механических свойств древесины провели Ю. М. Иванов, Ф. П. Белянкин, Н. Л. Леонтьев, А. Н. Митинский, П. Н. Хухрянский, П. С. Серговский, В. А. Баженов, В. Н. Быковский и др.; анатомии древесины — А. А. Яценко-Хмелевский, В. Е. Вихров, В. Е. Москалева; пороков и хранения древесины — А. Т. Вакин, С. Н. Горшин, Ф. И. Коперин и др.

В 1970— 1980-х годах ценные работы были выполнены в Институте леса и древесины им. В. Н. Сукачева (ИЛД) в Красноярске — по тепловым и влажностным свойствам древесины (Б. С. Чудинов), плотности (Л. Н. Исаева) и проницаемости древесины жидкостями и газами (Е. В. Харук); в Лесотехнической академии (ЛТА) — по анизотропии упругих свойств и прочности древесины (Е. К. Ашкенази), по плотности, порокам древесины, биологическим основам ее защиты, квалиметрии древесного сырья (О. И. Полубояринов, Д. В. Соколов, В. А. Соловьев, А. Л. Синькевич), по анатомии древесины отечественных и тропических пород (А. А. Яценко-Хмелевский, М. И. Колосова); в ЦНИИМОДе — по стандартизации методов испытаний древесины и пиломатериалов (А. М. Боровиков и др.); в Сенежской лаборатории консервирования древесины — по определению биостойкости древесины (С. Н. Горшин, И. А. Чернецов), по анатомии древесины, пораженной грибами (И. Г. Крапивина); в Центральном научно-исследовательском институте бумаги (ЦНИИБ) — по технической анатомии древесины (В. Е. Москалева, 3. Е. Брянцева, Е. В. Гончарова); в Институте горного лесоводства (Тбилиси) — по закономерностям деятельности камбия, формированию структуры и свойств кавказских пород (Э. Д. Лобжанидзе); в Институте химии древесины (ИХД, Рига) — по строению и топохимии клеточной стенки (В. С. Громов, П. П. Эриньш), свойствам модифицированной древесины (К. А. Роценс, Я. С. Долацис и др.); в Ботаническом институте им. В. А. Комарова (БИН) — по морфологии и диагностике хвойных пород (Е. С. Чавчавадзе); в Воронежском лесотехническом институте — по деформированию древесины при прессовании (Б. И. Огарков, А. В. Апостол), а также в ряде других организаций.

В Московском лесотехническом институте (МЛТИ) автором и под его руководством в 1950—1980-х годах были проведены исследования деформативности, реологических свойств, внутренних напряжений (Ю. Г. Лапшин, Э. Б. Щедрина, X. А. Фахретдинов), неразрушающих ультразвуковых методов контроля (В. Д. Никишов), акустических свойств (И. И. Пищик), усушки и разбухания древесины (В. П. Галкин) и др. Были также исследованы влагопроводность (П. С. Серговский), теплофизические свойства (Г. С. Шубин), проницаемость (А. И. Расев), свойства древесины как конструкционного материала (Ю. С. Соболев), процессы формирования древесины карельской березы (А. Я. Любавская, В. В. Коровин).

В 1990-х годах продолжалась разработка разнообразных древесиноведческих проблем в различных научных и учебных организациях: в академических институтах — Институте леса СО РАН в Красноярске (Е. А. Ваганов, С. Р. Лоскутов, Г. Ф. Антонова), Ботаническом институте РАН в Санкт-Петербурге (Е. С. Чавчавадзе и др.), Институте леса КНЦ РАН в Петрозаводске (Л. Л. Новицкая,

В. А. Козлов, М. В. Кистерная); в вузах — Московском государственном университете леса (МЛТИ— МГУЛ) (Б. Н. Уголев, В. Г. Санаев, Е. Г. Мозолевская и др.), Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии (О. И. Полубояринов, В. А. Соловьев, И. П. Дейнеко и др.), Марийском государственном техническом университете (В. И. Пчелин, И. А. Алексеев, В. И. Федюков и др.), Архангельском государственном техническом университете (В. И. Мелехов, В. Н. Волынский), Воронежской лесотехнической академии (А. Л. Гутман, Т. К. Курьянова, В. А. Шамаев и др.), Сибирском государственном технологическом университете (Е. В. Харук, В. Н. Ермолин), Уральской лесотехнической академии (Д. А. Беленков, В. В. Сергеев), Брянской инженерно-технической академии (В. Н. Поляков), Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (В. М. Хрулев, Н. А. Машкин), Московском государственном строительном университете (Е. Н. Покровская); в отраслевых институтах — ЦНИИМОДе (Ю. А. Варфоломеев), Центральном институте строительных конструкций (Л. М.Ковальчук), Научно-исследовательском институте лесной генетики и селекции (В. К. Ширнин, Н. Е. Косиченко).

Результаты исследований, выполненных в этих организациях, представлены в трудах международных симпозиумов «Строение, свойства и качество древесины», проведенных в Москве — Мытищах (1990 г.), Москве (1996 г.), Петрозаводске (2000 г.). Эти крупные симпозиумы, а также семинары и выездные сессии организует Региональный координационный совет по древесиноведению (РКСД), функционирующий при МГУЛ под эгидой Международной академии наук о древесине (ИАВС). В РКСД входят ученые из России, Белоруссии, Болгарии, Венгрии, Грузии, Латвии, Польши, Украины, Эстонии.

Отечественные исследователи существенно расширили знания о древесине. Многие из них занимают достойное место среди таких зарубежных ученых с мировым именем, как Ф. Кольманн, А. Фрей-Висслинг, Г. Марк, Р. Тренделенбург, Л. Форрейтер, А. Бьеркман, В. Лизе, В. Тунель, А. Юлинен, X. Скаар, Г. Босхард, Г. Секхар, Д. Сиау и др.

Выдающийся деятель отечественной лесной науки и лесотехнического образования Г. Ф.Морозов (1867—1920) впервые указал на необходимость разделения преподававшегося в Санкт-Петербургском лесном институте курса «Лесная технология» на две части: основной частью должно было стать «Учение о древесине», а прикладной — «Технология дерева».

В качестве самостоятельной учебной дисциплины древесиноведение оформилось в 1932 г., когда в вузах были открыты соответствующие кафедры. В 1934 г. С. И. Ванин написал учебник по древесиноведению, который переиздавался в 1940 и 1949 гг.

Непрерывно возраставший объем знаний о древесине находил отражение в таких руководствах и учебниках, как «Механические свойства и испытания древесины» (Л. М. Перелыгин, А. X. Певцов, 1934 г.), «Альбом пороков древесины» (В. В. Миллер, А. Т. Вакин, 1938 г.), «Древесиноведение» (Л. М. Перелыгин, 1949, 1954, 1957 гг. и посмертные переиздания в 1960, 1963, 1969 и 1971 гг.), «Строение древесины» (Л. М. Перелыгин, 1954 г.), «Основы и методы анатомического исследования древесины» (А. А. Яценко-Хмелевский, 1954 г.), «Строение древесины и его изменение при физических и механических воздействиях» (В. Е. Москалева, 1957 г.), «Диагностические признаки древесины главнейших лесохозяйственных и лесопромышленных пород» (В. Е. Вихров, 1959 г.), «Древесина. Показатели физико-механических свойств». РТМ (Н. Л. Леонтьев, 1962 г.), «Испытания древесины и древесных материалов» (Б. Н. Уголев, 1965 г.), «Альбом пороков древесины» (А. Т. Вакин, О. И. Полубояринов, В. А. Соловьев, 1969, 1980 гг.), «Техника испытаний древесины» (Н. Л.Леонтьев, 1970 г.), «Древесина как конструкционный материал» (Ю. С. Соболев, 1979 г.), «Древесиноведение с основами лесного товароведения» (Б. Н. Уголев, 1975, 1986, 2001 гг.), «Справочник по древесине» (А. М. Боровиков, Б. Н.Уголев, 1989 г.), «Древесиноведение: таблицы, формулы, графики» (О. И. Полубояринов, 1997 г.), «Древесиноведение коммерческих пород» (Б. Н. Уголев, Я. Н. Станко, 1997 г.) и др.

Систематизированные сведения о лесных товарах приведены в изданных в разные годы руководствах и учебниках «Лесное товароведение» А. Белилина (1931 г.), А. И. Кузнецова (1932, 1934, 1940 гг.), С. Я. Лапирова-Скобло и А. Ф. Тиайна (1933 г.), С. Я. Лапирова-Скобло (1950, 1959 гг. и посмертное издание в 1968 г.), А. С. Ярмолинского, П. Л. Калашникова, В. Д. Бахтиярова (1972 г.), Ю. Ф. Осипенко и В. П. Рябчука (1979 г.) и др.