《森林利用学》课程大纲

《森林利用学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：森林利用学（英文）：ScienceofForestUtilization课程编号：14351054课程学分：2课程总学时：32课程性质：专业课二、课程内容简介（300字以内）《森林利用学》是林学专业主要专业课之一，是专门研究森林资源的合理开发利用，即关于木、竹材与其他林副产品的收获、加工、利用的基本理论、生产工艺与作业方法的一门应用学科。主要内容有木材的构造和性质，木材的采伐运输及林产品综合利用。本课程与森林生态学、造林学、测树学、森林经理学、树木遗传育种学和气象学等课程有着广泛的联系。通过本课程的学习，学生应掌握木材的宏观构造和微观构造，木材的物理、力学和化学性质；木材识别与鉴定、木材缺陷及品质评定的方法；了解林产品的机械加工与化学加工的基本原理、生产工艺及其主产品。其前修课程主要为树木学。三、教学目标与要求本课主要讲述木材的构造与性质、林产品的加工利用。重点讲授木材的宏观、微观构造，木材的物理、力学性质，各种人造板的生产工艺流程。其中，森林采伐与木材运输结合录像只做简单的介绍。通过本课程的学习，应达到如下要求：1.了解森林利用学学的发展历史及研究现状，把握新时期森林利用学的研究范畴、发展趋势及主攻方向；2.了解我国及世界森林资源概况及其重要性，熟练、正确掌握木材宏观构造特征及微观构造特征，掌握木材识别方法并能根据这些特征进行常见木材的识别与鉴定。3.了解木材的化学组成情况，掌握木材主要成分的结构与性质及其对木材加工利用产生的影响；了解低分子物质在木材种的分布与含量，掌握其对木材加工利用的影响及应对措施；在了解木材化学性质的基础上，掌握木材酸碱性质对木材利用的影响。4.了解木材与水分之间的关系，准确掌握木材纤维饱和点及其对木材性质的影响，正确理解平衡含水率及吸湿滞后现象；掌握木材干缩性质的基本概念，能正确分析木材干缩湿胀产生的原因并针对其所产生的影响提出应对措施。准确理解木材密度的概念，掌握木材基本密度及气干密度及其测定方法，木材密度对材性的影响；了解木材的其它物理性质。5.掌握木材力学性质的基本概念及主要力学性质的测定，了解影响木材力学性质的影响因子及采取的应对措施。理解木材缺陷类别、成因、对加工利用的影响；掌握木材缺陷检量的基本方法。四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1.教学目的与要求：绪论是从整体、宏观上认识森林利用学，通过本章内容的学习，学生掌握森林、木材及木材学的概念、我国森林资源与木材利用状况、木材在国民经济中的作用及当前木材科学研究的现状及发展方向。2.教学重点与难点：重点介绍森林与森林利用学、木材与木材学的概念；我国森林资源与木材利用状况及木材在国民经济中的作用；木材的优缺点等内容。教学难点是初学者对木材概念的理解及木材优缺点的掌握。第一章木材的构造和识别（10学时）1.教学目的与要求：本章了解、认识树木的生长与木材的形成，通过本章的学习，掌握植物及木材名称的命名规则、树木的生长规律、木材的形成规律、树干的构造及幼龄材的概念及特点、性质、利用。木材的粗视构造（木材的三个切面，生长轮，心边材，木射线，管孔，轴向薄壁组织，树脂道和树胶道，颜色，纹理与结构，气味及滋味等）；显微构造（木材细胞壁的构造，排列，壁层结构及其胞壁特征、针叶树材和阔叶树材在解剖特征上的差异）。2.教学重点与难点：重点介绍树木及树干的组成及各部分所担负的功能；木材主要宏观构造特征的含义，表现形式及对加工利用的影响；木材宏观识别的方法与步骤。教学难点：1）木材名称的命名规则；木材形成过程中形成层原始细胞的分裂及新生细胞的成熟过程；2）正确认识幼龄材，掌握幼龄材的概念、特点、性质、与成熟材的界定；3）木材细胞壁的特征、结构及其超微观构造；识记针叶树材主要显微构造特征，轴向管胞、轴向薄壁组织、树脂道、木射线等；识记阔叶树材主要显微构造微观构造，导管与导管分子、木纤维、轴向薄壁组织、木射线、胞间道及阔叶树材的特种细胞等特征。第一节树木的生长及木材的生成（2学时）1植物分类和木材名称2树木的生长与木材的形成3树干的构造4幼龄材第二节木材的粗视构造（4学时）第三节木材细胞壁结构(2学时)第四节木材的显微构造（2学时）1针叶树材显微构造总的特点2针叶树材基本组织的显微构造与特征3阔叶树材显微构造的特点4阔叶材基本分子的显微结构与特征第二章木材化学性质（4学时）1.教学目的与要求：本章内容为了解、掌握木材化学性质及利用的基础，通过本章内容的学习，要求掌握纤维素、半纤维素、木质素的化学结构及其木材性质、加工工艺和利用的关系，同时了解木材抽提物的主要成分、木材的酸碱性质对木材的表面性质、木材加工、利用的影响，从而丰富木材科学知识，一方面为木材化学利用提供理论支撑，同时为木材及人造板加工奠定理论基础。2.教学重点与难点：重点介绍木材三大素的结构与物理化学性质、木材抽提物对木材理化性能的影响、木材酸碱性质，木材主要化学性质与制浆造纸、人造板生产、木材干燥等加工工艺之间的关系。难点在于三大素的结构及其与木材材性、加工工艺的关系；木材次要成分对木材表面性质及加工利用的影响；木材的酸碱性质与加工利用之间的关系的理解。第一节木材的化学成分（3学时）第二节木材化学成分与木材加工工艺和利用的关系（1学时）第三章木材物理性质（4学时）1.教学目的与要求：本章内容为了解、掌握木材物理性质的基础，通过本章内容的学习，掌握木材中水分的存在状态，即木材中的吸着水、纤维饱和点、吸着滞后现象和平衡含水率概念及其在生产上的指导意义，木材干缩湿胀的发生发展规律及原因，木材密度的种类，木材的热学性质、电学性质、声学性质及木材的物理学特性及木材作为人居住环境特性间的关系。2.教学重点与难点：重点介绍木材水分、干缩性质、木材密度及部分与加工利用联系密切的热、电及声学性质。难点在于木材吸湿滞后机理、木材平衡含水率与加工利用之间的关系、木材水分移动及木材干缩性质与木材干燥之间关系、木材干缩湿涨各向产生的原因及预防控制措施。第一节木材与水分（2学时）1木材中水分存在的状态及其测定2木材含水率及其测定、木材的纤维饱和点、平衡含水率、透水性。3木材吸湿性及吸湿滞后现象4木材干缩性、干缩湿涨各向异性的原因，干缩、湿胀的测定及其对木材加工利用的影响，稳定木材尺寸的途径。第二节木材密度（1.5学时）1木材密度的概念、种类2木材密度测定的方法3影响木材密度的因子。第三节木材其它物理性质（0.5学时）1木材的热学性质2木材的电学性质3木材的声学性质4木材的环境学特性及其对人类居住的影响第四章木材力学性质（2学时）1.教学目的与要求：本章内容为了解、掌握木材力学性质的基础，通过本章内容的学习，掌握木材力学性质有关的基本概念，木材主要力学性质测定原理与方法，影响木材力学性质的因子，木材容许应力及其确定方法。2.教学重点与难点：重点介绍木材主要力学性质类别、内涵与应用、测定方法、影响木材力学性质的主要因子、木材容许应力的计算与确定等。难点在于木材力学性质各向异性的理解及木材的蠕变、松弛等粘弹性现象在加工利用中的科学解释。第一节基本概念（1学时）涉及应力、应变、弹性、塑性、刚度等。第二节主要力学性质及试验方法（1学时）木材抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度以及抗弯弹性摸量的概念和测定方法、木材的容许应力。第三节影响木材力学性质的主要因子（1学时）木材构造、水分、缺陷、密度及大气湿度等对木材力学强度的影响。第五章人工林木材材性变异与材质改良（4学时）1.教学目的与要求：本章内容为了解、掌握木材与营林抚育措施之间的关系，通过本章内容的学习，掌握木材构造和性质变异规律及变异原因，理解生长环境对材性的影响及材性材质遗传改良机理，探索木材材质生物改良的途径和方法。2.教学重点与难点：重点介绍木材构造与性质的变异规律、人工林定向培育的机理与方法等。难点在于木材材性、材质与外界因子之间关系的理解及木材材质改良方法与途径的科学解释。第一节人工林木材利用存在的问题及定向培育（1学时）第二节材性变异及其影响因子（2学时）第三节材质改良及其主要途径（1学时）第六章竹材的构造、性质和利用（4学时）1.教学目的与要求：本章内容为了解、掌握非木材的木质资源竹材各类性质，通过本章内容的学习，掌握竹材的构造特征，基本性质及对加工利用的影响。竹类资源的分布概况。2.教学重点与难点：重点介绍竹类资源的分布概况、竹材主要性质、竹材人造板类型、性质及主要板种的生产工艺；教学难点在于竹材构造、竹材性质对加工利用的影响。教学内容及学时安排第一节竹材的构造（1学时）第二节竹材的性质（1学时）第三节竹材的利用（2学时）第七章集材与运输（看录像，2学时）通过纪录片了解集材与运输方面的内容。五、考核方式与成绩评定笔试，考试内容以教学大纲为依据，兼顾研究生入学考试及后续课程，理论与生产实践紧密结合。考试成绩由笔试成绩、平时成绩两部分组成，分别占70%和30%。六、教材及主要参考资料1.教材：徐有明，中国林业出版社，《木材学》，20062.教学参考书：1）张景良柯病凡译，A.J.潘欣著，中国林业出版社，《木材学》，19872）徐永吉主编，南京林业大学木材学教研室，《木材学》，19943.张勤丽译，[日]渡边治人著，上海科技出版社，《木材应用基础》4.李坚主编，东北林业大学出版社，《生物木材学》，19945.张景良编著，中国林业出版社，《木材知识》，19837.腰希申主编，中国林业出版社，《中国主要木材电镜扫描图片》，1988