松脂林木资源的利用与保护论文

代写 291 0

   松树中含有的一种无色透明滞状液体,是固体树脂酸(70%~80%)溶解在萜烯类(20%~30%)中所形成的溶液。松脂经水蒸气蒸馏后可得松节油和松香。开割松树树体后流出来的含油树脂。树木生理活动的产物,主要由萜类化合物组成。刚流出的松脂是无色透明的油状液体,暴露在空气中后随萜烃化后物的逐渐挥发而变稠,最后成为白色或黄色的固态物质——毛松香。松脂是制造松香和松节油的原料。

形成和组成松树针叶进行光合作用生成的糖类,再经过复杂的生物化学变化,在木材的薄壁细胞中形成松脂,它通过泌脂细胞壁渗入树脂道。树脂道是松树特有的结构,在木质部、针叶和初生皮层中形成 3个独立的系统。木质部的树脂道有纵生和横生两种,它们在木材中互相沟通形成树脂道系。采割松脂时,只要割伤树干外缘木质部,松脂就会通过树脂道系外流。从松脂组成、采集和应用领域等方面分析了我国主要采脂树种的资源现状,并就松脂资源在保护、开发和利用等方面存在的问题提出了对策

1松脂组成

松脂主要由树脂酸和萜烃组成,此外还含有少量杂质和水分。树脂酸和萜烃的含量因树种、产地、采脂方法和贮存期而异。马尾松松脂一般含75%左右的树脂酸和20%左右的萜烃,其余为水分和杂质。松脂中树脂酸有两类:枞酸型酸,包括枞酸、左旋海松酸、长叶松酸、新枞酸、去氢枞酸,是树脂酸中的主要部分。海松酸型酸,包括海松酸、异海松酸。马尾松松脂中含有较多的左旋海松酸,但在加工过程中受热异构成其他枞酸型酸,所以松香中基本上不含左旋海松酸,而含较多的其他枞酸型酸,特别是枞酸。南亚松松脂含有二羧基树脂酸。松脂中的萜烃主要是 a-蒎烯和β-蒎烯。两者含量随树种和地区等变化较大。此外还有β-水芹烯、莰烯、香叶烯、双戊烯、长叶烯、石竹烯等。

采集开割松树树干,收集泌出松脂的全部作业,简称采脂。中国采脂用的主要树种有马尾松(Pinus mas-soniana)、云南松(P.yunnanensis)、思茅松(P.kesiya var.langbianensis)和南亚松(P.latteri)等。

从径组结构来看,60. 4% 的松树径阶为小径组 ( 13cm) ,中径组( 13 25cm) 和大径组( ≥25cm)分别占34. 8%4. 8%,特别是根据我国松脂采集技术规程要求,胸径达到18cm 的林分仅占14. 8%。马尾松、油松和湿地松的小径组面积均占到60%以上[1]

从林种结构来看,用材林面积较大,占松脂资源面积的52. 1%,防护林次之,占44. 2%。马尾松、思茅松、湿地松和火炬松用材林面积均占到了该树种面积的一半以上,保障了松香产业的稳步发展、促进了林业经济收入的增长。

1 主要采脂树种面积结构比例[1]

径级组

合计

油松

马尾松

云南松

思茅松

湿地松

火炬松

小径组

60.4

68.9

64.0

49.9

26.2

64.1

51.1

中径组

34.8

28.1

33.9

35.6

67.4

35.7

48.9

大径组

4.8

3.0

2.1

14.5

6.4

0.2

 

2松脂功能用途

松脂经加热蒸馏除去杂质,就可制成松香、松节油等重要工业原料。天然松香和松节油从生产途径上可分为三种类型。采剖活树松脂制成的脂松香、脂松节油;用汽油等溶剂浸提松根明子制成的木松香、木松节油从松树硫酸盐木浆废液中提制的高油松香、高油松节油。松香、松节油及其所含各成分均可以经过化学反应,制成一系列再加工产品或深加工产品。

松香常温下为固体。主要成分为树脂酸,外观随原料和加工方法而异,通常呈淡黄色至黄红色,有时呈暗红色甚至近黑色。性硬脆,易碎裂,断面有光泽。松香具有防潮、绝缘、乳化粘合、防腐等作用,广泛用于造纸和生产肥皂、油墨、衡交、涂料、电缆、胶粘剂、医药、农药等工业部门。20世纪80年代以来,世界松香年产110t左右。我国是松香大量出口的国家之一。其中出口的松香主要是马尾松松脂加工而成的脂松香。

20世纪30年代以来,松节油更多地用作合成化学工业原料,如制造松节油用作选矿和清洁剂合成樟脑、龙脑冰片、芳樟酵等用于医药和香料;稿烯树脂用于胶粘剂生产合成檀香油、松油醇及期旨、乙酸诺卜酯、薄合脑、香叶醇、异长叶酮等用于香料生产[2]。此外,松节油还可作为药。

松香是由十多种树脂酸和少量脂肪酸、中性物质构成的混合物。近年来,国内有不少学者在松香分离方面做了很多工作。刘红军等[3]对松脂中树脂酸的枞酸异构分离进行了研究,但未见有关松香立体异构分离的产业化报道,我国市场上也还没有其立体异构工业化产品的交易。松脂是一种具有生理活性的天然产物,如果能有效的开发出松脂系列立体异构产品,将有助于其生理活性的研究与利用[4]。松香作为一种常用的中药,其药用历史悠久、功效独特,具有燥湿,拔毒,生肌,止痛之功效; 松节油作为皮肤科用药具有增进局部血液循环,缓解肿胀和轻微止痛的作用。松节油还在合成保幼激素类似物[5]和农药增效剂6方面也所应用。

3采脂方法

采脂要求既不损害树木的生理机能和木材的机械性能,又能获得量多质好的。因此,选择合理的采脂方法,是发展松胎生产的前摄寸侧据已进行采脂的林分状况,规范采脂行为,培采脂工人,推广应用彩旨新技术新工艺,做好中长期彩旨工艺的落实工作。采集松脂时,首先在树干适当高度的部位刮除粗皮,形成刮面。在刮面中央开一条与地面垂直的导流松脂的主沟,再从主沟上部向上斜开一对例沟。在主沟下端安装导脂器和受脂器。当松脂从侧沟分泌出来,经过导脂器,进人受脂器。定期收集松脂。并在紧接上一对侧沟下方开割第二对例沟,依次往下。在采脂过程中要认真贯彻执行并遵守国家概旨采集规程,按照规程要求。

4我国松脂利用情况

我国松脂资源存在巨大的问题,难以满足日益增长的市场需求。根据第七次全国森林资源清查结果,全国2 106. 74hm2 松树林中,可用于采脂的主要树种中,径级在18cm 以上的林分偏少,仅312. 49 hm22002年和2012年全国可采脂松树树种面积变化明显(图1)。其中,适宜采脂并具备采脂条件的人工商品林更少。同时,受多种因素影响,松树资源呈逐年下降趋势,第七次全国森林资源清查间隔期内松脂资源面积减少394. 64 hm2(图1)。现有资源难以充分满足日益增长的国际、国内市场需求。许多地区以石油树脂等石化产品替代松香,既增加生产成本,又在一定程度上影响国家能源安全。

过度采脂现象严重,威胁松林资源效益的可持续。破坏了森林资源,降低了资源利用效益,甚至威胁到国土生态安全。

无序管理问题突出,制约采脂行业的健康发展。部分地区缺乏长远发展规划,配套管理措施滞后,影响松脂业健康有序发展。 

1 2002年和2012年全国可采脂松树树种面积变化对比[7]

5 松脂开发利用建议

一是提高思想认识,加强组织领导。要充分认识和正确处理好开发利用与保护管理之间关系的重要性和必要性,加强领导,统一思想,加大宣传,理清思路,落实责任。切实做好对松树资源的保护和管理。

二是科学合理布局,加快资源培育。按照全国林业发展区划,根据分区政策、分类经营的要求,坚持抓好现有松脂资源的保护利用和后备松脂资源的种植培育。促进森林资源和松脂产量同步增长。

三是抓好科技支撑,提升采脂效益。加快松树基因工程育种,选育、试验和推广高产优质速生树种,并借鉴国际先进经验技术,按可持续经营模式,改造低效林,实施集约经营,缩短经营周期,提高树产脂力及其开发利用效益。强化新技术应用,推行先进的采脂技术、刀具和受脂器8,提升采脂效益。

四是强化标准建设,规范操作流程。尽早开展全国松脂采集规程的修订工作。同时结合各地实际,抓紧编制松树林经营方案,促进经营活动的科学化、标准化和规范化,指导种、管、护、防、采、加等环节科学、有序开展,为集约经营打下坚实基础。

五是健全规章制度,推进依法管理。进一步建立和完善有关规章和管理制度,制定森林资源经营管理办法,实行松脂采脂许可证制度,有效整顿和规范松脂市场秩序,切实保障经营主体的合法权益。

六是积极宏观引导,发展合作组织。创办各种形式交易平台,解决承包到户后的资源培育、集约化经营、规模化采脂和市场销售等问题,实现产供销一条龙和林脂产一体化9,全面提高林地生产力水平和经营主体经济收益。充分发挥行业协会职能,统一技术标准、规范市场价格,引导市场有序发展,确保脂农增产并增收,全力推进产脂业又好又快发展。

随着我国国民经济的发展,经济增长与资源枯竭、环境恶化的矛盾正在加剧。因此我国化工产品由资源型向功能型、绿色型产品的转化理念已成为政府官员和企业家的共识。政府和企业为实现这一理念,正在逐年增加投资力度。相信通过各方努力,在不久的将来,我国的松脂产品及其下游产品市场的面貌将会焕然一新,松脂产业也将更加壮大。

 

参考文献

[1]柳中梅,彭素红,朱珠. 浅议松脂产业立体异构产品的开发及发展趋势[J]. 广州化工,201341(019):27-29.

[2]吴耀科. 如何提高松脂产量及松脂深加工利用[J]. 科技风,2010000(022):252-253.

[3]刘红军,张猛,周永红. 松脂中树脂酸的酸异构分离与枞酸分子结构[J]. 林业科学,201046(008):140-144.

[4]柳中梅,彭素红,朱珠. 浅议松脂产业立体异构产品的开发及发展趋势[J]. 广州化工,201341(019):27-29.

[5]宋湛谦,王宗德,姜志宽,. 由松节油开发绿色杀虫化学品的现状与展望[J]. 林业科学,2006(10):117-122.

[6]王宗德,周永红,宋湛谦. 松节油合成保幼激素类似物的研究进展[J]. 林产化学与工业,200222(003):75-78.

[7]董静曦,郭辉军,张子翼,. 10年来我国松脂资源的动态变化——基于"连清"数据的动态评估  [J]. 林业科学,2016(12):112-122.

[8] 郑双全,詹树凯. 新时期松脂生产管理中存在的问题与对策[J]. 生物质化学工程,2000034(001):34-37.

[9] 张樟德. 中国松香工业的现状及发展对策[J]. 北京林业大学学报,2008(03):151-156.

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