Твердая древесина — это древесина покрытосеменных деревьев . Обычно они встречаются в широколиственных умеренных и тропических лесах . [1] В умеренных и бореальных широтах они в основном листопадные , но в тропиках и субтропиках в основном вечнозеленые . Твердая древесина (которая происходит от покрытосеменных деревьев) контрастирует с мягкой древесиной (которая происходит от голосеменных деревьев).
Твердые породы деревьев производятся покрытосеменными деревьями, которые размножаются цветами и имеют широкие листья. Многие виды являются листопадными. [2] Те, что живут в умеренных регионах, теряют листья каждую осень, когда температура падает, и находятся в состоянии покоя зимой, но те, что живут в тропических регионах, могут сбрасывать листья в ответ на сезонные или спорадические периоды засухи. Твердые породы деревьев из листопадных пород, таких как дуб, обычно показывают годичные кольца роста , но они могут отсутствовать в некоторых тропических лиственных породах . [3]
Лиственные породы имеют более сложную структуру, чем хвойные, и в результате растут гораздо медленнее. Доминирующей чертой, отделяющей «лиственные» породы от хвойных, является наличие пор или сосудов . [4] Сосуды могут значительно различаться по размеру, форме перфорационных пластин (простые, лестничные, сетчатые, фораминатные) и структуре клеточной стенки, например, спиральным утолщениям.
Как следует из названия, древесина этих деревьев, как правило, тверже, чем хвойные породы, но есть и существенные исключения. В обеих группах наблюдается огромный разброс в фактической твердости древесины, причем диапазон плотности лиственных пород полностью включает плотность хвойных пород; некоторые лиственные породы ( например , бальза ) мягче большинства хвойных пород, в то время как тис является примером твердой хвойной породы.
Структурные полимеры лиственных пород древесины — целлюлоза , гемицеллюлоза и лигнин . [5] Составные части лиственного лигнина отличаются от тех, которые входят в состав мягкой древесины. Синапиловый спирт и конифериловый спирт являются основными мономерами лиственного лигнина. [6]
Лиственные породы содержат меньше неструктурных компонентов, называемых экстрактивными веществами , чем хвойные породы. [7] Эти экстрактивные вещества обычно подразделяются на три большие группы: алифатические соединения , терпены и фенольные соединения . Алифатические соединения, обнаруженные в лиственных породах, включают жирные кислоты , жирные спирты и их эфиры с глицерином , жирные спирты (воски) и стерины (стериловые эфиры), углеводороды , такие как алканы , стерины , такие как ситостерин , ситостанол и кампестерин . [8] Содержание терпенов в лиственных породах значительно отличается от хвойных пород и в основном состоит из тритерпеноидов , полипренолов и других высших терпенов. Тритерпеноиды, обычно очищаемые из лиственных пород, включают циклоартенол , бетулин и сквален . Политерпены лиственных пород — это каучук , гуттаперча , гутта-балата и бетулапренолы. [7] [8] Хотя в небольших количествах, лиственные породы также содержат моно- , сескви- и дитерпены , такие как α- и β-пинены , 3-карен , β-мирцен , лимонен , хинокитиол , δ-кадинен , α- и δ-кадинолы , борнеол . Лиственные породы богаты фенольными соединениями, такими как стильбены , лигнаны , норлигнаны, танины , флавоноиды . [8]
Твердые породы древесины используются в широком спектре применений, включая топливо , инструменты , строительство , судостроение , изготовление мебели , музыкальных инструментов , напольных покрытий , приготовление пищи , бочек и производство древесного угля . Столярные изделия из цельной твердой древесины, как правило, дороги по сравнению с мягкой древесиной. В прошлом тропические твердые породы древесины были легкодоступны, но поставки некоторых видов, таких как бирманский тик и красное дерево , сейчас становятся дефицитными из-за чрезмерной эксплуатации. Более дешевые двери из «твердой древесины», например, теперь состоят из тонкого шпона, прикрепленного к основе из мягкой древесины, фанеры или древесноволокнистой плиты средней плотности (МДФ). Твердые породы древесины могут использоваться в различных предметах, но чаще всего их можно увидеть в мебели или музыкальных инструментах из-за их плотности, которая добавляет прочности, внешнего вида и производительности. Различные виды твердой древесины подходят для разных конечных применений или строительных процессов. Это связано с разнообразием характеристик, проявляющихся в различных видах древесины, включая плотность, зернистость, размер пор, рост и структуру волокон, гибкость и способность сгибаться паром. Например, переплетенные волокна древесины вяза ( Ulmus spp.) делают ее пригодной для изготовления сидений стульев, где вбивание ножек и других компонентов может вызвать раскол в других видах древесины. [ необходима цитата ]
Существует корреляция между плотностью и калорийностью/объемом. Это делает более плотные твердые породы дерева, такие как дуб , вишня и яблоня, более подходящими для костров, приготовления пищи и копчения мяса, поскольку они, как правило, горят жарче и дольше, чем мягкие породы дерева, такие как сосна или кедр, чья структура с низкой плотностью и легковоспламеняющаяся смола заставляют их гореть быстро и не выделяя при этом столько же тепла. [ требуется ссылка ]