Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình tài nguyên rừng và đặc điểm rừng trồng nước ta Rừng là bộ phận rất quan trọng đối với môi trường sinh thái của nước ta và nhiều nước trong khu vực. Rừng cung cấp một lượng gỗ, củi và các lâm sản khác với khối lượng lớn cho xã hội, đời sống và sản xuất của con người. Do nhiều nguyên nhân, rừng tự nhiên nước ta ngày càng bị thu hẹp, tài nguyên ngày càng cạn kiệt cả về số lượng và chất lượng. Để khôi phục và phát triển, sử dụng rừng có hiệu quả, Đảng và chính phủ đã có nhiều chính sách, chủ trương cấp bách nhằm khôi phục, phát triển rừng bền vững, tạo môi trường sinh thái tốt cho con người.
Nhà nước đã triển khai chương trình trồng 5 triệu ha rừng, chương trình này được bắt đầu triển khai từ năm1998 và kết thúc vào năm 2010. Chính sách giao đất, giao rừng tới hộ gia đình, trang trại…nhằm khai thác triệt để và hiệu quả tiềm năng to lớn về đất rừng, nhân lực, vốn, đồng thời phát huy cao độ tinh thần làm chủ với sự nghiệp bảo vệ, khôi phục, phát triển kinh doanh lợi dụng rừng đạt hiệu quả kinh tế cao mà vẫn đảm bảo môi trường sinh thái, phát triển mạnh trồng rừng, phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, thực hiện đóng cửa rừng tự nhiên. Rừng được trồng trên mọi địa bàn từ đồng bằng, trung du và miền núi với nhiều chương trình, dự án, đã đem lại hiệu quả kinh tế thiết thực và môi trường. Rừng trồng với nhiều mục đích khác nhau như rừng đặc dụng, rừng sản xuất kinh doanh, rừng phòng hộ…Rừng được trồng trên các sườn đồi có độ dốc từ100 đến 200 , rừng trồng phân tán trên các địa hình và diện tích khác nhau.
Ngoài các lâm trường quốc doanh trồng rừng với qui mô lớn còn có các hợp tác xã, các hộ gia đình có rừng trồng phân tán trên những địa hình và diện tích khác nhau. Tập trung trên diện tích lớn nhất của rừng trồng phía bắc là rừng nguyên liệu giấy thuộc các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Phú THọ, Yên Bái. Trong 17 lâm trường và trạm lâm nghiệp của công ty 4 nguyên liệu giấy đã có tổng diện tích 235.797 ha, trung bình hàng năm đã cung cấp 200.000 m 3 gỗ nguyên liệu cho nhà máy giấy Bãi Bằng. Các loại cây chủ yếu của rừng trồng nước ta hiện nay là: Bồ đề (40%), Mỡ (19%), Thông (9%), Bạch đàn (7%) và một số loại cây khác như Trám, keo…Tuổi khai thác từ 7 đến 10 năm cho đường kính từ 10 đến 20 cm, chiều cao bình quân 15 đến 20 m, với mật độ trung bình khi thu hoạch là 360 cây/ha, thể tích trung bình cây gỗ khoảng 0,2m 3 và sản lượng khai thác bình quân từ 70 đến 80m 3 /ha.
Rừng trồng ở miền Bắc nước ta có đặc điểm: Thuần loài, diện tích phân tán, cách đường vận chuyển không xa, độ dốc sườn đồi không lớn, ít dây leo bụi rậm. Chính từ những đặc điểm của rừng trồng trên đây để chúng ta lựa chọn công nghệ, thiết bị khai thác vận xuất gỗ phù hợp cho việc cơ giới hoá các khâu sản xuất kinh doanh rừng đạt hiệu quả kinh tế, xã hội. Công nghệ và thiết bị khai thác gỗ rừng trồng - Trên thế giới, có ba loại hình công nghệ khai thác, chủ yếu là:[17] + Công nghệ khai thác gỗ dài: Cây gỗ sau khi trặt hạ, cắt cành, ngọn được vận xuất ra bãi I hoặc bãi II. Sau đó cây gỗ được cắt khúc, phân loại sản phẩm và bốc lên phương tiện vận chuyển.
+ Công nghệ khai thác gỗ ngắn: Tai nơi chặt hạ cây gỗ được cắt cành, ngọn, cắt khúc theo quy cách sản phẩm, sau đó các khúc gỗ được vận xuất ra bãi gỗ và dưa lên phương tiện vận chuyển. + Công nghệ khai thác gỗ nguyên cây: Sau khi trặt hạ, cây gỗ được giữ nguyên cành, ngọn và kéo ra bãi gỗ. Tại đây, người ta cắt cành, ngọn, cắt khúc và phân loại sản phẩm. Cành, ngọn được chế biến tận dụng.
Ỏ Việt Nam do trình độ cơ giới hoá và quy mô sản xuất, nên thường áp dụng loại hình công nghệ khai thác, vận xuất gỗ ngắn. Hình thức này đặc biệt phù hợp với sản xuất của các trang trại, hộ gia đình. - Qui trình công nghệ khai thác, vận xuất gỗ ngắn gồm các khâu sau: 5 +Khâu cắt hạ: Sử dụng dao tạ, cưa xăng, gỗ cắt khúc 1,5 đến 4m. +Khâu vận xuất: có hai giai đoạn Giai đoạn 1: Thu gom gỗ từ nơi chặt hạ về kho gỗ I nằm ở chân đồi hoặc đỉnh đồi bằng trâu, voi, tời cáp, máng lao…Cự ly thường từ vài trăm mét đến 1,5 km.
Giai đoạn 2: Đưa gỗ từ kho gỗ I về kho gỗ II hoặc các nhà máy chế biến gỗ với cụ ly ngắn từ 10 đến 15 km. Trong công đoạn này người ta thường sử dụng các loại máy kéo cỡ nhỏ có nguồn động lực là động cơ D - 12, D-15, D-18 lắp trên hệ thống truyền lực và khung của xe ô tô Zil- 130, Gat- 53…để vận xuất, vận chuyển gỗ. + Khâu vận chuyển: ở những nơi khối lượng gỗ nhỏ, phân tán, nhà máy chế biến hoặc nơi tiêu thụ gần khu vực khai thác, người ta thường dùng thủ công bốc vác gỗ lên các máy kéo vừa và nhỏ ở khu khai thác, vận chuyển thẳng đến nhà máy. Tại nơi có tập trung gỗ lớn thường dùng các loại máy kéo bánh hơi có rơmoóc chuyên dùng và thiết bị tự bốc dỡ gỗ kiểu tay thuỷ lực để bốc gỗ lên các phương tiện vận chuyển.
Tuỳ theo điều kiện địa hình, loại gỗ, khối lượng gỗ và khả năng đầu tư của từng đơn vị, trang trại…mà lựa chọn thiết bị và công nghệ khai thác phù hợp. Theo kết quả của các công trình nghiên cứu thì việc sử dụng các loại máy kéo bánh hơi cỡ nhỏ vận xuất gỗ đưa lại hiệu quả kinh tế lớn, Ngoài việc vận xuất gỗ, các loại máy kéo bánh hơi cỡ nhỏ còn được sử dụng để vận chuyển phân bón và một số loại hang hoá khác. Ở một số nước như Trung Quốc, Thụy Điển, Malayxia…đã sử dụng máy kéo nông nghiệp có cỡ nhỏ, kéo rơmoóc để vận xuất, vận chuyển gỗ rừng trồng. Do không có thiết bị tời cáp trên máy kéo, nên các giai đoạn vận xuất gỗ từ nơi chặt hạ đến nơi tập trung gỗ phải dùng lao động thủ công hay các hình thức vận xuất gỗ khác.
- Khái niệm và các phương pháp vận xuất gỗ. 6 + Khái niệm vận xuất gỗ: Vận xuất gỗ là sự di chuyển các cây gỗ hay các khúc gỗ từ nơi chặt hạ đến bãi gỗ để bốc lên phương tiện vận chuyển như máy kéo bánh hơi, ô tô, tàu hoả, xà lan, bè mảng… + Phương pháp vận xuất gỗ: Theo phương pháp di chuyển cây gỗ được chia ra: Phương pháp kéo lết và phương pháp chở gỗ. Theo phương tiện và động lực có: Vận xuất gỗ bằng Trâu, Voi, bằng tời cáp, máng lao, máy kéo. Theo hiện trạng cây gỗ có: Vận xuất gỗ khúc, gỗ dài và nguyên cây.
Việc áp dụng loại hình vận xuất nào là tuỳ thuộc điều kiện địa hình, quy cách sản phẩm, trình độ cơ giới hoá, năng lực tổ chức quản lý sản xuất, khả năng đầu tư thiết bị, con người, qui mô sản xuất…của đơn vị, hộ gia đình. Trong các loại hình vận xuất gỗ trên, vận xuất gỗ bằng máy kéo bánh hơi chiếm ưu thế, được nhiều nước trên thế giới áp dụng, cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Từ những năm đầu của thập kỷ 60, nước ta đã nhập nhiều loại máy kéo xích công suất lớn như TDT- 40, TDT-55, C-100…và các loại máy kéo bánh hơi như LKT-80, LKT-120…để phục vụ cho khai thác gỗ rừng tự nhiên. ưu điểm của các loại máy kéo xích công suất lớn và khả năng vượt dốc tốt, vận xuất gỗ có khối lượng lớn.
Nhược điểm là chi phí nhiên liệu cao, mức độ phá hoại cây non, mặt đường lớn. Các loại máy kéo bánh hơi có khả năng cơ động cao, mức độ phá hoại cay non, mặt đường ít hơn, năng suất vận xuất gỗ cao, chi phí sử dụng thấp hơn so với máy kéo bánh xích. Vì thế máy kéo bánh hơi ngáy càng được sử dụng rộng rãi và chiếm ưu thế hơn so với máy kéo bánh xích [8],[9]. Tình hình nghiên cứu và áp dụng máy kéo bánh hơi vào việc vận xuất gỗ Ở một số nước như Trung Quốc, Thuỷ điển, Malaysia, Tanzania, Zambabue đã và đang sử dụng máy kéo nông nghiệp cỡ nhỏ, kéo rơmooc để vận xuất vận chuyển gỗ rừng trồng.
Do máy kéo không có thiết bị tời cáp nên các giai đoạn vận xuất gỗ từ nơi chặt hạ đến nơi tập chung gỗ phải dùng lao động thủ công hay các hình thức vận xuất gỗ khác. 7 Đối với nước ta, từ những năm 60 đã nhập và đưa vào sử dụng một số máy kéo của nước ngoài phục vụ cho khâu vận xuất, vận chuyển gỗ rừng tự nhiên như: TDT 40, TDT 55, TT 4. Từ năm 1970, nước ta đã nhập và đưa vào sử dụng máy kéo LKT 80, LKT 120. Các loại máy này đã phù hợp với đặc điểm khai thác rừng tự nhiên với quy mô sản xuất lúc bấy giờ.
Các loại máy kéo xích có ưu điểm nổi bật là có khả năng vượt tốt, vận xuất được gỗ có khối lượng lớn. Tuy nhiên nhược điểm của chúng là mức độ phá hoại đất, cây con và tầng thực bì lớn. Ngược lại máy kéo bánh hơi có tốc độ cao, mức độ phá hoại cây con, mặt đường ít hơn so với máy kéo xích. Vì vậy, trong khai thác rừng máy kéo bánh hơi ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn so với máy kéo bánh xích.
Theo chức năng các máy kéo được dùng trong khai thác rừng có thể được phân thành 2 loại: Máy kéo chuyên dùng và máy kéo nông nghiệp được cải tiến để vận xuất gỗ. Các máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng thường có công suất lớn, tính ổn định và khả năng kéo bám cao. Hiện nay nhiều nước trên thế giới có ngành công nghiệp phát triển, sản xuất lâm nghiệp với qui mô lớn đã chế tạo và sử dụng các loại máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng với công suất lớn. Ở Tiệp Khắc đã nghiên cứu loại máy kéo mang nhãn hiệu LKT80 được trang bị tời thuỷ lực (2,5 tấn) để vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết.
Ở Phần Lan, người ta đã chế tạo ra máy kéo mang nhãn hiệu skidder dùng để vận xuất gỗ bằng phương pháp kéo nửa lết hay các loại máy kéo của hãng Timberjack Norcar, Somet, Valmet.