Gỗ lớn là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan
Gỗ lớn là khối gỗ khai thác từ những cây trưởng thành có đường kính thân (đo tại 1,3 m) thường ≥ 60 cm, tuổi cây cao và chứa lượng lignocellulose ổn định. Loại gỗ này được phân biệt dựa trên kích thước DBH, tuổi thọ và tính chất cơ lý cao, phục vụ kết cấu chịu lực, nội thất cao cấp và ứng dụng kỹ thuật.
Định nghĩa gỗ lớn
Gỗ lớn là khối gỗ thu được từ những cây trưởng thành có đường kính thân đo tại điểm cao 1,3 m (điểm đo chuẩn DBH – diameter at breast height) đạt hoặc vượt ngưỡng kỹ thuật, thường được xác định ≥ 60 cm. Độ tuổi của cây thường từ 50 năm trở lên, tuỳ loài và điều kiện sinh trưởng. Do kích thước lớn và tuổi thọ cao, gỗ lớn chứa lượng tế bào gỗ (xylem) ổn định, mật độ lignocellulose cao, mang lại giá trị thương phẩm ưu việt.
Trong lâm nghiệp, phân biệt gỗ lớn với gỗ nhỏ (cây dưới ngưỡng đường kính) giúp xây dựng kế hoạch khai thác, bảo tồn rừng và tính toán trữ lượng. Gỗ lớn thường phục vụ cho các sản phẩm yêu cầu độ bền cao, như kết cấu xây dựng (cột kèo, dầm chịu lực), đồ gỗ nội thất cao cấp, hoặc các ứng dụng kỹ thuật đặc biệt (cầu gỗ, ván ép chịu lực).
Phân loại gỗ lớn
Theo loài gỗ, gỗ lớn được chia thành hai nhóm chính: gỗ cứng (hardwood) và gỗ mềm (softwood). Gỗ cứng bao gồm các loài như teak (Tectona grandis), oak (Quercus spp.), maple (Acer spp.), characterized by complex hardwood anatomy and high density. Gỗ mềm thường là các loài lá kim như pine (Pinus spp.), spruce (Picea spp.), có môi hình cấu trúc tế bào thưa hơn và trọng lượng riêng thấp hơn.
Theo phân vùng sinh trưởng, gỗ lớn được chia thành:
- Nhiệt đới: đa dạng loài, tốc độ sinh trưởng nhanh, ví dụ gỗ teak, gỗ mahogany.
- Cận nhiệt: loài như chestnut (Castanea spp.), poplar (Populus spp.).
- Ôn đới: oak, beech (Fagus spp.), pine, spruce.
Về kích thước đường kính, các tiêu chí lâm nghiệp thường quy định:
- Loại I: cây có DBH ≥ 60 cm đến < 80 cm.
- Loại II: cây có DBH ≥ 80 cm đến < 100 cm.
- Loại III: cây có DBH ≥ 100 cm.
Tính chất cơ lý và hóa học
Mật độ (ρ) và độ bền cơ học là hai chỉ tiêu quan trọng nhất. Mật độ gỗ lớn (tính bằng kg/m³) phản ánh tổng khối lượng lignocellulose trên thể tích; thường dao động từ 500–900 kg/m³ với gỗ cứng, 350–550 kg/m³ với gỗ mềm. Độ bền uốn (MOR – Modulus of Rupture) và mô đun đàn hồi (MOE – Modulus of Elasticity) cho biết khả năng chịu lực và độ cứng của gỗ.
Thành phần hóa học của gỗ gồm:
- Cellulose: 40–50 % trọng lượng khô, đóng vai trò chủ yếu trong tính bền kéo và ổn định kích thước.
- Hemicellulose: 20–30 %, ảnh hưởng đến tính linh hoạt và khả năng hấp thụ ẩm.
- Lignin: 20–30 %, cung cấp độ cứng và kháng sinh mối mọt.
| Chỉ tiêu | Gỗ cứng | Gỗ mềm |
|---|---|---|
| Mật độ (kg/m³) | 650–900 | 350–550 |
| MOR (MPa) | 80–120 | 40–70 |
| MOE (GPa) | 10–16 | 6–10 |
| Độ ẩm cân bằng (EMC, %) | 8–12 | 8–12 |
Yếu tố ảnh hưởng đến phát triển gỗ lớn
Điều kiện khí hậu tác động mạnh đến tốc độ sinh trưởng và chất lượng gỗ lớn. Ánh sáng mặt trời chi phối quang hợp tạo nguồn carbon, nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động enzyme trong mô cây, lượng mưa quyết định độ ẩm đất và khả năng hấp thu dưỡng chất.
Đất trồng với pH từ 5,5–7,5, cấu trúc tơi xốp giúp rễ phát triển sâu, thoát nước tốt kết hợp với phân bón hữu cơ và khoáng dinh dưỡng đầy đủ (N–P–K) tạo môi trường thuận lợi cho tích lũy sinh khối. Đất bạc màu hoặc hóa chất dư thừa sẽ cản trở quá trình tạo vòng tuổi và làm giảm độ bền gỗ.
Yếu tố di truyền và quản lý rừng cũng quyết định tỷ lệ cây đạt đến gỗ lớn. Khoảng cách tán hợp lý (2–3 m/cây với loài lá rụng, 3–5 m/cây với lá kim), tỉa thưa định kỳ và bảo vệ chống sâu bệnh giúp cây tập trung dinh dưỡng vào thân, tăng đường kính và đồng đều cấu trúc gỗ.
Vai trò sinh thái của gỗ lớn
Gỗ lớn đóng vai trò quan trọng trong lưu trữ và khoá carbon dài hạn. Cây lớn hấp thu CO₂ qua quang hợp và tích lũy trong thân gỗ, ước tính mỗi m³ gỗ lớn lưu trữ ~0,9 tấn CO₂, góp phần giảm khí nhà kính và ổn định khí hậu (FAO FRA 2020).
Hệ sinh thái rừng giàu gỗ lớn tạo môi trường sống đa dạng cho nhiều loài động, thực vật. Tán cây cao giúp duy trì độ ẩm, giảm bức xạ trực tiếp, đồng thời lớp lá mục trên mặt đất cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật và nấm rễ, hỗ trợ chu trình dinh dưỡng dưới tán.
Hệ thống rễ phát triển sâu và rộng của cây gỗ lớn giữ đất vững chắc, hạn chế xói mòn và trôi đất trong mùa mưa. Mạng lưới rừng gỗ lớn đặc biệt quan trọng tại lưu vực sông, giúp điều tiết dòng chảy, giảm lũ lụt và duy trì nguồn nước ngầm.
Phương pháp khai thác
Chặt chọn lọc (selective logging) ưu tiên khai thác riêng cây gỗ lớn đến kích thước định trước, giữ lại cây nhỏ và trung bình để bảo tồn cấu trúc rừng. Kỹ thuật này giúp duy trì che phủ và quá trình tái sinh tự nhiên.
Khai thác tác động giảm thiểu (Reduced Impact Logging – RIL) tuân thủ quy trình chuẩn FAO: xác định đường vận chuyển, cắt tỉa cẩn trọng, kéo gỗ theo rãnh đã định. Các bước chính:
- Đánh dấu và tính toán khối lượng gỗ lớn cần khai thác.
- Đào rãnh dẫn thân gỗ đến bãi tập kết, hạn chế phá hoại lớp đất mặt.
- Kiểm tra độ bền cơ học của đường vận chuyển và phục hồi mặt đất sau khai thác.
Khai thác diện rộng (clearcut) ít được áp dụng cho gỗ lớn do phá hủy toàn bộ hệ sinh thái. Khi thực hiện, cần quy hoạch lô khai thác nhỏ, tái trồng rừng ngay sau thu hoạch và duy trì phân vùng bảo tồn song song.
| Phương pháp | Ưu điểm | Hạn chế |
|---|---|---|
| Selective logging | Bảo tồn cấu trúc rừng, tái sinh tự nhiên | Chi phí cao, tốn công đo đạc |
| RIL | Giảm thiểu xói mòn, ổn định đường vận chuyển | Yêu cầu đào tạo và giám sát nghiêm ngặt |
| Clearcut | Thu hoạch nhanh, chi phí thấp | Phá hủy hệ sinh thái, tái sinh chậm |
Xử lý và chế biến gỗ lớn
Sau khai thác, gỗ lớn được đưa về nhà máy xẻ (sawmill) để chế biến sơ bộ: đánh dấu, cắt đầu, loại bỏ vỏ và cắt khúc theo chiều dài yêu cầu. Tiếp theo là phân loại chất lượng (grading) dựa trên mật độ, vân gỗ và khuyết tật (knot, cong vênh).
Phơi khô tự nhiên (air-drying) kéo dài 6–12 tháng, giảm độ ẩm từ 60–80 % xuống ~20 %. Sấy cơ khí (kiln-drying) thực hiện nhanh hơn, đạt EMC 8–12 % trong 1–2 tuần, đảm bảo gỗ không bị nứt rạn và ổn định kích thước trước khi gia công.
Công đoạn gia công nâng cao giá trị gồm veneer slicing (lát mỏng), lamination, sản xuất gỗ ghép thanh (glulam) và gỗ dán kỹ thuật cao (Cross-Laminated Timber – CLT). Ví dụ, glulam ghép các thanh gỗ mỏng chịu lực tốt, ứng dụng trong cầu gỗ và khung nhà cao tầng (USDA Glulam Guide).
Ứng dụng và lợi ích kinh tế
Gỗ lớn là nguyên liệu chủ đạo trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: cột, dầm, sàn gỗ và cầu gỗ. Đặc tính chịu lực cao và tuổi thọ dài hạn làm giảm chi phí bảo trì và tăng giá trị công trình.
Trong ngành nội thất cao cấp, gỗ lớn quý hiếm như teak, oak được chế tác thành đồ gỗ tự nhiên, sàn gỗ ván liền bản, đồ thủ công mỹ nghệ, mang lại giá trị gia tăng cao và xuất khẩu tiềm năng.
Sản xuất gỗ kỹ thuật (CLT, glulam) mở rộng thị trường sang xây dựng bền vững và công trình xanh. Giá trị xuất khẩu gỗ lớn và sản phẩm chế biến gỗ chiếm ~15 % tổng kim ngạch nông-lâm thủy sản tại nhiều quốc gia nhiệt đới.
| Sản phẩm | Ứng dụng | Giá trị kinh tế |
|---|---|---|
| Glulam | Cầu gỗ, khung nhà | 800–1200 USD/m³ |
| CLT | Tòa nhà gỗ cao tầng | 700–1000 USD/m³ |
| Veneer | Nội thất, ốp tường | 500–800 USD/m³ |
Quản lý bền vững và chứng nhận
Chứng nhận Forest Stewardship Council (FSC) và PEFC đảm bảo gỗ lớn được khai thác và quản lý theo tiêu chuẩn bền vững. Hệ thống này kiểm soát từ rừng đến người tiêu dùng, cam kết bảo tồn đa dạng sinh học và quyền lợi cộng đồng bản địa.
Kế hoạch quản lý rừng (Forest Management Plan) dài hạn (20–30 năm) xác định mật độ khai thác, lô khai thác, biện pháp tái sinh và bảo vệ. Giám sát trữ lượng gỗ lớn được thực hiện định kỳ theo FAO FRA, sử dụng công nghệ GIS và viễn thám để đánh giá thay đổi diện tích và trữ lượng.
Các chương trình tái trồng rừng kết hợp loài gỗ chủ lực và cây phụ sinh nhằm duy trì liên tục nguồn gỗ lớn, giảm áp lực khai thác tự nhiên và bảo vệ đa dạng sinh học.
Tài liệu tham khảo
- Food and Agriculture Organization. “Global Forest Resources Assessment 2020.” FAO, 2020. fao.org
- Forest Stewardship Council. “FSC Principles and Criteria.” FSC, 2021. fsc.org
- Programme for the Endorsement of Forest Certification. “PEFC Technical Document.” PEFC, 2022. pefc.org
- FAO. “Reduced Impact Logging Guidelines.” FAO, 2015. fao.org
- USDA Forest Service. “Timber Resource Statistics.” USDA, 2019. fs.usda.gov
- USDA Forest Products Laboratory. “Glulam Timber Design.” USDA, 2021. fplgtr190.pdf
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề gỗ lớn:
Mục tiêu. Kiểm tra tính giá trị cấu trúc của phiên bản rút gọn của thang đánh giá trầm cảm, lo âu và căng thẳng (DASS-21), đặc biệt đánh giá xem căng thẳng theo chỉ số này có đồng nghĩa với tính cảm xúc tiêu cực (NA) hay không hay nó đại diện cho một cấu trúc liên quan nhưng khác biệt. Cung cấp dữ liệu chuẩn hóa cho dân số trưởng thành nói chung.
Thiết kế. Phân tích cắt ngang, tương quan và phân ...
...- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10