Tổng quan nghiên cứu

Cháy rừng là thảm họa môi trường nghiêm trọng làm suy thoái tài nguyên sinh thái và gây tổn thất kinh tế lớn. Theo thống kê của ngành lâm nghiệp, giai đoạn 2007 - 2009 cả nước đã ghi nhận 1.416 vụ cháy rừng, và chỉ trong quý I năm 2010 đã có hơn 160 vụ xảy ra, thiêu rụi trên 2.100 ha rừng non và rừng phục hồi. Huyện Thanh Chương, tỉnh Nghệ An có vị trí chiến lược với tổng diện tích đất quy hoạch phát triển lâm nghiệp lên tới 67.036,9 ha, trong đó diện tích có rừng đạt 62.140,1 ha và độ che phủ rừng năm 2009 đạt 56,0%. Địa hình khu vực có sự phân hóa phức tạp theo độ cao từ 50 m đến 1.500 m, tạo nên nhiều dạng lập địa chia cắt.

Áp lực cháy rừng tại Thanh Chương ngày càng gia tăng do tác động kép từ biến đổi khí hậu và các yếu tố nhân sinh. Đặc biệt, việc tiếp nhận hơn 4.000 nhân khẩu thuộc diện tái định cư dự án thủy điện Bản Vẽ từ năm 2005 đã hình thành các vùng canh tác nông lâm xen kẽ dạng "da báo" bên trong lâm phận phòng hộ. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng cháy rừng giai đoạn 2000 - 2009, phân tích các nhân tố sinh thái - xã hội ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn lửa và vật liệu cháy, từ đó xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ và đề xuất hệ thống giải pháp quản lý cháy rừng bền vững cho địa phương. Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc bảo vệ vốn rừng 62.140,1 ha, hạn chế xói mòn rửa trôi và giảm thiểu thiệt hại kinh tế hàng trăm triệu đồng mỗi năm cho ngân sách huyện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết tam giác lửa trong lâm nghiệp, khẳng định quá trình bốc cháy chỉ phát sinh và lan truyền khi hội tụ đủ 3 yếu tố cốt lõi: nguồn nhiệt, oxy và vật liệu cháy. Các giải pháp phòng cháy chữa cháy rừng về bản chất là tác động làm suy giảm hoặc cô lập ít nhất một trong ba yếu tố này. Bên cạnh đó, đề tài ứng dụng lý thuyết cấu trúc lâm phần của Meyer (1934) cùng mô hình hàm phân bố Weibull để mô tả quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) và chiều cao (N/Hvn), phản ánh độ tàn che tầng tán và cấu trúc thực bì. Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ tiêu tổng hợp P của Nesterov cải tiến kết hợp số ngày khô hạn liên tục H cũng được đưa vào khung phân tích. Các khái niệm trung tâm bao gồm: vật liệu cháy khô/tươi, độ ẩm cân bằng của vật liệu, đường băng cản lửa xanh, đường băng trắng và phân vùng trọng điểm cháy.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hệ thống dữ liệu sơ cấp từ điều tra thực địa kết hợp dữ liệu thứ cấp về diễn biến tài nguyên rừng và khí tượng giai đoạn 2000 - 2009. Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết lập qua 15 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình với diện tích mỗi ô là 500 m² (kích thước 20 m x 25 m), đại diện cho các trạng thái rừng tự nhiên (IIIa1, IIb, IIa), rừng thứ sinh phục hồi (Ia, Ib, Ic) và rừng trồng Keo 1 đến 2 năm tuổi. Phương pháp chọn mẫu điển hình có chủ đích được lựa chọn nhằm bảo đảm tính đại diện cao nhất cho các dạng cấu trúc thực bì có nguy cơ hỏa hoạn cao trong huyện.

Tại mỗi OTC 500 m², tác giả thiết lập 5 ô dạng bản 4 m² ở 4 góc và vị trí trung tâm để đo đếm tầng cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi, đồng thời lập 5 ô dạng bản 1 m² để thu gom, cân phân loại vật liệu cháy tươi và khô. Để xác định độ ẩm vật liệu cháy, các mẫu vật liệu được thu thập cố định vào lúc 13h00 hàng ngày trong chuỗi 7 ngày nắng nóng liên tục, sau đó sấy khô kiệt ở nhiệt độ 105°C tại phòng thí nghiệm chuyên ngành. Bên cạnh đó, phương pháp phỏng vấn bán cấu trúc được thực hiện với 30 người dân địa phương am hiểu thực địa nhằm khai thác tri thức bản địa về các loài cây chống chịu lửa. Tác giả ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCDA) với 10 chỉ tiêu vật lý hóa học (độ dày vỏ, độ dày lá, hàm lượng nước, hàm lượng tro, hàm lượng silic, thời gian bắt cháy của vỏ và lá) kết hợp xử lý không gian trên phần mềm MapInfo để xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng theo chỉ số canh tác cải tiến Ect.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Tổng hợp số liệu thực địa giai đoạn 2000 - 2009 tại huyện Thanh Chương cho thấy những phát hiện then chốt sau:

  • Quy mô và mức độ tổn thất: Trong 10 năm đã xảy ra 173 vụ cháy rừng với tổng diện tích thiệt hại 116,20 ha. Rừng tự nhiên chịu thiệt hại lớn nhất với 69 vụ (chiếm 39,9% tổng số vụ) trên diện tích 56,60 ha (chiếm 48,7% diện tích cháy); rừng trồng xảy ra 53 vụ (chiếm 31,0%) với 23,75 ha; khu vực trảng cỏ cây bụi ghi nhận 51 vụ (chiếm 29,1%) với 35,85 ha.
  • Tính chu kỳ và mùa vụ cháy: Mùa cháy tập trung từ tháng 4 đến tháng 8 hàng năm. Đỉnh điểm là các tháng 5, 6 và 7 với 131 vụ cháy (chiếm 76,0% tổng số vụ) và 89,10 ha rừng bị thiêu rụi (chiếm 76,6% tổng diện tích thiệt hại). Khung giờ bùng phát lửa cao nhất từ 9h00 đến 20h00, trùng với thời điểm nhiệt độ tăng cao và hoạt động sản xuất diễn ra sôi động nhất.
  • Nguồn lửa phát sinh: 100% số vụ cháy rừng đều do con người gây ra, không ghi nhận trường hợp do thiên tai như sấm sét (0%). Trong đó, hoạt động đốt nương làm rẫy chiếm 27,8% (48 vụ), xử lý thực bì và vệ sinh rừng trồng chiếm 24,8% (42 vụ), bất cẩn khi hun khói bắt ong và săn bắt động vật chiếm 16,2% (28 vụ), tổng 3 nhóm này chiếm tới 68,8% nguồn gây cháy.
  • Đặc điểm địa hình và lập địa: Địa hình có độ dốc bình quân 25°, trong đó ô tiêu chuẩn số 6 thuộc trạng thái rừng IIb có độ dốc lên tới 40°, tạo vận tốc lan truyền ngọn lửa cực lớn theo sườn dốc; trạng thái rừng IIIa1 phân bố ở độ cao từ 573,0 m đến 601,8 m với lớp thảm mục dày, tích tụ lượng lớn cành lá khô dễ bắt lửa.

Thảo luận kết quả

Khí hậu Thanh Chương mang tính chất chuyển tiếp Bắc Trung Bộ khắc nghiệt. Dù lượng mưa bình quân đạt 1.584 mm/năm nhưng phân bố không đều khi mùa khô (tháng 11 đến tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 15 - 20% lượng mưa. Vào mùa hè, sự xuất hiện của các đợt gió phơn Tây Nam làm nền nhiệt tăng vọt, nhiệt độ tối cao tuyệt đối đạt 42,7°C và độ ẩm không khí tháng 6 hạ thấp xuống 75,8%. Sự bốc thoát hơi nước nhanh chóng khiến độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng giảm xuống dưới ngưỡng an toàn, biến các lâm phần nứa tép, giang lịm và trảng cỏ thành nguồn bùi nhùi cực kỳ nguy hiểm.

Về mặt xã hội, áp lực đất sản xuất hạn hẹp khiến hơn 4.000 đồng bào dân tộc Thái mới chuyển về định cư phải dựa nhiều vào việc khai thác lâm sản phụ và đốt nương rẫy giáp ranh rừng phòng hộ. Các phân tích tương quan này có thể được minh họa trực quan thông qua biểu đồ phân bố số vụ cháy theo tháng kết hợp biểu đồ tương quan nhiệt - ẩm. Đồng thời, kết quả đánh giá 10 tiêu chuẩn lý hóa của các loài thực vật được tổng hợp thành bảng ma trận trọng số, chứng minh các loài cây bản địa như Vối thuốc (Schima wallichii), Vàng tâm (Manglietia fordiana) và Chè đuôi lươn (Eurya ciliata) có hàm lượng nước cao, vỏ dày, lượng silic lớn, rất tối ưu để thiết lập các đai cản lửa.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả phòng ngừa và hạn chế tối đa nguy cơ cháy rừng trên địa bàn huyện Thanh Chương, hệ thống giải pháp đồng bộ được đề xuất như sau:

  • Xây dựng hệ thống băng cản lửa xanh lâm sinh: Trồng mới và mở rộng 25 km đường băng xanh cản lửa bằng các loài cây bản địa chịu lửa như Vối thuốc, Vàng tâm, Chè đuôi lươn với mật độ 1.600 - 2.000 cây/ha tại các khu vực giáp ranh rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi. Thời gian thực hiện: Giai đoạn 2011 - 2015. Chủ thể thực hiện: Ban Quản lý rừng phòng hộ Thanh Chương và các chủ rừng nhà nước.
  • Hoàn thiện công trình hạ tầng và quan sát phát hiện sớm: Xây dựng bổ sung 5 chòi canh lửa kiên cố tại các đỉnh đồi có tầm quan sát bao quát ở các xã Hạnh Lâm, Thanh Đức, Thanh Mỹ; lắp đặt mới 40 bảng nội quy, biển báo cấp dự báo cháy rừng dọc tuyến đường Hồ Chí Minh và trục giao thông liên xã trước mùa khô năm 2012. Chủ thể thực hiện: Hạt Kiểm lâm Thanh Chương phối hợp với UBND các xã.
  • Áp dụng kỹ thuật đốt trước có điều khiển: Tổ chức dọn và đốt trước có kiểm soát lớp vật liệu cháy dưới tán rừng thông và rừng keo từ 5 tuổi trở lên vào thời điểm đầu tháng 4 hàng năm (trước cao điểm gió Tây Nam) nhằm giảm 60 - 70% khối lượng thực bì khô tích tụ. Chủ thể thực hiện: Hạt Kiểm lâm hướng dẫn kỹ thuật cho các chủ rừng và tổ đội xung kích xã.
  • Củng cố tổ chức và sinh kế cho cộng đồng tái định cư: Kiện toàn 40 tổ đội quần chúng bảo vệ rừng tại 100% các thôn bản trọng điểm; lồng ghép các chương trình giao khoán bảo vệ rừng gắn với chi trả dịch vụ môi trường rừng cho đồng bào tái định cư Bản Vẽ, hướng tới mục tiêu giảm 50% số vụ vi phạm phát đốt nương rẫy trái phép trong giai đoạn 2011 - 2020. Chủ thể thực hiện: UBND huyện Thanh Chương, Hạt Kiểm lâm và Phòng Nông nghiệp & PTNT huyện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Chi cục Kiểm lâm và Hạt Kiểm lâm cấp huyện: Khai thác quy trình phân vùng trọng điểm cháy, bảng cấp nguy hiểm và cơ sở dữ liệu thống kê hỏa hoạn để xây dựng phương án tác chiến phòng cháy chữa cháy rừng hàng năm sát với thực tế địa bàn.
  • Ban Quản lý rừng phòng hộ và doanh nghiệp trồng rừng: Ứng dụng kỹ thuật thiết kế đai rừng cản lửa xanh, quy trình xử lý đốt trước vật liệu cháy có điều khiển dưới tán rừng keo, thông để bảo vệ vốn rừng sản xuất và rừng phòng hộ.
  • Cán bộ nghiên cứu, giảng viên và sinh viên ngành Lâm nghiệp: Sử dụng phương pháp luận kết hợp giữa phân tích cấu trúc lâm phần, đánh giá vật liệu cháy bằng thực nghiệm và phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCDA) làm tài liệu tham khảo chuyên sâu cho các đề tài bảo vệ tài nguyên rừng.
  • Chính quyền địa phương và cơ quan quy hoạch vùng: Vận dụng các giải pháp quản lý kinh tế - xã hội để giải quyết xung đột tài nguyên, ổn định sinh kế cho đồng bào dân tộc thiểu số tại các khu tái định cư ven rừng.

Câu hỏi thường gặp

Mùa cao điểm cháy rừng tại huyện Thanh Chương diễn ra vào thời gian nào trong năm?
Mùa cháy rừng tại địa phương kéo dài từ tháng 4 đến tháng 8, trong đó 3 tháng cao điểm nhất là tháng 5, tháng 6 và tháng 7, chiếm tới 76,0% tổng số vụ cháy và 76,6% diện tích rừng bị thiệt hại. Thời gian này chịu tác động nặng nề của gió phơn Tây Nam khô nóng với nhiệt độ tối cao lên tới 42,7°C.

Nguyên nhân chính dẫn đến các vụ cháy rừng trên địa bàn là gì?
Toàn bộ 173 vụ cháy rừng ghi nhận trong 10 năm đều do con người gây ra. Các nguyên nhân hàng đầu gồm: đốt nương làm rẫy không kiểm soát (chiếm 27,8%), xử lý thực bì dọn rừng trồng (chiếm 24,8%), và bất cẩn khi dùng lửa săn bắt hoặc hun khói lấy mật ong (chiếm 16,2%).

Những loài cây bản địa nào có khả năng chống chịu lửa tốt nhất để làm băng cản lửa?
Qua phân tích 10 chỉ tiêu lý hóa thực nghiệm, các loài cây được đánh giá cao nhất gồm Vối thuốc (Schima wallichii), Vàng tâm (Manglietia fordiana) và Chè đuôi lươn (Eurya ciliata). Những loài này sở hữu đặc tính vỏ dày, hàm lượng nước và khoáng silic cao, khó bắt lửa và có khả năng đâm chồi phục hồi nhanh sau cháy.

Áp lực từ dự án tái định cư thủy điện Bản Vẽ tác động như thế nào đến công tác quản lý cháy rừng?
Việc tiếp nhận hơn 4.000 dân tái định cư tạo nên sự phân bố đất ở và đất sản xuất xen kẽ dạng "da báo" ngay trong lòng rừng phòng hộ. Tập quán canh tác nương rẫy cũ và áp lực mưu sinh dựa vào rừng làm gia tăng đáng kể nguy cơ xuất hiện nguồn nhiệt gây cháy lan vào mùa khô hạn.

Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCDA) được ứng dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
MCDA được tác giả áp dụng để lượng hóa đồng thời 10 chỉ số phòng cháy của các loài cây (hàm lượng nước, tro, silic, độ dày và thời gian cháy của lá/vỏ). Phương pháp này giúp chuẩn hóa dữ liệu định lượng trong phòng thí nghiệm, loại bỏ tính chủ quan để xếp hạng khách quan loài cây tối ưu cho đai xanh cản lửa.

Kết luận

  • Luận văn đã tổng kết chi tiết diễn biến 173 vụ cháy rừng trên diện tích 116,20 ha tại huyện Thanh Chương trong 10 năm (2000 - 2009).
  • Xác định rõ 100% nguyên nhân bắt nguồn từ hoạt động nhân sinh, chịu sự cộng hưởng của gió phơn Tây Nam và địa hình dốc phân hóa tới 40°.
  • Phân chia địa bàn thành 4 vùng trọng điểm cháy dựa trên bản đồ phân cấp nguy cơ và chỉ số canh tác cải tiến Ect.
  • Ứng dụng thành công phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để tuyển chọn các loài cây cản lửa ưu việt như Vối thuốc và Vàng tâm.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp toàn diện kết hợp kỹ thuật lâm sinh, công trình cản lửa và chính sách hỗ trợ sinh kế vùng tái định cư giai đoạn 2011 - 2020.

Công trình là nguồn tài liệu tham khảo khoa học có giá trị ứng dụng thực tiễn cao đối với các nhà quản lý và nghiên cứu lâm nghiệp. Độc giả quan tâm có thể tìm đọc toàn văn luận văn tại Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp để khai thác chi tiết các mô hình tính toán và bản đồ chuyên đề.