Nghiên cứu vật liệu cháy và phân vùng trọng điểm cháy rừng tại KBTTNVH Đồng Nai

Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy và phân vùng trọng điểm cháy rừng tại KBTTNVH Đồng Nai, đề xuất các giải pháp phòng cháy chữa cháy rừng hiệu quả.

• Người hướng dẫn: KS. Nguyễn Thị Hoa
• Trường học: Đại học Lâm nghiệp Phân hiệu Đồng Nai
• Chuyên ngành: Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy và phân vùng trọng điểm cháy rừng tại Khu bảo tồn Thiên nhiên Văn hóa Đồng Nai
• Loại tài liệu: Khóa luận
• Địa điểm: Đồng Nai

Tóm tắt

I. Khái niệm và phân loại cháy rừng

Cháy rừng là một thảm họa tự nhiên gây những tổn thất lớn về tài nguyên, kinh tế, xã hội và môi trường sống. Cháy rừng được định nghĩa là đám cháy được phát sinh trong rừng, có tác động xấu và làm tiêu hủy sinh vật, hệ sinh thái rừng. Sự hình thành và phát triển của cháy rừng không diễn ra theo sự kiểm soát của con người, gây ra những hậu quả khôn lường. Trong vài thập kỷ vừa qua, Việt Nam mất đi hàng nghìn hectare rừng mỗi năm do các đám cháy. Việc hiểu rõ khái niệm cháy rừng và các loại hình cháy là nền tảng quan trọng để xây dựng chiến lược phòng chống cháy rừng hiệu quả. Các yếu tố như vật liệu cháy, điều kiện khí hậu và thủy văn đều ảnh hưởng đến quy mô và cường độ của cháy rừng.

1.1. Định nghĩa cháy rừng và các khái niệm liên quan

Cháy rừng là quá trình tiêu hủy những vật liệu cháy của rừng một cách không kiểm soát. Các khái niệm liên quan bao gồm tầng cây cao, lớp phủ thực vật và khối lượng vật liệu cháy. Trong Khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa (KBTTNVH) Đồng Nai, hiểu rõ các khái niệm này giúp đánh giá nguy cơ cháy rừng chính xác và đưa ra các biện pháp phòng ngừa phù hợp.

1.2. Phân loại cháy rừng theo đặc điểm

Cháy rừng được phân loại dựa trên các loại vật liệu cháy chính: cháy tầng thấp, cháy tầng cao và cháy toàn diện. Độ ẩm vật liệu cháy ảnh hưởng lớn đến khả năng bùng phát cháy. Tại KBTTNVH Đồng Nai, việc phân loại cháy rừng giúp xác định vùng nguy cơ cháy rừng và mức độ phòng cháy chữa cháy cần thiết cho mỗi khu vực.

II. Đặc điểm vật liệu cháy tại Đồng Nai

Vật liệu cháy là yếu tố quan trọng nhất quyết định nguy cơ cháy rừng tại bất kỳ khu vực nào. Tại KBTTNVH Đồng Nai, đặc điểm vật liệu cháy bao gồm những chỉ tiêu như khối lượng vật liệu cháy, độ dày và độ ẩm. Nghiên cứu cho thấy khối lượng vật liệu cháy dưới tán rừng tại Đồng Nai dao động phụ thuộc vào trạng thái rừng và lớp phủ thực vật. Độ ẩm vật liệu cháy thay đổi theo mùa, cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất vào mùa khô. Các loại vật liệu cháy tươi và vật liệu cháy khô phản ứng khác nhau với điều kiện môi trường. Việc đo đạc và phân tích đặc điểm vật liệu cháy là cơ sở để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng chính xác.

2.1. Khối lượng và độ dày vật liệu cháy

Khối lượng vật liệu cháy tại KBTTNVH Đồng Nai được điều tra theo các trạng thái rừng khác nhau. Độ dày của vật liệu cháy dưới tán ảnh hưởng trực tiếp đến nguy cơ cháy rừng. Các ô tiêu chuẩn và ô dạng bản được bố trí để đo lường chính xác những chỉ tiêu này, cung cấp dữ liệu cho phân vùng trọng điểm cháy và công tác phòng chống cháy rừng.

2.2. Độ ẩm và tính chất vật lý của vật liệu cháy

Độ ẩm vật liệu cháy là chỉ tiêu quyết định khả năng bùng phát cháy. Tại Đồng Nai, hàm lượng nước trong vật liệu cháy được phân cấp theo mức độ nguy hiểm. Độ ẩm cao giảm nguy cơ cháy rừng, trong khi vật liệu cháy khô tăng khả năng cháy. Các điều kiện khí hậu và thủy văn tại khu vực ảnh hưởng mạnh đến độ ẩm vật liệu cháy theo từng mùa.

III. Phân vùng nguy cơ cháy rừng Đồng Nai

Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng là công cụ quan trọng trong quản lý rừng và phòng cháy chữa cháy. Tại KBTTNVH Đồng Nai, phân vùng trọng điểm cháy được xây dựng dựa trên nhiều nhân tố tự nhiên và kinh tế-xã hội. Các yếu tố như lớp phủ thực vật, nhiệt độ, độ cao, độ dốc, hướng dốc, thủy văn và tiếp cận dân cư được tích hợp sử dụng công nghệ GIS. Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy giúp xác định các khu vực ưu tiên trong công tác phòng chống cháy. Hàm các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng được xây dựng thông qua phương pháp FAHP (Fuzzy Analytic Hierarchy Process). Kết quả phân vùng nguy cơ cháy rừng được chia thành các mức độ từ thấp đến rất cao.

3.1. Các nhân tố tự nhiên ảnh hưởng đến phân vùng cháy

Lớp phủ thực vật là nhân tố chính quyết định vùng nguy cơ cháy rừng. Độ cao và độ dốc ảnh hưởng đến sự phân bố vật liệu cháy và khả năng lan rộng cháy. Hướng dốc liên quan đến điều kiện nhiệt độ và độ ẩm. Thủy văn xác định khả năng tiếp cận nước cho công tác chữa cháy. Nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu tác động trực tiếp đến nguy cơ cháy rừng theo các mùa khác nhau.

3.2. Các nhân tố kinh tế xã hội trong phân vùng cháy

Tiếp cận dân cư và giao thông ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng do hoạt động của con người. Các khu vực gần với cơ sở hạ tầng có nguy cơ cháy rừng cao hơn. Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy phải xem xét sinh kế của người dân và các hoạt động kinh tế. Việc tích hợp các nhân tố này trong phân vùng trọng điểm cháy giúp đặt ra các biện pháp phòng cháy chữa cháy phù hợp với đặc thù địa phương.

IV. Giải pháp phòng chống cháy rừng tại Đồng Nai

Phòng cháy chữa cháy (PCCC) rừng tại KBTTNVH Đồng Nai cần dựa trên kết quả phân vùng nguy cơ cháy rừng và đặc điểm vật liệu cháy. Các biện pháp phòng ngừa bao gồm quản lý vật liệu cháy thông qua loại bỏ mảnh vụn gỗ và lá khô, giảm khối lượng vật liệu cháy dưới tán. Nâng cao cách tầng cây cao giúp ngăn chặn sự lan rộng cháy từ tầng thấp lên. Tại các vùng nguy cơ cháy rừng cao, cần tăng cường quầy canh phòng và công tác dập tắt cháy. Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng giúp bố trí hợp lý nguồn lực cho công tác phòng chống cháy rừng. Hệ thống GIS cho phép theo dõi, đánh giá hiệu quả các biện pháp đã thực hiện. Công tác phòng cháy chữa cháy cần được tiến hành thường xuyên và liên tục, đặc biệt vào mùa nắng khô.

4.1. Quản lý vật liệu cháy và bảo vệ rừng

Giảm khối lượng vật liệu cháy thông qua quản lý bền vững là giải pháp cơ bản. Loại bỏ định kỳ các vật liệu cháy khô như lá, cành vỡ giúp giảm nguy cơ cháy rừng. Nâng cao tầng cây cao tạo khoảng không khí, giảm khả năng lan rộng cháy. Lớp phủ thực vật tốt giúp duy trì độ ẩm vật liệu cháy. Các biện pháp này cần được áp dụng theo kế hoạch dài hạn tại KBTTNVH Đồng Nai.

4.2. Tăng cường canh phòng và hệ thống cảnh báo sớm

Bố trí lực lượng canh phòng tại các vùng nguy cơ cháy rừng cao và rất cao là ưu tiên. Sử dụng công nghệ GIS và bản đồ phân vùng trọng điểm cháy để lập kế hoạch tuần tra. Hệ thống cảnh báo sớm dựa trên độ ẩm vật liệu cháy và chỉ tiêu nguy hiểm cháy rừng giúp phòng ngừa kịp thời. Đào tạo nhân viên kỹ thuật về đặc điểm vật liệu cháy và các biện pháp dập tắt cháy hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Cháy rừng là một thảm họa đối với mỗi quốc gia, gây nên những tổn thất lớn về tài nguyên, kinh tế, xã hội, môi trường sống và cả tính mạng con người. Cháy rừng là đám cháy được phát sinh trong rừng, có tác động xấu và làm tiêu hủy sinh vật trong rừng. Hay nói cách khác cháy rừng là quá trình tiêu hủy những vật liệu cháy của rừng mà sự hình thành và phát triển không diễn ra theo sự kiểm soát của con người. Trong vài thập kỷ vừa qua, trung bình mỗi năm Việt Nam mất đi hàng chục nghìn ha rừng, trong đó mất do cháy rừng khoảng 16.

Thiệt hại ước tính mất hàng nghìn tỷ đồng mỗi năm, đó chưa kể đến những ảnh hưởng xấu về môi trường sống, cùng những thiệt hại do làm tăng lũ lụt ở những vùng hạ lưu và làm giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cảnh quan, tác động xấu đến an ninh quốc phòng. Ngoài ra còn gây tổn hại đến tính mạng và tài sản của con người. Khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai nằm ở phía bắc tỉnh Đồng Nai, thuộc vùng lưu vực phía Tây sông Đồng Nai, với tổng diện tích tự nhiên của KBT trên 100.903 ha đất lâm nghiệp và 32.400 ha mặt nước (hồ Trị An). Khu Bảo tồn trải dài qua các địa bàn xã Phú Lý, Mã Đà, Hiếu Liêm, thị trấn Vĩnh An thuộc huyện Vĩnh Cửu, xã Thanh Sơn thuộc huyện Tân Phú; xã Phú Cường, Phú Ngọc, La Ngà và Ngọc Định thuộc huyện Định Quán; xã Thanh Bình thuộc huyện Trảng Bom, xã Gia Tân thuộc huyện Thống Nhất - tỉnh Đồng Nai cộng với chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, mỗi năm có 2 mùa đặc trưng là mùa khô và mùa mưa.

Nhiệt độ trung bình năm từ 250C – 280C, vào mùa khô nhiệt độ có thể lên tới 39 0C nên khi xảy ra cháy rừng đám cháy xảy ra phức tạp và lan nhanh gây khó khăn trong công tác ứng phó. Để giả quyết được vấn đề trên cần có những nghiên cứu chi tiết về vật liệu cháy và phân vùng trọng điểm cháy. Xuất phát từ những thực tiễn trên tôi thực hiện đề tài : “Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy và phân vùng trọng điểm cháy rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa đồng nai” để đưa ra những biệp pháp, cảnh bảo nguy cơ cháy rừng góp phần bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng. Mục tiêu nghiên cứu 2.

Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy và xây dựng bản đồ phân vùng trọng điểm cháy rừng làm cơ sở cho việc xây dựng giải pháp, biện pháp PCCCR cho khu vực nghiên cứu. Mục tiêu cụ thể - Điều tra, xác định được đặc điểm vật liệu cháy và các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng của khu bảo tồn. - Xây dựng được bản đồ phân vùng trọng điểm nguy cơ cháy rừng. - Đề xuất được một số giải pháp và biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng.

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm liên quan đến cháy rừng 1. Khái niệm cháy rừng Cháy rừng hay còn gọi lửa rừng là sự kiện lửa phát sinh trong một khu rừng, tác động hoặc làm tiêu hủy một số hoặc toàn bộ các thành phần của khu rừng đó. Đám cháy rừng có thể là đám cháy được kiểm soát trong kỹ thuật lâm sinh hoặc đám cháy không thể kiểm soát.

Trong tài liệu về quản lí lửa rừng, FAO đưa ra khái niệm về cháy rừng và đến nay thường được sử dụng : “Cháy rừng là sự xuất hiện và lan truyền của những đám cháy trong rừng mà không nằm trong sự kiểm soát của con người, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên của cải và môi trường”[3],[6]. Vật liệu cháy là các vật có khả năng bén lửa và bốc cháy trong hoàn cảnh có đủ các yếu tố gây ra sự cháy. Theo các nghiên cứu trước đây thì vật liệu cháy trong rừng được chia ra theo các thứ tự như sau: Cành khô, lá rụng, cây ngã đổ, thảm mục, mùn và than bùn, thảm tươi, cây tái sinh. Phân loại cháy rừng Các nhà khoa học phân biệt 3 loại cháy rừng: Cháy dưới tán cây, hay cháy mặt đất rừng, là trường hợp chỉ cháy một phần hay toàn bộ lớp cây bụi, cỏ khô và cành rơi lá rụng trên mặt đất.

Cháy tán rừng (ngọn cây) là trường hợp lửa lan tràn nhanh từ tán cây này sang tán cây khác. Cháy ngầm là trường hợp xẩy ra khi lửa lan tràn chậm, âm ỉ dưới mặt đất, trong lớp thảm mục dày hoặc than bùn. Trong một đám cháy rừng có thể xẩy ra một hoặc đồng thời 2, 3 loại cháy rừng trên. Tuỳ theo loại cháy rừng mà người ta đưa ra những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau (Brown A.

Khái niệm bản đồ phân vùng trọng điểm cháy Bản đồ phân vùng trọng điểm cháy rừng là bản đồ địa lý, trên đó lãnh thổ, được chia thành những vùng có mức nghiêm trọng khác nhau về cháy rừng. Bản đồ phân vùng trọng điểm cháy rừng có thể được xây dựng cho từng tháng hoặc cả năm. Khái niệm về hệ thông tin địa lý và viễn thám 1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) GIS (Geographic Information System) hay hệ thống địa lý được hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống.

+ Khái niệm “địa lý” liên quan đến các đặc trưng về không gian. Chúng có thể là vật lý, văn hóa, kinh tế,…trong tự nhiên. + Khái niệm “thông tin” đề cập đến dữ liệu được quản lý bởi GIS. Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng.

+ Khái niệm “hệ thống” là hệ thống GIS được xây dựng từ các môđun. Việc tạo các môđun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian gắn với các thông tin thược tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo dõi lãnh thổ [10],[20].

Hệ thống thông tin địa lý được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển, gần đây là một dạng ứng dụng công nghệ thông tin nhằm mô tả thế giới thực mà chúng ta đang sống, khám phá và khai thác. Với những tính năng ưu việt của nó mà các hệ thống thông tin khác không có được như công nghệ GIS kết hợp thao tác cơ sở dữ liệu thông thường và các phép phân tích thống kê, phân tích dữ liệu không gian và thuộc tính. Những khả năng phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác khiến cho GIS ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong nghiên cứu và quản lý ( phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) 4 1. Viễn thám Viễn thám được định nghĩa bằng nhiều thứ từ ngữ khác nhau, nhưng nói chung đều thống nhất theo quan điểm chung là khoa học và công nghệ thu thập thông tin của vật thể mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó.“Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính đối tượng quan tâm được nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng”.

Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể, một vùng hay một hiện tượng. Viễn thám là kĩ thuật thu nhận thông tin của các đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng đó. Ngày nay ở nước ta cũng như các nước khác trên thế giới, công nghệ viễn thám được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ,thành lập, chỉnh lý bản đồ địa hình, điều tra hiện trạng sử dụng đất, điều tra thảm thực vật, nghiên cứu tài nguyên môi trường, nghiên cứu biển[10]. Việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý(GIS) và viễn thám để xây dựng hệ thống cảnh báo sớm giúp cho việc xây dựng kế hoạch ứng phó với nguy cơ cháy rừng có hiệu quả và rất cần thiết trong công tác phòng chống cháy rừng về cơ sở khoa học cũng như thực tiễn.

Tổng quan tình hình trên thế giới và trong nước 1.1 Trên thế giới Những công trình nghiên cứu về dự báo cháy rừng đã được tiến hành cách đây khoảng một trăm năm ở các nước như Mỹ, Liên Xô, Canada, Thuỵ Điển, Australia và sau đó là Nhật Bản, Trung Quốc. Nhìn chung, những phương pháp dự báo đều dựa trên mối quan hệ giữa các yếu tố khí tượng và nguồn vật liệu cháy, hoặc giữa các yếu tố khí tượng và số vụ cháy rừng xảy ra trong nhiều năm. Ở Mỹ trong năm 1914, Beal và Show đã nghiên cứu, xác định khả năng cháy rừng thông qua lớp thảm mục rừng. Sau đó có nhiều phương pháp và mô hình dự báo được đề xuất và cải tiến trên cơ sở phân ra các mô hình vật liệu kết hợp giữa các yếu tố: thời tiết, độ ẩm, vật liệu cháy với địa hình để dự báo mức độ nguy hiểm của lửa rừng.

Đến nay, các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra được hệ thống dự báo mức độ nguy hiểm của cháy rừng tương đối hoàn thiện và tiện lợi trong sử dụng. 5 Ở Nga và các nước cộng hoà thuộc Liên Xô cũ, vấn đề dự báo cháy rừng cũng được bắt đầu từ rất sớm. Nhiều phương pháp dự báo cháy rừng đã được nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng. Điển hình là các công trình nghiên cứu của Valendic, Nesterov, Melekhop và Arxubasev.

Tuy nhiên, phương pháp dự báo dựa theo chỉ tiêu tổng hợp căn cứ vào các nhân tố khí tượng như lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí thời điểm 13 giờ của Nesterov đề xuất năm 1939 được áp dụng rộng rãi nhất. Ở Đức, Dulop đã nghiên cứu về sự thay đổi hàm lượng nước của lá khô theo độ ẩm không khí, làm cơ sở để xác định khả năng bắt lửa của lớp thảm khô trong rừng. Weitmann đã xác định được mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng nuoecs của vật liệu với khả năng phát sinh của cháy rừng. Các kết quả nghiên cứu đều khẳng định mối tương quan chặt giữa điều kiện thời tiết, mà quan trọng nhất là lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí với độ ẩm vật liệu và khả năng xuất hiện cháy rừng.

Vì vậy, hầu hết các phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng đều tính đến đặc điểm diễn biến hàng ngày của lương, nhiệt độ và độ ẩm không khí.