Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cháy rừng là một hiện tượng phổ biến, thường xuyên xảy ra trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, nhiều khi nó là những thảm họa khôn lường, gây thiệt hại to lớn về người và tài nguyên rừng cũng như tài sản của người dân sống gần rừng,. Vì vậy, nghiên cứu phòng cháy chữa cháy rừng và giảm thiểu những thiệt hại do nó gây ra đã được đặt ra như một yêu cầu cấp bách của thực tiễn với hoạt động nghiên cứu khoa học. Những nghiên cứu về PCCCR đã được tiến hành từ nghiên cứu định tính đến định lượng, nhằm tìm hiểu bản chất của hiện tượng cháy rừng và mối quan hệ giữa các yếu tố gây ra cháy với nhau và với môi trường xung quanh, từ đó đề ra những giải pháp PCCCR. Tuy nhiên, với sự phức tạp về trạng thái rừng cũng như các điều kiện tự nhiên khác mà quy luật ảnh hưởng của các nhân tố đến cháy rừng và giải pháp PCCCR cũng không hoàn toàn giống nhau ở các địa phương.
Do đó, mỗi khu vực, mỗi quốc gia thường phải tiến hành nghiên cứu trong điều kiện cụ thể của mình để xây dựng được những giải pháp PCCCR có hiệu quả nhất. Có thể điểm lại một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước như sau.1 Tổng quan nghiên cứu 1. Trên thế giới Nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng trên thế giới được bắt đầu vào thế kỷ 20, thời kỳ đầu chủ yếu tập trung ở các nước có nền kinh tế phát triển như Mỹ, Nga, Đức, Thụy Điển, Canada, Pháp, Úc v. sau đó là ở hầu hết các nước có hoạt động lâm nghiệp.
Có thể chia thành 5 lĩnh vực chính của nghiên cứu PCCCR: (i) Bản chất của cháy rừng, (ii) Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng, (iii) Các công trình PCCCR, (iv) Phương pháp chữa cháy rừng, và (v) Phương tiện chữa cháy rừng. Nghiên cứu bản chất của cháy rừng Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng, cháy rừng là hiện tượng ôxy hóa các vật liệu hữu cơ do rừng tạo ra ở nhiệt độ cao, nó xảy ra khi có mặt đồng thời của 3 thành tố là nguồn nhiệt, ôxy và vật liệu cháy; tùy thuộc vào đặc điểm của các yếu tố nêu trên, cháy rừng có thể được hình thành, phát triển hay bị ngăn chặn hoặc suy yếu đi (Brown A. Vì vậy, về bản chất những biện pháp phòng cháy rừng chính là những biện pháp tác động vào 3 yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy. Các nhà khoa học phân biệt 3 loại cháy rừng như sau: (1) - 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.
(2) - Cháy tán rừng: là trường hợp lửa lan tràn nhanh từ tán cây này sang tán cây khác. (3) - Cháy ngầm: là trường hợp xảy 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 xảy ra một hoặc đồng thời hai ba loại cháy trên và tùy theo loại cháy rừng mà người ta đưa ra những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau (Brown A. Heikkila; Roy Gronquist; Mike Jurvelius, 2007) Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra 3 yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của cháy rừng là thời tiết, loại rừng và hoạt động kinh tế - xã hội của con người.
Thời tiết đặc biệt là lượng mưa (Lm), nhiệt độ không khí (Tkk), độ ẩm không khí (Wkk) và tốc độ gió (Vg) ảnh hưởng quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm vật liệu cháy (Wvlc) rừng qua đó ảnh hưởng đến khả năng bén lửa và lan tràn đám cháy. Loại rừng ảnh hưởng tới tính chất vật lý, hóa học, khối lượng và phân bố của vật liệu cháy qua đó ảnh hưởng đến loại cháy, khả năng hình thành và tốc độ lan tràn của đám cháy và hoạt động kinh tế - xã hội của con người như: sản xuất nương rẫy, săn bắn thú rừng và du lịch sinh thái,… đều có ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và m 6 phân bố nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy. Phần lớn các biện pháp phòng cháy rừng đều được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm 3 yếu tố trên trong hoàn cảnh cụ thể ở địa phương (Laslo Pancel Ed, 1993; Richmond R. Nghiên cứu về phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng Các kết quả nghiên cứu đều khẳng định mối liên hệ chặt giữa điều kiện thời tiết mà quan trọng nhất là lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm vật liệu cháy 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 hằng ngày của lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí (Chandler C, 1983; MiBbach K, 1972). Ở một số nước khi dự báo nguy cơ cháy rừng (DBNCCR) ngoài căn cứ vào yếu tố khí tượng còn căn cứ vào một số yếu tố khác; chẳng hạn, ở Đức và Mỹ sử dụng thêm độ ẩm không khí, ở Pháp tính thêm lượng nước hữu hiệu trong đất và độ ẩm không khí, ở Trung Quốc có bổ sung thêm cả tốc độ gió (Vg), số ngày không mưa và lượng bão hòa (Lbh),… Cũng có sự khác biệt nhất định khi sử dụng các yếu tố khí tượng để DBNCCR; chẳng hạn: ở Thụy Điển và một số nước ở bán đảo Scandinavia sử dụng độ ẩm không khí thấp nhất và nhiệt độ không khí cao nhất trong ngày; trong khi đó, ở Nga và một số nước khác lại dùng nhiệt độ không khí và độ ẩm không khí lúc 13 giờ (Brown A.A, Năm 1920, hệ thống cháy rừng ở Mỹ được đưa ra sử dụng và cho đến nay, nó đã được cải tiến tương đối hoàn chỉnh. Hệ thống này, căn cứ chủ yếu vào mối quan hệ giữa nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí và độ ẩm vật liệu cháy để dự báo khả năng cháy rừng cho các loại vật liệu cháy khác nhau trên cơ sở phân loại vật liệu cháy ra các nhóm chính và kết hợp quan sát điều kiện khí tượng, địa hình, độ ẩm vật liệu cháy từ đó đưa ra mô hình dự báo khả năng xuất hiện cháy rừng và quy mô đám cháy (Brown A. Trong những năm gần đây, ở Trung Quốc đã nghiên cứu phương pháp cho điểm các nhân tố ảnh hưởng đến NCCR, trong đó có cả những yếu tố kinh tế - xã hội và NCCR được tính theo tổng số điểm của các yếu tố (Asian Biodiversity, 2001).
Mặc dù, có những nét giống nhau nhưng đến nay, vẫn không có phương pháp DBNCCR chung cho cả thế giới mà ở mỗi quốc gia, thậm chí ở mỗi địa phương người ta vẫn nghiên cứu xây dựng phương m 7 pháp riêng. Ngoài ra, vẫn còn rất ít phương pháp DBNCCR có tính đến nhân tố kinh tế - xã hội và loại rừng. Đây có thể là một trong những nguyên nhân chính làm giảm hiệu quả và hiệu lực của phòng cháy rừng (PCR) ngay cả ở những nước phát triển. Nghiên cứu về công trình phòng cháy rừng Kết quả nghiên cứu của thế giới đã khẳng định hiệu quả của các loại băng cản lửa, các vành đai cây xanh và hệ thống kênh mương ngăn cản cháy rừng (Gronquist R.
Người ta đã nghiên cứu tập đoàn cây trồng trên băng cản lửa, trồng rừng hỗn giao và giữ nước ở hồ đập để làm giảm nguy cơ cháy rừng. Từ những năm đầu thế kỷ XX, nhiều chuyên gia về lửa rừng ở một số nước Châu Âu đã nghiên cứu và bước đầu đưa ra những ý kiến về xây dựng các băng xanh cản lửa và đai xanh phòng cháy rừng trên đó có trồng các loài cây lá rộng; ở Nga đã thiết lập những băng cây xanh chịu lửa khép kín với kết cấu nhiều loài cây, tạo thành nhiều tầng để ngăn lửa cháy từ ngoài vào các khu rừng thông, bạch đàn, sồi,… Các nước khác tiến hành nghiên cứu vấn đề này, rất sớm và có nhiều công trình nhất vẫn là Đức, Nga và các nước thuộc Liên Xô cũ, Mỹ, Canada, Nhật Bản và Trung Quốc,… (Phạm Ngọc Hưng, 2001). Nhìn chung, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu hiệu quả của nhiều kiểu công trình phòng cháy rừng. Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa đưa ra được phương pháp xác định tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công trình đó.
Những thông số kỹ thuật đưa ra đều mang tính gợi ý và luôn được điều chỉnh theo ý kiến của các chuyên gia cho phù hợp với đặc điểm của mỗi loại rừng và điều kiện địa lý, vật lý địa phương. Nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật lâm sinh phòng cháy rừng Biện pháp kỹ thuật lâm sinh (KTLS) là các biện pháp kỹ thuật thông qua công tác kinh doanh, quản lý rừng, như: thiết kế trồng rừng, chọn loài cây trồng, phương thức trồng, các biện pháp lâm sinh tác động,… nhằm tạo ra những khu rừng khó cháy hoặc hạn chế sự lan tràn của đám cháy (Bế Minh Châu, Phùng Văn Khoa, 2002). Đối với biện pháp này, đã và đang được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới. Đây là biện pháp phòng cháy rừng tích cực và chủ động, dễ thực hiện và mang lại hiệu quả tổng hợp lớn và có thể điểm qua một số biện pháp KTLS PCR như sau: m 8 - Trồng rừng hỗn giao nhiều loài để hạn chế khả năng cháy của cây rừng cũng như sự sinh trưởng và phát triển của cây bụi, thảm tươi; do rừng trồng thuần loài dần dần bộc lộ nhiều nhược điểm nên nhiều nước trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu nhằm tạo lập các lâm phần rừng trồng hỗn loài bằng nhiều loài cây khác nhau.
Các công trình nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài đã được một số nước ở Châu Âu tiến hành từ những năm đầu thế kỷ XIX. Bên cạnh công tác gây trồng rừng thì các biện pháp KTLS cũng được quan tâm nghiên cứu (Ball J. Khi nghiên cứu về tính bền vững của rừng trồng, có một số tác giả đã quan tâm đến cấu trúc tầng tán của rừng hỗn giao (Matthew, J. Keltg, 1995) đã nghiên cứu xây dựng mô hình trồng hỗn giao giữa cây gỗ và cây họ đậu.
Đặc biệt, ở Malaysia khi xây dựng rừng nhiều tầng hỗn giao trên 3 đối tượng là rừng tự nhiên, rừng Keo tai tượng và rừng Tếch. Người ta đã sử dụng 23 loài cây có giá trị trồng theo băng rộng 10m, 20m, 30m, 40m với phương thức trồng hỗn giao khác nhau.