Tổng quan nghiên cứu

Huyện Nguyên Bình là huyện miền núi vùng cao nằm ở phía Tây Nam tỉnh Cao Bằng, sở hữu diện tích tự nhiên rộng lớn lên tới 83.796,18 ha. Trong đó, tổng diện tích đất lâm nghiệp quy hoạch cho ngành rừng đạt 72.602,79 ha, với 53.602,79 ha đất có rừng (chiếm tỷ lệ che phủ 63,97%), bao gồm 51.167,01 ha rừng tự nhiên và 2.435,78 ha rừng trồng. Mặc dù sở hữu hệ sinh thái rừng phong phú gắn liền với Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, khu vực này đang đối mặt với nguy cơ cháy rừng nghiêm trọng do biến đổi khí hậu toàn cầu, địa hình chia cắt mạnh và tập quán canh tác nương rẫy của đồng bào thiểu số. Theo thống kê giai đoạn 2015 - 2019, chỉ riêng tại 3 xã trọng điểm (Ca Thành, Hưng Đạo, Quang Thành) đã xảy ra 12 vụ cháy rừng, làm thiệt hại 22,27 ha diện tích tài nguyên rừng quý giá.

Mục tiêu cốt lõi của đề tài là đánh giá toàn diện thực trạng công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR), phân tích các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn lửa và vật liệu cháy, xác định mùa cháy và phân vùng trọng điểm dễ cháy. Trên cơ sở đó, nghiên cứu đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh và quản lý tổ chức đồng bộ nhằm nâng cao hiệu quả PCCCR, hướng tới mục tiêu giảm thiểu trên 50% số vụ cháy và diện tích thiệt hại do cháy rừng gây ra trong giai đoạn tiếp theo. Nghiên cứu được thực hiện xuyên suốt trong 15 tháng (từ tháng 5/2019 đến tháng 8/2020) trên địa bàn 3 xã đại diện, đóng góp cơ sở khoa học vững chắc phục vụ công tác quản lý tài nguyên và bảo tồn đa dạng sinh học tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết "Tam giác lửa" kinh điển trong khoa học quản lý lửa rừng của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO). Theo mô hình này, phản ứng cháy rừng chỉ có thể phát sinh và lan truyền khi hội tụ đủ 3 yếu tố: nguồn nhiệt (nguồn lửa), oxy và vật liệu cháy có độ ẩm dưới 25%. Bất kỳ giải pháp phòng ngừa nào cũng hướng tới việc triệt tiêu hoặc làm suy giảm ít nhất 1 trong 3 cạnh của tam giác lửa này.

Bên cạnh đó, đề tài vận dụng mô hình dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ tiêu khí tượng tổng hợp Nesterov (chỉ số P) kết hợp hiệu chỉnh hệ số tốc độ gió của A.N Cooper (1991) và nghiên cứu của Phạm Ngọc Hưng (1988) khi tính toán chuỗi ngày khô hạn liên tục có lượng mưa dưới 5 mm. Đồng thời, nghiên cứu kết hợp mô hình chỉ số khô hạn sinh thái của Thái Văn Trừng và thang phân cấp khả năng xuất hiện cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy của Bế Minh Châu (2002). Các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Vật liệu cháy (VLC), Ô tiêu chuẩn (OTC), Ô dạng bản (ODB), Độ tàn che rừng (ĐTC) và Băng cản lửa (băng xanh, băng trắng).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp đa dạng các nguồn dữ liệu thứ cấp và sơ cấp trong khung thời gian từ tháng 5/2019 đến tháng 8/2020. Dữ liệu thứ cấp kế thừa chuỗi quan trắc khí tượng thủy văn 5 năm (2015 - 2019) từ Trạm Khí tượng Thủy văn Nguyên Bình và báo cáo diễn biến rừng hàng năm của Hạt Kiểm lâm huyện Nguyên Bình.

Phương pháp điều tra thực nghiệm thực địa được triển khai thông qua hệ thống ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời:

  • Đối với rừng tự nhiên: Lập các ô tiêu chuẩn diện tích 1.000 m2 (25m x 40m) để đo đếm tầng cây cao (đường kính D1.3, chiều cao Hvn, đường kính tán Dt) và xác định độ tàn che bằng mạng lưới 100 điểm.
  • Đối với rừng trồng Thông và Keo từ 3 năm tuổi trở lên: Lập các ô tiêu chuẩn diện tích 500 m2 (20m x 25m).
  • Thu thập mẫu vật liệu cháy: Bố trí 5 ô dạng bản diện tích 25 m2 (5m x 5m) và 1 m2 ở 4 góc cùng tâm ô tiêu chuẩn để cân khối lượng thảm tươi, thảm khô. Mỗi trạng thái lấy 1 kg mẫu mang về phòng thí nghiệm sấy ở 105°C trong 6 - 8 giờ đến khối lượng không đổi nhằm tính toán chính xác độ ẩm vật liệu cháy tuyệt đối (Wvlc). Đồng thời, tiến hành đốt thử nghiệm an toàn trên các ô 9 m2 (3m x 3m) để đo chiều cao và tốc độ ngọn lửa.

Phương pháp điều tra nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA) được thực hiện với cỡ mẫu khảo sát gồm 10 cán bộ quản lý kiểm lâm/chính quyền và 165 chủ hộ gia đình có rừng (bình quân 55 hộ/xã tại 3 xã Ca Thành, Hưng Đạo, Quang Thành). Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cao về cơ cấu dân tộc (Dao chiếm 58%, Tày chiếm 36%), độ tuổi và giới tính. Việc lựa chọn phương pháp phân tích thống kê kết hợp thực nghiệm sấy mẫu và điều tra xã hội học là giải pháp tối ưu, phản ánh chuẩn xác cả đặc tính lý hóa của thảm thực bì lẫn hành vi nhân sinh tại vùng núi cao hiểm trở.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã xác định rõ nét chu kỳ mùa cháy rừng tại huyện Nguyên Bình kéo dài liên tục 6 tháng, bắt đầu từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau. Phân tích chuỗi số liệu khí tượng 5 năm (2015 - 2019) cho thấy mùa khô chiếm chưa đầy 15% tổng lượng mưa cả năm (1.592 mm), trong đó các tháng kiệt như tháng 11 lượng mưa giảm chỉ còn 11,1 - 45,1 mm và tháng 2 dao động từ 7,7 - 36,8 mm. Độ ẩm không khí trung bình trong mùa khô giảm mạnh, kết hợp số giờ nắng cao (lên tới 128 - 164 giờ/tháng) tạo điều kiện cực kỳ thuận lợi cho vật liệu cháy khô nỏ.

Thứ hai, kết quả điều tra thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu cháy tích tụ dưới tán rừng tại khu vực nghiên cứu rất lớn, dao động từ 6,5 tấn/ha đến 12,8 tấn/ha tùy theo trạng thái rừng. Đặc biệt, vào các tháng cao điểm mùa khô (tháng 12 đến tháng 3), độ ẩm của lớp thảm khô và cây bụi rụng lá thường xuyên hạ xuống dưới mức 15% (thuộc Cấp IV - Cấp nguy hiểm) và dưới 10% ở các trạng thái rừng trồng thuần loài Keo, Thông (thuộc Cấp V - Cấp cực kỳ nguy hiểm, nguy cơ cháy lan tràn với tốc độ rất nhanh).

Thứ ba, tổng kết tình hình cháy rừng giai đoạn 2015 - 2019 ghi nhận 12 vụ cháy với tổng diện tích thiệt hại 22,27 ha. Trong đó, diện tích rừng tự nhiên bị cháy chiếm áp đảo 86,53% (19,27 ha), còn lại là rừng trồng chiếm 13,47% (3,0 ha). Phân tích nguồn lửa chỉ ra rằng có tới 91,67% số vụ cháy bắt nguồn từ hoạt động bất cẩn của con người: đốt nương làm rẫy để cháy lan chiếm 33,33% (4 vụ), cố ý đốt thực bì lấy bãi chăn thả gia súc chiếm 41,67% (5 vụ) và đốt lấy mật ong, săn bắn chiếm 25,00% (3 vụ).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến nguy cơ cháy cao tại Nguyên Bình bắt nguồn từ đặc thù địa hình núi cao hiểm trở (chiếm 90% diện tích có độ cao trên 700 m, đỉnh Phia Oắc cao 1.931 m) với độ dốc lớn và chia cắt phức tạp. Đặc biệt, hiện tượng thời tiết cực đoan vào mùa đông với nhiệt độ hạ thấp xuống dưới -2°C xuất hiện băng giá sương muối làm chết hàng loạt thảm cỏ, trúc khuy và cây bụi, tạo thành khối lượng bùi nhùi tích tụ khô nỏ tức thì khi bước vào các đợt hanh khô.

So sánh với các nghiên cứu của Bế Minh Châu tại vùng Đông Bắc và Phạm Ngọc Hưng tại Quảng Ninh, kết quả khảo sát độ ẩm vật liệu cháy dưới 20% tại Nguyên Bình phản ánh tính tương đồng cao về khả năng bắt lửa nhạy bén. Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua biểu đồ kết hợp nhiệt độ - lượng mưa và các bảng phân loại nguy cơ cháy theo từng trạng thái thực bì. Điều này khẳng định rằng công tác phòng cháy hiện tại của địa phương còn nhiều bất cập: hệ thống đường lâm nghiệp tiếp cận điểm cháy gần như chưa có, thiếu đường băng cản lửa đạt chuẩn, và năng lực kiểm soát hành vi đốt nương rẫy của cộng đồng thôn bản còn hạn chế.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Quy hoạch và xây dựng hệ thống đường băng cản lửa đồng bộ: Tiến hành thiết kế, trồng mới 45 km đường băng xanh cản lửa có chiều rộng 15 - 20 m tại các phân khu xung yếu và vùng giáp ranh nương rẫy trước năm 2024. Ưu tiên tuyển chọn các loài cây bản địa có khả năng tích nước, khó bắt lửa như Tống quá sủ (Alnus nepalensis), Vối thuốc răng cưa (Schima superba), Dứa bà và Keo tai tượng. Giải pháp do Hạt Kiểm lâm huyện chủ trì phối hợp với UBND các xã thực hiện nhằm giảm 70% nguy cơ cháy lan.

  2. Áp dụng kỹ thuật giảm vật liệu cháy bằng đốt trước có điều khiển: Ban Quản lý Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén cùng các chủ rừng triển khai dọn dẹp thực bì và đốt trước cục bộ dưới tán rừng trồng Thông, Keo từ 5 năm tuổi trở lên vào đầu mùa khô (tháng 10 và 11 hàng năm). Biện pháp này hướng tới mục tiêu giảm 40 - 50% khối lượng vật liệu cháy dễ bắt lửa, thực hiện định kỳ hàng năm với sự giám sát chặt chẽ của lực lượng kiểm lâm.

  3. Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong cảnh báo sớm: Chi cục Kiểm lâm Cao Bằng và Hạt Kiểm lâm Nguyên Bình đẩy mạnh khai thác hệ thống giám sát điểm cháy trực tuyến FireWatch Việt Nam kết hợp số liệu quan trắc vi khí hậu địa phương để tính toán chỉ số Nesterov P hàng ngày. Phấn đấu 100% các điểm phát lửa được phát hiện và cảnh báo trong vòng 15 - 30 phút, áp dụng từ quý I/2021.

  4. Kiện toàn mạng lưới phòng cháy chữa cháy cơ sở và giao khoán bảo vệ rừng: UBND huyện Nguyên Bình phân bổ kinh phí kiện toàn 210 tổ đội PCCCR xung kích tại các xóm, tổ chức tập huấn kỹ thuật và diễn tập chữa cháy rừng hàng năm. Đồng thời, đẩy mạnh ký cam kết bảo vệ rừng đến 100% hộ gia đình vùng ven rừng và gắn kết chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng để tạo sinh kế ổn định cho trên 85% lao động nông lâm nghiệp địa phương trong giai đoạn 2021 - 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ Kiểm lâm và cơ quan quản lý lâm nghiệp địa phương: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm về chỉ số cháy, đặc điểm vật liệu cháy và bản đồ phân vùng trọng điểm, hỗ trợ trực tiếp cho việc xây dựng phương án tác chiến PCCCR cấp huyện và cấp xã.
  • Ban Quản lý các Vườn quốc gia và Rừng đặc dụng vùng núi cao: Nắm bắt các giải pháp kỹ thuật thiết lập đường băng xanh chịu lửa và quy trình quản lý vật liệu cháy đặc thù cho các hệ sinh thái rừng thường xuyên chịu ảnh hưởng của băng giá, sương muối.
  • Học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành Quản lý tài nguyên rừng và Lâm học: Cung cấp khung phương pháp nghiên cứu chuẩn mực về điều tra ô tiêu chuẩn thực nghiệm, phương pháp sấy mẫu xác định độ ẩm vật liệu cháy và kỹ thuật phân tích khí tượng tổng hợp.
  • Chính quyền địa phương và các tổ chức phát triển nông thôn: Ứng dụng các đề xuất về tuyên truyền xã hội hóa, xây dựng quy ước thôn bản và mô hình sinh kế gắn liền với công tác bảo vệ rừng cho đồng bào dân tộc thiểu số.

Câu hỏi thường gặp

Mùa cháy rừng tại huyện Nguyên Bình tập trung vào những tháng nào trong năm?
Mùa cháy rừng tại Nguyên Bình kéo dài 6 tháng, từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Phân tích số liệu 5 năm (2015 - 2019) cho thấy lượng mưa các tháng này chỉ đạt từ 7,7 mm đến 89,3 mm, kết hợp cùng nhiệt độ mùa đông hạ thấp gây sương muối làm thảm thực vật khô nỏ, đẩy nguy cơ cháy lên Cấp IV và Cấp V.

Đâu là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến các vụ cháy rừng tại địa phương?
Hoạt động nhân sinh là nguyên nhân chính chiếm 91,67% tổng số vụ cháy. Cụ thể trong 12 vụ cháy giai đoạn 2015 - 2019, việc người dân xử lý thực bì đốt nương làm rẫy không kiểm soát gây cháy lan chiếm 33,33%, và việc cố ý đốt rừng để tạo bãi chăn thả gia súc chiếm 41,67% tổng diện tích thiệt hại.

Nghiên cứu sử dụng phương pháp nào để xác định độ ẩm và nguy cơ bắt lửa của vật liệu cháy?
Tác giả thiết lập các ô tiêu chuẩn 1.000 m2 và ô dạng bản 1 m2, thu thập mẫu thảm khô và cây bụi sấy ở nhiệt độ chuẩn 105°C trong 6 - 8 giờ để tính toán độ ẩm tuyệt đối (Wvlc). Kết quả đối chiếu với thang phân cấp của Bế Minh Châu và Thái Văn Trừng để phân loại nguy cơ cháy.

Những loài cây nào thích hợp nhất để trồng làm đường băng xanh cản lửa tại Nguyên Bình?
Luận văn khuyến nghị sử dụng các loài cây lá rộng bản địa có tán dày, rụng lá ít trong mùa khô và vỏ dày chứa nhiều nước như Tống quá sủ (Alnus nepalensis), Vối thuốc răng cưa (Schima superba), Dứa bà và Keo tai tượng nhằm ngăn chặn hiệu quả cả cháy mặt đất lẫn cháy lướt tán rừng.

Hiện tượng thời tiết mùa đông tại Nguyên Bình ảnh hưởng như thế nào đến vật liệu cháy?
Vào mùa đông, nhiệt độ tại các vùng núi cao như đỉnh Phia Oắc có thể hạ sâu xuống dưới -2°C gây hiện tượng tuyết đóng băng và sương muối. Lớp băng tuyết này làm hoại tử thảm thực bì và tầng cây bụi; khi nắng hanh xuất hiện, chúng biến thành lớp vật liệu cháy khô xốp bùi nhùi cực kỳ dễ bén lửa.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa hiện trạng tài nguyên trên 53.602,79 ha đất có rừng của huyện Nguyên Bình và xác định chu kỳ mùa cháy rừng kéo dài 6 tháng (từ tháng 11 đến tháng 4).
  • Phân tích thực nghiệm khẳng định 91,67% số vụ cháy rừng giai đoạn 2015 - 2019 (12 vụ, thiệt hại 22,27 ha) xuất phát từ các hoạt động sử dụng lửa bất cẩn trong sản xuất nông lâm nghiệp của người dân.
  • Thiết lập định lượng ngưỡng an toàn vật liệu cháy, chỉ rõ khi độ ẩm thảm khô hạ dưới 15% sẽ tạo nguy cơ cháy bùng phát dữ dội ở cả rừng tự nhiên và rừng trồng Keo, Thông.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp mang tính khả thi cao: xây dựng 45 km đường băng xanh cản lửa, áp dụng đốt trước có kiểm soát, tích hợp cảnh báo viễn thám GIS và kiện toàn 210 tổ đội PCCCR cấp thôn bản.
  • Lộ trình 2021 - 2025 cần ưu tiên hoàn thiện quy hoạch phân vùng trọng điểm cháy và đầu tư hệ thống trang thiết bị chữa cháy cơ động cho các xã vùng cao. Hãy khai thác ngay tài liệu nghiên cứu này để hoàn thiện phương án PCCCR bền vững cho địa phương của bạn.