Nghiên cứu và xây dựng giải pháp quản lý lửa rừng hiệu quả tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên

Luận án tiến sĩ lâm nghiệp nghiên cứu giải pháp quản lý lửa rừng hiệu quả cho Vườn Quốc gia Hoàng Liên, bảo vệ tài nguyên rừng bền vững.

• Tác giả: Trần Minh Cảnh
• Người hướng dẫn: PGS. Bế Minh Châu
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm Sinh
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng các giải pháp quản lý lửa rừng cho Vườn Quốc gia Hoàng Liên
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Một số khái niệm liên quan tới quản lý lửa rừng
• 1.2. Tổng quan nghiên cứu về quản lý lửa rừng
• 1.3. Nghiên cứu về bản chất cháy rừng
• 1.4. Nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng trên thế giới
• 1.5. Nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng ở Việt Nam
• 1.6. Tổng quan nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng đến hệ sinh thái và phục hồi rừng (PHR) sau cháy
• 1.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng và phục hồi rừng sau cháy trên thế giới
• 1.8. Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng và PHR sau cháy ở Việt Nam
• 1.9. Nghiên cứu về công tác quản lý lửa rừng tại VQG Hoàng Liên. Nhận xét, đánh giá về tổng quan và định hướng nghiên cứu
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tiếp cận
• 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm cơ bản về tài nguyên rừng của VQG Hoàng Liên
• 3.1.1. Đặc điểm phân bố tài nguyên rừng
• 3.1.2. Một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng chủ yếu. Đặc điểm cháy rừng, các nhân tố ảnh hưởng tới cháy rừng và thực trạng công tác quản lý lửa rừng tại VQG Hoàng Liên
• 3.1.2.1. Đặc điểm cháy rừng
• 3.1.2.2. Đặc điểm các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng tới cháy rừng
• 3.1.2.3. Thực trạng công tác quản lý lửa rừng tại VQG Hoàng Liên
• 3.1.3. Nghiên cứu khả năng PHR sau cháy theo thời gian tại VQG Hoàng Liên
• 3.1.3.1. Đặc điểm các quần xã thực vật rừng sau cháy theo thời gian
• 3.1.3.2. Một số đặc điểm đất rừng sau cháy tại VQG Hoàng Liên
• 3.1.3.3. Xác định loài cây có khả năng chống chịu lửa tại VQG Hoàng Liên
• 3.2. Đề xuất các giải pháp hoàn thiện công tác PCCCR và giải pháp phục hồi rừng sau cháy tại VQG Hoàng Liên
• 3.2.1. Đề xuất các giải pháp hoàn thiện công tác PCCCR
• 3.2.2. Đề xuất các giải pháp phục hồi rừng sau cháy
• 4. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Quản lý lửa rừng tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên

Luận án tập trung vào việc quản lý lửa rừng tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên, một khu vực có giá trị đa dạng sinh học cao. Nghiên cứu đánh giá thực trạng cháy rừng, các yếu tố ảnh hưởng, và đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả. Quản lý lửa rừng không chỉ bao gồm phòng cháy và chữa cháy mà còn liên quan đến việc sử dụng lửa một cách khoa học để bảo vệ và phục hồi rừng. Luận án nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng các biện pháp dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang gia tăng nguy cơ cháy rừng.

1.1. Đặc điểm cháy rừng tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên

Nghiên cứu chỉ ra rằng, từ năm 2009 đến 2016, Vườn Quốc Gia Hoàng Liên đã ghi nhận nhiều vụ cháy rừng, gây thiệt hại lớn về tài nguyên và môi trường. Nguyên nhân chính bao gồm hoạt động đốt nương rẫy, săn bắn, và sự bất cẩn trong sử dụng lửa. Cháy rừng không chỉ phá hủy hệ sinh thái mà còn ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và cảnh quan du lịch. Luận án đã phân tích kỹ lưỡng các yếu tố như thời tiết, địa hình, và vật liệu cháy để đánh giá nguy cơ cháy rừng.

1.2. Thực trạng quản lý lửa rừng

Hiện tại, công tác quản lý lửa rừng tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên còn nhiều hạn chế. Các biện pháp phòng cháy chủ yếu dựa vào thống kê và chữa cháy thụ động, thiếu các giải pháp đồng bộ và dài hạn. Luận án đề xuất cần tăng cường sự tham gia của cộng đồng địa phương, nâng cao nhận thức về phòng chống cháy rừng, và xây dựng hệ thống cảnh báo sớm dựa trên công nghệ hiện đại.

II. Giải pháp quản lý lửa rừng hiệu quả

Luận án đề xuất các giải pháp quản lý lửa rừng toàn diện, bao gồm cả phòng cháy, chữa cháy, và phục hồi rừng sau cháy. Các giải pháp này được xây dựng dựa trên nghiên cứu khoa học và thực tiễn, nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên. Quản lý tài nguyên rừng bền vững là mục tiêu chính, với sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại và kiến thức truyền thống.

2.1. Phòng cháy và chữa cháy rừng

Luận án nhấn mạnh việc xây dựng các công trình phòng cháy như đường băng cản lửa, hệ thống giám sát và cảnh báo sớm. Đồng thời, cần tăng cường lực lượng và phương tiện chữa cháy, đảm bảo nguyên tắc '4 tại chỗ'. Phòng chống cháy rừng cần được thực hiện đồng bộ từ cấp địa phương đến trung ương, với sự tham gia tích cực của cộng đồng.

2.2. Phục hồi rừng sau cháy

Nghiên cứu đánh giá khả năng phục hồi rừng sau cháy tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên, bao gồm cả quần xã thực vật và đất rừng. Luận án đề xuất các biện pháp khoanh nuôi tái sinh tự nhiên, trồng rừng bằng các loài cây có khả năng chống chịu lửa cao. Bảo tồn sinh thái và phát triển bền vững là hai mục tiêu chính trong quá trình phục hồi rừng.

III. Đánh giá tác động môi trường và phát triển bền vững

Luận án không chỉ tập trung vào quản lý lửa rừng mà còn đánh giá toàn diện tác động của cháy rừng đến môi trường và hệ sinh thái. Đánh giá tác động môi trường là cơ sở để đề xuất các giải pháp phù hợp, đảm bảo sự cân bằng giữa bảo vệ rừng và phát triển kinh tế. Phát triển bền vững là mục tiêu cuối cùng, với sự kết hợp giữa bảo tồn tài nguyên và nâng cao đời sống người dân địa phương.

3.1. Tác động của cháy rừng đến hệ sinh thái

Cháy rừng gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng đến hệ sinh thái, bao gồm sự suy giảm đa dạng sinh học, thay đổi cấu trúc rừng, và ô nhiễm môi trường. Luận án đã phân tích kỹ lưỡng các tác động này, từ đó đề xuất các biện pháp khắc phục và phục hồi hiệu quả.

3.2. Phát triển bền vững tại Vườn Quốc Gia Hoàng Liên

Luận án đề xuất mô hình quản lý rừng bền vững dựa vào cộng đồng, kết hợp giữa bảo vệ rừng và phát triển kinh tế địa phương. Các giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu nguy cơ cháy rừng mà còn góp phần nâng cao đời sống người dân, đảm bảo sự phát triển lâu dài của khu vực.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ lâm nghiệp với đề tài "Nghiên cứu xây dựng các giải pháp quản lý lửa rừng cho Vườn Quốc gia Hoàng Liên" do nghiên cứu sinh Trần Minh Cảnh thực hiện tại Trường Đại học Lâm nghiệp (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn - Bộ Giáo dục và Đào tạo), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Bế Minh Châu (Hội Khoa học kỹ thuật Lâm nghiệp Việt Nam). Luận án thuộc ngành Lâm sinh, mã số chuyên ngành 9620205, bảo vệ năm 2019.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Thống kê của Cục Kiểm lâm giai đoạn 2003 - 2016 chỉ ra rằng cả nước có 40.838,85 ha rừng bị cháy, trong đó rừng trồng chiếm 69% và rừng tự nhiên chiếm 31%. Tính đến hết năm 2018, diện tích rừng toàn quốc đạt 14.295 ha (gồm 10.525 ha rừng tự nhiên và 4.770 ha rừng trồng), tỷ lệ che phủ đạt 41,65%, với hơn 6 triệu ha rừng nằm trong vùng có nguy cơ cháy cao. Các nguyên nhân phát sinh cháy rừng bao gồm: phát đốt nương rẫy sau thu hoạch (60,8%); sử dụng lửa trong săn bắn, thu hái mật ong, lấy phế liệu (18%); do bất cẩn (5%); cố ý gây cháy (5%) và các nguyên nhân khác (11,2%).

Vườn Quốc gia (VQG) Hoàng Liên có tổng diện tích vùng lõi là 28.509,38 ha (trong đó phân khu bảo vệ nghiêm ngặt là 10.848 ha, chiếm 38,65%; phân khu phục hồi sinh thái là 17.000 ha), nằm trên địa bàn các xã San Sả Hồ, Lao Chải, Tả Van, Bản Hồ (huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai) và các xã Mường Khoa, Thân Thuộc (huyện Tân Uyên / Than Uyên, tỉnh Lai Châu). Vùng đệm có diện tích 38.724 ha. Đây là trung tâm đa dạng sinh học núi cao với 2.024 loài thực vật thuộc 200 họ (66 loài trong Sách đỏ Việt Nam, 32 loài quý hiếm, 11 loài nguy cơ tuyệt chủng như bách xanh, thiết sam, thông tre, thông đỏ, đinh tùng, dẻ tùng; hơn 700 loài cây thuốc và chiếm 25% số loài thực vật đặc hữu của Việt Nam) và hệ động vật gồm 66 loài thú (16 loài trong Sách đỏ), 347 loài chim, 41 loài lưỡng cư, 61 loài bò sát. Hiện nay, tỷ lệ rừng nguyên sinh tại VQG chỉ còn dưới 30%.

Trong giai đoạn 2009 - 2016, cháy rừng đã gây thiệt hại 937,85 ha tại VQG Hoàng Liên, riêng vụ cháy lịch sử từ ngày 8/2 đến 15/2/2010 đã thiêu rụi 718 ha rừng. Dù Ban quản lý đã thực hiện trồng phục hồi 120 ha (chủ yếu là Vối thuốc, Tống quá sủ, Pơ mu tại thôn Séo Mý Tỷ, xã Tả Van), các hoạt động ứng phó trước đây chủ yếu dừng lại ở việc thống kê diện tích cháy, kiểm kê thiệt hại kinh tế và chữa cháy sự vụ. Khu vực nghiên cứu còn thiếu vắng các công trình đánh giá toàn diện về đặc tính vật liệu cháy, quy luật diễn thế phục hồi của thảm thực vật và đất sau cháy, cũng như chưa xây dựng được hệ thống giải pháp quản lý lửa rừng (QLLR) và phòng cháy, chữa cháy rừng (PCCCR) dựa vào cộng đồng phù hợp với điều kiện tự nhiên - xã hội vùng núi cao Tây Bắc.

Mục tiêu nghiên cứu

1. Mục tiêu tổng quát: Xây dựng các giải pháp QLLR có cơ sở khoa học và thực tiễn, góp phần giảm thiểu nguy cơ cháy rừng tại VQG Hoàng Liên.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Mục tiêu 1: Đánh giá được một số đặc điểm cơ bản tài nguyên rừng khu vực VQG Hoàng Liên.
   • Mục tiêu 2: Đánh giá được đặc điểm cháy rừng, các yếu tố ảnh hưởng tới cháy rừng và thực trạng công tác QLLR tại VQG Hoàng Liên.
   • Mục tiêu 3: Đánh giá được khả năng phục hồi rừng sau cháy tại VQG Hoàng Liên.
   • Mục tiêu 4: Đề xuất được một số giải pháp phục vụ công tác PCCCR và phục hồi rừng sau cháy cho VQG Hoàng Liên.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Các trạng thái rừng và đất chưa có rừng trước khi cháy; các diện tích rừng phục hồi sau cháy; các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến cháy rừng và các đối tượng liên quan đến công tác PCCCR tại VQG Hoàng Liên.
• Phạm vi nội dung: Đánh giá tình hình cháy rừng, khả năng phục hồi của hệ sinh thái rừng sau vụ cháy tháng 2/2010; phân tích thực trạng và xây dựng giải pháp QLLR, trọng tâm là các giải pháp kỹ thuật phòng cháy và phục hồi rừng sau cháy.
• Phạm vi không gian: Lâm phận VQG Hoàng Liên trên địa bàn các xã Bản Hồ, Tả Van, San Sả Hồ thuộc huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai.
• Phạm vi thời gian: Thu thập và đánh giá chuỗi số liệu cháy rừng, biến đổi hệ sinh thái rừng sau cháy trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2016.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án hệ thống hóa các khái niệm chuyên ngành từ các tổ chức và học giả quốc tế: khoa học lửa rừng, cháy rừng (theo Phạm Ngọc Hưng và FAO), phòng cháy rừng, chữa cháy rừng (triển khai theo phương châm "4 tại chỗ" gồm chỉ huy, lực lượng, phương tiện và hậu cần), quản lý lửa rừng (FAO; Schweithelm, 1999) và sinh thái lửa rừng (Forest fire ecology). Bản chất của quá trình cháy được phân tích dựa trên tam giác lửa (nguồn nhiệt, oxy, vật liệu cháy) và phân loại thành 3 hình thức: cháy dưới tán (cháy mặt đất), cháy tán và cháy ngầm.

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

1. Dự báo và phân cấp nguy cơ cháy rừng: Khởi đầu từ các nghiên cứu độ ẩm thảm mục của Show (1919), phương pháp chỉ tiêu khí tượng tổng hợp $P$ của V. Nesterop (1939): $$P_i = \sum_{i=1}^{n} t_{i13} \cdot d_{i13}$$ Mô hình độ ẩm vật liệu cháy của Waymann, Sullivan (1997), chỉ số Angstrom $I = [R/20] + [(27 - T)/10]$ của Chandler, chỉ số nguy cơ cháy rừng FFDI (Forest Fire Danger Index) và chỉ số thời tiết cháy rừng FWI (Forest Fire Weather Index) của Luke & McArthur (1986) tại Australia, chỉ tiêu Yangmei và nghiên cứu độ ẩm vật liệu cháy cỡ nhỏ ($D < 0,6\text{ cm}$) của Jude (1992) tại Trung Quốc, cùng phân vùng 16 vùng sinh thái cảnh báo cháy tại Hàn Quốc.
2. Ứng dụng công nghệ địa không gian (GIS, viễn thám, GPS): Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu (EFFIS) vận hành từ năm 2000 theo dõi 32 quốc gia sử dụng ảnh MODIS; hệ thống iForestFire của Croatia; tích hợp cảm biến NOAA/AVHRR, CBERS, ESA, ENVISAT tại Trung Quốc; thuật toán DMSP-OLS và MODIS tại Ấn Độ (2005); nghiên cứu của Kafatos, Lawrence Friedl (NASA), Wimberly & Reilly (xây dựng phương trình hồi quy phi tuyến $CBI$ với $R^2 = 0,71$); mô hình mô phỏng GIS-CA của Dragi'cevi'c & Schmidt tại Canada; nghiên cứu của Quazi K. Hassan và Ehsan H. Chowdhury sử dụng các chỉ số nhiệt độ bề mặt ($TS$), chỉ số hạn hán ($NMDI$) và chỉ số ẩm ướt thực vật ($TVWI$) trên ảnh MODIS và vệ tinh NOAA.
3. Giải pháp kỹ thuật lâm sinh và quản lý lửa: Thiết lập đường băng cản lửa từ cây lá rộng của Voigt (1922, Đức); nghiên cứu đai rừng hỗn giao lá rộng - lá kim tại Nga (1930); lựa chọn loài cây phòng cháy tại Trung Quốc; kỹ thuật trồng rừng hỗn giao nhiều tầng tán tại Malaysia (23 loài cây) và châu Âu (Matthew; Ball, Wormald, Russo, 1995); kỹ thuật đốt trước có điều khiển (prescribed burning) của Stoddard (1968), Morris (1968), Marlow (với các giới hạn: tốc độ gió 10 - 15 km/h, nhiệt độ $< 25^\circ\text{C}$, độ ẩm không khí 40 - 60%, độ ẩm vật liệu 17 - 26%) và các mô hình tại Phần Lan (1993).
4. Quản lý lửa rừng dựa vào cộng đồng: Mô hình Caprivi tại Namibia (1996 - 2001, giảm 54% diện tích cháy hàng năm); chính sách cấp phép dùng lửa và khen thưởng 200.000 peso tại Philippines (Pogeyed, 1998); tổng kết của Sameer Karki về quản lý lửa cộng đồng tại khu vực Đông Nam Á.
5. Ảnh hưởng của lửa rừng đến hệ sinh thái và phục hồi: Nhiệt độ ngưỡng gây chết tế bào lá kim (49°C sau 1 giờ, 54°C sau 10 phút, 60°C sau 30 giây); ngưỡng chịu nhiệt của hạt giống (Beaufait, 1960: chịu được 60°C đến 370°C); nhiệt độ đất mặt khi cháy (100 - 250°C với cháy nhẹ; 300 - 400°C với cháy trung bình theo DeBano); biến đổi dinh dưỡng đất và độ pH (Isaac & Hopkins, 1937; St.John & Rundel, 1976; Tarrant, 1956; Ailen; Orien; Kim et al., 1996; Murphy et al., 2009); khả năng tái sinh của thực vật sau cháy (Crase et al. với loài Melaleuca triumphalis ở Úc; Catalan với động vật thân mềm ở Tây Ban Nha; Rodrigo et al. với Pinus pinaster; Catry et al. với Eucalyptus globulus ở Bồ Đào Nha ghi nhận tỷ lệ chết cây 3,9% nhưng tỷ lệ chết gốc lên tới 79,2%; Moreira et al. với Fraxinus angustifolia và Quercus faginea; Verma et al. tại Mudumalai - Ấn Độ; Baeza et al. tại Địa Trung Hải; Ribeiro et al. tại Brazil; Shatford et al. tại Hoa Kỳ; Chen W. et al. tại vùng núi Greater Hinggan - Trung Quốc).

Các nghiên cứu tại Việt Nam

1. Dự báo nguy cơ cháy rừng: Phạm Ngọc Hưng (1981, 1988) hiệu chỉnh công thức Nesterop và thiết lập chỉ tiêu $H_i = k \cdot H_{i-1} + a$; dự án UNDP (1989 - 1991) bổ sung biến số gió; Võ Đình Tiến (1995) dự báo theo 6 yếu tố tại Bình Thuận; Bế Minh Châu (1995 - 1997) thiết lập tương quan giữa các yếu tố khí tượng và độ ẩm vật liệu cháy rừng thông tại Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An ($r > 0,9$); Lê Văn Hương (2012) xác định hệ số bắt cháy $K = m_1 / M_1$ và phương trình tương quan $K = m_1 / (2,9027 + 0,4698 \cdot m_1)$ với $r = 0,95$, $P = 1,99 \cdot 10^{-15}$ tại Đà Lạt.
2. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS: Đề tài cấp Nhà nước KC.24 do GS. Vương Văn Quỳnh chủ nhiệm (2003 - 2005) phối hợp Cục Kiểm lâm xây dựng phần mềm cảnh báo sớm cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên; Bế Minh Châu (2009) mở rộng phần mềm cảnh báo trên phạm vi cả nước; Vương Văn Quỳnh (2012) ứng dụng tại Hà Nội; PGS. Trần Quang Bảo và cộng sự phát triển thuật toán ATBD-MOD14 trên ảnh vệ tinh TERRA/AQUA (kênh phổ 21, 22, 31, 32) đạt độ chính xác phát hiện điểm cháy 75%.
3. Cây phòng cháy và giải pháp lâm sinh: Các nghiên cứu của Ngô Quang Đê, Phạm Ngọc Hưng (1983), Hoàng Kim Ngũ (1992); Bế Minh Châu (2009) sàng lọc 37 loài cây, chọn 15 loài phòng cháy tốt và lập bản đồ phân bố 12 loài tiêu biểu; thí nghiệm đốt trước vật liệu cháy của Phó Đức Đỉnh, Phan Thanh Ngọ, Phạm Bá Giao (trên rừng thông và keo tại Tây Nguyên); Nguyễn Đình Thành (2009, Bình Định); Vũ Việt Trung (2010, chọn 6 loài cây cho miền núi phía Bắc gồm Vối thuốc, Keo tai tượng, Nhội, Me rừng, Thẩu tấu, Chè shan lùn); Nguyễn Văn Hạnh (2010, xây dựng 14 ha băng xanh với Keo lai và Cọc rào tại Bắc Trung Bộ); Trần Văn Thắng (quản lý mực nước phòng cháy rừng tràm tại VQG U Minh Thượng); Vũ Đức Quỳnh (2017, nghiên cứu mô hình quản lý lửa dựa vào cộng đồng thôn bản).
4. Nghiên cứu phục hồi hệ sinh thái sau cháy: Lê Đình Thuận (2000, rừng Keo tai tượng tại Ba Vì); Nguyễn Văn Thêm (rừng khộp Tây Nguyên); Nguyễn Văn Túc (rừng thông Mã vĩ tại Tam Đảo); Nguyễn Văn Đức (2011, đánh giá phục hồi 1 năm sau cháy tại xã Tả Van - VQG Hoàng Liên); Bế Minh Châu, Trần Minh Cảnh và cộng sự (sau 38 tháng kể từ vụ cháy 2010 tại VQG Hoàng Liên, ghi nhận mật độ cây gỗ giảm 79,2% - 80%, mật độ cây tái sinh đạt 1.950 - 2.110 cây/ha với 65,4% là chồi).

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết: Các nghiên cứu trước đây tại VQG Hoàng Liên mới đánh giá ngắn hạn (1 năm đến 38 tháng) trên phạm vi hẹp (xã Tả Van), chưa có công trình nào theo dõi liên tục động thái phục hồi của thảm thực vật và tính chất lý hóa đất trong suốt giai đoạn 6 năm (2010 - 2016). Đồng thời, chưa có nghiên cứu nào xây dựng hệ thống bản đồ quản lý lửa rừng chuyên đề và mô hình QLLR dựa vào cộng đồng được lượng hóa cho các kiểu trạng thái rừng á nhiệt đới núi cao Hoàng Liên.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cách tiếp cận

Luận án áp dụng cách tiếp cận hệ thống, xem cháy rừng là hiện tượng phức hợp thuộc hệ thống kinh tế - sinh thái:

• Khía cạnh tự nhiên: Cháy rừng diễn ra theo các quy luật lý - hóa, chịu sự chi phối của khí tượng, địa hình, loại rừng và đặc tính vật liệu cháy.
• Khía cạnh kinh tế - xã hội: Sự xuất hiện của nguồn lửa gắn liền với tập quán canh tác nương rẫy, khai thác lâm sản phụ (thảo quả, mật ong), du lịch và trình độ dân trí của đồng bào dân tộc thiểu số; chịu sự điều tiết của thể chế, chính sách quản lý bảo vệ rừng và quy ước thôn bản.
• Tiếp cận có sự tham gia: Sử dụng các công cụ đánh giá nông thôn có sự tham gia (PRA) và đánh giá nhanh nông thôn (RRA) để thu thập thông tin từ cộng đồng địa phương.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

1. Phương pháp điều tra lâm học thực địa:
   • Thiết lập hệ thống ô tiêu chuẩn (OTC) và ô dạng bản (ODB) tại các trạng thái rừng chưa cháy (đối chứng) và rừng bị cháy qua các mốc thời gian tại xã Tả Van và xã Bản Hồ.
   • Điều tra tầng cây cao: xác định thành phần loài, mật độ ($N/\text{ha}$), đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$), chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$), chiều cao dưới cành ($H_{dc}$), đường kính tán ($D_t$), độ tàn che ($TC%$), tính toán công thức tổ thành tầng cây cao.
   • Điều tra tầng cây tái sinh: xác định mật độ, nguồn gốc tái sinh (hạt, chồi), phân cấp phẩm chất (tốt, trung bình, xấu), tính toán công thức tổ thành cây tái sinh.
   • Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi: xác định thành phần loài, độ che phủ ($CP%$), chiều cao trung bình.
2. Phương pháp nghiên cứu vật liệu cháy và thổ nhưỡng:
   • Thu thập mẫu vật liệu cháy (VLC) dưới các trạng thái rừng để xác định khối lượng vật liệu tinh khô ($m_1$) và hàm lượng nước.
   • Lấy mẫu đất tại các tầng phát sinh ở khu vực cháy và đối chứng để phân tích các chỉ tiêu lý - hóa học: dung trọng, độ ẩm, độ xốp, độ chua ($pH$), mùn, hàm lượng đạm ($N$), lân ($P_2O_5$), kali ($K_2O$) tổng số và dễ tiêu.
3. Phương pháp xác định tập đoàn cây phòng cháy:
   • Lập danh lục 15 loài cây dự tuyển có phân bố tự nhiên hoặc gây trồng tại VQG Hoàng Liên.
   • Xây dựng hệ tiêu chuẩn đánh giá gồm 3 nhóm: tính chống chịu lửa, khả năng thích ứng lập địa và giá trị kinh tế.
   • Sử dụng phương pháp chuẩn hóa dữ liệu đa tiêu chuẩn và tính toán trọng số để xếp hạng khả năng phòng cháy và tiềm năng phát triển.
4. Phương pháp công nghệ không gian địa lý (GIS) và xây dựng bản đồ:
   • Ứng dụng phần mềm GIS kết hợp dữ liệu giải đoán ảnh vệ tinh và bản đồ hiện trạng rừng năm 2016.
   • Chồng ghép các lớp thông tin chuyên đề (trạng thái rừng, độ dốc, hướng phơi, cự ly dân cư/nương rẫy, phân bố khí hậu) để thành lập: Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng, Bản đồ phân vùng trọng điểm cháy, Bản đồ bố trí đường băng xanh cản lửa và Bản đồ quản lý lửa rừng VQG Hoàng Liên.
5. Nguồn dữ liệu và tư liệu sử dụng:
   • Dữ liệu sơ cấp: Đo đạc thực địa tại hệ thống OTC, ODB tại các xã Bản Hồ, Tả Van, San Sả Hồ giai đoạn 2010 - 2016; kết quả phân tích mẫu đất và mẫu vật liệu cháy.
   • Dữ liệu thứ cấp: Chuỗi số liệu khí hậu - thời tiết tại trạm Sa Pa giai đoạn 2005 - 2016; hồ sơ thống kê cháy rừng và báo cáo quản lý tài nguyên của VQG Hoàng Liên giai đoạn 2009 - 2016; bản đồ kiểm kê hiện trạng rừng năm 2016.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp có hệ thống các cơ sở lý luận và thực tiễn về khoa học lửa rừng trong nước và quốc tế. Tác giả phân tích các hệ thống dự báo cháy, công nghệ viễn thám GIS, các mô hình quản lý lửa cộng đồng, tác động của lửa đến hệ sinh thái và các giải pháp lâm sinh phòng chống cháy rừng. Chương này xác định khoảng trống nghiên cứu cụ thể tại VQG Hoàng Liên, làm cơ sở định hình mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết 4 nội dung nghiên cứu lớn, khung tiếp cận hệ thống kinh tế - sinh thái và toàn bộ quy trình kỹ thuật điều tra thực địa, phương pháp lấy mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm, phương pháp chuẩn hóa toán học đánh giá loài cây chống chịu lửa và quy trình xử lý không gian bằng GIS để xây dựng các bản đồ chuyên đề phục vụ QLLR.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Đặc điểm cơ bản về tài nguyên rừng của VQG Hoàng Liên

• Hiện trạng và phân bố: Tổng hợp diện tích đất và rừng theo số liệu năm 2016. Phân bố diện tích rừng biến động mạnh theo đai cao tự nhiên từ trên 1.000 m đến đỉnh Fansipan (3.143 m).
• Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng chủ yếu: Khảo sát chi tiết các trạng thái rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh giàu (TXG), trung bình (TXB), nghèo (TXN), phục hồi (TXP), rừng hỗn giao gỗ - tre nứa (HG1) và đất trống (DT1, DT2). Số liệu điều tra xác định số loài thực vật tham gia công thức tổ thành tầng cây cao, tầng cây tái sinh, mật độ, đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn, độ tàn che và đặc điểm tầng thảm tươi cây bụi dưới tán.

3.2. Đặc điểm cháy rừng, các nhân tố ảnh hưởng và thực trạng QLLR

• Đặc điểm cháy rừng giai đoạn 2009 - 2016: Thống kê diện tích cháy qua các năm, xác định các điểm cháy tập trung chủ yếu vào mùa khô (tháng 11 đến tháng 4 năm sau).

Năm	Diện tích rừng bị cháy (ha)	Ghi chú
2009 - 2016	937,85	Tổng diện tích cháy tại 2 địa bàn VQG quản lý
2010 (tháng 2)	718,00	Vụ cháy lớn nhất (từ ngày 8/2 đến 15/2/2010)

• Các nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng:
  • Khí hậu: Phân tích chuỗi số liệu khí hậu Sa Pa (2005 - 2016) gồm diễn biến nhiệt độ, độ ẩm không khí và lượng mưa trung bình tháng, xác định rõ mùa cháy trùng với thời kỳ có lượng mưa thấp và gió khô nóng Ô Quy Hồ.
  • Vật liệu cháy: Đo đạc khối lượng và hàm lượng nước trong VLC dưới các trạng thái rừng.
  • Kinh tế - xã hội: Khảo sát hoạt động canh tác nương rẫy, sấy thảo quả trong rừng, du lịch và mức độ tham gia của cộng đồng dân cư trong công tác quản lý bảo vệ rừng.
• Thực trạng công tác QLLR: Đánh giá cơ cấu phối hợp chỉ đạo giữa Ban quản lý VQG, lực lượng Kiểm lâm, chính quyền địa phương và các tổ đội quần chúng bảo vệ rừng.

3.3. Nghiên cứu khả năng phục hồi rừng sau cháy theo thời gian (2010 - 2016)

• Động thái quần xã thực vật rừng sau cháy: So sánh giữa khu vực cháy và rừng đối chứng tại xã Tả Van và xã Bản Hồ:
  • Tầng cây cao bị tổn thương nặng nề, độ tàn che suy giảm mạnh ngay sau cháy và bắt đầu phục hồi dần cấu trúc tầng tán sau 6 năm.
  • Tầng cây tái sinh: Mật độ cây tái sinh chồi chiếm ưu thế trong các năm đầu sau cháy; mật độ tái sinh hạt tăng dần theo thời gian phục hồi; ghi nhận công thức tổ thành cây tái sinh có sự thay đổi rõ nét.
  • Tầng thảm tươi, cây bụi phát triển nhanh chóng sau cháy, tạo nên lớp che phủ mặt đất dày đặc nhưng đồng thời cũng làm tăng khối lượng vật liệu cháy trong các năm đầu.
• Đặc điểm đất rừng sau cháy:
  • Phân tích biến đổi hàm lượng đạm ($N$), lân ($P$), kali ($K$) dễ tiêu, mùn và độ pH tầng đất mặt (0 - 15 cm) tại các thời điểm ngay sau cháy, sau 38 tháng và sau 6 năm so với đất rừng đối chứng chưa cháy.

3.4. Xác định loài cây có khả năng chống chịu lửa tại VQG Hoàng Liên

• Lập danh sách 15 loài cây dự tuyển tại khu vực nghiên cứu.
• Chuẩn hóa các chỉ tiêu về tính chống chịu lửa, tính thích ứng lập địa và giá trị kinh tế.
• Bảng xếp hạng khả năng chống chịu lửa và khả năng phát triển phục vụ công tác PCCCR: Xác định các loài cây ưu thế có vỏ dày, tán rậm, hàm lượng nước trong lá cao, cành lá khó bắt cháy và có khả năng sinh trưởng tốt ở đai cao (như Vối thuốc, Tống quá sủ, Pơ mu,...).

3.5. Đề xuất các giải pháp hoàn thiện công tác PCCCR và phục hồi rừng sau cháy

• Giải pháp khoa học kỹ thuật:
  • Xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng và bản đồ phân vùng trọng điểm cháy rừng VQG Hoàng Liên.
  • Xây dựng bản đồ và quy hoạch vị trí hệ thống đường băng xanh cản lửa với danh mục cây trồng phòng cháy phù hợp.
  • Thành lập bản đồ quản lý lửa rừng tổng thể cho VQG Hoàng Liên.
• Giải pháp kinh tế - xã hội và quản lý:
  • Thiết lập mô hình quản lý lửa rừng dựa vào cộng đồng tại quy mô thôn/bản.
  • Đề xuất quy chế quản lý việc sử dụng lửa trong canh tác nương rẫy, sấy thảo quả và hoạt động du lịch sinh thái.
• Giải pháp kỹ thuật phục hồi rừng sau cháy: Đề xuất quy trình khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có khả năng phòng cháy.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về mặt học thuật và lý luận

1. Đánh giá có hệ thống và định lượng về khả năng phục hồi của quần xã thực vật rừng (cấu trúc tầng cây cao, cây tái sinh, thảm tươi cây bụi) và động thái biến đổi các tính chất lý - hóa học của đất rừng sau cháy theo chuỗi thời gian 6 năm (2010 - 2016) tại VQG Hoàng Liên.
2. Xác lập cơ sở khoa học lựa chọn tập đoàn cây phòng cháy rừng thông qua việc chuẩn hóa đa tiêu chuẩn (tính chịu lửa, sinh thái học và giá trị kinh tế) cho khu vực rừng núi cao á nhiệt đới Tây Bắc.
3. Ứng dụng công nghệ GIS thành lập hệ thống bản đồ chuyên đề phục vụ quản lý lửa rừng: bản đồ phân cấp nguy cơ cháy, bản đồ phân vùng trọng điểm cháy, bản đồ đường băng xanh cản lửa và bản đồ quản lý lửa rừng VQG Hoàng Liên.

Đóng góp về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất

1. Xác định danh lục các loài cây bản địa có khả năng chống chịu lửa tốt và đề xuất cơ cấu cây trồng phù hợp trên các đường băng xanh cản lửa tại địa bàn nghiên cứu.
2. Xây dựng mô hình tổ chức QLLR dựa vào cộng đồng ở cấp thôn/bản, gắn quyền lợi quản lý bảo vệ rừng với sinh kế của đồng bào dân tộc thiểu số tại vùng đệm và vùng lõi VQG.
3. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể trong khoanh nuôi phục hồi rừng sau cháy, bao gồm các biện pháp tỉa thưa chồi, làm giàu rừng và quản lý nguồn vật liệu cháy dưới tán rừng.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Phạm vi nghiên cứu thực địa tập trung chủ yếu tại các xã trọng điểm cháy thuộc huyện Sa Pa (Tả Van, Bản Hồ, San Sả Hồ), chưa mở rộng điều tra toàn diện các khu vực thuộc huyện Tân Uyên / Than Uyên (tỉnh Lai Châu).
• Chuỗi thời gian theo dõi thực địa dừng lại ở mốc 6 năm sau vụ cháy (2010 - 2016), do đó các kết luận về diễn thế phục hồi đỉnh cực của hệ sinh thái rừng tự nhiên còn mang tính chất trung hạn.
• Dữ liệu viễn thám và hệ thống thu thập thông tin thời tiết phục vụ cảnh báo cháy tại địa phương vẫn có độ trễ nhất định so với diễn biến thời tiết tức thời tại các tiểu vùng địa hình phức tạp.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Tiếp tục duy trì hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi diễn thế phục hồi dài hạn của thảm thực vật và độ phì đất sau cháy (chu kỳ 10 - 20 năm).
• Triển khai trồng thử nghiệm và đánh giá thực tế hiệu lực cản lửa của các mô hình đường băng xanh tại các khu vực ranh giới giữa rừng và đất sản xuất nương rẫy.
• Hoàn thiện hệ thống chính sách và cơ chế chia sẻ lợi ích nhằm duy trì tính bền vững của mô hình QLLR dựa vào cộng đồng thôn/bản.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng thực tiễn và tham khảo học thuật cho nhiều nhóm đối tượng:

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp phương pháp luận chuẩn hóa đa tiêu chuẩn trong lựa chọn cây phòng cháy, phương pháp điều tra diễn thế sau cháy và quy trình ứng dụng GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề quản lý lửa rừng.
• Đối với Ban quản lý Vườn Quốc gia Hoàng Liên và Chi cục Kiểm lâm tỉnh Lào Cai, Lai Châu: Sử dụng trực tiếp hệ thống bản đồ phân vùng trọng điểm cháy, danh lục cây phòng cháy và các hướng dẫn kỹ thuật phục hồi rừng sau cháy để xây dựng phương án PCCCR hàng năm.
• Đối với các nhà hoạch định chính sách lâm nghiệp và chính quyền địa phương: Cung cấp luận cứ khoa học để xây dựng cơ chế quản lý rừng dựa vào cộng đồng, lồng ghép quy ước thôn bản với các chương trình mục tiêu phát triển lâm nghiệp bền vững tại vùng cao Tây Bắc.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Vụ cháy rừng lịch sử năm 2010 tại VQG Hoàng Liên gây thiệt hại bao nhiêu diện tích rừng và diễn ra trong khoảng thời gian nào?
Vụ cháy diễn ra từ ngày 8/2/2010 đến ngày 15/2/2010, gây thiệt hại 718 ha rừng trên địa bàn VQG Hoàng Liên quản lý.

2. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến các vụ cháy rừng tại Việt Nam theo thống kê được nêu trong luận án là gì?
Nguyên nhân hàng đầu là do hoạt động phát đốt nương rẫy sau thu hoạch của người dân, chiếm 60,8% tổng số vụ cháy; tiếp theo là do sử dụng lửa trong săn bắn, thu hái mật ong, lấy phế liệu (18%); bất cẩn (5%); cố ý gây cháy (5%) và các nguyên nhân khác (11,2%).

3. Sau vụ cháy năm 2010, cấu trúc tầng cây gỗ tại VQG Hoàng Liên bị suy giảm như thế nào và khả năng tái sinh diễn ra ra sao?
Đám cháy làm giảm mật độ cây gỗ từ 79,2% đến 80% so với rừng đối chứng chưa cháy. Ở thời điểm 38 tháng sau cháy, rừng phục hồi với mật độ cây tái sinh đạt từ 1.950 đến 2.110 cây/ha, chiều cao trung bình từ 0,63 m đến 1,53 m, trong đó cây tái sinh chồi chiếm tỷ lệ trung bình là 65,4%.

4. Luận án đã đề xuất những bản đồ chuyên đề nào phục vụ công tác quản lý lửa rừng tại VQG Hoàng Liên?
Luận án đã xây dựng 4 bản đồ chuyên đề chính bằng công nghệ GIS: Bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng, Bản đồ phân vùng trọng điểm cháy rừng, Bản đồ xây dựng đường băng xanh cản lửa và Bản đồ quản lý lửa rừng cho VQG Hoàng Liên.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Minh Cảnh đã giải quyết một cách toàn diện các mục tiêu nghiên cứu đặt ra về quản lý lửa rừng tại VQG Hoàng Liên. Tác giả đã làm rõ quy luật phục hồi của quần xã thực vật và tính chất lý - hóa học của đất rừng sau cháy giai đoạn 2010 - 2016, xác định tập đoàn loài cây bản địa có khả năng phòng cháy và xây dựng hệ thống bản đồ chuyên đề quản lý lửa rừng bằng công nghệ GIS. Công trình đề xuất đồng bộ các giải pháp kỹ thuật lâm sinh và mô hình quản lý lửa rừng dựa vào cộng đồng thôn bản, đóng góp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại VQG Hoàng Liên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm liên quan tới quản lý lửa rừng - Khoa học lửa rừng: Là một môn khoa học nghiên cứu những nguyên lý cơ bản về sự phát sinh, phát triển của lửa ở trong rừng và ven rừng, những lý luận và kỹ thuật về phòng cháy, chữa cháy và sử dụng lửa [10], [26]. - Cháy rừng: + Theo Phạm Ngọc Hưng: "Cháy rừng là những đám cháy được phát sinh và lan tràn, tiêu hủy sinh vật trong rừng" [23].O: Cháy rừng là những đám cháy xuất hiện và lan tràn ở trong rừng mà không có sự kiểm soát của con người, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải và môi trường. - Phòng cháy rừng: Phòng cháy rừng bao gồm mọi hoạt động được tiến hành khi cháy rừng chưa xảy ra, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất khả năng phát sinh của đám cháy hoặc nếu cháy rừng xảy ra cũng hạn chế sự lan tràn và những thiệt hại do đám cháy gây nên [10], [15], [70].

Theo nghĩa rộng, các biện pháp phòng cháy rừng bao gồm những biện pháp: Tổ chức, hành chính, tuyên truyền giáo dục nâng cao nhận thức của nhân dân về phòng cháy, chữa cháy rừng, chuẩn bị đầy đủ lực lượng và phương tiện chữa cháy, dự báo và cảnh báo nguy cơ cháy, các biện pháp nâng cao khả năng chống chịu lửa của rừng, quy hoạch, thiết kế các công trình phòng cháy, tổ chức hệ thống theo dõi và phát hiện lửa rừng. - Chữa cháy rừng: Chữa cháy rừng bao gồm mọi công việc và hành động liên quan tới hoạt động dập lửa, kể từ khi đám cháy được phát hiện đến khi bị dập tắt hoàn toàn [10], [15], [70]. Mục đích của các biện pháp chữa cháy rừng là di chuyển hay tạo sự vắng mặt của ít nhất một trong ba yếu tố cấu thành nên tam giác lửa. Điều này được thực hiện bằng những cách sau: Di chuyển và tạo sự "Đứt quãng" nguồn vật liệu cháy, tăng độ ẩm vật liệu; Giảm tối thiểu lượng nhiệt do đám cháy sinh ra; Giảm tối thiểu hoặc ngăn cách sự tiếp xúc của oxy với nguồn vật liệu cháy.

5 Khi tiến hành chữa cháy rừng, phải đảm bảo các yêu cầu sau: Thực hiện phương châm "4 tại chỗ" (về lực lượng, phương tiện, chỉ huy và hậu cần); Dập tắt lửa phải kịp thời, triệt để; Hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại về mọi mặt; Đảm bảo an toàn tuyệt đối về người và các phương tiện chữa cháy [12], [13], [16],[58], [59]. - Quản lý lửa rừng: + Theo F.O: Quản lý lửa rừng là mọi hoạt động cần thiết bảo vệ rừng không bị cháy cùng với việc sử dụng lửa nhằm đáp ứng những mục tiêu trong quản lý đất đai. Những hoạt động này bao gồm các nội dung chính: phòng cháy, chữa cháy, sử dụng lửa và phục hồi rừng sau cháy [70], [96]. + Theo Schweithelm: “Quản lý lửa về cơ bản là sự kết hợp các nỗ lực để duy trì lửa trong một chế độ cháy mong muốn”.

Một chế độ cháy là “Tập hợp các đám cháy tự nhiên hoặc nhân tạo, xảy ra trong một khu vực xác định và trong một khoảng thời gian xác định, có tính đến tần suất cháy, cường độ từng đám cháy, mùa xảy ra cháy, phân bố các đám cháy trên toàn vùng và khoảng thời gian từ vụ cháy trước đấy” [10], [82]. - Sinh thái lửa rừng (Forest fire ecology) là khoa học nghiên cứu các tính chất và quy luật ảnh hưởng của lửa rừng đối với môi trường, sinh vật và cả hệ sinh thái rừng. Sinh thái lửa rừng là cơ sở lý luận quan trọng cho công tác phòng cháy, chữa cháy và sử dụng lửa hiệu quả trong kinh doanh rừng [23], [31], [70]. Tổng quan nghiên cứu về quản lý lửa rừng Trên thế giới, nghiên cứu về quản lý lửa rừng đã được tiến hành cách đây trên 100 năm.

Điển hình tại các nước có nền kinh tế và Lâm nghiệp phát triển như: Mỹ, Thụy Điển, Autralia, Pháp, Nga, Đức, Trung Quốc …. Những nghiên cứu chủ yếu gồm các lĩnh vực: Bản chất và những nguyên lý cơ bản của cháy rừng, dự báo và cảnh báo cháy rừng, các biện pháp PCCCR, phương tiện chữa cháy rừng, sinh thái lửa rừng và phục hồi sau cháy rừng. Nghiên cứu về bản chất cháy rừng Nhiều kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng: Cháy rừng là hiện tượng ôxy hoá các vật liệu hữu cơ do rừng tạo ra ở nhiệt độ cao. Nó xảy ra khi có mặt đồng thời của ba yếu tố: nguồn lửa, ôxy và vật liệu cháy (VLC).

Tuỳ thuộc vào đặc điểm và 6 mối quan hệ của ba yếu tố trên mà cháy rừng có thể được hình thành, phát triển hay bị ngăn chặn hoặc suy yếu đi [23], [26], [31], [38], [79]. Vì vậy, về bản chất những biện pháp PCCCR chính là những biện pháp tác động vào ba yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy. Dựa vào sự phân bố và lan tràn của lửa trên các tầng vật liệu cháy trong rừng, các nhà khoa học đã phân chia ba loại cháy rừng: (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 các loại cháy trên.

Tuỳ theo loại cháy rừng mà áp dụng những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau [15], [22], [79], [83]. Nhiều kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển cháy rừng là: Điều kiện khí tượng, loại rừng, vật liệu cháy, địa hình và hoạt động kinh tế xã hội của con người [58], [70], [86], [87]. Các yếu tố khí tượng, đặc biệt là lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí có ảnh hưởng quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm VLC dưới rừng, qua đó ảnh hưởng đến khả năng bén lửa và lan tràn của đám cháy. Loại rừng ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hoá 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.

Hoạt động kinh tế xã hội của con người như: Canh tác nương rẫy, săn bắn, du lịch v. có ảnh hưởng đến mật độ và phân bố nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy. Phần lớn các biện pháp PCCCR đều được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm của của 4 nhóm yếu tố trên trong hoàn cảnh và điều kiện cụ thể của địa phương. Nghiên cứu về phòng cháy, chữa cháy rừng trên thế giới 1.

Nghiên cứu về dự báo và cảnh báo cháy rừng (1) Về phương pháp dự báo cháy rừng Từ những năm đầu của thế kỷ XX, việc xác định mức độ nguy hiểm của cháy rừng cho từng vùng đã trở thành một phương thức quản lí cháy rừng không thể 7 thiếu được. Tùy ở mỗi nước, trong từng giai đoạn cụ thể có những phương pháp và hệ thống dự báo cháy rừng khác nhau.Show đã tiến hành nghiên cứu và xác định khả năng cháy của rừng thông qua lớp thảm mục rừng, độ khô hạn ngày càng cao khả năng xuất hiện cháy rừng càng dễ dàng. Tiếp sau đó, nhiều nhà khoa học khác cũng đã nghiên cứu và đưa ra những thang cấp về mức độ nguy hiểm của cháy trên cơ sở quan sát mức độ ẩm ướt của lớp thảm mục rừng và tiến hành thí nghiệm để đánh giá khả năng bắt lửa của nó [21], [26], [70]. Qua nhiều năm nghiên cứu cải tiến, đến năm 1978 các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra được hệ thống dự báo cháy rừng tương đối hoàn thiện.

Theo hệ thống này, có thể dự báo cháy rừng cho nhiều loại vật liệu cháy khác nhau trên cơ sở phân ra các mô hình vật liệu cháy, đồng thời dựa vào số liệu về các yếu tố thời tiết, độ ẩm vật liệu cháy ở các cấp, kết hợp với yếu tố địa hình để dự báo khả năng xảy ra cháy rừng và dự đoán mức độ nguy hiểm của chúng [10], [30]. Ở Nga và các nước thuộc Liên xô cũ, vấn đề dự báo cháy rừng cũng được bắt đầu từ rất sớm, có nhiều phương pháp dự báo cháy rừng đã được nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng. Điển hình là những công trình nghiên cứu của các nhà khoa học như: E. Tuy nhiên phương pháp dự báo theo chỉ tiêu tổng hợp, căn cứ vào các nhân tố khí tượng: Lượng mưa, nhiệt độ và độ chênh lệch bão hòa của độ ẩm không khí tại thời điểm 13 giờ của V.

Nesterop đề xuất năm 1939 là được áp dụng rộng rãi nhất. Theo ông, chỉ tiêu P được xác định như sau: n Pi=  ti1.1) i 1 Trong đó: Pi - chỉ tiêu tổng hợp đánh giá mức nguy hiểm cháy rừng một ngày nào đó; ti1.3 - nhiệt độ không khí tại thời điểm 13h (0C); di1.3 - độ chênh lệch bão hòa độ ẩm không không khí ở thời điểm 13h (mb); n - số ngày không mưa hoặc có mưa < 3mm kể từ ngày có trận mưa với lượng mưa ≥ 3mm. 8 Ở Đức, các chuyên gia đã căn cứ vào độ ẩm vật liệu cháy để phân cấp nguy cơ cháy rừng. Một trong những chuyên gia đi đầu trong lĩnh vực này là Waymann.

Ông đã đưa ra mối quan hệ giữa hàm lượng nước của vật liệu cháy và khả năng cháy rừng để dự báo nguy cơ cháy rừng [21], [82]. Sullivan, 1997 đã đưa ra mô hình độ ẩm VLC (m) thông qua các biến về nhiệt độ không khí T và độ ẩm không khí H (dẫn theo Lê Văn Hương, 2012) [20]: m(T,H) = 9. Chandler đã đề cập tới chỉ số đánh giá nguy cơ cháy rừng Angstrom [70]: I = [R/20] + [(27 - T)/10] (1.3) Với: I là chỉ số nguy cơ cháy rừng Angstrom (Angstrom Index), R là ẩm độ tương đối (%), T là nhiệt độ không khí (oC). Tiêu chí đánh giá nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Angstrom là: I > 4.0 Khả năng cháy rất thấp; 3.0 khả năng cháy thấp; 2.0 khả năng trung bình; 2.5 khả năng cao; I < 2.0 khả năng cháy rất cao.H, 1984[82] đã giới thiệu các chỉ số FFDI (McArthur Forest Fire Danger Index) và FWI (Canadian Forest Fire Weather Index) và áp dụng để đánh giá khả năng gây cháy rừng ở Australia như sau: (-0.