Tổng quan nghiên cứu

Cháy rừng là một trong những thảm họa nghiêm trọng gây thiệt hại lớn về tài sản, môi trường sinh thái và an ninh quốc phòng. Tại Việt Nam, diện tích rừng trồng chiếm khoảng 37% tổng diện tích rừng, trong đó có khoảng 10,3 triệu ha rừng tự nhiên và 2,3 triệu ha rừng trồng. Tuy diện tích rừng trồng có xu hướng tăng, chất lượng rừng lại suy giảm rõ rệt, đặc biệt là rừng nghèo kiệt chiếm gần 70% diện tích rừng trồng. Diện tích rừng dễ cháy lên tới khoảng 6 triệu ha, chủ yếu là các loại rừng Thông nhựa (Pinus merkusii) và rừng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) tại các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên. Huyện Cam Lê, tỉnh Quảng Trị là một trong những địa phương có diện tích rừng trồng lớn và thường xuyên xảy ra cháy rừng, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và môi trường.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất một hệ giải pháp quản lý vật liệu cháy (VLC) cho rừng trồng tại huyện Cam Lê nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng và thiệt hại do cháy gây ra. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định đặc điểm vật liệu cháy, phân bố, đặc tính đám cháy và đề xuất các biện pháp quản lý phù hợp dựa trên điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa phương. Thời gian nghiên cứu chủ yếu từ năm 2002 đến 2007, với khảo sát thực địa tại các tiểu khu rừng trồng Thông nhựa và Keo lá tràm.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR), bảo vệ tài nguyên rừng, giảm thiểu thiệt hại về kinh tế và môi trường, đồng thời góp phần phát triển bền vững ngành lâm nghiệp tại tỉnh Quảng Trị nói chung và huyện Cam Lê nói riêng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên quan điểm "rừng là một hệ sinh thái" với các thành phần sinh vật và phi sinh vật có quan hệ mật thiết. Cháy rừng xảy ra khi tam giác lửa gồm ba yếu tố: oxy, nguồn nhiệt và vật liệu cháy (VLC) đồng thời tồn tại. Trong đó, oxy luôn có sẵn trong không khí, nguồn nhiệt chủ yếu do con người hoặc thiên nhiên tạo ra, còn VLC là yếu tố quyết định sự xuất hiện và phát triển của đám cháy.

Các lý thuyết và mô hình nghiên cứu chính bao gồm:

  • Mô hình tam giác lửa: xác định ba yếu tố cần thiết cho cháy rừng.
  • Công thức đánh giá mức độ nguy hiểm cháy rừng dựa trên chỉ tiêu tổng hợp P của Nesterov, tính toán dựa trên nhiệt độ không khí, độ ẩm, lượng mưa và số ngày không mưa.
  • Công thức tính tốc độ cháy lan VP theo công trình của Trabaud, liên quan đến tốc độ gió trung bình và chiều cao thực bì.
  • Công thức Byram đánh giá cường độ đám cháy I dựa trên khối lượng VLC, nhiệt lượng cháy và tốc độ cháy lan.
  • Các khái niệm chính: vật liệu cháy (VLC), đặc điểm phân bố VLC theo chiều ngang và chiều dọc, đặc tính đám cháy (chiều cao ngọn lửa, cường độ cháy, tốc độ cháy lan), cấu trúc tầng cây cao và lớp thực bì.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió) từ trạm khí tượng Đồng Hà giai đoạn 2002-2006, số liệu thống kê cháy rừng của Chi cục Kiểm lâm Quảng Trị từ năm 2000 đến 2007, và khảo sát thực địa tại các tiểu khu rừng trồng Thông nhựa và Keo lá tràm tại huyện Cam Lê.

Phương pháp nghiên cứu tổng quát là kết hợp nghiên cứu lý thuyết, khảo sát thực địa và phân tích số liệu thống kê. Cỡ mẫu khảo sát gồm 18 tiểu chuẩn điển hình, mỗi tiểu chuẩn diện tích 1000 m², đại diện cho các nhóm rừng trồng khác nhau về tuổi, loại cây và điều kiện sinh thái. Phương pháp chọn mẫu theo phương pháp chọn mẫu có chủ đích nhằm đảm bảo đại diện cho các điều kiện rừng trồng tại khu vực nghiên cứu.

Các chỉ tiêu khảo sát bao gồm: chiều cao cây, đường kính thân, độ che phủ thực bì, khối lượng VLC, độ ẩm tuyệt đối VLC, phân bố VLC theo chiều ngang và chiều dọc, đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và thực bì. Phương pháp xác định độ ẩm VLC được thực hiện bằng cách thu mẫu vật liệu cháy, sấy khô đến khối lượng không đổi và tính toán theo công thức chuẩn.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Excel và SPSS 10 để xử lý thống kê, phân tích tương quan và mô hình hóa các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2006 đến giữa năm 2007.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Diện tích rừng trồng và tình hình cháy rừng tại huyện Cam Lê
    Tổng diện tích rừng trồng tại huyện Cam Lê khoảng 15.000 ha, trong đó rừng trồng chiếm 14.272 ha, chủ yếu là rừng Thông nhựa (5.854 ha) và rừng Keo lá tràm (4.000 ha). Trong giai đoạn 2002-2006, đã xảy ra 9 vụ cháy rừng với tổng diện tích thiệt hại 65,95 ha, chủ yếu vào các tháng 5-8 hàng năm, thời điểm có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp.

  2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây và phân bố vật liệu cháy
    Mật độ cây trồng giảm theo tuổi rừng, từ 1.817 cây/ha ở rừng non đến 620 cây/ha ở rừng Thông 20 tuổi. Chiều cao thực bì và chiều cao ngọn lửa tăng theo tuổi rừng, đặc biệt chiều cao ngọn lửa ở rừng Thông 20 tuổi đạt tới 9,22 m, làm tăng nguy cơ cháy lan nhanh. Lớp thực bì gồm các loại cây bụi, cỏ và lá khô chiếm tỷ lệ che phủ từ 25% đến 85% tùy theo tuổi rừng và loại cây trồng.

  3. Khối lượng và độ ẩm vật liệu cháy
    Khối lượng VLC dao động từ 7,64 tấn/ha ở rừng non đến 18,9 tấn/ha ở rừng Thông 20 tuổi chưa phát thực bì. Độ ẩm tuyệt đối VLC trung bình trong mùa khô là khoảng 9,76% ở rừng Thông và 10,13% ở rừng Keo, với độ biến động lớn hơn ở rừng Keo (19,58%) so với rừng Thông (11,11%). Độ ẩm thấp làm tăng khả năng bắt lửa và tốc độ cháy lan.

  4. Mối quan hệ giữa khối lượng VLC, độ ẩm và đặc tính đám cháy
    Kết quả phân tích cho thấy khối lượng VLC tỷ lệ thuận với cường độ đám cháy và chiều cao ngọn lửa. Ví dụ, khi khối lượng VLC tăng từ 5 tấn/ha lên 25 tấn/ha, tốc độ cháy lan tăng từ 0,6 m/phút lên 3,16 m/phút, cường độ cháy tăng từ 448 kW/m lên 2106 kW/m. Độ ẩm VLC thấp (<10%) làm tăng nguy cơ cháy mạnh và lan rộng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến cháy rừng tại huyện Cam Lê là do sự kết hợp của điều kiện khí hậu khô hạn kéo dài, đặc biệt là gió Tây Nam mạnh trong mùa khô, cùng với khối lượng VLC lớn và độ ẩm thấp. Cấu trúc tầng cây cao và thực bì dày đặc tạo điều kiện thuận lợi cho đám cháy phát triển nhanh và lan rộng.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với mô hình tam giác lửa và các công thức tính tốc độ cháy lan, cường độ cháy. Tuy nhiên, nghiên cứu đã bổ sung thêm dữ liệu thực địa chi tiết về phân bố VLC theo chiều ngang và chiều dọc, cũng như ảnh hưởng của tuổi rừng đến đặc tính đám cháy, điều mà các nghiên cứu trước đây chưa làm rõ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng VLC và tốc độ cháy lan, độ ẩm VLC và nguy cơ cháy, cũng như bảng phân bố VLC theo tầng thực bì và tuổi rừng. Những biểu đồ này giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của các yếu tố đến nguy cơ cháy rừng, hỗ trợ cho việc đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tổ chức quản lý và pháp luật

    • Xây dựng và hoàn thiện các quy định pháp luật về quản lý VLC tại địa phương, đặc biệt là quy định về khai thác, xử lý thực bì và kiểm soát nguồn nhiệt.
    • Thời gian thực hiện: trong vòng 1 năm, chủ thể: chính quyền huyện và các cơ quan chức năng.

  2. Biện pháp kỹ thuật

    • Thực hiện cắt tỉa, làm sạch thực bì, tạo khoảng cách giữa các tầng cây để giảm khối lượng VLC và ngăn chặn cháy lan nhanh.
    • Áp dụng kỹ thuật đốt có kiểm soát để xử lý VLC dư thừa vào mùa mưa.
    • Thời gian thực hiện: hàng năm trước mùa khô, chủ thể: Ban quản lý rừng và người dân địa phương.

  3. Giải pháp kinh tế - xã hội

    • Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng cháy chữa cháy rừng, đặc biệt là vai trò của VLC trong nguy cơ cháy.
    • Hỗ trợ người dân phát triển các mô hình kinh tế rừng bền vững, giảm thiểu việc đốt thực bì và sử dụng lửa không kiểm soát.
    • Thời gian thực hiện: liên tục, chủ thể: các tổ chức chính trị xã hội và ban quản lý rừng.

  4. Giải pháp giám sát và cảnh báo

    • Xây dựng hệ thống giám sát VLC và điều kiện khí tượng tại các khu vực trọng điểm để cảnh báo nguy cơ cháy rừng kịp thời.
    • Sử dụng công nghệ GIS và viễn thám để theo dõi phân bố VLC và phát hiện sớm cháy rừng.
    • Thời gian thực hiện: trong 2 năm, chủ thể: Chi cục Kiểm lâm và các đơn vị nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý lâm nghiệp và phòng cháy chữa cháy rừng

    • Lợi ích: Áp dụng các giải pháp quản lý VLC hiệu quả, nâng cao năng lực dự báo và phòng chống cháy rừng.
    • Use case: Xây dựng kế hoạch PCCCR dựa trên đặc điểm VLC và điều kiện khí hậu địa phương.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành lâm nghiệp, môi trường

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu thực địa và mô hình phân tích nguy cơ cháy rừng.
    • Use case: Phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan đến cháy rừng và quản lý tài nguyên rừng.

  3. Chính quyền địa phương và các tổ chức xã hội

    • Lợi ích: Hiểu rõ vai trò của VLC trong nguy cơ cháy rừng, từ đó phối hợp với người dân thực hiện các biện pháp phòng chống.
    • Use case: Tổ chức các chương trình tuyên truyền và đào tạo cộng đồng về PCCCR.

  4. Người dân và chủ rừng tại các khu vực có rừng trồng dễ cháy

    • Lợi ích: Nâng cao nhận thức về quản lý VLC, giảm thiểu các hành vi gây cháy rừng.
    • Use case: Thực hiện các biện pháp kỹ thuật tại hộ gia đình và cộng đồng để giảm nguy cơ cháy.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vật liệu cháy (VLC) là gì và tại sao nó quan trọng trong phòng cháy chữa cháy rừng?
    VLC là các thành phần thực vật dễ cháy như lá khô, cành nhỏ, thực bì và cây bụi. VLC quyết định mức độ nguy hiểm và tốc độ lan truyền của đám cháy. Quản lý VLC giúp giảm thiểu nguy cơ cháy và thiệt hại do cháy gây ra.

  2. Tại sao độ ẩm VLC lại ảnh hưởng lớn đến nguy cơ cháy rừng?
    Độ ẩm thấp làm cho VLC dễ bắt lửa và cháy nhanh hơn. Nghiên cứu tại Cam Lê cho thấy độ ẩm VLC trung bình dưới 10% làm tăng nguy cơ cháy mạnh và lan rộng, đặc biệt trong mùa khô và gió mạnh.

  3. Các biện pháp kỹ thuật nào hiệu quả để quản lý VLC?
    Các biện pháp bao gồm cắt tỉa thực bì, tạo khoảng cách giữa các tầng cây, đốt có kiểm soát và làm sạch thực bì trước mùa khô. Những biện pháp này giúp giảm khối lượng VLC và ngăn chặn cháy lan nhanh.

  4. Làm thế nào để giám sát và cảnh báo nguy cơ cháy rừng dựa trên VLC?
    Sử dụng hệ thống đo đạc khí tượng kết hợp với công nghệ GIS và viễn thám để theo dõi phân bố VLC và điều kiện môi trường. Dữ liệu này giúp cảnh báo sớm và đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các khu vực khác ngoài huyện Cam Lê không?
    Có, mặc dù nghiên cứu tập trung tại Cam Lê, các phương pháp và giải pháp quản lý VLC có thể điều chỉnh và áp dụng cho các khu vực có điều kiện khí hậu và loại rừng tương tự nhằm nâng cao hiệu quả PCCCR.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định rõ đặc điểm phân bố, khối lượng và độ ẩm vật liệu cháy tại các loại rừng trồng Thông nhựa và Keo lá tràm ở huyện Cam Lê, tỉnh Quảng Trị.
  • Khối lượng VLC và độ ẩm là các yếu tố quyết định đến đặc tính đám cháy như tốc độ cháy lan, chiều cao ngọn lửa và cường độ cháy.
  • Tình hình cháy rừng tại huyện Cam Lê chủ yếu xảy ra trong mùa khô, với nguyên nhân chính là sự kết hợp của điều kiện khí hậu khô hạn, gió mạnh và VLC dày đặc.
  • Đề xuất hệ giải pháp quản lý VLC toàn diện bao gồm biện pháp kỹ thuật, tổ chức quản lý, tuyên truyền cộng đồng và ứng dụng công nghệ giám sát.
  • Các bước tiếp theo cần triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu áp dụng cho các vùng rừng trồng khác nhằm nâng cao hiệu quả phòng cháy chữa cháy rừng trên phạm vi toàn tỉnh và quốc gia.

Quý độc giả và các cơ quan quản lý lâm nghiệp được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy chữa cháy rừng, bảo vệ tài nguyên rừng và phát triển bền vững ngành lâm nghiệp.