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 chiếm khoảng 12,6 triệu ha, trong đó rừng trồng chiếm gần 37%, với khoảng 10,3 triệu ha rừng tự nhiên và 2,3 triệu ha rừng trồng. Tuy diện tích rừng có xu hướng tăng, chất lượng rừng lại suy giảm rõ rệt, đặc biệt là rừng nghèo kiệt chiếm gần 70% tổng diện tích rừng trong cả nước. Tình trạng cháy rừng diễn ra thường xuyên, gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng mỗi năm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến đa dạng sinh học, cảnh quan môi trường và đời sống người dân.

Huyện Cam Lệ, tỉnh Quảng Trị là vùng có diện tích rừng trồng lớn, chủ yếu là rừng Thông nhựa (Pinus merkusii) và rừng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Đây là những loại rừng có giá trị kinh tế cao, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong phòng chống lũ, bảo vệ nguồn nước và cảnh quan môi trường. Tuy nhiên, khu vực này thường xuyên xảy ra cháy rừng, đặc biệt trong mùa khô kéo dài từ tháng 4 đến tháng 9, khi điều kiện khí hậu khắc nghiệt, nhiệt độ cao và độ ẩm thấp làm tăng nguy cơ cháy.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định đặc điểm vật liệu cháy (VLC) trong rừng trồng Thông và Keo tại huyện Cam Lệ, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý VLC nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng hiệu quả. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2006-2007, tập trung khảo sát các đặc điểm sinh thái, phân bố VLC, đặc điểm cháy và ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng, địa hình đến nguy cơ cháy. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng các biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng và phát triển kinh tế bền vững.

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" bao gồm các thành phần sinh vật và phi sinh vật có quan hệ mật thiết với nhau. Cháy rừng xảy ra khi tam giác lửa gồm ba yếu tố: oxy, vật liệu cháy và nguồn nhiệt đồng thời tồn tại. Trong đó, oxy luôn có sẵn trong không khí (chiếm 21%), nguồn nhiệt chủ yếu do con người gây ra và có thể kiểm soát được, còn vật liệu cháy là yếu tố quyết định sự xuất hiện và phát triển của đám cháy.

Hai lý thuyết chính được áp dụng là:

  • Lý thuyết tam giác lửa: Mô tả sự kết hợp của ba yếu tố oxy, vật liệu cháy và nguồn nhiệt tạo thành điều kiện cần thiết cho cháy rừng.
  • Mô hình đánh giá nguy cơ cháy dựa trên chỉ tiêu tổng hợp P: Chỉ tiêu này được tính dựa trên nhiệt độ không khí, độ ẩm, lượng mưa và các yếu tố khí tượng khác để dự báo nguy cơ cháy rừng trong ngày.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Vật liệu cháy (VLC): Bao gồm thảm thực vật khô, lá, cành, cây bụi và các loại thực vật dễ cháy khác trong rừng.
  • Đặc điểm cháy: Khối lượng VLC, độ ẩm, phân bố theo chiều ngang và chiều dọc, ảnh hưởng đến tốc độ cháy và cường độ đám cháy.
  • Chỉ số nguy cơ cháy: Đánh giá mức độ nguy hiểm của cháy rừng dựa trên các yếu tố khí tượng và đặc điểm VLC.
  • Biện pháp quản lý VLC: Các giải pháp kỹ thuật, tổ chức và pháp luật nhằm giảm thiểu VLC và nguy cơ cháy rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng quát kết hợp thu thập số liệu thực địa và phân tích thống kê. Cỡ mẫu gồm 18 tiểu chuẩn điển hình, mỗi tiểu chuẩn có diện tích 1000 m², đại diện cho các trạng thái rừng Thông và Keo với các cấp tuổi khác nhau tại huyện Cam Lệ. Các tiểu chuẩn được bố trí tại các xã Cam Tuyền, Cam Thuỷ và Cam Chính.

Phương pháp thu thập dữ liệu bao gồm:

  • Đo đạc chiều cao, đường kính thân, đường kính tán cây, độ che phủ VLC.
  • Thu thập mẫu VLC để xác định khối lượng và độ ẩm tuyệt đối.
  • Xác định điểm cháy VLC bằng phương pháp phòng thí nghiệm với các mức độ độ ẩm khác nhau.
  • Thu thập dữ liệu khí tượng từ trạm khí tượng gần nhất trong 5 năm (2002-2006) và dữ liệu giờ lóc 13 trong thời gian nghiên cứu.
  • Phân tích đặc điểm phân bố VLC theo chiều ngang và chiều dọc.
  • Xác định đặc điểm cháy như tốc độ cháy, chiều cao ngọn lửa, cường độ cháy dựa trên công thức Byram.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm SPSS 10 và Excel để xử lý số liệu, tính toán các chỉ tiêu thống kê và kiểm định độ chính xác. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 4/2006 đến tháng 6/2007, đảm bảo thu thập đủ dữ liệu trong mùa cháy rừng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Diện tích và phân bố rừng trồng tại huyện Cam Lệ: Tổng diện tích rừng hiện có khoảng 15.000 ha, trong đó rừng trồng chiếm 14.272 ha (95%), chủ yếu là rừng Thông nhựa chiếm 39% và rừng Keo lá tràm chiếm 28,5%. Rừng trồng chủ yếu thuộc các cấp tuổi I-IV, với mật độ cây giảm dần theo tuổi (từ 1817 cây/ha ở rừng non xuống còn 620 cây/ha ở rừng 20 tuổi).

  2. Tình hình cháy rừng trong 5 năm (2002-2006): Xảy ra 9 vụ cháy với tổng diện tích thiệt hại 65,95 ha, chủ yếu vào các tháng 5-8 hàng năm. Nguyên nhân chính do hoạt động của con người như đốt nương rẫy, tàn thuốc lá, bom mìn sót lại sau chiến tranh và điều kiện khí hậu khô hạn.

  3. Đặc điểm vật liệu cháy (VLC): VLC phân bố theo chiều ngang và chiều dọc tạo thành lớp liên tục, thuận lợi cho sự lan truyền đám 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 VLC trung bình khoảng 9,7-10,1%, thấp hơn vào những ngày khô hạn, làm tăng nguy cơ cháy.

  4. Ảnh hưởng của VLC đến đặc tính cháy: Khối lượng VLC tăng gấp đôi làm tốc độ cháy lan tăng gấp đôi và nhiệt lượng tỏa ra cũng tăng gấp đôi. Chiều cao ngọn lửa và cường độ cháy tỷ lệ thuận với khối lượng VLC. Rừng Thông có VLC cao hơn Keo nên nguy cơ cháy và mức độ thiệt hại cũng cao hơn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy VLC là yếu tố quyết định quan trọng trong nguy cơ và mức độ cháy rừng tại huyện Cam Lệ. Sự phân bố liên tục và khối lượng VLC lớn tạo điều kiện thuận lợi cho đám cháy lan rộng và nhanh chóng. Độ ẩm VLC thấp trong mùa khô kéo dài làm tăng khả năng bắt lửa và phát triển đám cháy.

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 đánh giá nguy cơ cháy dựa trên VLC và điều kiện khí tượng. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra sự cần thiết phải quản lý VLC một cách toàn diện, kết hợp với kiểm soát nguồn nhiệt và cải thiện điều kiện môi trường để giảm thiểu nguy cơ cháy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố VLC theo tuổi rừng, bảng thống kê số vụ cháy và diện tích thiệt hại theo năm, biểu đồ biến động độ ẩm VLC trong mùa cháy, giúp minh họa rõ nét mối quan hệ giữa VLC và nguy cơ cháy.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tổ chức thu dọn và giảm thiểu VLC trước mùa cháy: Thực hiện cắt tỉa, thu gom vật liệu cháy như lá khô, cành gãy, cây bụi trong các khu rừng trồng từ tháng 2 đến tháng 4 hàng năm nhằm giảm khối lượng VLC xuống dưới mức nguy hiểm. Chủ thể thực hiện là Ban quản lý rừng và các hộ dân địa phương, hoàn thành trước mùa khô.

  2. Xây dựng và duy trì các đường băng cản lửa: Thiết kế các đường băng cản lửa rộng 4-6 m, bố trí xen kẽ trong rừng trồng để ngăn chặn sự lan truyền của đám cháy. Thời gian thực hiện từ tháng 3 đến tháng 5, do lực lượng kiểm lâm và cộng đồng dân cư phối hợp thực hiện.

  3. Tăng cường công tác tuyên truyền và đào tạo PCCCR: Nâng cao nhận thức của người dân về nguy cơ cháy rừng và cách phòng tránh, đặc biệt là trong các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt. Tổ chức các lớp tập huấn, diễn tập chữa cháy định kỳ hàng năm, tập trung vào các xã có diện tích rừng lớn.

  4. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nguồn nhiệt: Kiểm soát chặt chẽ việc sử dụng lửa trong rừng và vùng lân cận, xử lý nghiêm các hành vi đốt phá rừng trái phép. Lắp đặt hệ thống cảnh báo cháy sớm dựa trên cảm biến nhiệt và độ ẩm VLC.

  5. Phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo cháy rừng: Sử dụng công nghệ GIS, viễn thám để theo dõi biến động VLC và điều kiện khí tượng, từ đó dự báo nguy cơ cháy và triển khai các biện pháp ứng phó kịp thời. Thời gian triển khai trong vòng 2 năm, phối hợp giữa các cơ quan quản lý rừng và khoa học công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý rừng và PCCCR: Giúp xây dựng các kế hoạch quản lý VLC và phòng chống cháy rừng hiệu quả, dựa trên dữ liệu khoa học và thực tiễn địa phương.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Môi trường: Cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu về VLC và cháy rừng, làm tài liệu tham khảo cho các đề tài liên quan.

  3. Người dân và cộng đồng sống gần rừng: Nâng cao nhận thức về vai trò của VLC trong cháy rừng, từ đó chủ động tham gia các hoạt động bảo vệ rừng và PCCCR.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ môi trường: Hỗ trợ xây dựng các chương trình hợp tác, đầu tư vào công tác quản lý rừng và phòng cháy chữa cháy.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vật liệu cháy (VLC) là gì và tại sao nó quan trọng trong cháy rừng?
    VLC bao gồm các thành phần thực vật dễ cháy như lá khô, cành cây, cây bụi và thảm thực vật. VLC quyết định khối lượng nhiên liệu cho đám cháy, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lan truyền và cường độ cháy. Quản lý VLC giúp giảm nguy cơ và thiệt hại do cháy rừng.

  2. Tại sao rừng Thông và Keo lại có nguy cơ cháy cao tại huyện Cam Lệ?
    Hai loại rừng này có VLC lớn, phân bố liên tục và độ ẩm thấp trong mùa khô. Đặc biệt, rừng Thông có VLC cao hơn Keo, dẫn đến nguy cơ cháy và mức độ thiệt hại cao hơn. Điều kiện khí hậu khô hạn, gió Tây Nam mạnh cũng làm tăng nguy cơ cháy.

  3. Các biện pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm VLC?
    Bao gồm cắt tỉa, thu gom vật liệu cháy, xây dựng đường băng cản lửa, kiểm soát nguồn nhiệt và áp dụng công nghệ giám sát cháy rừng. Những biện pháp này giúp giảm khối lượng VLC và ngăn chặn sự lan truyền của đám cháy.

  4. Làm thế nào để xác định điểm cháy của VLC?
    Điểm cháy được xác định bằng phương pháp phòng thí nghiệm, đo độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối của VLC. VLC có độ ẩm thấp hơn 10% thường dễ bắt lửa và cháy nhanh, trong khi độ ẩm cao hơn làm giảm nguy cơ cháy.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các vùng rừng khác không?
    Có thể áp dụng cho các vùng rừng trồng có điều kiện khí hậu và đặc điểm VLC tương tự, đặc biệt là các khu vực có mùa khô kéo dài và nguy cơ cháy cao. Tuy nhiên, cần điều chỉnh phù hợp với đặc điểm địa phương và loại rừng cụ thể.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định rõ đặc điểm vật liệu cháy và ảnh hưởng của nó đến nguy cơ cháy rừng tại huyện Cam Lệ, tỉnh Quảng Trị.
  • VLC phân bố liên tục theo chiều ngang và chiều dọc, với khối lượng dao động từ 7,64 đến 18,9 tấn/ha, độ ẩm trung bình khoảng 9,7-10,1%.
  • Nguy cơ cháy rừng cao nhất vào mùa khô từ tháng 5 đến tháng 8, do điều kiện khí hậu khô hạn và hoạt động của con người.
  • Các biện pháp quản lý VLC bao gồm thu dọn vật liệu cháy, xây dựng đường băng cản lửa, kiểm soát nguồn nhiệt và tăng cường giám sát cháy rừng được đề xuất nhằm giảm thiểu thiệt hại.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác phòng cháy chữa cháy rừng tại địa phương và có thể mở rộng áp dụng cho các vùng rừng tương tự.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp quản lý VLC theo khuyến nghị, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng để hoàn thiện mô hình dự báo nguy cơ cháy rừng và nâng cao hiệu quả PCCCR. Các cơ quan quản lý và cộng đồng dân cư cần phối hợp chặt chẽ để bảo vệ tài nguyên rừng bền vững.