Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ lâm nghiệp mang tên "Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam và đề xuất giải pháp ứng phó", chuyên ngành Lâm sinh (mã số 62.05), do nghiên cứu sinh Lê Sỹ Doanh thực hiện tại Trường Đại học Lâm nghiệp vào năm 2014, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Nguyễn Viết Lành, PGS.TS. Vương Văn Quỳnh, TS. Lê Xuân Trường và TS. Lưu Cảnh Trung.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu với sự gia tăng nhiệt độ không khí, biến động lượng mưa và gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan (khô hạn, bão lụt) đã và đang tác động trực tiếp đến các hệ sinh thái rừng. Ngành lâm nghiệp là ngành sản xuất có địa bàn trải rộng trên nhiều vùng sinh thái, đối tượng chủ yếu là động thực vật vốn chịu sự chi phối chặt chẽ của điều kiện khí hậu.

Tính đến năm 2013, Việt Nam có 13,86 triệu ha rừng, trong đó có khoảng 6 triệu ha thuộc các loại rừng dễ cháy (rừng tràm, rừng khộp, rừng thông, rừng bạch đàn, rừng tre trúc). Theo thống kê của Cục Kiểm lâm giai đoạn 2002–2011, trên phạm vi cả nước đã xảy ra nhiều vụ cháy rừng gây thiệt hại 9.505 ha rừng. Trong mùa khô, sự kết hợp giữa nền nhiệt tăng cao và hạn hán kéo dài làm cho thảm thực vật và vật liệu cháy dưới tán rừng khô kiệt, dẫn đến nguy cơ bùng phát cháy rừng trên diện rộng.

Mặc dù công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) được chú trọng, các nghiên cứu và dự báo trước đây tại Việt Nam chủ yếu dựa vào diễn biến thời tiết ngắn hạn mà chưa đánh giá tác động có tính hệ thống của biến đổi khí hậu dài hạn đến nguy cơ cháy rừng. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: thiếu một phương pháp luận hoàn chỉnh cùng bộ chỉ số khí hậu tích hợp cho phép định lượng tác động của biến đổi khí hậu theo các kịch bản tương lai đến mức độ nguy hiểm cháy rừng cho từng vùng sinh thái và từng trạng thái rừng ở Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu

  • Mục tiêu tổng quát: Góp phần quản lý tài nguyên rừng bền vững nhằm thích ứng và ứng phó với biến đổi khí hậu ở Việt Nam.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Xác định được chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng và đặc điểm biến đổi của chúng theo kịch bản biến đổi khí hậu.
    2. Xác định được các vùng trọng điểm cháy rừng theo kịch bản biến đổi khí hậu trong tương lai.
    3. Đề xuất được các giải pháp giảm thiểu nguy cơ cháy rừng nhằm thích ứng với biến đổi của khí hậu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy tại các trạng thái rừng ở vùng đồi núi Việt Nam.
  • Phạm vi không gian: Các vùng sinh thái rừng đồi núi trên cả nước, bao gồm: vùng Đồng bằng Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ.
  • Phạm vi thời gian và kịch bản: Luận án sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu phát thải trung bình B2 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2009, với các mốc thời gian dự báo đánh giá cụ thể tại các năm 2020, 2050 và 2090.
  • Cơ sở lựa chọn kịch bản B2: Tác giả giải trình việc chọn kịch bản B2 dựa trên hai căn cứ: (1) Kịch bản phát thải thấp B1 và kịch bản phát thải cao A2 không phản ánh sát các yếu tố dự báo về dân số, kinh tế, công nghệ, năng lượng, sử dụng đất và nông nghiệp của Việt Nam; (2) Kịch bản B2 đại diện cho mức phát thải trung bình và là kịch bản được Bộ Tài nguyên và Môi trường khuyến cáo áp dụng chính thức cho các nghiên cứu đánh giá tác động ở Việt Nam.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã hệ thống hóa các tài liệu nghiên cứu quốc tế liên quan đến biến đổi khí hậu, bản chất cháy rừng và các phương pháp dự báo nguy cơ cháy:

  • Diễn biến biến đổi khí hậu toàn cầu: Điểm lại các mốc lịch sử từ Hội nghị Khí hậu quốc tế lần thứ nhất (1979), thành lập Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC, 1988) bởi UNEP và WMO, các báo cáo đánh giá của IPCC (1990, 1995, 2001, 2007), Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC, 1992, hiệu lực 1994), Nghị định thư Kyoto (1997 - COP3), Báo cáo Phát triển Con người của UNDP (2007/2008), và các dự báo biến đổi khí hậu khu vực Đông Nam Á của CSIRO (Úc) cùng dự án AIACC AS07 (SEA START RC sử dụng mô hình khí hậu khu vực CCAM).
  • Bản chất cháy rừng và tam giác lửa: Các công trình của Brown (1979), Belov (1982), Chandler (1983), Johann G., McArthur (1986), Johnson Edward A. (1996), Richmond (1976), Laslo Pancel (1993) khẳng định cháy rừng là quá trình oxy hóa vật liệu hữu cơ xảy ra khi hội đủ 3 yếu tố (nguồn nhiệt/lửa, oxy, vật liệu cháy). Các dạng cháy được phân chia thành 3 loại: cháy dưới tán (cháy mặt đất), cháy tán rừng (ngọn cây) và cháy ngầm. Ba nhóm nhân tố chi phối quá trình hình thành và lan tràn đám cháy gồm: thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm không khí), trạng thái rừng (loại rừng, khối lượng và tính chất vật liệu cháy) và hoạt động kinh tế – xã hội của con người (nguồn gây lửa).
  • Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng trên thế giới:
    • Các chỉ tiêu khí tượng: Mibbach (1972), Belov (1982), Chandler (1983).
    • Yếu tố bổ sung theo từng quốc gia: Đức và Mỹ bổ sung độ ẩm vật liệu cháy (Brown, 1979); Pháp tính thêm lượng nước hữu hiệu trong đất; Trung Quốc bổ sung tốc độ gió, số ngày không mưa, lượng bốc hơi và ứng dụng chỉ số bén lửa Yangmei ($I$); Thụy Điển và vùng Scandinavia sử dụng nhiệt độ không khí cao nhất và độ ẩm thấp nhất trong ngày; Nga sử dụng nhiệt độ và độ ẩm không khí lúc 13 giờ; Úc sử dụng chỉ số nguy cơ cháy rừng FFDI của McArthur.
  • Ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám và GPS:
    • Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu (EFFIS) thành lập từ năm 1997 và hoạt động liên tục từ năm 2000, sử dụng ảnh vệ tinh MODIS để theo dõi và dự báo nguy cơ cháy cho các nước thành viên.
    • Hệ thống giám sát môi trường iForestFire (Croatia).
    • Cảm biến vệ tinh NOAA/AVHRR, MODIS, CBERS, ESA, ENVISAT được áp dụng tại Trung Quốc; kết hợp dữ liệu DMSP-OLS và MODIS tại Ấn Độ (2005).
    • Các nghiên cứu của Kafatos (Đại học Chapman) và Lawrence Friedl (NASA) về kết hợp ảnh vệ tinh và độ ẩm vật liệu cháy.
    • Wimberly và Matthew J. Reilly (2006) xây dựng mô hình hồi quy phi tuyến tính dự báo nguy cơ cháy rừng thực tế (CBI) với hệ số $R^2 = 0,71$ tại Nam Appalachia (Mỹ).
    • Hệ thống đánh giá cháy rừng Mỹ (WFAS) dự báo nguy cơ cháy 7 ngày liên tiếp dựa trên độ ẩm vật liệu cháy từ ảnh vệ tinh, thử nghiệm tại Nam Amazon và Bolivia (2013).
    • S. Schmidt (2007) tích hợp mô hình GIS-CA tại Nordegg Alberta (Canada); Chowdhury và Quazi K. Hassan (2011) sử dụng cảm biến từ xa dự báo cháy rừng tại Alberta (Canada) ghi nhận 98,19% số vụ cháy rơi vào vùng nguy hiểm rất cao và vừa phải.

Các nghiên cứu và chính sách liên quan tại Việt Nam

  • Văn bản chính sách: Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg (Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH), Quyết định số 2139/QĐ-TTg (Chiến lược quốc gia về BĐKH), Quyết định số 1474/QĐ-TTg (Kế hoạch hành động quốc gia ứng phó BĐKH 2012–2020), Quyết định số 1393/QĐ-TTg (Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh), Quyết định số 1628/QĐ-TTg, Quyết định số 2623/QĐ-TTg, Quyết định số 209/QĐ-BXD, Quyết định số 44/QĐ-TTg; cùng các văn bản của Bộ Nông nghiệp và PTNT như Quyết định số 543/QĐ-BNN-KHCN, Quyết định số 3199/QĐ-BNN-KHCN và Quyết định số 66/QĐ-BNN-KHCN.
  • Nghiên cứu trong nước: Các công trình của Viện Khí tượng Thủy văn, nghiên cứu của Nguyễn Hữu Ninh (2008), các kịch bản của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009) và báo cáo của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2008).

Vị trí và đóng góp của luận án

Luận án kế thừa nguyên lý tam giác lửa và các mô hình dự báo thời tiết – vật liệu cháy trên thế giới, đồng thời khắc phục khoảng trống nghiên cứu tại Việt Nam bằng cách thiết lập công thức tính chỉ số khí hậu $Q_i$ phản ánh nguy cơ cháy rừng có tính đến độ trễ thời tiết, tích hợp với kịch bản phát thải trung bình B2 để mô phỏng nguy cơ cháy rừng đến năm 2090.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

  • Lý thuyết tam giác lửa (Fire Triangle): Cháy rừng xuất hiện và lan tràn khi có sự tương tác đồng thời giữa 3 yếu tố: nguồn nhiệt, oxy và vật liệu cháy (VLC).
  • Khái niệm và chỉ số liên quan đến vật liệu cháy: Khối lượng thảm khô ($M_{tk}$, kg/ha), khối lượng thảm tươi ($M_{tt}$, kg/ha), độ ẩm thảm khô/vật liệu cháy lúc 13 giờ ($W_{13}$, %).
  • Chỉ số khí hậu và chỉ số điều chỉnh: Chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng ($Q_i$), số ngày có nguy cơ cháy rừng cao và rất cao trong năm ($S_{nc45}$), chỉ số hiệu quả canh tác ($E_{ct}$), chỉ số điều chỉnh theo từng yếu tố và từng trạng thái rừng ($f_{ij}$), các hệ số điều chỉnh $\alpha, \beta, \mu$.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu định lượng kết hợp khảo sát thực địa và phân tích không gian:

  1. Phương pháp tiếp cận 4 bước đánh giá tác động BĐKH đến nguy cơ cháy rừng:

    • Bước 1: Thu thập, phân tích chuỗi số liệu khí tượng lịch sử và kịch bản biến đổi khí hậu B2.
    • Bước 2: Xây dựng và kiểm định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng $Q_i$ và thiết lập phương trình tương quan giữa $Q_i$ với số ngày có nguy cơ cháy cao ($S_{nc45}$).
    • Bước 3: Điều tra thực địa đặc điểm cấu trúc rừng, khối lượng thảm mục, độ ẩm vật liệu cháy ở các trạng thái rừng; tính toán các chỉ số $f_{ij}$ và $E_{ct}$ để phân cấp nguy cơ cháy theo trạng thái rừng và tích hợp với điều kiện khí hậu.
    • Bước 4: Mô phỏng, dự báo số ngày có nguy cơ cháy rừng cao $S_{nc45}$ theo không gian (từng tỉnh, từng vùng sinh thái) và thời gian (các mốc 2020, 2050, 2090); đề xuất giải pháp ứng phó.

  2. Công thức xác định chỉ số khí hậu $Q_i$: Chỉ số $Q_i$ được xây dựng có tính đến giá trị khí tượng ngày dự báo và độ trễ của 2 ngày trước đó: $$Q_i = \left( K_{i-2} \cdot T_{i-2} \cdot |R_{i-2} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,1 + \left( K_{i-1} \cdot T_{i-1} \cdot |R_{i-1} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,2 + \left( K_i \cdot T_i \cdot |R_i - 100|^{0,8} \right)$$ Trong đó:

    • $T_i, T_{i-1}, T_{i-2}$: Nhiệt độ không khí tại các thời điểm ngày $i$, $i-1$, $i-2$.
    • $R_i, R_{i-1}, R_{i-2}$: Độ ẩm không khí tương đối tại các thời điểm tương ứng.
    • $K_i, K_{i-1}, K_{i-2}$: Hệ số điều chỉnh theo lượng mưa.

  3. Phương trình tương quan giữa $S_{nc45}$ và $Q_i$: $$S_{nc45} = 7,284 \cdot Q_i + 1,029 \quad (R^2 = 0,588)$$

  4. Phương pháp điều tra thực địa: Bố trí hệ thống ô tiêu chuẩn (OTC) và ô dạng bản thứ cấp tại các trạng thái rừng đại diện ở các tỉnh trọng điểm cháy rừng giai đoạn 2002–2011. Đo đếm cấu trúc tầng tán, thu thập mẫu xác định khối lượng thảm khô ($M_{tk}$), thảm tươi ($M_{tt}$) và sấy khô mẫu để xác định độ ẩm vật liệu cháy $W_{13}$.

Nguồn tư liệu và dữ liệu

  • Dữ liệu quan trắc khí tượng nhiều năm từ mạng lưới các trạm Khí tượng Quốc gia.
  • Kịch bản biến đổi khí hậu trung bình B2 do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành (2009).
  • Số liệu thống kê các vụ cháy rừng và thiệt hại rừng giai đoạn 2002–2011 từ Cục Kiểm lâm.
  • Dữ liệu đo đếm thực nghiệm từ hệ thống ô tiêu chuẩn trên các trạng thái rừng vùng đồi núi.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tăng và diện tích rừng dễ cháy ở Việt Nam lớn (6 triệu ha). Xác định mục tiêu tổng quát, 3 mục tiêu cụ thể, đối tượng nghiên cứu (trạng thái rừng đồi núi), phạm vi (vùng đồi núi, kịch bản B2 đến năm 2090), ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn và những đóng góp mới của luận án.

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 1 tổng quan tình hình biến đổi khí hậu trên thế giới và tại Việt Nam:

  • Nồng độ $CO_2$ khí quyển tăng từ 260 ppm (tiền công nghiệp) lên 372 ppm, dự báo đạt 500 ppm vào năm 2050 (ADB, 2007); nồng độ $CH_4$ tăng từ 800 ppb lên hơn 1.750 ppb. Nhiệt độ trung bình Trái Đất giai đoạn 1850–2000 tăng 0,74°C.
  • Tại Việt Nam: Trong giai đoạn 1951–2000, nhiệt độ trung bình năm tăng 0,7°C. Mực nước biển tại trạm Cửa Ông và Hòn Dấu dâng khoảng 20 cm. Xu thế số đợt không khí lạnh giảm; xuất hiện các đợt rét đậm, rét hại kéo dài bất thường (như đợt rét 38 ngày trong tháng 1–2/2008). Dự báo đến năm 2100, nhiệt độ trung bình năm tại Việt Nam tăng từ 1,6 đến 2,6°C (hoặc từ 2,3 đến 2,8°C theo một số kịch bản vùng); mực nước biển dâng 28–33 cm vào năm 2050 và 65–100 cm vào năm 2100.
  • Tổng quan các nghiên cứu dự báo cháy rừng trên thế giới (chỉ số Mibbach, Belov, Chandler, Yangmei, FFDI McArthur; các hệ thống EFFIS, iForestFire, WFAS; các công nghệ viễn thám NOAA/AVHRR, MODIS) và tại Việt Nam.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực hiện nghiên cứu:

  • Xây dựng sơ đồ phương pháp tiếp cận đánh giá tác động của BĐKH.
  • Phân bố vị trí các trạm Khí tượng Quốc gia và sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn, ô dạng bản thứ cấp.
  • Thiết lập phương pháp tính toán chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng $Q_i$, kiểm tra sự phù hợp của $Q_i$ với chỉ số $S_{nc45}$ thông qua các hệ số hiệu chỉnh $\alpha, \beta, \mu$.
  • Phương pháp phân tích đặc tính vật liệu cháy ($M_{tk}, M_{tt}, W_{13}$), tính toán chỉ số $f_{ij}$ và $E_{ct}$ cho từng trạng thái rừng.
  • Phương pháp tích hợp cấp nguy cơ cháy theo trạng thái rừng với điều kiện khí hậu.
  • Phương pháp đề xuất các nhóm giải pháp giảm thiểu nguy cơ cháy rừng.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả định lượng về khí hậu, nguy cơ cháy và mô phỏng tương lai:

  • Đặc điểm biến đổi các chỉ tiêu khí hậu: Phân tích sự gia tăng nhiệt độ không khí (nhiệt độ nơi cao nhất, nơi thấp nhất, nhiệt độ trung bình năm/tháng), biến đổi độ ẩm không khí và lượng mưa trung bình tháng/năm ở các vùng sinh thái theo kịch bản B2.
  • Xác lập chỉ số khí hậu và ngưỡng phân cấp nguy cơ cháy: Xác định mối liên hệ định lượng giữa chỉ số $Q_i$ và số ngày có nguy cơ cháy rừng cao $S_{nc45}$ với phương trình $S_{nc45} = 7,284 \cdot Q_i + 1,029$ ($R^2 = 0,588$).
  • Đặc điểm nguy cơ cháy theo trạng thái rừng: Định lượng cấu trúc rừng, khối lượng thảm khô ($M_{tk}$), thảm tươi ($M_{tt}$) và độ ẩm vật liệu cháy ($W_{13}$); xác định chỉ số $f_{ij}$ và $E_{ct}$ cho từng trạng thái rừng; tích hợp cấp nguy cơ cháy theo trạng thái rừng với cấp nguy cơ cháy theo điều kiện khí hậu.
  • Đánh giá hiện trạng PCCCR (2002–2011): Tổng kết thực trạng công tác phòng chữa cháy rừng tại các địa phương trong giai đoạn 10 năm.
  • Dự báo số ngày có nguy cơ cháy cao ($S_{nc45}$) tại các thời điểm 2020, 2050 và 2090:
    • Toàn quốc đến năm 2090: Số ngày có nguy cơ cháy cao trung bình trên cả nước là 84 ngày/năm (hệ số biến động giữa các tỉnh là 41%). So với các thời kỳ trước, số ngày nguy cơ cháy cao tăng 6 ngày so với năm 2050 và tăng 12 ngày so với năm 2030 do tác động của BĐKH.
    • Phân hóa theo vùng sinh thái:
      • Vùng Tây Nam Bộ có nguy cơ cháy cao nhất với dự báo đạt 123 ngày/năm vào năm 2090.
      • Vùng Tây Nguyên là khu vực có nguy cơ cháy cao thứ hai với 101 ngày/năm vào năm 2090.
      • Hệ số biến động về số ngày có nguy cơ cháy cao giữa các vùng sinh thái trên phạm vi cả nước là khoảng 36%.
    • Phân tích chi tiết điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội và diễn biến nguy cơ cháy tại từng vùng sinh thái: Đồng bằng Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ.
  • Đề xuất giải pháp ứng phó: Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, quản lý vật liệu cháy, nâng cao năng lực dự báo và tổ chức quản lý nhằm thích ứng với BĐKH đến năm 2020 và các giai đoạn tiếp theo.

Kết luận – Tồn tại và Khuyến nghị

Tổng hợp các phát hiện chính của luận án, chỉ ra một số mặt hạn chế về phạm vi dữ liệu và đề xuất các kiến nghị áp dụng kết quả vào thực tiễn quản lý rừng.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về phương pháp nghiên cứu

  1. Luận án là công trình nghiên cứu hệ thống về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tại Việt Nam, qua đó hoàn thiện "Phương pháp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam" thực hiện qua 4 bước.
  2. Thiết lập công thức tính chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng $Q_i$ có xét đến độ trễ khí tượng: $$Q_i = \left( K_{i-2} \cdot T_{i-2} \cdot |R_{i-2} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,1 + \left( K_{i-1} \cdot T_{i-1} \cdot |R_{i-1} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,2 + \left( K_i \cdot T_i \cdot |R_i - 100|^{0,8} \right)$$
  3. Thiết lập phương trình tương quan tuyến tính giữa số ngày có nguy cơ cháy rừng cao ($S_{nc45}$) và chỉ số $Q_i$: $$S_{nc45} = 7,284 \cdot Q_i + 1,029 \quad (R^2 = 0,588)$$

Đóng góp mới về cơ sở lý luận và khoa học

  1. Bổ sung cơ sở lý luận và dữ liệu khoa học về tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu đến ngành lâm nghiệp nói chung và nguy cơ cháy rừng nói riêng tại các vùng sinh thái ở Việt Nam.
  2. Định lượng xu thế gia tăng nguy cơ cháy rừng theo kịch bản phát thải trung bình B2:
Chỉ tiêu dự báo theo kịch bản B2 Năm 2030 Năm 2050 Năm 2090
Số ngày có nguy cơ cháy cao trung bình toàn quốc ($S_{nc45}$) 72 ngày/năm 78 ngày/năm 84 ngày/năm
Mức tăng số ngày nguy cơ cháy cao so với năm 2090 -12 ngày -6 ngày Chuẩn mốc
Hệ số biến động số ngày nguy cơ cháy cao giữa các tỉnh - - 41%
Hệ số biến động số ngày nguy cơ cháy cao giữa các vùng sinh thái - - 36%
Số ngày nguy cơ cháy cao tại vùng Tây Nam Bộ - - 123 ngày/năm
Số ngày nguy cơ cháy cao tại vùng Tây Nguyên - - 101 ngày/năm

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Ứng dụng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng và số liệu dự báo $S_{nc45}$ theo các mốc 2020, 2050, 2090 để rà soát, điều chỉnh quy hoạch bảo vệ rừng và phương án PCCCR tại các địa phương trọng điểm (đặc biệt là Tây Nam Bộ và Tây Nguyên).
  • Áp dụng quy trình 4 bước và chỉ số $Q_i$ vào hệ thống theo dõi, cảnh báo sớm nguy cơ cháy rừng thích ứng với biến đổi khí hậu.
  • Thực hiện đồng bộ các giải pháp quản lý vật liệu cháy, giải pháp kỹ thuật lâm sinh (trồng cây chắn lửa, điều tiết mật độ) và giải pháp tổ chức kinh tế – xã hội phù hợp với từng vùng sinh thái.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Nghiên cứu tập trung vào các trạng thái rừng vùng đồi núi và áp dụng duy nhất kịch bản phát thải trung bình B2 theo công bố năm 2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường; chưa so sánh đối chiếu đa kịch bản (như các kịch bản B1, A2, A1FI hoặc các kịch bản RCP cập nhật sau này).
  • Một số vùng sinh thái đặc thù có tính chất ngập nước hoặc đất than bùn (như rừng tràm ngập phèn vùng Tây Nam Bộ) có cơ chế cháy ngầm phức tạp, cần thêm các tham số vi khí hậu và thủy văn chuyên biệt ngoài các chỉ tiêu khí tượng bề mặt chung.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng đánh giá nguy cơ cháy rừng dưới các kịch bản biến đổi khí hậu mới cập nhật của IPCC và Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Tích hợp thêm các dữ liệu viễn thám độ phân giải cao thời gian thực và tự động hóa cập nhật chỉ số $Q_i$ trên nền tảng GIS phục vụ dự báo nguy cơ cháy rừng hằng ngày.

Giá trị tham khảo

  • Đối với cơ quan quản lý và hoạch định chính sách (Cục Kiểm lâm, Sở Nông nghiệp và PTNT các tỉnh): Cung cấp cơ sở định lượng và bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng tại các mốc 2020, 2050 và 2090 phục vụ xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH và quy hoạch bố trí lực lượng, trang thiết bị PCCCR dài hạn.
  • Đối với các nhà khoa học, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Lâm nghiệp, Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Phần phương pháp luận 4 bước, công thức tính chỉ số $Q_i$ và mô hình hồi quy $S_{nc45}$ là tài liệu tham khảo trong nghiên cứu mô hình hóa cháy rừng và khí tượng lâm nghiệp.
  • Đối với các cơ sở đào tạo đại học và sau đại học: Cung cấp tư liệu giảng dạy thực chứng về tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái rừng và tài nguyên rừng tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tác giả luận án lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu B2 để nghiên cứu mà không chọn kịch bản B1 hay A2?

Tác giả giải trình rằng kịch bản phát thải thấp B1 và kịch bản phát thải cao A2 không phù hợp với các điều kiện phát triển thực tế về dân số, kinh tế, công nghệ, năng lượng, sử dụng đất và nông nghiệp của Việt Nam. Kịch bản B2 đại diện cho nhóm phát thải trung bình và là kịch bản chính thức được Bộ Tài nguyên và Môi trường khuyến cáo áp dụng cho Việt Nam tại thời điểm nghiên cứu (2009).

2. Chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng $Q_i$ được tính toán dựa trên các tham số nào?

Chỉ số $Q_i$ được tính toán dựa trên nhiệt độ không khí ($T$), độ ẩm không khí tương đối ($R$) và hệ số điều chỉnh theo lượng mưa ($K$). Công thức tích hợp giá trị của ngày dự báo cùng giá trị có trọng số giảm dần của 2 ngày trước đó (ngày $i-1$ nhân hệ số 0,2; ngày $i-2$ nhân hệ số 0,1) theo biểu thức: $$Q_i = \left( K_{i-2} \cdot T_{i-2} \cdot |R_{i-2} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,1 + \left( K_{i-1} \cdot T_{i-1} \cdot |R_{i-1} - 100|^{0,8} \right) \cdot 0,2 + \left( K_i \cdot T_i \cdot |R_i - 100|^{0,8} \right)$$

3. Tương quan định lượng giữa số ngày nguy cơ cháy cao ($S_{nc45}$) và chỉ số $Q_i$ đạt mức độ nào?

Phương trình tương quan tuyến tính được xác lập là: $$S_{nc45} = 7,284 \cdot Q_i + 1,029$$ với hệ số xác định $R^2 = 0,588$, cho thấy mức độ tương quan chặt chẽ giữa chỉ số khí hậu tổng hợp $Q_i$ và số ngày có nguy cơ cháy rừng cao và rất cao trong năm.

4. Kết quả dự báo đến năm 2090 chỉ ra những vùng sinh thái nào có nguy cơ cháy rừng cao nhất tại Việt Nam?

Theo dự báo của luận án đến năm 2090, số ngày có nguy cơ cháy rừng cao trung bình cả nước là 84 ngày/năm. Hai vùng có nguy cơ cháy cao nhất là Tây Nam Bộ (123 ngày/năm) và Tây Nguyên (101 ngày/năm), xuất phát từ điều kiện thời tiết nóng hạn gia tăng mạnh theo kịch bản B2. Hệ số biến động số ngày nguy cơ cháy cao giữa các vùng sinh thái là 36%.

5. Diện tích rừng dễ cháy và thiệt hại do cháy rừng tại Việt Nam được tác giả ghi nhận như thế nào?

Tính đến năm 2013, cả nước có 13,86 triệu ha rừng, trong đó có 6 triệu ha thuộc các loại rừng dễ cháy (rừng tràm, rừng khộp, rừng thông, rừng bạch đàn, rừng tre trúc). Trong giai đoạn 10 năm (2002–2011), theo thống kê của Cục Kiểm lâm, toàn quốc đã xảy ra các vụ cháy gây thiệt hại 9.505 ha rừng.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Lê Sỹ Doanh (2014) đã thiết lập phương pháp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam qua quy trình 4 bước, xây dựng chỉ số khí hậu $Q_i$ và phương trình hồi quy xác định số ngày nguy cơ cháy cao $S_{nc45} = 7,284 \cdot Q_i + 1,029$ ($R^2 = 0,588$). Kết quả mô phỏng theo kịch bản phát thải trung bình B2 chỉ ra rằng đến năm 2090, số ngày có nguy cơ cháy rừng cao trung bình toàn quốc tăng lên 84 ngày/năm, trong đó Tây Nam Bộ (123 ngày/năm) và Tây Nguyên (101 ngày/năm) là hai vùng trọng điểm chịu rủi ro cháy lớn nhất. Công trình cung cấp hệ thống số liệu khoa học và giải pháp kỹ thuật lâm sinh, quản lý vật liệu cháy phục vụ công tác quy hoạch và phòng cháy chữa cháy rừng thích ứng với biến đổi khí hậu tại Việt Nam.