Nghiên Cứu Lựa Chọn Loài Cây Chống Chịu Lửa Tại Huyện Vân Đồn, Tỉnh Quảng Ninh

Huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh, nổi bật với diện tích rừng lớn và tiềm năng phát triển cây xanh. 61 trang · Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam · 2022.

• Tác giả: Hà Minh Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Kiều Thị Dương
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Rừng
• Đề tài: Lựa Chọn Loài Cây Chống Chịu Lửa Tại Huyện Vân Đồn, Tỉnh Quảng Ninh
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở khoa học
• 1.2. Tổng quan về cháy rừng và các yếu tổ ảnh hưởng đến khả năng của cháy rừng
• 1.2.1. Tổng quan về cháy rừng
• 1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cháy của rừng Trên thế giới
• 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cháy của rừng ở Việt Nam
• 1.2.4. Tổng quan nghiên cứu về khả năng chống chịu lửa của các loại cây rừng
• 1.2.4.1. Trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu chung
• 2.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.3. Đối tượng nghiên cứu
• 2.4. Phạm vi nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp ngoại nghiệp
• 2.5.2. Phương pháp tính toán nội nghiệp
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ – XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vị Trí địa lý, địa giới hành chính
• 3.2. Điều kiện tự nhiên
• 3.3. Khí hậu, thủy văn
• 3.4. Dân số, điều kiện kinh tế, xã hội, tài nguyên thiên nhiên
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Tình hình rừng, cháy rừng và phòng cháy chữa cháy rừng tại khu vực nghiên cứu
• 4.2. Đặc điểm cấu trúc rừng trên các ô tiêu chuẩn
• 4.3. Lựa chọn loài cây chống chịu lửa dựa vào kết quả phỏng vấn người dân và cán bộ Lâm nghiệp
• 4.4. Nghiên cứu đặc tính cháy của một số loài cây có khả năng chống, chịu lửa tại khu vực nghiên cứu
• 4.5. Lựa chọn những loài cây có khả năng chống, chịu lửa cao tại khu vực nghiên cứu
• 4.6. Phương án sử dụng những loài cây lựa chọn vào công tác phòng chống cháy rừng trên địa bàn huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ, TỒN TẠI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Lựa Chọn Cây Chống Chịu Lửa Tại Huyện Vân Đồn

Huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh, nổi bật với diện tích rừng lớn và tiềm năng phát triển cây xanh. Tuy nhiên, vấn đề cháy rừng đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Việc lựa chọn các loài cây có khả năng chống chịu lửa là cần thiết để bảo vệ tài nguyên rừng. Nghiên cứu này nhằm xác định các loài cây phù hợp, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy chữa cháy rừng.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Cây Chống Chịu Lửa

Cây chống chịu lửa không chỉ giúp bảo vệ rừng mà còn duy trì hệ sinh thái. Những loài cây này có khả năng giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng, đồng thời cải thiện chất lượng môi trường sống.

1.2. Đặc Điểm Khí Hậu Tại Huyện Vân Đồn

Khí hậu tại huyện Vân Đồn có đặc điểm nhiệt đới gió mùa, với mùa khô kéo dài. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cháy rừng, đòi hỏi cần có các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

II. Vấn Đề Cháy Rừng Tại Huyện Vân Đồn Và Thách Thức Đặt Ra

Cháy rừng tại huyện Vân Đồn đã gây ra nhiều thiệt hại về kinh tế và môi trường. Các nguyên nhân chủ yếu bao gồm điều kiện khí hậu khô hạn và sự thiếu hụt trong công tác phòng cháy chữa cháy. Việc xác định rõ nguyên nhân và mức độ nguy cơ cháy là rất quan trọng.

2.1. Nguyên Nhân Gây Cháy Rừng

Nguyên nhân chính gây cháy rừng bao gồm thời tiết khô hạn, hoạt động của con người và sự thiếu sót trong công tác quản lý rừng. Những yếu tố này cần được phân tích để đưa ra giải pháp hiệu quả.

2.2. Hệ Thống Quản Lý Phòng Cháy Chữa Cháy

Hệ thống quản lý phòng cháy chữa cháy tại huyện Vân Đồn còn nhiều hạn chế. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để nâng cao hiệu quả công tác này.

III. Phương Pháp Lựa Chọn Cây Chống Chịu Lửa Hiệu Quả

Việc lựa chọn cây chống chịu lửa cần dựa trên các tiêu chí khoa học và thực tiễn. Các loài cây cần có khả năng chịu nhiệt tốt, tốc độ sinh trưởng nhanh và dễ chăm sóc. Nghiên cứu này sẽ đề xuất các phương pháp cụ thể để lựa chọn cây phù hợp.

3.1. Tiêu Chí Lựa Chọn Cây Chống Chịu Lửa

Các tiêu chí lựa chọn bao gồm khả năng chịu nhiệt, độ ẩm và khả năng sinh trưởng. Những loài cây đáp ứng được các tiêu chí này sẽ được ưu tiên lựa chọn.

3.2. Phương Pháp Nghiên Cứu Đặc Tính Của Cây

Nghiên cứu sẽ sử dụng các phương pháp thực địa và phòng thí nghiệm để đánh giá khả năng chống chịu lửa của các loài cây. Điều này giúp xác định chính xác các loài cây phù hợp.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Cây Chống Chịu Lửa Tại Vân Đồn

Việc áp dụng các loài cây chống chịu lửa vào thực tiễn sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng. Các mô hình trồng cây sẽ được triển khai tại các khu vực trọng điểm, nhằm nâng cao hiệu quả phòng cháy chữa cháy.

4.1. Mô Hình Trồng Cây Chống Chịu Lửa

Mô hình trồng cây chống chịu lửa sẽ được thực hiện tại các khu vực có nguy cơ cháy cao. Điều này không chỉ bảo vệ rừng mà còn tạo ra nguồn thu nhập cho người dân.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Và Đánh Giá

Kết quả nghiên cứu sẽ được đánh giá qua các chỉ tiêu sinh trưởng và khả năng chống chịu lửa của các loài cây. Những thông tin này sẽ là cơ sở để điều chỉnh phương pháp trồng cây trong tương lai.

V. Kết Luận Và Hướng Đi Tương Lai Cho Cây Chống Chịu Lửa

Nghiên cứu về cây chống chịu lửa tại huyện Vân Đồn là cần thiết để bảo vệ tài nguyên rừng. Việc lựa chọn đúng loài cây sẽ góp phần nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy chữa cháy. Hướng đi tương lai cần tập trung vào việc nâng cao nhận thức cộng đồng và cải thiện hệ thống quản lý rừng.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo vệ rừng mà còn nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của cây chống chịu lửa.

5.2. Đề Xuất Chính Sách Hỗ Trợ

Cần có các chính sách hỗ trợ từ chính quyền địa phương để khuyến khích người dân tham gia vào công tác trồng cây chống chịu lửa. Điều này sẽ giúp bảo vệ tài nguyên rừng một cách hiệu quả.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Rừng giữ vai trò đặc biệt quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân, an ninh quốc phòng và cân bằng sinh thái. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này liên tục suy giảm qua nhiều thời kỳ: năm 1943 cả nước có 14,3 triệu ha rừng (độ che phủ 43,8%), đến năm 1973 giảm còn 11 triệu ha (34%), năm 1995 chỉ còn 8 triệu ha (28%) và năm 1999 đạt 10,88 triệu ha (33%). Một trong những tác nhân suy thoái trực tiếp là cháy rừng. Trong giai đoạn 2009–2018, hỏa hoạn đã thiêu rụi gần 22.000 ha rừng trên toàn quốc, trong đó đỉnh điểm năm 2010 đã làm mất 6.723 ha do hạn hán kéo dài.

Huyện đảo Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh sở hữu hơn 12.900 ha rừng, được xác định là một trong những vùng trọng điểm cháy rừng của tỉnh. Địa phương có địa hình đồi núi chia cắt mạnh, chịu ảnh hưởng của các đợt gió Tây khô nóng với tốc độ gió bình quân 1,8 m/s, tạo điều kiện thuận lợi cho lửa phát sinh và bùng phát thành các đám cháy tán nguy hiểm. Bên cạnh nguyên nhân khách quan do thời tiết hanh khô kéo dài, nguyên nhân chủ quan bắt nguồn từ hoạt động đốt nương làm rẫy, xử lý thực bì thiếu kiểm soát, hun khói lấy mật và săn bắt. Trong khi đó, các phương án phòng cháy và chữa cháy rừng (PCCCR) tại chỗ còn thiếu tính đồng bộ, chưa lượng hóa được mức độ nguy cơ của từng tiểu vùng và chưa phát triển được hệ thống băng cản lửa xanh bằng các loài cây bản địa có khả năng chống chịu lửa cao.

Để giải quyết bài toán trên, khóa luận xác định hệ thống mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

• Mục tiêu chung: Nâng cao hiệu quả công tác phòng cháy, chữa cháy rừng cho khu vực nghiên cứu và ngành lâm nghiệp.
• Mục tiêu cụ thể:
  1. Lựa chọn một số loài cây có khả năng phòng cháy rừng hiệu quả tại huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh.
  2. Đề xuất hướng ứng dụng và sử dụng những loài cây có khả năng chống chịu lửa vào công tác phòng cháy rừng tại địa phương.
• Nhiệm vụ nghiên cứu:
  1. Xác định tình hình cháy rừng và công tác quản lý lửa rừng tại huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh.
  2. Nghiên cứu, xác định một số loài cây có khả năng chống chịu lửa tại khu vực nghiên cứu.
  3. Đề xuất hướng ứng dụng các loài cây chống chịu lửa trong công tác phòng cháy chữa cháy rừng ở địa phương.

Đối tượng nghiên cứu là trạng thái rừng tự nhiên tại huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh. Phạm vi không gian giới hạn trong địa bàn huyện Vân Đồn (trọng tâm là khu vực quản lý của Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Vân Đồn); phạm vi thời gian thực hiện từ tháng 3 năm 2022 đến tháng 6 năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng các nguyên lý của khoa học lửa rừng (Forest fire science) và sinh thái lửa rừng (Forest fire ecology). Cháy rừng được xác định là quá trình ôxy hóa các vật liệu hữu cơ ở nhiệt độ cao khi hội tụ đủ ba yếu tố: nguồn nhiệt, ôxy và vật liệu cháy (VLC). Tác giả phân loại cháy rừng thành ba hình thái: cháy dưới tán (cháy mặt đất), cháy tán rừng và cháy ngầm. Về mặt sinh thái thực vật, ngưỡng nhiệt tổn thương của đa số loài cây rừng bắt đầu từ 35°C, gây đông kết protein, phá vỡ cấu trúc ty thể, lục lạp và làm giảm dự trữ gluxit do mất cân bằng giữa quang hợp và hô hấp. Khả năng chống chịu của thực vật phụ thuộc vào cơ chế điều hòa thoát hơi nước, độ nhớt nguyên sinh chất, tổng hợp protein sốc nhiệt (HSPs) và cấu trúc hình thái của vỏ, cành, lá.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa điều tra ngoại nghiệp thực địa và thí nghiệm tính toán nội nghiệp:

• Điều tra ngoại nghiệp:
  • Kế thừa tài liệu thứ cấp về khí tượng, thủy văn và thống kê cháy rừng từ Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Vân Đồn.
  • Phỏng vấn bán cấu trúc 20 cá nhân giàu kinh nghiệm (gồm 10 người dân địa phương và 10 cán bộ lâm nghiệp) để thu thập tri thức bản địa về tập đoàn cây khó cháy.
  • Lập 3 ô tiêu chuẩn (OTC) rừng tự nhiên, diện tích mỗi ô là 500 m² (kích thước 20m x 25m), khép góc theo phương pháp Pitago với sai số cho phép dưới 1/200. Đo đếm tầng cây cao có đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$) trên 6 cm đối với các chỉ tiêu: đường kính $D_{1.3}$, chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$), chiều cao dưới cành ($H_{dc}$), đường kính tán ($D_t$) và phẩm chất sinh trưởng. Đồng thời, điều tra toàn diện cây tái sinh và lớp cây bụi thảm tươi.
  • Điều tra ô 5 cây xung quanh cây mục tiêu chống chịu lửa để xác định công thức tổ thành loài đi kèm.
  • Thu mẫu thí nghiệm trên các cây sinh trưởng bình thường có $D_{1.3}$ từ 7–10 cm: lấy cành lá tại 3 tầng tán (dưới, giữa, trên) và lấy mẫu vỏ theo 4 hướng (Đông, Tây, Nam, Bắc) tại vị trí 1,3 m.
• Phân tích và tính toán nội nghiệp:
  • Xác định hàm lượng nước và tỷ lệ % nước trong VLC bằng phương pháp sấy khô kiệt ở 50°C trong 30 phút, sau đó duy trì ở 105°C từ 6–9 giờ (kéo dài thêm 2–3 giờ đối với loài mọng nước) trên cân điện tử độ chính xác 0,01 g. Độ ẩm tương đối VLC ($W$) xác định theo công thức của Phạm Ngọc Hưng (2004): $W = [(M_1 - M_2)/M_1] \times 100$.
  • Xác định thời gian cháy/100g VLC khô kiệt (giây) bằng cách đốt mẫu trên lưới sắt lót giấy bạc và quy đổi về đơn vị chuẩn.
  • Xác định tỷ lệ % tro thô bằng tỷ số giữa khối lượng tro sau khi cháy hoàn toàn và khối lượng mẫu khô kiệt nhân 100.
  • Đo độ dày vỏ (cm) qua 4 hướng bằng kính quang học trên máy tính.
  • Xác định công thức tổ thành tầng cây cao và cây tái sinh theo công thức của Nguyễn Hữu Hiến (1972): loài ưu thế có số cá thể lớn hơn hoặc bằng số cá thể bình quân ($N_{TB} = N/m$), hệ số tổ thành tính theo $K_i = (n_i / N) \times 10$.
  • Lập bảng cho điểm và xếp hạng khả năng phòng cháy theo 6 tiêu chuẩn: % nước trong VLC (TC1, thang 1–3), hàm lượng tro thô (TC2, thang 1–3), thời gian cháy/100g VLC khô kiệt (TC3, thang 1–3), độ dày vỏ (TC4, thang 1–4), đặc điểm tán cây (TC5, thang 1–3) và đặc điểm lá (TC6, thang 1–3).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu

Chương này tổng hợp các công trình nghiên cứu quản lý lửa rừng và băng cản lửa xanh trong và ngoài nước. Tác giả phân tích cơ chế thích ứng nhiệt của thực vật, vai trò của protein sốc nhiệt và tác hại của nhiệt độ vượt ngưỡng sinh lý làm suy thoái màng sinh chất. Trên thế giới, mô hình đai rừng phòng cháy bằng cây lá rộng đã được Voigt khởi xướng tại Đức từ năm 1922 với các loài Sồi, Dẻ, Keo gai; Nga áp dụng đai rừng hỗn giao lá kim và lá rộng từ những năm 1930; Trung Quốc từ thập niên 1980 đã tuyển chọn hàng trăm loài cây phòng cháy như Vối thuốc, Giổi, San hô, Trinh nữ, Dẻ đá; Malaysia phát triển các mô hình hỗn giao nhiều tầng tán trên các băng rộng 10–40 m. Tại Việt Nam, các nghiên cứu từ thập niên 1980 của Ngô Quang Đê, Phạm Ngọc Hưng, Hoàng Kim Ngũ, Bế Minh Châu đã đặt nền móng lý luận, song các công trình khóa luận giai đoạn 1999–2002 của sinh viên Đại học Lâm nghiệp còn hạn chế về số lượng chỉ tiêu và nặng tính định tính, chưa kết hợp sâu sắc kiến thức bản địa.

Chương 2: Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết mục tiêu, đối tượng, thời gian, địa điểm và thiết kế kỹ thuật của nghiên cứu. Tác giả mô tả chi tiết phương pháp lập 3 OTC diện tích 500 m², hệ thống 5 mẫu biểu điều tra ngoại nghiệp (tầng cây cao, cây tái sinh, thảm tươi, ô 5 cây, phiếu phỏng vấn) và quy trình thực nghiệm sấy, đốt, đo quang học trong phòng thí nghiệm. Các công thức toán học tính toán tổ thành rừng ($K_i$), độ ẩm tương đối của VLC ($W$) và thang điểm đánh giá tổng hợp 6 tiêu chuẩn được chuẩn hóa làm căn cứ khoa học cho việc phân hạng loài cây.

Chương 3: Điều kiện tự nhiên – kinh tế – xã hội của khu vực nghiên cứu

Huyện Vân Đồn có diện tích tự nhiên 551,33 km² với hơn 600 hòn đảo, vùng biển rộng 1.620 km², gồm 1 thị trấn Cái Rồng và 11 xã; đảo Cái Bầu lớn nhất đạt 17.212 ha. Địa hình chủ yếu là núi đá vôi thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam, độ dốc trung bình 25°, độ cao trung bình 40 m so với mực nước biển. Toàn huyện không có sông lớn, chỉ có các suối nhỏ và hai hồ Voòng Tre, Mắt Rồng. Khí hậu thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình năm đạt trên 2.000 mm (khu vực Cái Bầu đạt 1.748 mm), chịu ảnh hưởng mạnh của gió mùa Đông Bắc và gió Tây khô nóng. Dân số năm 2006 là 41.081 người, mật độ đạt 78,6 người/km² (năm 2017). Cơ cấu kinh tế chuyển dịch từ khai thác thủy sản, khoáng sản và lâm nghiệp sang dịch vụ du lịch sinh thái gắn với quy hoạch Khu kinh tế Vân Đồn và Vườn quốc gia Bái Tử Long.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương này phản ánh toàn bộ kết quả điều tra và thực nghiệm. Thống kê giai đoạn 2017–2021 ghi nhận 11 vụ cháy rừng trên địa bàn quản lý của Công ty Lâm nghiệp Vân Đồn, tập trung tại các tiểu khu Mộc Bài, Xuyên Hùng, Bình Dân, Vạn Yên, Đoàn Kết, Hạ Long. Thời điểm cháy hay xảy ra nhất vào khoảng 15–16h và 21–22h. Cấu trúc 3 OTC rừng tự nhiên cho thấy mật độ cây trung bình thấp, đường kính nhỏ (hiếm cây đạt $D_{1.3} > 20$ cm), song tỷ lệ cây tốt và trung bình chiếm trên 90%. Tầng cây cao ghi nhận 15 loài với 44 cá thể ($N_{TB} = 2,9$), công thức tổ thành xác định là $1.72LK$. Lớp cây tái sinh có 17 loài với 43 cá thể ($N_{TB} = 2,53$), công thức tổ thành là $1.79LK$. Thảm tươi cây bụi có chiều cao 115–145 cm, độ che phủ 45–55%, ưu thế bởi Cỏ tranh, Cỏ giàng giàng, Dương xỉ, Lấu, Cỏ lá tre. Khảo sát 20 người dân và cán bộ lâm nghiệp ghi nhận 14 loài cây có tiềm năng chịu lửa. Qua sàng lọc, 6 loài bản địa tiêu biểu được đưa vào thực nghiệm phòng thí nghiệm: Lọng bàng, Dẻ gai Ấn Độ, Chẹo tía, Ngát, Bứa, Thành ngạnh. Các phân tích định lượng về hàm lượng nước, tro thô, tốc độ cháy, độ dày vỏ và tán lá xác lập cơ sở để xếp hạng và bố trí cây đi kèm trong băng cản lửa.

Chương 5: Kết luận, kiến nghị, tồn tại

Tác giả đúc kết các phát hiện chính về tập đoàn cây chống chịu lửa tại Vân Đồn, khẳng định tính khả thi của việc sử dụng các loài cây bản địa như Lọng bàng, Dẻ gai Ấn Độ, Bứa, Thành ngạnh làm băng cản lửa xanh. Chương này đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho địa phương về việc đưa các loài cây này vào quy hoạch lâm sinh phòng cháy, đồng thời chỉ rõ những mặt tồn tại do phạm vi mẫu và thời gian nghiên cứu thực địa còn ngắn.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu thập và hệ thống hóa số liệu thực tế về 11 vụ cháy rừng điển hình tại huyện Vân Đồn từ năm 2017 đến năm 2021:

STT	Địa điểm cháy	Năm	Diện tích (ha)	Loại rừng
1	Mộc Bài	2017	0,6	Keo tai tượng
2	Xuyên Hùng	2018	9,7	Thông nhựa
3	Xuyên Hùng	2019	20,9	Thông nhựa
4	Xã Đoàn Kết	2019	1,5	Keo tai tượng
5	Xã Đoàn Kết	2021	0,5	Keo tai tượng
6	Xã Bình Dân	2019	1,3	Bạch đàn
7	Xã Vạn Yên	2020	0,8	Thông nhựa
8	Xã Đoàn Kết	2021	2,0	Keo tai tượng
9	Xã Hạ Long	2018	0,3	Keo tai tượng
10	Xã Hạ Long	2021	0,7	Keo tai tượng
11	Xã Vạn Yên	2020	1,6	Thông nhựa

Về công tác tổ chức, địa phương đã duy trì 9 tổ đội PCCCR với 209 người (50 người thuộc Công ty Lâm nghiệp Vân Đồn, 159 người thuộc lực lượng quần chúng và hộ nhận khoán). Trang thiết bị gồm 47 xe máy, 3 máy thổi gió, 3 máy cắt thực bì, 2 cưa xăng và 50 dao phát.

Kết quả thực nghiệm phân tích đặc tính lý hóa và giải phẫu của 6 loài cây dự tuyển được tổng hợp qua bảng số liệu sau:

Tên loài	Tên khoa học	Hàm lượng nước trong lá (%)	% nước trong VLC (%)	Tro thô (%)	Thời gian cháy/100g VLC khô kiệt (s)	Độ dày vỏ trung bình (cm)	Đặc điểm tán và lá
Lọng bàng	Dillenia heterosepala	67,8	58,2	8,5	555,9	0,7	Tán rộng 5m, dày 3,75m; lá rất to, dày và nặng
Dẻ gai Ấn Độ	Castanopsis indica	71,2	56,4	2,3	232,0	0,7	Tán rộng 4m, dày 3,25m; lá to hình răng cưa, mỏng
Thành ngạnh	Cratoxylum maingayi	74,6	54,8	2,87	716,6	0,3–0,4	Tán rộng 3m, dày 2,25m; lá nhỏ, mọng nước
Bứa	Garcinia oblongifolia	84,5	50,7	4,2	412,0	0,5	Tán rộng 3m, dày 2,75m; lá nhỏ, dày mọng nước
Ngát	Gironniera subaequalis	79,3	62,9	5,6	239,0	0,3–0,4	Tán rộng 4m, dày 3,5m; lá to, mọng nước
Chẹo tía	Engelhardtia chrysolepis	59,43	52,1	1,48	340,4	0,4	Tán rộng 2m, dày 2,0m; lá nhỏ, mọng nước

Độ ẩm tương đối của VLC ở các loài nghiên cứu dao động từ 50,7% đến 62,9%, vượt xa ngưỡng ẩm nguy cơ cháy cấp 5 theo thang phân cấp của Phạm Ngọc Hưng và cao hơn nhiều so với các kiểu rừng tự nhiên tại Khu bảo tồn Đồng Nai (8,8%–22,8%). Lọng bàng và Thành ngạnh thể hiện tính kháng lửa vượt trội: Lọng bàng có hàm lượng tro thô cao nhất (8,5%), vỏ dày nhất (0,7 cm), tán lá rộng che bóng mạnh; Thành ngạnh có thời gian cháy/100g VLC khô kiệt lâu nhất (716,6 giây). Bứa đạt hàm lượng nước trong lá cao nhất (84,5%).

Khóa luận đề xuất các nhóm giải pháp lâm sinh ứng dụng:

• Xây dựng băng cản lửa xanh kết hợp các loài cây chịu lửa ưu thế (Lọng bàng, Dẻ gai Ấn Độ, Bứa, Thành ngạnh) với các loài cây đi kèm đã được xác định qua điều tra ô 5 cây (Lim xanh, Sến, Hà nu, Trâm trắng, Vối thuốc).
• Dọn sạch thực bì tầng cây bụi (chiều cao 115–145 cm) trong mùa hanh khô để triệt tiêu nguồn vật liệu dẫn lửa từ mặt đất lên tán rừng.
• Tận dụng đường ranh tự nhiên, khe suối, đường vận xuất lâm nghiệp kết hợp đường băng trắng và băng xanh cản lửa.

Đóng góp của khóa luận thể hiện ở việc thay thế các đánh giá cảm tính trước đây bằng dữ liệu thực nghiệm định lượng cụ thể trên địa bàn huyện Vân Đồn, đồng thời kết nối tri thức bản địa của người dân với phương pháp giải phẫu sinh thái học lâm nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế được rút ra từ phạm vi và quá trình triển khai:

• Thời gian nghiên cứu ngắn (từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2022), chưa theo dõi biến động độ ẩm vật liệu cháy qua trọn vẹn chu kỳ mùa khô sâu tại địa phương.
• Dung lượng mẫu khảo sát chuyên ngành còn hạn hẹp (chỉ thiết lập 3 OTC với tổng diện tích 1.500 m² trên một kiểu rừng tự nhiên), chưa bao quát hết các trạng thái rừng trên đảo đá và đảo đất.
• Một số loài có tỷ lệ người dân đánh giá cao (như Lim xanh, Keo tai tượng) chưa được lấy mẫu kiểm chứng do khó khăn trong việc thu thập mẫu ngoài thực địa.
• Dữ liệu thống kê về một số vụ cháy rừng nhỏ trên địa bàn huyện chưa được lưu trữ đầy đủ.

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung mở rộng điều tra trên nhiều sinh cảnh đảo khác nhau; phân tích thêm các chỉ tiêu nhiệt trị, hàm lượng tinh dầu và hóa chất dễ cháy trong lá; đồng thời triển khai trồng thử nghiệm mô hình băng cản lửa xanh thực tế để đánh giá tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng của các loài cây tuyển chọn.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho cán bộ kỹ thuật tại các ban quản lý rừng phòng hộ, công ty lâm nghiệp, lực lượng kiểm lâm phụ trách địa bàn đồi núi ven biển và hải đảo. Sinh viên và học viên cao học các ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Khoa học môi trường có thể tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa điều tra xã hội học lâm nghiệp (kiến thức bản địa) và kỹ thuật phân tích lý hóa phòng thí nghiệm (sấy mẫu, đo tro thô, bấm giờ cháy). Phần bảng số liệu định lượng về đặc tính giải phẫu và độ bắt lửa của 6 loài cây lá rộng bản địa là căn cứ thực chứng đáng giá cho các nghiên cứu thiết kế băng xanh phòng cháy tại khu vực Đông Bắc Bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Những loài cây nào được lựa chọn để phân tích đặc tính chống chịu lửa trong khóa luận? Qua phỏng vấn 20 người dân và cán bộ lâm nghiệp kết hợp khảo sát thực địa, tác giả chọn 6 loài bản địa để thí nghiệm chuyên sâu gồm: Lọng bàng (Dillenia heterosepala), Dẻ gai Ấn Độ (Castanopsis indica), Chẹo tía (Engelhardtia chrysolepis), Ngát (Gironniera subaequalis), Bứa (Garcinia oblongifolia) và Thành ngạnh (Cratoxylum maingayi).

2. Loài cây nào có hàm lượng nước trong lá và hàm lượng tro thô cao nhất? Cây Bứa đạt hàm lượng nước trong lá cao nhất với 84,5% (trong khi Chẹo tía thấp nhất đạt 59,43%). Cây Lọng bàng có tỷ lệ tro thô cao nhất đạt 8,5% với khối lượng tro 4,14 g (Chẹo tía thấp nhất chỉ đạt 1,48%).

3. Thời gian cháy của 100g vật liệu cháy khô kiệt giữa các loài chênh lệch ra sao? Thời gian cháy có sự biến động lớn giữa các loài. Lá khô của cây Thành ngạnh có thời gian cháy lâu nhất đạt 716,6 giây, tiếp đến là Lọng bàng đạt 555,9 giây; trong khi đó lá cây Dẻ gai Ấn Độ và Ngát cháy nhanh nhất với thời gian lần lượt là 232,0 giây và 239,0 giây.

4. Hai loài cây nào có độ dày vỏ lớn nhất và ý nghĩa của chỉ tiêu này là gì? Lọng bàng và Dẻ gai Ấn Độ có độ dày vỏ lớn nhất, đạt trung bình 0,7 cm (trong khi Ngát và Thành ngạnh chỉ đạt 0,3–0,4 cm). Vỏ cây dày giúp bảo vệ tầng sinh mô và các chồi ẩn bên trong thân cây không bị tổn thương khi đám cháy quét qua, tăng khả năng sống sót và phục hồi sau cháy.

5. Thực trạng cháy rừng tại huyện Vân Đồn giai đoạn 2017–2021 diễn ra như thế nào? Trong 5 năm ghi nhận 11 vụ cháy rừng trên diện tích quản lý của Công ty Lâm nghiệp Vân Đồn. Đối tượng bị cháy chủ yếu là rừng trồng Thông nhựa và Keo tai tượng; vụ cháy lớn nhất xảy ra năm 2019 tại Xuyên Hùng thiêu hủy 20,9 ha rừng Thông nhựa. Thời điểm phát sinh lửa tập trung vào hai khung giờ: 15–16h và 21–22h.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Hà Minh Tuấn đã xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho công tác phòng cháy chữa cháy rừng tại huyện đảo Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh thông qua việc kết hợp tri thức bản địa với phân tích định lượng trong phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu khẳng định Lọng bàng, Thành ngạnh, Bứa và Dẻ gai Ấn Độ là những loài cây lá rộng bản địa sở hữu các đặc tính chống chịu lửa vượt trội về hàm lượng nước, tỷ lệ tro thô, thời gian bắt lửa và độ dày vỏ. Đây là nguồn dữ liệu thực nghiệm quan trọng phục vụ trực tiếp cho việc quy hoạch, thiết kế các băng cản lửa xanh nhiều tầng tán, góp phần giảm thiểu nguy cơ cháy rừng và bảo tồn hệ sinh thái rừng bền vững tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học - Các loài cây khác nhau có khả năng chống chịu lửa không giống nhau, tùy thuộc vào các đặc điểm sinh vật học của loài. Đám cháy có tốc độ nhanh hay chậm phụ thuộc rất lớn vào khả năng bén lửa của bộ phận lá và vỏ cây, nghiên cứu các chỉ tiêu về khả năng chống chịu của lá, vỏ và việc lượng hóa bằng phương pháp phân thứ hạng các loài cây tạo băng cản lửa phổ biến hiện nay là cơ sở khoa học để các đơn vị kinh doanh, sản xuất lâm nghiệp tiến hành lựa chọn cây có khả năng phòng cháy hiệu quả cao cho rừng trồng. Thực vật có khả năng chịu nhiệt dộ cao nhất định.

Giới hạn nhiệt độ cho hoạt động bình thường của thực vật là vùng nhiệt độ dinh lý. Những cây có khả năng thích nghi với ngưỡng nhiệt độ cao là những cây chịu nhiệt độ cao. Có nhiều kiểu phản ứng tự vệ đặc trưng để thích ứng với điều kiện nhiệt độ cao. Đối với cây hạn sinh chịu nóng thì hình thức phổ biến là tăng cường quá trình thoát hơi nước, kèm theo tăng hút nước để điều hòa nhiệt độ cơ thể.

Với cây mọng nước có độ nhớt nguyên sinh chất rất cao nên khả năng chịu nóng cao. Nhiều nhóm cây chịu nóng nhờ thay đổi cấu trúc nguyên sinh chất, thành phần nguyên sinh chất. Các nhóm cây có hàm lượng các phức hợp nucleoprotein, lipoprotein cao bền vững giúp cho cây chịu được nhiệt độ cao. Đặc biệt ở nhóm cây này khả năng tổng hợp các loại protein sốc nhiệt (HSPs-heat shock proteins) mạnh, hàm lượng HSPs rất cao nên khả năng chịu nhiệt rất cao do các loại protein này có thể chịu được nhiệt độ cao.

Đa số các loài thực vật bắt đầu hư tổn ở nhiệt độ 35ºC do vậy khi gặp nhiệt độ cao sẽ gây sự đông kết protein dẫn đến sự tổn hại nguyên sinh chất. Đa số cây không chịu được nhiệt độ trên 35ºC kéo dài. Trước hết nhiệt độ cao phá hủy cấu trúc của các bào quan của tế bào và các cơ quan của cây. Ty thể, lục lạp đều bị tổn thương nặng ảnh hưởng đến chức năng hô hấp và quang hợp.

Lá cây cháy sém giảm khả năng quang hợp và thoát hơi nước. Khi nhiệt độ cao cả quang hợp và hô hấp đều bị ảnh hưởng. Khi nhiệt độ 11 tăng mạnh cường độ quang hợp giảm nhanh hơn tốc độ hô hấp. Trên ngưỡng nhiệt sinh lý quang hợp không thể bù đủ lượng cơ chất cho hô hấp, do vậy dự trữ gluxit sẽ giảm.

Do vậy sự mất cân bằng giữa hô hấp và quang hợp là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây hại cho cây của nhiệt độ cao. Sự tăng cao hô hấp so với quang hợp ở nhiệt độ cao xảy ra rõ rệt ở cây so với cây hay CAM. Do ở đây hô hấp tối và quang hô hấp đều tăng cùng sự tăng nhiệt độ. Nhiệt độ cao làm giảm tính bền vững của màng và protein.

Khi nhiệt độ cao tính lỏng quá cao làm thay đổi cấu trúc của màng làm cho màng mất các chức năng sinh lý, để ngoại thẩm các ion ra ngoại bào. Nhiệt độ cao kích thích quá trình phân hủy các chất, đặc biệt là protein. Khi protein bị phân hủy mạnh sản phẩm tích tụ nhiều trong tế bào làm gây độc cho tế bào. Nhiệt độ cao cũng làm giảm lượng axit hữu cơ và nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng khác do bị phân hủy.

Đặc biệt là nhiệt độ cao làm cho hô hấp mạnh nhưng sự tích lũy năng lượng vào ATP qua quá trình phophoryl hóa bị hạn chế nên phần lớn nhiệt độ nhiệt thải ra trong hô hấp ở dạng nhiệt làm tăng nhiệt nội bào làn m cho tế bào bị tổn thương và có thể bị chết. Tổng quan về cháy rừng và các yếu tổ ảnh hưởng đến khả năng của cháy rừng 1. Tổng quan về cháy 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. - Cháy rừng: + Theo Phạm Ngọc Hưng: "Cháy rừng là những đám cháy được phát sinh và lan tràn, tiêu hủy sinh vật trong rừng".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.

12 - 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. 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. 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. 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. - 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.

+ 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 13 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”. - 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.

- 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. 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 14 cháy trên. Tuỳ theo loại cháy rừng mà áp dụng những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau. - 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. - 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.