Tổng quan nghiên cứu

Cháy rừng là thảm họa sinh thái nghiêm trọng gây tổn thất nặng nề về kinh tế và môi trường. Thống kê từ Cục Kiểm lâm cho thấy giai đoạn 2010 - 2015, trung bình mỗi năm nước ta xảy ra khoảng 710 vụ cháy rừng, thiêu rụi gần 5.000 ha rừng với thiệt hại ước tính hàng trăm tỷ đồng. Tại tỉnh Thanh Hóa, tổng diện tích đất lâm nghiệp đạt 647.055,98 ha với độ che phủ 53,03%, trong đó diện tích rừng thông nhựa thuần loài là 8.819,07 ha. Đáng chú ý, ba huyện Tĩnh Gia, Hoằng Hóa và Hậu Lộc tập trung tới 5.510,9 ha rừng thông, chiếm 62,48% diện tích rừng thông toàn tỉnh.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng khu vực này là điểm nóng cháy rừng khốc liệt nhất của địa phương. Trong giai đoạn 2014 - 2018, số vụ cháy rừng tại ba huyện chiếm tới 91,6% tổng số vụ cháy toàn tỉnh Thanh Hóa. Nguyên nhân bắt nguồn từ sự tích tụ khối lượng vật liệu cháy dày đặc, điều kiện thời tiết khô nóng kéo dài kết hợp gió phơn Tây Nam gay gắt, cùng áp lực từ các hoạt động dân sinh, du lịch tâm linh quanh 28 khu nghĩa địa và di tích lịch sử ven rừng.

Mục tiêu cụ thể của công trình là đánh giá toàn diện hiện trạng rừng, đặc điểm vật liệu cháy, phân tích ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên và kinh tế - xã hội đến nguy cơ cháy rừng tại Tĩnh Gia, Hoằng Hóa và Hậu Lộc trong mốc thời gian 2014 - 2018. Trên cơ sở khoa học đó, đề tài xây dựng hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh, công trình và quản lý nhằm giảm thiểu trên 50% số vụ cháy rừng thông, góp phần bảo vệ bền vững 20.285,11 ha đất lâm nghiệp khu vực ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết tam giác lửa kinh điển, chỉ ra rằng sự cháy chỉ hình thành và duy trì khi hội tụ đủ 3 yếu tố: nguồn nhiệt, ôxy trong không khí (chiếm khoảng 21%) và vật liệu cháy hữu cơ. Trong quản lý lâm nghiệp, vật liệu cháy là yếu tố con người có thể chủ động tác động và điều chỉnh nhiều nhất thông qua các biện pháp kỹ thuật.

Bên cạnh đó, đề tài áp dụng mô hình dự báo nguy cơ cháy rừng theo chỉ số khí tượng tổng hợp P của V. Nesterov, có hiệu chỉnh bởi hệ số gió của A. N. Cooper và các chuyên gia lâm nghiệp Việt Nam. Chỉ số P được tính toán dựa trên tích số giữa nhiệt độ không khí và độ hụt điểm sương lúc 13 giờ kết hợp số ngày không mưa liên tiếp.

Khung lý thuyết của luận văn làm rõ 4 khái niệm chuyên ngành then chốt:

  1. Vật liệu cháy: Các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật trong rừng (lá rụng, cành khô, cỏ rác, than mùn) có khả năng bắt lửa và truyền lửa.
  2. Tầng thảm tươi khó cháy: Lớp cây bụi, cỏ sống dưới tán rừng có độ ẩm cao hơn, đóng vai trò giữ ẩm nhưng có thể chuyển thành chất dẫn cháy khi khô kiệt.
  3. Tầng thảm khô mục dễ cháy: Lớp cành khô, lá thông rụng tích tụ lâu năm sát mặt đất có độ bắt lửa cực nhanh.
  4. Đốt trước có kiểm soát: Kỹ thuật chủ động dùng lửa triệt tiêu bớt khối lượng vật liệu cháy vào đầu mùa khô dưới sự giám sát chặt chẽ của lực lượng chuyên trách.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra thực nghiệm kết hợp đánh giá nhanh nông thôn (PRA) và kế thừa chuỗi số liệu khí tượng, thống kê cháy rừng giai đoạn 2014 - 2018:

  • Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Đề tài thiết lập 15 ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời có diện tích 500 m2 (kích thước 20 m x 25 m) đại diện cho 3 cấp tuổi của rừng thông thuần loài (cấp tuổi III, IV, V). Cụ thể, huyện Tĩnh Gia bố trí 9 OTC, huyện Hoằng Hóa 3 OTC và huyện Hậu Lộc 3 OTC. Trong mỗi OTC, lập 5 ô dạng bản (OĐB) diện tích 25 m2 để điều tra tầng cây bụi thảm tươi và 5 OĐB diện tích 1 m2 để thu thập, phân loại khối lượng vật liệu cháy. Tổng số OĐB điều tra thực tế là 75 ô.
  • Khảo sát xã hội học: Phương pháp PRA tiến hành phỏng vấn trực tiếp 45 đối tượng, gồm cán bộ Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thanh Hóa, Hạt Kiểm lâm, Ban Quản lý rừng phòng hộ và người dân nhận khoán bảo vệ rừng tại các xã trọng điểm.
  • Phương pháp phân tích: Lựa chọn phân tích ma trận SWOT (Điểm mạnh, Điểm yếu, Cơ hội, Thách thức) kết hợp xử lý thống kê trên phần mềm Excel. Phương pháp này cho phép tổng hợp đồng thời các chỉ tiêu định lượng sinh khối với các yếu tố định tính về chính sách và tập quán cộng đồng. Timeline thu thập dữ liệu thực địa diễn ra liên tục từ tháng 4/2018 đến tháng 10/2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích cấu trúc lâm phần cho thấy diện tích rừng thông tại khu vực nghiên cứu tập trung chủ yếu ở cấp tuổi V (chiếm 73,1%), trong khi cấp tuổi III chiếm 13,7% và cấp tuổi IV chiếm 13,2%. Mật độ cây bình quân dao động từ 811 đến 830 cây/ha, độ tàn che trung bình đạt 0,70. Tầng cây cao có chiều cao dưới cành trung bình đạt từ 6,3 đến 7,3 m, tạo khoảng cách tương đối an toàn ngăn lửa mặt đất phát triển thành cháy tán, ngoại trừ một số diện tích rừng cấp tuổi III có tán giao nhau dày đặc.

Khối lượng vật liệu cháy dưới tán rừng thông tích tụ ở mức rất cao, đạt bình quân chung 12,8 tấn/ha. Trong đó, thảm khô mục dễ cháy chiếm ưu thế tuyệt đối với 9,2 tấn/ha (độ dày trung bình 25,3 cm), thảm tươi khó cháy chiếm 3,7 tấn/ha (chiều cao trung bình 91,1 cm). Đáng chú ý, khối lượng vật liệu cháy tại huyện Hoằng Hóa đạt 13,2 tấn/ha và Hậu Lộc đạt 13,4 tấn/ha, cao hơn đáng kể so với huyện Tĩnh Gia (11,9 tấn/ha).

Đặc điểm khí hậu khắc nghiệt là chất xúc tác nguy hiểm. Khu vực nghiên cứu có nền nhiệt trung bình năm 23 - 24°C, nhiệt độ tháng 7 cao nhất lên tới 40 - 41°C đi kèm gió phơn Tây Nam khô rát kéo dài từ tháng 4 đến tháng 8. Lượng mưa trong mùa khô (tháng 11 đến tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 15 - 20% tổng lượng mưa cả năm, có tháng lượng mưa tụt xuống mức 4 - 5 mm, đẩy chỉ số cháy P lên cấp nguy hiểm cực kỳ cao.

Áp lực nhân sinh từ 28 khu nghĩa địa, danh lam thắng cảnh và đền chùa (như Đền Bà Triệu, Đền Hàn, Đền Am Các) nằm xen kẽ trong rừng là nguồn gốc của 90% số vụ cháy do bất cẩn khi thắp hương, đốt vàng mã, xử lý thực bì và mâu thuẫn tranh chấp đất đai.

Thảo luận kết quả

Dữ liệu khối lượng vật liệu cháy và cấu trúc tầng tán có thể được mô tả trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh sinh khối theo cấp tuổi và bảng ma trận SWOT tổng hợp các yếu tố quản lý.

Sự khác biệt về khối lượng vật liệu cháy giữa các địa phương bắt nguồn từ công tác lâm sinh thực tế. Tại huyện Tĩnh Gia, Ban Quản lý rừng phòng hộ đã chủ động thực hiện tỉa thưa 2 lần (năm 2012 và 2018) với cường độ 10 - 15%, đồng thời dọn dẹp vệ sinh thực bì thường xuyên. Ngược lại, tại Hoằng Hóa và Hậu Lộc, rừng thông hầu như không được tác động biện pháp kỹ thuật, khiến thảm khô mục tích lũy liên tục qua nhiều năm. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây của ngành lâm nghiệp tại vùng Bắc Trung Bộ, khẳng định rằng nếu không xử lý định kỳ lớp thảm mục dày trên 20 cm, nguy cơ bùng phát cháy rừng diện rộng là điều tất yếu.

Ý nghĩa của các phát hiện trên chỉ ra rằng công tác phòng cháy chữa cháy rừng tại địa phương không thể chỉ dựa vào tuần tra thụ động, mà bắt buộc phải can thiệp bằng các biện pháp cơ giới và kỹ thuật lâm sinh để giảm nguồn nhiên liệu bén lửa.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả phòng cháy chữa cháy rừng thông tại Tĩnh Gia, Hoằng Hóa và Hậu Lộc, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Thực hiện các biện pháp kỹ thuật lâm sinh giảm vật liệu cháy Tiến hành tỉa thưa cây sâu bệnh, còi cọc với cường độ 10 - 15% đối với rừng thông cấp tuổi IV và V tại Hoằng Hóa, Hậu Lộc; tổ chức phát dọn thực bì, gom dọn cành khô lá rụng trước mùa khô hanh nhằm hạ khối lượng vật liệu cháy xuống dưới 5 tấn/ha. Thời gian thực hiện định kỳ vào tháng 9 đến tháng 11 hàng năm do Ban Quản lý rừng và các hộ nhận khoán chủ trì.

  2. Quy hoạch và xây dựng hệ thống đường băng cản lửa Thiết lập hệ thống băng cản lửa trắng kết hợp đường tuần tra rộng 6 - 10 m tại các ranh giới tiếp giáp khu dân cư và nương rẫy; trồng mới các băng cản lửa xanh rộng 15 - 20 m bằng các loài cây chịu lửa như keo lá tràm, vối thuốc, dứa dại xen kẽ trong các lô rừng thông có diện tích trên 25 ha. Đơn vị thực hiện là Hạt Kiểm lâm phối hợp với UBND các huyện trong giai đoạn 2019 - 2023.

  3. Triển khai kỹ thuật đốt trước có điều khiển Áp dụng quy trình đốt trước có kiểm soát tầng thảm mục dưới tán rừng thông cấp tuổi IV và V vào đầu mùa khô (tháng 11 đến tháng 12), khi độ ẩm vật liệu cháy và điều kiện gió cho phép ngọn lửa duy trì dưới 0,5 m. Hoạt động này do lực lượng Kiểm lâm trực tiếp hướng dẫn và giám sát kỹ thuật.

  4. Nâng cao năng lực chỉ huy và ứng dụng công nghệ cảnh báo Kiện toàn Ban Chỉ huy phòng chống cháy rừng các cấp theo phương châm 4 tại chỗ (chỉ huy tại chỗ, lực lượng tại chỗ, phương tiện tại chỗ, hậu cần tại chỗ); trang bị máy thổi gió, cưa xăng cơ giới; ứng dụng phần mềm viễn thám FireWatch và ảnh vệ tinh MODIS để phát hiện sớm điểm cháy; đồng thời duy trì 100% thời lượng tuyên truyền trên hệ thống loa phát thanh xã tới toàn thể cư dân ven rừng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng:

  • Cơ quan quản lý lâm nghiệp và Chi cục Kiểm lâm: Sử dụng các số liệu thực nghiệm về vật liệu cháy và chỉ số khí tượng để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng cấp tỉnh, lập phương án dự toán ngân sách và bố trí các công trình phòng cháy phù hợp.
  • Ủy ban nhân dân và Ban Chỉ đạo phòng cháy chữa cháy cấp huyện, xã: Vận dụng cơ chế chỉ huy 4 tại chỗ và các giải pháp quản lý 28 điểm tâm linh ven rừng vào việc xây dựng kịch bản diễn tập, phương án huy động lực lượng dân quân tự vệ trong các tình huống khẩn cấp.
  • Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Tham khảo phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn, quy trình phân tích ma trận SWOT kết hợp mô hình dự báo cháy rừng để phát triển các đề tài khoa học chuyên sâu về quản lý lửa rừng.
  • Chủ rừng, doanh nghiệp và hộ gia đình nhận khoán bảo vệ rừng: Nắm vững quy trình xử lý thực bì, kỹ thuật dọn dẹp vật liệu cháy và phương pháp phát hiện đám cháy sớm để bảo vệ an toàn diện tích rừng được giao quản lý.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính khiến rừng thông tại 3 huyện nghiên cứu có nguy cơ cháy cao hơn các nơi khác là gì? Nguyên nhân chủ yếu do diện tích 5.510,9 ha rừng thông thuần loài tập trung phần lớn ở cấp tuổi V với khối lượng vật liệu cháy tích tụ dày tới 12,8 tấn/ha. Cùng với đó là tác động của gió phơn Tây Nam khô nóng mùa hè và sự hiện diện của 28 nghĩa địa, đền chùa ven rừng tạo ra nhiều nguồn lửa bất cẩn.

Tại sao rừng thông tại huyện Tĩnh Gia lại có khối lượng vật liệu cháy thấp hơn Hoằng Hóa và Hậu Lộc? Huyện Tĩnh Gia có khối lượng vật liệu cháy đạt 11,9 tấn/ha (thấp hơn mức 13,2 - 13,4 tấn/ha ở 2 huyện còn lại) nhờ Ban Quản lý rừng đã chủ động thực hiện tỉa thưa 2 đợt vào năm 2012 và 2018 với cường độ 10 - 15%, đồng thời tổ chức phát dọn thực bì thường xuyên trước mùa khô hanh.

Giải pháp đốt trước có kiểm soát dưới tán rừng thông được thực hiện như thế nào để đảm bảo an toàn? Biện pháp này chỉ áp dụng cho rừng thông cấp tuổi IV và V có chiều cao dưới cành từ 6,2 đến 8,8 m. Quá trình đốt tiến hành vào đầu mùa khô (tháng 11 - 12), ngược chiều gió nhẹ để khống chế chiều cao ngọn lửa dưới 0,5 m, dọn sạch lớp thảm mục mà không làm tổn thương tầng tán cây cao.

Cần ưu tiên trang thiết bị chữa cháy nào cho lực lượng tại chỗ ở cấp xã? Khu vực nghiên cứu có địa hình đồi dốc 20 - 28° và nguồn nước khan hiếm, do đó cần ưu tiên trang bị máy thổi gió công suất lớn, cưa xích cơ giới dọn đường băng tro, bàn cào dập lửa thủ công, kết hợp can đựng nước đeo vai để dập tắt triệt để tàn tro sau đám cháy.

Việc xây dựng đường băng cản lửa xanh cần lựa chọn những loài cây nào? Nên chọn các loài cây bản địa có tán lá xanh quanh năm, lá dày mọng nước, vỏ dày khó bắt lửa và có khả năng sinh trưởng tốt trên đất đồi feralit nghèo dinh dưỡng như keo lá tràm, vối thuốc, chè sim, dứa dại hoặc mỡ xen kẽ quanh các lô rừng.

Kết luận

  • Luận văn đánh giá toàn diện hiện trạng 5.510,9 ha rừng thông tại Tĩnh Gia, Hoằng Hóa và Hậu Lộc, xác định đây là trọng điểm chiếm 91,6% số vụ cháy rừng toàn tỉnh Thanh Hóa.
  • Nghiên cứu thực nghiệm trên 15 OTC và 75 OĐB đã lượng hóa chính xác khối lượng vật liệu cháy trung bình đạt 12,8 tấn/ha, trong đó thảm khô mục dễ cháy chiếm 9,2 tấn/ha với độ dày tích tụ 25,3 cm.
  • Đề tài phân tích rõ sự kết hợp nguy hiểm giữa các nhân tố tự nhiên (nhiệt độ mùa hè tới 41°C, gió Lào) và 28 điểm nóng tâm linh dân sinh ven rừng.
  • Hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh, công trình đường băng cản lửa, đốt trước có kiểm soát và ứng dụng công nghệ giám sát viễn thám mang tính khả thi cao, phù hợp với điều kiện thực tế địa phương.
  • Đóng góp của đề tài là cơ sở khoa học quan trọng để ngành lâm nghiệp Thanh Hóa hoàn thiện phương án phòng cháy chữa cháy rừng thông giai đoạn tiếp theo; các cấp quản lý cần sớm phê duyệt kinh phí và triển khai đồng bộ các giải pháp kỹ thuật ngay trước mùa khô hanh.