ĐẶT VẤN ĐỀ Dùng lửa trong các hoạt động canh tác và sản xuất Lâm nghiệp đã có một quá trình lịch sử lâu dài, đa dạng. Lửa là một công cụ sản xuất. Dùng lửa để xử lý thực bì có thể là một trong những biện pháp truyền thống rẻ tiền và nhanh chóng nhất đã đƣợc áp dụng trong canh tác nƣơng rẫy, đốt vệ sinh các khu khai thác, đốt trƣớc giảm khối lƣợng vật liệu cháy trong phòng cháy rừng, đốt để xử lý các mầm ổ dịch bệnh hại, thậm chí ngƣời ta có thể dùng lửa để dập tắt các đám cháy rừng, .… Tuy nhiên cũng có những vụ cháy rừng xảy ra mà nguyên nhân do việc sử dụng lửa để đốt thực bì một cách thiếu kiểm soát của ngƣời dân. Thông qua nhiệt độ cao và sản phẩm sinh ra, cháy rừng nói chung và đốt thực bì nói riêng có ảnh hƣởng tới môi trƣờng, trong đó có môi trƣờng đất.
Công ty Lâm nghiệp Lục Nam đƣợc chuyển đổi từ lâm trƣờng Lục Nam theo quyết định số 1944/QĐ-UBND ngày 06 tháng 02 năm 2006 của Ủy ban nhân dân (UBND) tỉnh Bắc Giang. Ngày 12 tháng 08 năm 2010, UBND tỉnh Bắc Giang ký quyết định số 1251/QĐ-UBND chuyển đổi Công ty Lâm nghiệp Lục Nam thành Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên (TNHH MTV) Lâm nghiệp Lục Nam [15]. Đây là công ty 100% vốn nhà nƣớc, do UBND tỉnh Bắc Giang làm chủ sở hữu. Công ty có tổng diện tích tự nhiên đƣợc giao quản lý và sử dụng là 2.681,5 ha, trong đó đất rừng sản xuất: 2.601,8 ha, giữ vai trò quan trọng là trung tâm dịch vụ sản xuất, khoa học kỹ thuật cho vùng và là đầu mối quan trọng trong việc cung cấp nguồn nguyên liệu gỗ cho một số công ty khác trên địa bàn.
Với nhiệm vụ chủ yếu là bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn huyện Lục Nam, Công ty đã và đang góp phần phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trƣờng và nâng cao trình độ dân trí cho ngƣời dân địa phƣơng. Hiện nay, để xử lý thực bì khi trồng rừng, Công ty đã và đang áp dụng khá nhiều biện pháp, trong đó có cả biện pháp sử dụng lửa. Tuy nhiên việc sử 1 dụng lửa để xử lý thực bì đang nhận đƣợc những ý kiến trái chiều với lý do có thể gây ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng đất, nƣớc và không khí. Để làm rõ hơn vấn đề này và góp phần vào việc nghiên cứu, áp dụng các kỹ thuật trong sản xuất lâm nghiệp nhằm nâng cao năng suất chất lƣợng rừng cho Công ty TNHH một thành viên Lâm nghiệp Lục Nam, đƣợc sự đồng ý của khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, tôi đã thực hiện chuyên đề nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phương thức xử lý thực bì tới tính chất của đất tại Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Lâm nghiệp Lục Nam, tỉnh Bắc Giang”.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu các phương thức xử lý thực bì bằng lửa Theo kết quả nghiên cứu đƣợc công bố vào năm 2011 của Bảo tàng Lịch sử tự nhiên Đại học Colorado (Mỹ) cho rằng con ngƣời bắt đầu dùng lửa từ cách đây khoảng 300. Từ đó đến nay lửa đã đƣợc con ngƣời sử dụng trong tất cả các lĩnh vực trong cuộc sống.
Từ khi nền nông nghiệp ra đời, lửa cũng đã đƣợc con ngƣời sử dụng để khai hoang những vùng đất mới và đặc biệt là xử lý thực bì để canh tác. Việc nghiên cứu sử dụng lửa để đốt trƣớc vật liệu cháy (VLC) trong quản lý lửa rừng đã đƣợc một số tác giả quan tâm từ những năm 30 của Thế kỷ 20. Các tác giả Garren, 1943; Sweeneey,1956; Ahhgren và Ahlgren,1960; Cooper,1961; Komarek, 1964, 1967 cho rằng do không cẩn thận nên con ngƣời thƣờng gây ra cháy ở các khu rừng trồng và các khu nghỉ mát, cần phải có các biện pháp để phòng cháy các khu rừng này. Một trong những biện pháp là sử dụng lửa có kế hoạch nhằm giảm bớt những vật liệu dễ cháy.
Đây đƣợc coi là một phần quy hoạch của sử dụng đất hợp lí. Tuy nhiên chỉ có nhƣng ngƣời có nghiệp vụ mới đƣợc đƣợc sử dụng lửa [14]. Năm 1936, trong khi có nhiều ý kiến trái chiều cho rằng mọi sự cháy đều có hại thì Stoddard là một trong những ngƣời đầu tiên đã đề xuất việc đốt rừng có kế hoạch nhằm giảm nguy cơ cháy, tăng sản lƣợng gỗ và chim thú đồng thời giảm nguy cơ cháy rừng [14]. Từ những năm 70 của thế kỉ XX cho tới nay, các nƣớc đi đầu nghiên cứu về lửa rừng nhƣ Australia, Mỹ, Canada, Nga, Indonesia,…đã nghiên cứu và đƣa ra những quy trình đốt trƣớc cho các khu rừng thuần loài có nguy cơ 3 cháy cao.
Biện pháp đốt trƣớc có kiểm soát đƣợc sử dụng phổ biến và đƣợc coi là biện pháp quan trọng trong quản lý lửa rừng ở các nƣớc này. Năm 1993, các tác giả Gromovist R, Juvelius M, HeikkilaT ( Phần Lan) đã cho rằng việc đốt trƣớc có kiểm soát cho các vùng trọng điểm cháy ở địa phƣơng cần dựa trên nghiên cứu về đặc điểm VLC và việc đốt thử trên diện tích rừng rộng lớn. Cần chú ý tới các nhân tố: khối lƣợng và độ ẩm VLC, thời tiết, diện tích, địa hình và các vấn đề kinh phí, tổ chức lực lƣợng,…[15]. Marlow (2000)[3],[13] đã đề xuất các điều kiện thích hợp để thực hiện đốt trƣớc có điều khiển bao gồm: tốc độ gió (10 – 15km/h), hƣớng gió không hƣớng vào nơi có nhiều VLC, nhiệt độ không khí <25 C, độ ẩm không khí 40 -60%, độ ẩm VLC từ 17 – 26%.
Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng và các phương thức xử lý thực bì bằng lửa tới đất - Từ thập kỉ 70 của thế kỷ XX tới nay, sự phát triển của khoa học hiện đại, nhất là ứng dụng công nghệ thông tin đã giúp cho việc nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật PCCCR đạt đƣợc nhiều bƣớc tiến nhảy vọt. Bên cạnh đó, nhận thức của con ngƣời về lửa rừng cũng đã có nhiều thay đổi. Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã nhận định rằng lửa rừng là một nhân tố sinh thái đặc biệt[3],[14]. Lửa rừng không chỉ gây hại mà còn có mặt có lợi.
Vì vậy công tác quản lý lửa rừng hiện nay là vừa quan tâm không chế lửa, vừa dùng lửa hiệu quả, an toàn nhƣ một biện pháp bảo vệ rừng tuân theo một quy trình kỹ thuật hợp lý đề phục vụ những mục tiêu kinh doanh rừng. Hạn chế đến mức thấp nhất mặc có hại và lợi dụng tối đa mặt có lợi của lửa rừng. Nghiên cứu ảnh hƣởng của lửa tới sự biến đổi các tính chất đất đã sớm đƣợc quan tâm ở những nƣớc có nền kinh tế phát triển và cũng thƣờng xảy ra nhiều vụ cháy rừng nhƣ Mỹ, Nga, Canada,…. Nhìn chung các kết quả nghiên cứu cho thấy, cháy rừng làm tăng nhiệt độ đất nhanh chóng, làm biến đổi các tính chất vật lý, hóa học của đất.
Với những đám cháy có cƣờng độ cao, nếu 4 không có các biện pháp phục hồi nhanh lớp thảm mục thực vật sau cháy sẽ gây xói mòn, rửa trôi dẫn đến việc thoái hóa đất. Theo các tác giả : Issac và Hopkins (1937), St.John và Rundel (1976), Tarrant (1956), những đám cháy trong rừng lá kim ở vùng Bắc Mỹ làm độ pH trong đất tăng lên từ 1 đến 2 đơn vị. Ở Anh, Ailen (1964) đã nghiên cứu và đƣa ra nhận định rằng có khoảng 70% lƣợng nito bị bay hơi ở nhiệt độ 500 - 800°C. Nghiên cứu của Orin (1975) ở Mỹ cho biết nếu cháy với cƣờng độ lớn, lƣợng nito bị mất đi là 95%.
Còn nghiên cứu của Debano và Conrad (1978) cho thấy có 10% nito tổng số trong thực vật, vật rơi rụng và lớp đất bề mặt bị mất đi sau một đám cháy có điều khiển. Trong một nghiên cứu sau đó vào năm 1979 chỉ với lớp thảm khô thảm mục, Debano kết luận chỉ có 67% lƣợng nito tổng số bị mất với điều kiện đất khô, nhƣng chỉ có 25% nito bị mất khi đám cháy xảy ra ở nền rừng ẩm …[14]. Theo Well et at. (1979), với một đám cháy lớn nếu nhiệt độ mặt đất khoảng 500 - 700°C.
Sự hấp thụ nhiệt của những lớp đất phía dƣới sẽ phụ thuộc chặt chẽ vào thời gian cháy ở tầng đất ngay trên nó, nhƣng nhìn chung độ sâu 2cm thì nhiệt độ là 350 - 400°C, với độ sâu 3cm là 150 - 300°C và độ sâu 5cm nhiệt độ chỉ còn là 100°C hoặc thấp hơn[15]. Trong điều kiện đất ẩm, các loài vi khuẩn bắt đầu chết nhanh chỉ khi nhiệt độ đạt tới 50°C và không có loài nào sống đƣợc khi nhiệt độ trên 110°C. Dunn và De Bano đã ghi nhận rằng các loài vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter đã bị chết trong đất dƣới tác động của nhiệt độ là 140°C nhƣng đối với đất ẩm thì nhiệt độ chết đối với Nitrosomonas là 75°C và đối với Nitrobacter là 50°C [14]. Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã cho rằng tốc độ cao của quá trình nitrat hóa trong đất thƣờng đạt đƣợc sau khi xảy ra cháy là do hoạt động của các quần thể Nitrosomonas và Nitrobacter tăng lên (Ahlgren,1960).
Tuy nhiên, những kết quả nghiên cứu của Dunn at el (1979) đối với những chất có tầng thảm tƣơi, cây bụi dày lại chỉ ra rằng các quần thể của hai loài vi khuẩn 5 này đƣợc duy trì ở mức thấp nhất sau khi cháy khoảng 12 tháng.Những nghiên cứu của Morris (1968) cho thấy việc đốt cỏ Cynodon dalylon vào cuối mùa đông và đầu mùa xuân có tác dụng nhƣ bón phân và làm tăng sinh khối. Từ kết quả của những nghiên cứu này cho thấy lửa rừng gây ảnh hƣởng không nhỏ đến các tính chất vật lý, hóa học của đất. Lửa rừng vừa có những mặt tác động tiêu cực lại vừa có những tác động tích cực đến đất vì vậy việc sử dụng lửa hiệu quả là điều rất quan trọng trong kinh doanh rừng. Tại Việt Nam 1.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của việc xử lý thực bì bằng lửa tới môi trường đất Mặc dù sử dụng lửa để xử lý thực bì nói chung và trong Lâm nghiệp nói riêng đã đƣợc áp dụng ở nƣớc ta hàng ngàn năm nay nhƣng những nghiên cứu ảnh hƣởng của lửa tới tính chất của đất tại Việt Nam đang còn là vấn đề khá mới mẻ. Lửa đƣợc sử dụng để giảm sự canh tranh của cỏ dại đối với cây trồng và xử lý thực bì trƣớc khi trồng. Trƣớc đây, thực bì đƣợc phát, sau đó đốt, ngay cả cành lá sau khi khai thác cũng đƣợc đốt trƣớc khi trồng rừng.