Tổng quan nghiên cứu

Cháy rừng là một trong những thảm họa nghiêm trọng ảnh hưởng đến tài nguyên rừng, môi trường sinh thái và kinh tế xã hội ở Việt Nam. Theo báo cáo, Việt Nam hiện có khoảng trên 6 triệu ha rừng dễ cháy, bao gồm các loại rừng thông, tràm, tre nứa, bạch đàn, khộp và rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên. Tỉnh Quảng Bình với diện tích đất lâm nghiệp chiếm 74,6% tổng diện tích tự nhiên, trong đó rừng tự nhiên chiếm 92%, đang đối mặt với nguy cơ cháy rừng rất cao, đặc biệt trong mùa khô hạn kéo dài. Thành phố Đồng Hới là khu vực trọng điểm với nhiều vụ cháy rừng gây thiệt hại lớn về kinh tế và môi trường trong giai đoạn 2009-2014.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm ứng dụng công nghệ viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng, phân vùng trọng điểm cháy và đề xuất phương án quy hoạch phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) hiệu quả cho thành phố Đồng Hới. Nghiên cứu thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8/2014 đến tháng 6/2015, tập trung phân tích các yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng công tác PCCCR nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ rừng.

Việc ứng dụng RS và GIS không chỉ giúp đánh giá hiện trạng thảm thực vật và biến động diện tích rừng qua các năm 2005, 2010 và 2014 mà còn hỗ trợ xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ cháy rừng dựa trên 9 chỉ tiêu chính như nhiệt độ, độ ẩm, địa hình, mật độ dân cư và giao thông. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp dữ liệu phân vùng trọng điểm cháy và ý nghĩa thực tiễn trong việc quy hoạch hệ thống PCCCR, góp phần giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cháy rừng, trong đó:

  • Tam giác lửa: Bao gồm ba yếu tố cơ bản tạo nên cháy rừng là vật liệu cháy (VLC), ôxy và nguồn nhiệt. Sự kết hợp đồng thời của ba yếu tố này là điều kiện cần để xảy ra cháy.
  • Phân loại cháy rừng: Cháy dưới tán (mặt đất), cháy tán (ngọn cây) và cháy ngầm (lớp than bùn dưới đất). Mỗi loại cháy có đặc điểm và tác động khác nhau đến rừng.
  • Chỉ số dự báo nguy cơ cháy rừng: Sử dụng các chỉ số như chỉ số Angstrom, chỉ số tổng hợp P của Nexterov, chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng và chỉ số độ ẩm VLC để đánh giá nguy cơ cháy.
  • Phương pháp phân tích đa tiêu chí (AHP): Được áp dụng để xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng, giúp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ chính xác.

Các khái niệm chính bao gồm: vật liệu cháy dễ bắt lửa, chỉ số khô hạn, chỉ số dự báo P, hệ số khả năng bắt cháy, và bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thuộc tính thu thập từ các cơ quan quản lý như UBND thành phố Đồng Hới, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Bình, các trạm khí tượng thủy văn; dữ liệu ảnh viễn thám Landsat năm 2005, 2010, 2014; số liệu thống kê cháy rừng giai đoạn 2009-2014; khảo sát hiện trường các điểm cháy, chòi canh lửa và trạm quản lý bảo vệ rừng.
  • Phương pháp phân tích:
    • Phân loại thảm thực vật bằng phương pháp phân loại có kiểm định theo xác suất cực đại (Maximum Likelihood) trên phần mềm ENVI.
    • Xử lý và chuẩn hóa dữ liệu không gian về hệ tọa độ WGS84, UTM Zone 48.
    • Tính toán nhiệt độ bề mặt từ kênh hồng ngoại nhiệt ảnh Landsat.
    • Xây dựng bản đồ chỉ số khô hạn theo phương pháp nội suy IDW trên phần mềm ArcView 3.3.
    • Áp dụng phương pháp AHP để xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng, bao gồm kiểu thảm thực vật, nhiệt độ, độ dốc, hướng dốc, mật độ sông suối, khoảng cách đến dân cư và giao thông.
    • Sử dụng GIS để tích hợp, phân tích và xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng, bản đồ quy hoạch hệ thống công trình PCCCR.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 8/2014 đến tháng 6/2015, bao gồm thu thập số liệu, xử lý ảnh viễn thám, phân tích dữ liệu, xây dựng bản đồ và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng cháy rừng và công tác PCCCR tại Đồng Hới: Giai đoạn 2009-2014, tổng số vụ cháy rừng trên địa bàn có xu hướng tăng, với nhiều vụ cháy lớn gây thiệt hại nghiêm trọng. Hệ thống PCCCR hiện tại còn mang tính cục bộ, thiếu đồng bộ và chưa ứng dụng hiệu quả công nghệ GIS trong quy hoạch.
  2. Biến động diện tích thảm thực vật: Qua phân tích ảnh Landsat, diện tích rừng tự nhiên giảm nhẹ trong giai đoạn 2005-2014, trong khi diện tích rừng trồng có xu hướng tăng. Diện tích thảm thực vật dễ cháy chiếm khoảng 60-70% tổng diện tích rừng, làm tăng nguy cơ cháy rừng.
  3. Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng: Xây dựng dựa trên 9 chỉ tiêu chính, bản đồ phân vùng cho thấy khoảng 30% diện tích rừng thuộc vùng nguy cơ cháy cao và rất cao, tập trung chủ yếu ở các khu vực gần dân cư và đường giao thông.
  4. Quy hoạch hệ thống công trình PCCCR: Đề xuất quy hoạch chòi canh lửa, trạm quản lý bảo vệ rừng và băng cản lửa phù hợp với bản đồ phân vùng nguy cơ, nhằm tăng cường khả năng phát hiện sớm và ứng phó kịp thời với cháy rừng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng viễn thám và GIS giúp đánh giá chính xác hiện trạng thảm thực vật và phân vùng nguy cơ cháy rừng, từ đó hỗ trợ xây dựng phương án quy hoạch PCCCR hiệu quả hơn. So với các nghiên cứu trước đây chỉ dựa vào số liệu khí tượng và thống kê cháy, phương pháp tích hợp đa tiêu chí và công nghệ GIS cho phép phân tích chi tiết hơn về ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và xã hội.

Biểu đồ thể hiện sự biến động diện tích thảm thực vật qua các năm và bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng minh họa rõ ràng các khu vực trọng điểm cần tập trung phòng chống. So sánh với các vùng khác trong tỉnh Quảng Bình, Đồng Hới có mật độ dân cư và giao thông cao hơn, làm tăng nguy cơ cháy do hoạt động con người.

Việc quy hoạch hệ thống công trình PCCCR dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ giúp tối ưu hóa nguồn lực, giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng gây ra. Tuy nhiên, công tác quản lý và phối hợp giữa các lực lượng chữa cháy vẫn còn nhiều hạn chế, cần được cải thiện để nâng cao hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong công tác PCCCR: Đẩy mạnh sử dụng ảnh vệ tinh và GIS để cập nhật bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng hàng năm, giúp dự báo và phát hiện sớm các điểm cháy. Chủ thể thực hiện: Cục Kiểm lâm, Sở NN&PTNT tỉnh Quảng Bình. Thời gian: Triển khai ngay và duy trì liên tục.
  2. Quy hoạch và đầu tư hệ thống công trình PCCCR đồng bộ: Xây dựng chòi canh lửa, trạm quản lý bảo vệ rừng và băng cản lửa tại các vùng trọng điểm cháy theo bản đồ phân vùng nguy cơ. Chủ thể thực hiện: UBND thành phố Đồng Hới phối hợp với các đơn vị liên quan. Thời gian: 1-2 năm tới.
  3. Tuyên truyền, đào tạo nâng cao nhận thức và kỹ năng cho lực lượng PCCCR và cộng đồng dân cư: Tổ chức các lớp tập huấn, chiến dịch truyền thông về phòng chống cháy rừng, đặc biệt tại các khu vực có nguy cơ cao. Chủ thể thực hiện: Ban chỉ đạo BVR thành phố, các tổ chức xã hội. Thời gian: Hàng năm, tập trung trước mùa khô.
  4. Xây dựng cơ chế phối hợp và nâng cao năng lực chỉ đạo điều hành PCCCR: Thiết lập hệ thống thông tin liên lạc, phân công rõ ràng trách nhiệm giữa các lực lượng, trang bị phương tiện hiện đại. Chủ thể thực hiện: UBND thành phố, Cục Kiểm lâm. Thời gian: Triển khai trong 1 năm.
  5. Nghiên cứu bổ sung các yếu tố kinh tế - xã hội vào mô hình dự báo nguy cơ cháy rừng: Đánh giá tác động của hoạt động sản xuất, tập quán dân cư để xây dựng giải pháp phòng chống phù hợp. Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu, trường đại học. Thời gian: 2-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý lâm nghiệp và phòng cháy chữa cháy rừng: Sở NN&PTNT, Cục Kiểm lâm, UBND các cấp có thể sử dụng kết quả để xây dựng kế hoạch, quy hoạch và nâng cao hiệu quả công tác PCCCR.
  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành lâm học, môi trường: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu cháy rừng, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.
  3. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư địa phương: Hiểu rõ về nguy cơ cháy rừng và các biện pháp phòng chống, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ rừng.
  4. Các nhà hoạch định chính sách và quản lý tài nguyên thiên nhiên: Tham khảo để xây dựng chính sách quản lý rừng bền vững, lồng ghép phòng chống cháy rừng với phát triển kinh tế xã hội.

Câu hỏi thường gặp

  1. Viễn thám và GIS có vai trò gì trong phòng chống cháy rừng?
    Viễn thám cung cấp dữ liệu ảnh vệ tinh giúp đánh giá hiện trạng thảm thực vật và phát hiện điểm cháy sớm. GIS tích hợp các dữ liệu địa lý để phân vùng nguy cơ cháy, hỗ trợ quy hoạch hệ thống PCCCR hiệu quả.

  2. Các yếu tố nào ảnh hưởng lớn nhất đến nguy cơ cháy rừng?
    Bao gồm kiểu thảm thực vật dễ cháy, nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, gió mạnh, địa hình dốc và hoạt động của con người như đốt nương rẫy, khai thác rừng không kiểm soát.

  3. Phương pháp AHP được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
    AHP giúp xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng thông qua so sánh cặp đôi, từ đó xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ chính xác và khách quan.

  4. Làm thế nào để phát hiện sớm các điểm cháy rừng?
    Sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao và tần suất thu ảnh thường xuyên, kết hợp với hệ thống chòi canh lửa và trạm quản lý bảo vệ rừng được bố trí hợp lý theo bản đồ phân vùng nguy cơ.

  5. Giải pháp nào hiệu quả nhất để giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng?
    Tăng cường quản lý, quy hoạch hệ thống PCCCR đồng bộ, ứng dụng công nghệ hiện đại, tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và phối hợp chặt chẽ giữa các lực lượng phòng chống cháy rừng.

Kết luận

  • Ứng dụng viễn thám và GIS đã giúp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng chính xác cho thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình.
  • Phân tích 9 chỉ tiêu đa dạng bao gồm yếu tố tự nhiên và xã hội cho phép đánh giá toàn diện nguy cơ cháy rừng.
  • Quy hoạch hệ thống công trình PCCCR dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ góp phần nâng cao hiệu quả phòng chống cháy rừng.
  • Công tác tuyên truyền, đào tạo và nâng cao năng lực lực lượng PCCCR là yếu tố then chốt trong phòng chống cháy rừng.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển ứng dụng công nghệ hiện đại trong quản lý tài nguyên rừng và phòng chống thiên tai, đề xuất các bước tiếp theo là triển khai thực tiễn và mở rộng quy mô nghiên cứu.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ rừng và môi trường sống bền vững cho thế hệ tương lai!