Tổng quan nghiên cứu

Cháy rừng là một thảm họa nghiêm trọng gây tổn thất lớn về tài nguyên thiên nhiên, môi trường và kinh tế xã hội. Tại Việt Nam, đặc biệt là huyện Ba Tơ, tỉnh Quảng Ngãi, diện tích rừng tăng từ 126.605 ha năm 1999 lên 263.087,58 ha năm 2015 với độ che phủ 51,06%, tuy nhiên nguy cơ cháy rừng vẫn rất cao do điều kiện khí hậu khô hạn và hoạt động của con người. Trong giai đoạn từ tháng 7/2017 đến tháng 01/2018, đề tài “Ứng dụng Viễn thám và GIS trong phòng chống cháy rừng tại huyện Ba Tơ, tỉnh Quảng Ngãi” đã được thực hiện nhằm xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng với độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian và chi phí.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc xác định các tiêu chí ảnh hưởng đến cháy rừng, xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công tác phòng chống cháy rừng (PCCCR) tại địa phương. Phạm vi nghiên cứu bao gồm không gian huyện Ba Tơ và thời gian nghiên cứu từ năm 2017 đến 2018. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ chính quyền địa phương và các cơ quan chức năng quản lý, theo dõi và phòng chống cháy rừng hiệu quả, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Công nghệ GIS (Geographic Information System) là nền tảng lý thuyết chính trong nghiên cứu này. GIS cho phép lưu trữ, xử lý, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian và thuộc tính, giúp xây dựng các bản đồ chuyên đề phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên. Các chức năng nổi bật của GIS bao gồm phân loại lại dữ liệu, phân tích liền kề, chồng lớp dữ liệu và mô phỏng không gian, rất phù hợp để đánh giá nguy cơ cháy rừng dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như hiện trạng rừng, nhiệt độ, độ ẩm, giao thông, thủy văn và độ cao.

Phương pháp AHP (Analytical Hierarchy Process) được sử dụng để xác định trọng số các tiêu chí ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng. AHP dựa trên so sánh cặp đôi giữa các tiêu chí, giúp đánh giá khách quan và tổng hợp các yếu tố đa chiều trong phân tích nguy cơ cháy rừng.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Nguy cơ cháy rừng: Mức độ khả năng xảy ra cháy dựa trên các yếu tố tự nhiên và xã hội.
  • Vật liệu cháy (VLC): Các thành phần hữu cơ dễ cháy trong rừng.
  • Tam giác lửa: Ba yếu tố cần thiết cho cháy gồm nguồn nhiệt, ôxy và vật liệu cháy.
  • Chỉ số dự báo cháy rừng: Các chỉ số tổng hợp dựa trên nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và các yếu tố khác để đánh giá nguy cơ cháy.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm ảnh vệ tinh Landsat 8, số liệu khí tượng thủy văn (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa) từ các trạm quan trắc tỉnh Quảng Ngãi, số liệu thực địa về các điểm cháy và hiện trạng rừng, cùng các dữ liệu về giao thông, thủy văn và địa hình. Dữ liệu được thu thập từ tháng 7/2017 đến tháng 01/2018.

Phương pháp phân tích sử dụng kết hợp GIS và AHP để xây dựng cơ sở dữ liệu các lớp bản đồ chuyên đề, xác định trọng số các tiêu chí ảnh hưởng và tích hợp các lớp dữ liệu để tạo bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng. Cỡ mẫu khảo sát thực địa bao gồm các điểm cháy và hiện trạng rừng tại huyện Ba Tơ, được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện.

Timeline nghiên cứu gồm: thu thập số liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu GIS, phân tích trọng số tiêu chí bằng AHP, xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng và đề xuất giải pháp PCCCR.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố nguy cơ cháy rừng: Diện tích có nguy cơ cháy thấp khoảng 5.249,03 ha (4,61%), nguy cơ trung bình 3.588,26 ha (3,15%), nguy cơ cao 72.062,03 ha (63,32%) và nguy cơ rất cao chiếm phần còn lại. Kết quả cho thấy phần lớn diện tích rừng tại huyện Ba Tơ thuộc vùng nguy cơ cháy cao và rất cao.

  2. Ảnh hưởng của các tiêu chí: Các tiêu chí như hiện trạng rừng, nhiệt độ trung bình tháng, độ ẩm, giao thông, thủy văn và độ cao đều có ảnh hưởng rõ rệt đến nguy cơ cháy. Ví dụ, vùng có mật độ rừng che phủ dày và nhiệt độ cao thường có nguy cơ cháy cao hơn. Độ ẩm thấp và giao thông thuận tiện cũng làm tăng nguy cơ cháy do dễ phát sinh nguồn lửa.

  3. Độ chính xác bản đồ cảnh báo: Việc ứng dụng ảnh Landsat 8 kết hợp GIS và AHP đã tạo ra bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng với độ chính xác cao, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí so với phương pháp truyền thống.

  4. Tình hình cháy rừng thực tế: Số vụ cháy rừng từ năm 2013 đến 2017 cho thấy mùa khô kéo dài và các vùng trọng điểm cháy trùng khớp với bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy, khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của bản đồ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến nguy cơ cháy cao là do điều kiện khí hậu khô hạn, nhiệt độ cao và độ ẩm thấp trong mùa khô, kết hợp với mật độ rừng dày và hoạt động của con người như đốt nương rẫy, săn bắn. So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với mô hình tam giác lửa và các yếu tố ảnh hưởng được xác định trên thế giới và trong nước.

Bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng được trình bày qua các lớp bản đồ chuyên đề và bản đồ tổng hợp, có thể minh họa bằng biểu đồ phân bố diện tích theo cấp nguy cơ và bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng chi tiết theo địa bàn huyện. Điều này giúp các nhà quản lý dễ dàng nhận diện vùng trọng điểm và đưa ra các biện pháp phòng chống phù hợp.

Việc ứng dụng GIS và viễn thám không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn giúp cập nhật thông tin nhanh chóng, hỗ trợ công tác dự báo và phát hiện sớm cháy rừng, góp phần giảm thiểu thiệt hại tài nguyên và môi trường.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong công tác phòng chống cháy rừng nhằm nâng cao độ chính xác dự báo và cảnh báo nguy cơ cháy, giảm thiểu thiệt hại. Thời gian thực hiện: ngay trong 1-2 năm tới. Chủ thể: các cơ quan quản lý lâm nghiệp và địa phương.

  2. Xây dựng và cập nhật cơ sở dữ liệu bản đồ chuyên đề về hiện trạng rừng, khí hậu, giao thông và thủy văn để phục vụ công tác quản lý và ra quyết định. Thời gian: liên tục hàng năm. Chủ thể: Chi cục Kiểm lâm tỉnh, Hạt Kiểm lâm huyện.

  3. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng và người dân về tác hại của cháy rừng và các biện pháp phòng chống, đặc biệt trong mùa khô hạn. Thời gian: triển khai hàng năm trước mùa cháy. Chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức xã hội.

  4. Xây dựng lực lượng phòng cháy chữa cháy rừng chuyên nghiệp với trang thiết bị hiện đại, tổ chức huấn luyện thường xuyên để nâng cao năng lực ứng phó khi có cháy xảy ra. Thời gian: 3 năm tới. Chủ thể: ngành Kiểm lâm, UBND huyện.

  5. Phối hợp liên ngành trong công tác PCCCR, bao gồm các cơ quan khí tượng thủy văn, công an, quân đội và chính quyền địa phương để đảm bảo hiệu quả trong công tác dự báo, cảnh báo và chữa cháy. Thời gian: thiết lập ngay và duy trì thường xuyên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý lâm nghiệp và bảo vệ rừng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng kế hoạch, phương án phòng chống cháy rừng hiệu quả, nâng cao năng lực quản lý và giám sát.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành lâm nghiệp, môi trường: Tham khảo phương pháp ứng dụng GIS và viễn thám trong quản lý tài nguyên rừng và phòng chống cháy rừng, phát triển nghiên cứu tiếp theo.

  3. Chính quyền địa phương và các tổ chức xã hội: Áp dụng các giải pháp tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng và phối hợp trong công tác phòng chống cháy rừng.

  4. Các đơn vị cung cấp dịch vụ công nghệ GIS, viễn thám: Tham khảo yêu cầu kỹ thuật và ứng dụng thực tiễn để phát triển sản phẩm, dịch vụ phù hợp với nhu cầu quản lý rừng và phòng chống cháy.

Câu hỏi thường gặp

  1. Viễn thám và GIS có vai trò gì trong phòng chống cháy rừng?
    Viễn thám cung cấp ảnh vệ tinh giúp theo dõi hiện trạng rừng và phát hiện điểm cháy sớm, trong khi GIS xử lý, phân tích dữ liệu không gian để xây dựng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng chính xác, hỗ trợ quản lý và ra quyết định.

  2. Các tiêu chí nào ảnh hưởng lớn nhất đến nguy cơ cháy rừng?
    Các tiêu chí chính gồm hiện trạng rừng, nhiệt độ, độ ẩm, giao thông, thủy văn và độ cao. Những yếu tố này tác động đến khả năng bắt cháy và lan truyền của đám cháy.

  3. Phương pháp AHP được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    AHP giúp xác định trọng số các tiêu chí ảnh hưởng bằng cách so sánh cặp đôi, từ đó tổng hợp và đánh giá mức độ quan trọng của từng yếu tố trong việc xây dựng bản đồ nguy cơ cháy rừng.

  4. Bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng có thể ứng dụng ra sao?
    Bản đồ giúp xác định vùng trọng điểm cháy, hỗ trợ chính quyền và lực lượng kiểm lâm trong việc bố trí lực lượng, phương tiện, lên kế hoạch phòng chống và chữa cháy kịp thời.

  5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả phòng chống cháy rừng tại huyện Ba Tơ?
    Cần tăng cường ứng dụng công nghệ GIS, xây dựng cơ sở dữ liệu cập nhật, nâng cao nhận thức cộng đồng, phát triển lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp và phối hợp liên ngành trong công tác PCCCR.

Kết luận

  • Ứng dụng viễn thám Landsat 8 và công nghệ GIS đã xây dựng thành công bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng tại huyện Ba Tơ với độ chính xác cao.
  • Phân tích 9 tiêu chí ảnh hưởng như hiện trạng rừng, nhiệt độ, độ ẩm, giao thông, thủy văn và độ cao giúp xác định rõ vùng nguy cơ cháy cao.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý, dự báo và phòng chống cháy rừng tại địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp công nghệ, tổ chức và xã hội nhằm nâng cao hiệu quả PCCCR trong thời gian tới.
  • Khuyến nghị các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng địa phương phối hợp triển khai các biện pháp phòng chống cháy rừng bền vững.

Hành động tiếp theo là triển khai áp dụng bản đồ cảnh báo nguy cơ cháy rừng vào công tác quản lý thực tế, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám cho các vùng rừng khác nhằm bảo vệ tài nguyên rừng hiệu quả hơn.