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 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 có tổng diện tích tự nhiên 806.527 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp chiếm 74,6% với 486.688 ha rừng, chủ yếu là rừng tự nhiên (92%). Thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình, nằm trong vùng có nguy cơ cháy rừng cao do điều kiện khí hậu khô hạn kéo dài, nhiệt độ cao và gió Tây Nam nóng, cộng với hoạt động sản xuất nông nghiệp và dân sinh chưa kiểm soát tốt.

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 08/2014 đến tháng 06/2015, tập trung phân tích các yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội, hiện trạng thảm thực vật và công tác PCCCR trên địa bàn.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện ở việc cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ công tác quản lý rừng, nâng cao hiệu quả phòng chống cháy rừng, giảm thiểu thiệt hại về tài nguyên và môi trường. Đồng thời, kết quả nghiên cứu còn làm cơ sở cho việc quy hoạch hệ thống công trình PCCCR và có thể áp dụng cho các địa phương khác trong tỉnh và khu vực miền Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Tam giác lửa: Cháy rừng xảy ra khi có đủ ba yếu tố gồm vật liệu cháy (VLC), ôxy và nguồn nhiệt. VLC là các chất dễ cháy trong rừng như cành, lá khô, than bùn, thân cây chứa tinh dầu. Nguồn nhiệt chủ yếu do hoạt động con người hoặc tự nhiên.
  • 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 lan truyền và tác động khác nhau đến rừng.
  • Phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng: Sử dụng các chỉ số khí tượng tổng hợp như chỉ số P của Nexterov, chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng, chỉ số Angstrom, độ ẩm VLC và hệ số khả năng bắt cháy để đánh giá nguy cơ cháy.
  • Phân tích đa tiêu chí (AHP): Phương pháp xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng dựa trên so sánh cặp đôi và tính toán mức độ quan trọng tương đối của từng yếu tố.
  • Ứng dụng viễn thám và GIS: Viễn thám cung cấp dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat để phân loại thảm thực vật và đánh giá biến động diện tích rừng. GIS tích hợp các lớp bản đồ chuyên đề như nhiệt độ, độ ẩm, địa hình, mật độ dân cư, giao thông để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy và quy hoạch PCCCR.

Các khái niệm chính bao gồm: vật liệu cháy (VLC), chỉ số khô hạn, chỉ số P nguy cơ cháy, phân vùng trọng điểm cháy, bản đồ cảnh báo cháy rừng, hệ thống công trình PCCCR.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu:

    • Dữ liệu thuộc tính: số liệu khí tượng (nhiệt độ, lượng mưa), thống kê cháy rừng giai đoạn 2009-2014, số liệu kinh tế xã hội, phương án PCCCR của tỉnh Quảng Bình.
    • Dữ liệu không gian: ảnh viễn thám Landsat năm 2005, 2010, 2014; bản đồ địa hình, giao thông, thủy hệ, ranh giới hành chính.
    • Khảo sát thực địa để lấy tọa độ điểm cháy, chòi canh lửa, trạm quản lý bảo vệ rừng.

  • Phương pháp phân tích:

    • Phân loại ảnh viễn thám theo phương pháp xác suất cực đại (Maximum Likelihood) để xác định hiện trạng thảm thực vật và biến động diện tích rừng.
    • Tính toán chỉ số khô hạn cán cân nước (K) theo phương pháp Nguyễn Trọng Hiệu, nội suy bằng phương pháp IDW trong GIS.
    • Xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng bằng phương pháp AHP, xây dựng ma trận so sánh cặp đôi và tính toán chỉ số nhất quán (CR).
    • Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng tích hợp các lớp dữ liệu: kiểu thảm thực vật, nhiệt độ trung bình tháng, chỉ số khô hạn, khoảng cách đến khu dân cư, đường giao thông, mật độ sông suối, độ dốc, hướng dốc, độ cao.
    • Quy hoạch hệ thống công trình PCCCR dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ và khảo sát thực địa.

  • Timeline nghiên cứu: Từ tháng 08/2014 đến tháng 06/2015, bao gồm thu thập dữ liệu, xử lý ảnh viễn thám, phân tích GIS, xây dựng bản đồ và đề xuất giải pháp PCCCR.

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 về diện tích và tài nguyên rừng.
    • 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.
    • Lực lượng kiểm lâm mỏng, trang thiết bị chữa cháy còn hạn chế, chưa có lực lượng chữa cháy chuyên trách.

  2. Biến động diện tích thảm thực vật giai đoạn 2005-2014:

    • Diện tích rừng tự nhiên giảm nhẹ, trong khi diện tích rừng trồng có xu hướng tăng nhưng chưa đủ bù đắp thiệt hại do cháy rừng.
    • Phân loại thảm thực vật cho thấy các loại rừng dễ cháy như rừng thông, tràm, bạch đàn chiếm tỷ lệ lớn trong tổng diện tích rừng.

  3. Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng:

    • 9 chỉ tiêu chính được sử dụng để xây dựng bản đồ gồm kiểu thảm thực vật, nhiệt độ trung bình tháng, chỉ số khô hạn, khoảng cách đến khu dân cư, đường giao thông, mật độ sông suối, độ dốc, hướng dốc và độ cao.
    • Kết quả 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.
    • So sánh với số liệu thống kê vụ cháy thực tế, bản đồ phân vùng có độ chính xác trên 85% trong việc dự báo vùng trọng điểm cháy.

  4. Quy hoạch hệ thống công trình PCCCR:

    • Đề xuất xây dựng mới và nâng cấp các chòi canh lửa, trạm quản lý bảo vệ rừng, băng cản lửa tại các vùng trọng điểm cháy.
    • Bản đồ quy hoạch hệ thống PCCCR được xây dựng dựa trên phân vùng nguy cơ, đảm bảo bao phủ toàn bộ khu vực có nguy cơ cháy cao trong thành phố Đồng Hới.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu khẳng định vai trò quan trọng của việc ứng dụng viễn thám và GIS trong công tác phòng chống cháy rừng. Việc tích hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội vào bản đồ phân vùng nguy cơ giúp nâng cao độ chính xác trong dự báo và cảnh báo cháy rừng. So với các nghiên cứu trước đây chỉ dựa trên chỉ số khí tượng tổng hợp, nghiên cứu này đã bổ sung thêm các yếu tố địa hình, mật độ dân cư và giao thông, góp phần làm rõ các vùng trọng điểm cháy.

Phân tích dữ liệu cho thấy các khu vực gần dân cư và đường giao thông có nguy cơ cháy cao do hoạt động con người là nguyên nhân chính gây cháy. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về tác động của yếu tố kinh tế xã hội đến cháy rừng. Việc quy hoạch hệ thống công trình PCCCR dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ sẽ giúp tăng cường hiệu quả giám sát, phát hiện sớm và ứng phó kịp thời với các đám cháy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện số vụ cháy theo năm, diện tích rừng theo loại thảm thực vật qua các năm, bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng và bản đồ quy hoạch hệ thống PCCCR. Các bảng so sánh chỉ số nguy cơ cháy và số liệu thực tế cũng giúp minh chứng tính chính xác của mô hình.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong công tác PCCCR

    • Triển khai hệ thống giám sát cháy rừng tự động dựa trên ảnh vệ tinh và GIS để phát hiện sớm điểm cháy.
    • Mục tiêu: Giảm thời gian phát hiện cháy xuống dưới 1 giờ.
    • Thời gian thực hiện: 1-2 năm.
    • Chủ thể: Cục Kiểm lâm, Sở NN&PTNT tỉnh Quảng Bình.

  2. Quy hoạch và đầu tư hệ thống công trình phòng cháy chữa cháy rừng đồng bộ

    • Xây dựng mới và nâng cấp chòi canh lửa, trạm quản lý bảo vệ rừng, băng cản lửa tại các vùng trọng điểm cháy.
    • Mục tiêu: Bao phủ 100% vùng nguy cơ cháy cao.
    • Thời gian thực hiện: 2-3 năm.
    • Chủ thể: UBND thành phố Đồng Hới, Ban chỉ đạo BVR.

  3. Tăng cường đào tạo, nâng cao năng lực lực lượng PCCCR

    • Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật chữa cháy rừng, sử dụng thiết bị hiện đại.
    • Mục tiêu: Đảm bảo 100% cán bộ, kiểm lâm viên được đào tạo bài bản.
    • Thời gian thực hiện: Hàng năm.
    • Chủ thể: Trường Đại học Nông Lâm Huế, Cục Kiểm lâm.

  4. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng và các bên liên quan

    • Triển khai các chương trình giáo dục, tuyên truyền về tác hại của cháy rừng và trách nhiệm phòng chống.
    • Mục tiêu: Giảm 30% số vụ cháy do nguyên nhân con người trong 5 năm.
    • Thời gian thực hiện: Liên tục.
    • Chủ thể: UBND các xã, phường, các tổ chức xã hội.

  5. Xây dựng cơ chế phối hợp liên ngành trong PCCCR

    • Thiết lập quy trình phối hợp chặt chẽ giữa các lực lượng kiểm lâm, công an, quân đội và chính quyền địa phương.
    • Mục tiêu: Tăng hiệu quả chữa cháy, giảm thiệt hại tài nguyên.
    • Thời gian thực hiện: 1 năm.
    • Chủ thể: Ban chỉ đạo PCCCR tỉnh Quảng Bình.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý rừng và kiểm lâm

    • Lợi ích: Áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả công tác phòng chống cháy rừng, quy hoạch hệ thống PCCCR phù hợp.
    • Use case: Lập kế hoạch tuần tra, bố trí lực lượng canh gác dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ.

  2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm học, Môi trường

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu cháy rừng, phát triển các mô hình dự báo.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu tiếp theo về quản lý rừng và phòng chống cháy.

  3. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường

    • Lợi ích: Sử dụng dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển bền vững tài nguyên rừng.
    • Use case: Xây dựng các chương trình phòng chống cháy rừng cấp tỉnh và quốc gia.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức xã hội hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ rừng

    • Lợi ích: Nâng cao nhận thức, tham gia tích cực vào công tác phòng chống cháy rừng.
    • Use case: Tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giám sát và hỗ trợ chữa cháy tại địa phương.

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 phân loại thảm thực vật và phát hiện điểm cháy sớm. GIS tích hợp các lớp dữ liệu để xây dựng bản đồ 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?
    Các yếu tố chính gồm kiểu thảm thực vật, nhiệt độ, độ ẩm VLC, gió, địa hình, mật độ dân cư và giao thông. Sự kết hợp các yếu tố này quyết định khả năng phát sinh và lan rộng đám cháy.

  3. Phương pháp dự báo cháy rừng nào được sử dụng phổ biến ở Việt Nam?
    Phương pháp dự báo dựa trên chỉ số khí tượng tổng hợp P của Nexterov, chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng, chỉ số Angstrom và độ ẩm VLC. Các phương pháp này được hiệu chỉnh theo điều kiện địa phương và tốc độ gió.

  4. Làm thế nào để xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng?
    Bản đồ được xây dựng bằng cách tích hợp các lớp dữ liệu về thảm thực vật, khí tượng, địa hình, dân cư và giao thông trong GIS, sau đó áp dụng phương pháp phân tích đa tiêu chí AHP để xác định trọng số và phân vùng nguy cơ.

  5. Giải pháp nào hiệu quả nhất để giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng?
    Giải pháp tổng hợp gồm tăng cường giám sát và phát hiện sớm bằng công nghệ viễn thám, quy hoạch hệ thống công trình PCCCR, đào tạo lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp, tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng cơ chế phối hợp liên ngành.

Kết luận

  • Ứng dụng viễn thám và GIS đã giúp xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng chính xác, hỗ trợ công tác phòng chống cháy rừng tại thành phố Đồng Hới.
  • Nghiên cứu xác định được các yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến nguy cơ cháy, bao gồm thảm thực vật, khí hậu, địa hình và hoạt động con người.
  • Hiện trạng công tác PCCCR còn nhiều hạn chế, cần quy hoạch hệ thống công trình và nâng cao năng lực lực lượng chữa cháy.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm tăng cường hiệu quả phòng chống cháy rừng trong thời gian 1-3 năm tới.
  • Khuyến nghị các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng dân cư phối hợp thực hiện để bảo vệ tài nguyên rừng bền vững.

Next steps: Triển khai hệ thống giám sát cháy rừng tự động, hoàn thiện quy hoạch PCCCR, đào tạo lực lượng chuyên trách và đẩy mạnh tuyên truyền cộng đồng.

Call to action: Các đơn vị liên quan cần phối hợp chặt chẽ, đầu tư công nghệ và nhân lực để nâng cao hiệu quả phòng chống cháy rừng, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.