Nghiên cứu thành phần vật liệu cháy rừng thông mã vĩ (pinus massoniana) phục vụ dự báo cháy rừng tại huyện cao lộc, tỉnh lạng sơn

Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HỒNG THỊ HỒNG HẠNH NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHÁY RỪNG THÔNG MÃ VĨ Pinus massoniana PHỤC VỤ DỰ BÁO CHÁY RỪNG TẠI HUYỆN CAO LỘC T

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG THỊ HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHÁY RỪNG

THÔNG MÃ VĨ (Pinus massoniana) PHỤC VỤ

DỰ BÁO CHÁY RỪNG TẠI HUYỆN CAO LỘC

TỈNH LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Thái Nguyên, năm 2023

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG THỊ HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHÁY RỪNG

THÔNG MÃ VĨ (Pinus massoniana) PHỤC VỤ

DỰ BÁO CHÁY RỪNG TẠI HUYỆN CAO LỘC

TỈNH LẠNG SƠN

Ngành: Quản lý tài nguyên rừng

Mã số: 8 62 02 11LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TUẤN HÙNG

Thái Nguyên, năm 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi Các số liệu điều tra, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Thái Nguyên, Ngày tháng Năm 2023

TS Nguyễn Tuấn Hùng Hoàng Thị Hồng Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các quý Thầy,

Cô khoa Lâm Nghiệp, bộ phận sau đại học, Phòng Đào tạo Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và các bạn đồng nghiệp đang công tác tại hạt kiểm lâm Huyện Cao Lộc, Phòng Tài Nguyên Môi trường, Phòng Nông Nghiệp huyện, cũng như Lãnh đạo chi cục Kiểm Lâm tỉnh Lạng Sơn;

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Tuấn Hùng đã giúp đỡ và tôi trong suốt quá trình nghiên cứu của luận văn

Cho dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện, song luận văn này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự góp ý của quý Thầy,

Cô và các bạn đồng nghiệp

Thái Nguyên, Ngày tháng Năm 2023

Tác giả luận văn

Hoàng Thị Hồng Hạnh

MỤC MỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ ix

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN……… x

THESIS ABSTRACT xii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 4

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam 8

1.2.1 Trên thế giới 8

1.2.2 Nghiên cứu cháy rừng tại Việt Nam 15

1.2.3 Nhận xét chung 16

1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 16

1.3.1 Vị trí địa lý 16

1.3.2 Đặc điểm khí hậu 17

1.3.3 Đặc điểm địa hình 18

1.3.4 Đặc điểm về dân số 19

1.3.5 Đặc điểm về cơ sở hạ tầng 20

1.3.6 Đặc điểm tài nguyên 21

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Đối tượng, phạm vi 23

2.1.1 Đối tượng 23

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 23

2.2 Nội dung nghiên cứu 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 23

2.3.1 Phương pháp kế thừa 23

2.3.2 Phương pháp phỏng vấn 23

2.3.3 Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn 24

2.3.4 Thu thập số liệu về thành phần và khối lượng vật liệu cháy 25

2.3.5 Thu thập số liệu về độ ẩm vật liệu cháy 26

2.3.6 Độ dày vật liệu cháy 26

2.3.7 Xác định hệ số khả năng bắt cháy của vật liệu cháy 27

2.3.8 Phương pháp xử lý số liệu 27

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 Đánh giá thực trạng tài nguyên rừng tại địa điểm nghiên cứu 28

3.2 Đánh giá thức trạng cháy rừng tại địa điểm nghiên cứu 32

3.2.1 Thuận lợi 34

3.2.2 Khó khăn 35

3.3 Đánh giá đặc điểm cấu trúc của rừng trồng thông mã vĩ 35

3.3.1 Đặc điểm tầng cây cao 35

3.3.2 Đặc điểm cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi 37

3.4 Đặc điểm vật liệu cháy rừng trồng Thông mã vĩ 41

3.4.1 Đặc điểm khối lượng vật liệu cháy 41

3.4.2 Độ ẩm vật liệu cháy 45

3.4.3 Độ dày vật liệu cháy 47

3.5 Dự báo khả năng xảy ra cháy rừng dựa vào vật liệu cháy 48

3.5.1 Dự báo khả năng xảy ra cháy rừng từ độ ẩm vật liệu cháy 48

3.5.2 Khả năng bén lửa của vật liệu cháy (hệ số K) 50

3.6 Phân tích tương quan giữa các chỉ tiêu của VLC tại địa điểm nghiên cứu 51 3.6.1 Mối tương quan giữa m1, m2 và M 52

3.7 Đề xuất một số biện pháp xử lý vật liệu cháy phục vụ phòng chống

cháy rừng Thông 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

1 Kết luận 57

2 Tồn tại 58

3 Kiến nghị 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

PCCCR Phòng cháy, chữa cháy rừng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Hiện trạng sử dụng đất huyện Cao Lộc 28

Bảng 3.2 Diện tích các loài cây trồng rừng tại địa điểm nghiên cứu 30

Bảng 3.3 Tổng hợp số vụ cháy rừng tại địa điểm nghiên cứu 32

Bảng 3.4 Tổng hợp nguyên nhân gây cháy rừng 34

Bảng 3.5 Tình hình sinh trưởng của lâm phần điều tra 36

Bảng 3.6 Tình hình sinh trưởng cây tái sinh 37

Bảng 3.7 Thành phần loài cây bụi thảm tươi tại lâm phần nghiên cứu 39

Bảng 3.8 Khối lượng vật liệu cháy rừng trồng Thông Mã vĩ các độ tuổi 42

Bảng 3.9 Khối lượng vật liệu cháy khô phân loại theo kích thước VLC 44

Bảng 3.10 Độ ẩm tương đối VLC tại lâm phần nghiên cứu 46

Bảng 3.11 Độ dày VLC khô theo độ tuổi 47

Bảng 3.12 Dự báo cháy rừng theo độ ẩm VLC 49

Bảng 3.13 Dự báo khả năng cháy rừng từ VLC tại địa điểm nghiên cứu 49

Bảng 3.14 Tổng hợp kết quả hệ số K rừng trồng Thông mã Vĩ 50

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Tam giác lửa 4

Hình phụ lục 3.1: Điều tra độ dày vật liệu cháy 66

Hình phụ lục 3.2 Thành phần và đặc điểm VLC rừng trồng

Thông mã vĩ tuổi 9 67

Hình phụ lục 3.3 Mẫu được sấy tại phòng thí nghiệm khoa LN-ĐHNL 67

Hình phụ lục 3.4 Cân mẫu sau khi sấy khô bằng cân điện tử

tại phòng thí nghiệm 68

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Chiều cao trung bình cây tái sinh tại lâm phần nghiên cứu 38

Biểu đồ 3.2 Chiều cao trung bình lớp cây bụi thảm tươi 40

Biểu đồ 3.3 Khối lượng VLC rừng Thông mã vĩ các độ tuổi 43

Biểu đồ 3.4 Độ dày VLC khô theo độ tuổi nghiên cứu 48

Biểu đồ 3.5 Biểu đồ thể hiện tương quan giữa vật liệu khô và vật liệu tươi 52

Biểu đồ 3.6 Kết quả phân tích tương quan giữa m1 và M 53

Biểu đồ 3.7 Mối quan hệ giữa tương quan vật liệu tươi m2 và M 53

Biểu đồ 3.8 Biểu đồ tương quan giữa K và m1 54

Biểu đồ 3.9 Biểu đồ thể hiện tương quan giữa K và m2 55

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả luận văn: HOÀNG THỊ HỒNG HẠNH

Tên luận văn: Nghiên cứu thành phần vật liệu cháy rừng thông mã vĩ

phục vụ dự báo cháy rừng tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn”

Ngành khoa học của luận văn: Quản lý tài nguyên rừng Mã số: 8620211 Tên đơn vị đào tạo: Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên Mục đích nghiên cứu:

- Đánh giá sinh trưởng của lâm phần thông mã vĩ tại địa điểm nghiên cứu

- Xác định đặc điểm vật liệu cháy tại khu vực nghiên cứu

- Dự báo về khả năng cháy rừng tại địa điểm nghiên cứu theo vật liệu cháy

Phương pháp nghiên cứu:

Đề tài đã áp dụng phương pháp điều tra, đo đếm thực địa tại rừng Thông

Mã Vĩ tại địa điểm nghiên cứu Sử dụng phương pháp thông thường trong lâm nghiệp kết hợp thống kê bằng Excel và SPSS để phân tích dữ liệu

Kết quả chính của đề tài:

- Tổng diện tích đất tự nhiên của huyện là khoảng 62.000ha, trong đó diện tích đất quy hoạch để phát triển lâm nghiệp là gần 44.000ha, đặc biệt là đất rừng sản xuất chiếm trên 33.000ha gồm nhiều loài cây trồng khác nhau

- Rừng trồng Thông chiếm con số rất lớn (27,075.76 ha), để phục vụ cho công tác dự báo cũng như phòng cháy chữa cháy rừng trên địa bàn rộng lớn, diện tích loài cây dễ cháy nhiều, việc nghiên cứu diện tích các loài cây giúp lựa chọn đúng đối tượng nghiên cứu

- Trong 5 năm từ năm 2019- tháng 10/2023 trên địa bàn huyện xảy ra 15 vụ cháy rừng gây thiệt hại 17.1 ha rừng trong đó chủ yếu là cháy rừng trồng Thông

Số vụ cháy cao nhất là vào năm 2019 là 06 vụ cháy gây thiệt hại 6.28 ha rừng

- Sinh trưởng đường kính bình quân tại tuổi 9 là 13.8cm và sinh trưởng chiều cao bình quân là 11.5m, tại tuổi 14 lần lượt là 18.0cm và 15.6m và tại tuổi

22 lần lượt là 23.7cm và 17.2m Sinh trưởng về đường kính và chiều cao tăng lên theo tuổi, tuy nhiên có ít sự sai khác về sinh trưởng của loài Thông Mã vĩ tại các vị trí nghiên cứu (chân, sườn và đỉnh) Tương đương với sinh trưởng D và

H, rừng trồng Thông mã vĩ tại địa điểm nghiên cứu có tữ lượng trung bình của các độ tuổi 9, 14 và 22 lần lượt là 115.06, 205.65 và 320.20 m3

- Khối lượng VLC dưới tán rừng trồng Thông Mã vĩ tại địa điểm nghiên cứu tăng nhanh theo thời gian, tại thời điểm tuổi 9, tổng khối lượng VLC trung bình là 4.89 tấn/ha, tuổi 14 và 22 lần lượt là 7.68 và 17.17 tấn/ha

- Độ ẩm tương đối của VLC tại tuổi 9 dao động từ 14.02% ở Đỉnh đến 15.57% ở Chân, với Sườn nằm ở giữa (14.52%) Trung bình độ ẩm tương đối cho toàn bộ VLC ở độ tuổi này là 14.70%

- Ở độ tuổi 14, độ ẩm tương đối của VLC giảm xuống ở Chân (12.00%) và tăng lên ở Sườn và Đỉnh (13.63% cho cả hai loại đất) Trung bình độ ẩm tương đối cho toàn bộ VLC ở độ tuổi này là 13.08%

- Ở độ tuổi 22, độ ẩm tương đối của VLC giảm ở Đỉnh (11.99%) và Chân (14.13%), trong khi Sườn có độ ẩm tương đối ổn định ở mức 13.62% Trung bình độ ẩm tương đối cho toàn bộ VLC ở độ tuổi này là 13.24%

Tất cả các độ tuổi nghiên cứu trong bảng có dự báo cấp độ cháy rừng đều

là IV (có nhiều khả năng cháy, nguy hiểm)

- Kết quả cho thấy rằng hệ số K tăng theo độ tuổi tại địa điểm nghiên cứu

Ở tuổi 9, hệ số K tại chân đồi và đỉnh đồi không có sự khác biệt, lần lượt là 0.46

và 0.41 so với ở chân đồi (0.50), trung bình hệ số K ở tuổi 9 là thấp nhất so với hai độ tuổi còn lại lần lượt là 0.86 và 0.96

THESIS ABSTRACT

Master of Science: HOANG THI HONG HANH

Thesis title: Study of the Composition of Forest Fire Fuels of Pinus

massoniana to Support Forest Fire Prediction in Cao Lộc District, Lạng Sơn Province

Major: Forest Resource Management Code: 8620211

Educational organization: Thai Nguyen University of Agriculture and

Forestry-Thai Nguyen University

Materials and Method:

The study employed field investigation and data collection in the Pinus massoniana forest in the research area Standard forestry methods were used, and data were analyzed using Excel and SPSS

Main findings and conclusions:

The total natural land area in the district is approximately 62,000 hectares, with around 44,000 hectares planned for forest development, including over 33,000 hectares of productive forest, consisting of various tree species

Masson Pine forests cover a significant area (27,075.76 hectares), making

it essential for forest fire prediction and prevention in the region due to the high susceptibility of this tree species to fire

Over the five-year period from 2019 to October 2023, there were 15 forest fire incidents in the district, resulting in 17.1 hectares of forest damage, primarily

in Masson Pine forests The highest number of fire incidents occurred in 2019, with 6 incidents causing 6.28 hectares of forest damage

The average diameter at age 9 was 13.8 cm, and the average height was 11.5 m At age 14, these values increased to 18.0 cm and 15.6 m, and at age 22, they further increased to 23.7 cm and 17.2 m While growth in diameter and height increased with age, there were slight variations in the growth of Pinus massoniana at different study locations (base, slope, and hilltop) The average volume of Pinus massoniana forests at ages 9, 14, and 22 was 115.06, 205.65, and 320.20 m3, respectively

The volume of live Forest fuels under Pinus massoniana forests in the study area increased over time At age 9, the average total forest fuels was 4.89 tons/ha, while at ages 14 and 22, it was 7.68 and 17.17 tons/ha, respectively

Relative humidity of forest fuels at age 9 ranged from 14.02% at the hilltop

to 15.57% at the base, with the slope having an intermediate value of 14.52% The average relative humidity for all forest fuels at this age was 14.70%

At age 14, relative humidity decreased at the base (12.00%) and increased

at the slope and hilltop (13.63% for both soil types) The average relative humidity for all forest fuels at this age was 13.08%

At age 22, relative humidity decreased at the hilltop (11.99%) and base (14.13%), while the slope had a stable relative humidity of 13.62% The average relative humidity for all forest fuels at this age was 13.24%

The fire danger level forecast for all age groups in the study was IV (high likelihood of fire, high risk)

The results indicate that the K factor increases with age at the study site At age 9, the K factor at the base and hilltop did not differ significantly, at 0.46 and 0.41, respectively, compared to 0.50 at the slope The average K factor at age 9 was the lowest among the three ages, at 0.86 and 0.96 for the other two ages, respectively

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Rừng được coi là một nguồn tài nguyên quý báu của mỗi quốc gia và đóng vai trò là bộ phận xanh của hành tinh chúng ta Tất cả các hoạt động trong cuộc sống xã hội liên quan chặt chẽ đến rừng Do đó, có thể khẳng định rằng “rừng đóng vai trò quan trọng trong cung cấp nước, và nước lại là nguồn sống.” Rừng không chỉ cung cấp các sản phẩm vật lý như gỗ, củi, và sản phẩm lâm nghiệp khác ngoài gỗ, mà còn thực hiện một loạt các chức năng sinh thái quan trọng như: bảo vệ đất, ngăn chặn sự xói mòn, điều tiết nguồn nước, kiểm soát lũ lụt, làm lành sóng biển, bảo vệ khỏi cát bão, duy trì sự đa dạng sinh học, bảo vệ vẻ đẹp tự nhiên, thúc đẩy ngành du lịch và góp phần vào sự ổn định của khí hậu toàn cầu bằng cách hấp thụ CO2, lưu trữ carbon và cung cấp oxy

Cháy rừng là một trong những nguyên nhân khiến mỗi năm rừng của chúng

ta mất đi hàng ngàn ha, mà cháy rừng chỉ xảy ra khi có sự kết hợp của 3 yếu tố:

Ô xi, vật liệu cháy và nguồn nhiệt Trong ngữ cảnh này, oxy tồn tại rộng rãi trong khí quyển nhưng thường không dễ dàng kiểm soát Nguồn nhiệt chủ yếu phát sinh từ việc không cẩn thận sử dụng lửa bởi con người, tuy nhiên, việc ngăn chặn nó cũng không hề dễ dàng Còn về vật liệu dễ cháy, chúng thường có sẵn trong môi trường rừng Đây là một danh sách đa dạng về các vật liệu có khả năng bắt cháy ở nhiệt độ thích hợp, bao gồm các loại thảm mục, thảm khô, cây bụi, cây tái sinh, cỏ, và cây thân gỗ Những đặc tính cụ thể của vật liệu cháy xác định khả năng chúng cháy, tốc độ lan truyền của đám cháy, và quy mô của sự

cố cháy Để hiệu quả trong việc đối phó và giảm thiểu thiệt hại do đám cháy rừng gây ra, thông tin cụ thể về các yếu tố ảnh hưởng đến cháy rừng, như đặc tính cấu trúc của vật liệu cháy và khả năng chúng bắt cháy, là cần thiết

Việt Nam là một trong những quốc gia có tiềm năng về tài nguyên rừng với 3/4 diện tích cả nước là đồi núi và nằm trong chuỗi vùng khí hậu nhiệt đới gió

mùa Do vậy, Việt Nam có nhiều điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành Lâm Nghiệp giàu tiềm năng

Nước ta là nước đang ở giai đoạn đầu của một nước phát triển với dân số trên

90 triệu người, Nhà nước ta đã giải quyết được một số vấn đề lương thực nhưng chưa đáp ứng được đầy đủ cuộc sống hiện tại của nhân dân Dân số cả nước ngày càng gia tăng, có tới trên 60% dân số chủ yếu sinh sống bằng nghề nông lâm nghiệp Trong

đó tỷ lệ số người dân sống dựa vào rừng là rất lớn ở những nơi vùng sâu, vùng xa của các tỉnh miền núi, trình độ dân trí không đồng đều, kỹ thuật canh tác còn lạc hậu, cuộc sống du canh, du cư của đồng bào dân tộc vùng cao còn nhiều, do nhu cầu của cuộc sống trước mắt, nạn đốt rừng làm nương rẫy, khai thác lâm sản trái phép vẫn đang xẩy ra hàng ngày Do vậy tài nguyên rừng ngày càng bị thu hẹp, một số loại động vật quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng, nhiệt độ trái đất ngày càng nóng lên làm ảnh hưởng rất lớn đến môi trường sinh thái và nền kinh tế quốc dân

Nghiên cứu về hiện tượng cháy và đám cháy rừng đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu cả trong và ngoài nước Các kết quả nghiên cứu đã và đang được áp dụng trong thực tế để đối phó với nguy cơ cháy rừng Tuy nhiên, trong trường hợp cháy rừng xảy ra, con người gần như vẫn không thể kiểm soát hoàn toàn

và thường phải ứng phó theo tình hình Do đó, việc nghiên cứu về thành phần của vật liệu cháy và mối tương quan giữa chúng đang được coi là cơ sở khoa học quan trọng để đề xuất các biện pháp phòng cháy hiệu quả và có tính chủ động, được xem

là hướng đi tối ưu trong việc kiểm soát và đối phó với đám cháy rừng trong thời điểm hiện tại

Xuất phát từ những thực tiễn trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu thành phần vật liệu cháy rừng thông mã vĩ phục vụ dự báo

cháy rừng tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn”

2 Mục tiêu đề tài

- Đánh giá sinh trưởng của lâm phần thông mã vĩ tại địa điểm nghiên cứu

- Xác định đặc điểm vật liệu cháy tại khu vực nghiên cứu

- Dự báo về khả năng cháy rừng tại địa điểm nghiên cứu theo vật liệu cháy

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Góp phần nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá sinh trưởng và đặc điểm vật liệu cháy dưới tán rừng thông mã vĩ nhằm đề xuất một số giải pháp phòng cháy chữa cháy tại địa điểm nghiên cứu

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Trên cơ sở thực tiễn đề tài đã đề xuất được một số giải pháp phòng cháy chữa cháy rừng trồng thông mã vĩ các độ tuổi khác nhau tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

Theo hướng dẫn quản lý cháy rừng của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), “đám cháy rừng” là sự xuất hiện và lan truyền của đám cháy trong rừng

mà không nằm trong sự kiểm soát của con người, gây ra nhiều hậu quả đáng kể đối với tài nguyên, tài sản và môi trường Để có đám cháy rừng xảy ra, cần có

sự kết hợp của ba yếu tố sau:

- Thành phần vật liệu cháy: Đây là các chất có khả năng cháy và tự bốc cháy trong điều kiện có đủ nhiệt độ và ôxy

- Sự hiện diện của ôxy: Ôxy tự do luôn có sẵn trong không khí (với nồng

độ khoảng 21-22%) và thấm đầy các khoảng trống giữa các thành phần vật liệu cháy

- Nguồn nhiệt gây ra cháy: Nguồn nhiệt có thể bắt nguồn từ thiên nhiên như sấm sét, hoặc từ sự phun trào của núi lửa Tại Việt Nam, cháy rừng chủ yếu là

do hoạt động của con người gây ra

Mỗi yếu tố này được coi như một cạnh của một tam giác, và khi chúng kết hợp lại với nhau, tạo thành “Tam giác lửa”

Nguồn lửa Ôxy

Vật liệu cháy

Hình 1.1 Tam giác lửa

Nếu thay đổi 1 hoặc 2 cạnh thì “Tam giác lửa” sẽ thay đổi hoặc bị phá vỡ,

có nghĩa là đám cháy sẽ suy yếu hoặc đã được dập tắt

Sự cần thiết tiến hành chuyên đề Đây cũng chính là cơ sở khoa học trong công tác PCCCR (Bế Minh Châu và CS, 2005): Về bản chất cháy rừng gồm hai mặt của quá trình vật lý và hoá học

Phản ứng xảy ra:

C6H12O6 + 6O2 + nhiệt gây cháy = 6CO2 + 6H2O + nhiệt lượng Phản ứng cháy rừng có thể được xem xét như ngược lại so với quá trình quang hợp, khi sự cháy xảy ra nhanh chóng tiêu hủy các thành phần của thực vật

và các hợp chất hóa học bên trong chúng, đồng thời giải phóng nhiệt Tốc độ truyền nhiệt trong đám cháy rừng rất nhanh, hoàn toàn ngược lại với việc tích luỹ năng lượng thông qua quá trình quang hợp của cây rừng, mà có tốc độ chậm Nhiệt lượng được tạo ra và lan ra môi trường xung quanh thông qua ba phương thức: Bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt Cả ba phương thức truyền nhiệt này luôn hoạt động cùng nhau trong quá trình cháy

- Bức xạ là cách truyền nhiệt dưới dạng sóng với tốc độ tương tự ánh sáng, không cần tiếp xúc trực tiếp với nguồn bức xạ Bức xạ chính là yếu tố chính khiến vật liệu phía trước đám cháy nhanh chóng khô và dễ cháy Bức xạ đóng vai trò quan trọng trong việc kích thích đám cháy lan sang các vật liệu khác

- Đối lưu là cách truyền nhiệt thông qua dòng khí hoặc hơi nước Trong quá trình cháy rừng, không khí bên trong đám cháy bị nóng lên và trôi lên, còn không khí lạnh thấm vào, tạo ra hiện tượng đối lưu nhiệt Do có đối lưu nhiệt, tầng cây

bị sạch mực, đám cháy thường phát triển từ dưới lên và đẩy tốc độ cháy lên cao, đặc biệt là ở những khu vực có sườn dốc hoặc nơi rừng giao nhiều tầng cây Khi cháy mạnh, đối lưu có thể cuốn theo cả các vật liệu cháy không gian rộng, gây

ra hiện tượng “lửa bay” gây cháy

- Dẫn nhiệt là cách truyền nhiệt diễn ra bên trong vật liệu cháy hoặc từ vật liệu này sang vật liệu khác thông qua tiếp xúc trực tiếp Dẫn nhiệt chủ yếu đóng vai trò trong quá trình cháy của các vật liệu cháy có kích thước lớn

Các loại vật liệu cháy được phân chia thành ba tầng trong không gian rừng:

- Vật liệu cháy không khí hoặc vật liệu cháy trên cao bao gồm toàn bộ cây rừng (bao gồm cây sống và cây chết) cùng với hệ tán cây Trong đó, cây chết khô, cành khô còn đọng trên cây và đặc điểm của tán lá cây có nhựa hoặc dầu đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho đám cháy bén lửa

- Vật liệu cháy mặt đất bao gồm các thành phần hữu cơ trên mặt đất rừng như cành cây, lá cây khô, gốc cây, cây cỏ, cây bụi chiều cao của lớp vật liệu cháy này có thể lên đến 1-2m Ngoài ra, nó còn bao gồm các phần thảm mục đang phân hủy và hệ thống rễ cây khô nằm gần mặt đất

- Vật liệu cháy dưới mặt đất bao gồm các chất hữu cơ, tầng rễ cây, than bùn tích tụ ở dưới mặt đất rừng

Cấu trúc của vật liệu cháy càng mịn, càng nhẹ, thì khả năng cháy càng cao Tính chất của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như hàm lượng dầu, hàm lượng tro

Có ba loại cháy rừng chủ yếu liên quan đến ba tầng vật liệu cháy được nêu trên, đó là cháy tán, cháy mặt đất và cháy ngầm

Cháy tán là loại cháy xảy ra trên tán cây, tán rừng và thường phát triển từ cháy mặt đất, thường chỉ xảy ra trong điều kiện khô han kéo dài, tốc độ gió trên tán rừng từ trung bình đến mạnh Loại cháy này rất nguy hiểm và thường kèm theo gió mạnh hoặc lốc, dẫn đến tốc độ lan truyền nhanh và gây ra các đám cháy

“nhảy cóc”, diện tích cháy rộng và thiệt hại nghiêm trọng

Có hai loại cháy tán dựa trên tốc độ di chuyển của đám cháy:

- Cháy tán lướt nhanh: Khi tốc độ gió trên rừng rất mạnh (>15m/s), vận tốc

di chuyển của đám cháy thường đạt 1800-2400m/h Ngọn lửa trên tán có thể di chuyển đi trước ngọn lửa cháy dưới tán khoảng 50-200m

- Cháy tán chậm: Khi tốc độ gió trên tán từ trung bình đến mạnh (5-15m/s), vận tốc di chuyển của đám cháy thường ở mức 300-900 m/h

+ Cháy dưới tán (cháy mặt đất): Loại cháy này chỉ xảy ra trên các phần cành cây khô, thảm mục, cây bụi khô, gỗ mục nằm trên mặt đất rừng Loại cháy này khá nguy hiểm, mặc dù ngọn lửa nhỏ và không cao hơn tán cây, nhưng cháy rất nhanh và tiêu hủy hoàn toàn các loài cây tái sinh Thân và gốc cây bị trụi hết, cành lá trên tán cây khô và vàng hết, do sức chịu đựng kém nên những cây này dễ bị sâu bệnh tấn công và ngã đổ khi gặp gió mạnh Có hai loại cháy dưới tán dựa trên tốc độ của đám cháy:

+ Cháy dưới tán lướt nhanh: Có tốc độ di chuyển đạt trên 180m/h Sức cháy yếu, ngọn lửa thấp nên tác hại nhẹ hơn cháy dưới tán chậm Tuy nhiên, loại cháy này rất dễ chuyển thành cháy tán, đặc biệt là khi đám cháy xảy ra ở khu vực rừng non, nhiều thảm tươi và có cành nhánh phân bố gần mặt đất

+ Cháy dưới tán chậm (cháy ổn định): Có tốc độ di chuyển khoảng 180m/h, thường xảy ra ở những nơi tích tụ nhiều vật liệu cháy với độ ẩm thấp

60-và độ dày chất đống cao, ngọn lửa ít khi cao hơn 2m

+ Cháy ngầm: Đây là loại cháy mà ngọn lửa nằm ở lớp bùn và than bùn, phá hủy chất hữu cơ đã tích tụ dưới mặt đất rừng Đặc điểm của loại cháy này là cháy chậm, âm ỉ, không có ngọn lửa rõ ràng Vì vậy, khó đánh giá khi nào đám cháy ngầm hoàn toàn tắt Cháy ngầm có thể lan tràn theo mọi hướng do sự phân

bố của chất hữu cơ dưới mặt đất rừng, không tuân theo hướng nhất định như cháy mặt đất và cháy tán

Phân loại cháy rừng chỉ mang tính tương đối Trong thực tế, có thể xảy ra đồng thời ba loại cháy trên Mỗi loại cháy có thể phát triển độc lập, nhưng cũng

có thể tương tác với nhau

1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Trên thế giới

1.2.1.1 Nghiên cứu về tình hình cháy rừng

Công tác bảo vệ rừng đặc biệt quan trọng bao gồm phòng cháy chữa cháy rừng Trên toàn cầu, các nghiên cứu hỗ trợ công việc phòng cháy chữa cháy rừng

đã được thực hiện khoảng cách đây 100 năm Trong đó, việc nghiên cứu dự báo cháy rừng đã được một số nhà khoa học tiến hành từ thế kỷ XX trở đi Bắt đầu tại các quốc gia có nền kinh tế lâm nghiệp phát triển như Mỹ, Thụy Điển, Úc, Pháp, Nga, Đức tại những nơi này, việc xác định mức độ nguy hiểm của cháy rừng đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý Hiện nay, có nhiều phương pháp dự báo khả dụng

Nghiên cứu về vật liệu cháy cũng đã bắt đầu từ đầu thế kỷ XX Ban đầu, việc nghiên cứu chủ yếu dựa vào đánh giá định tính thông qua quan sát trực tiếp

về vật liệu cháy và các yếu tố thời tiết trong ngày

Nghiên cứu của Weitmann (1918) về mối quan hệ giữa hàm lượng nước của VLC và khả năng cháy đã dẫn đến kết luận sau: Khi hàm lượng nước của VLC >= 25%, thì không xảy ra cháy rừng, trong khi nếu hàm lượng nước trong VLC từ 10-15%, thì khả năng xảy ra cháy rừng tăng lên

Năm 1924 tại Nga, E.V Valendich đã thực hiện thống kê các tài liệu về cháy rừng và xác định mối quan hệ giữa diện tích rừng bị cháy và số lượng vụ cháy rừng Ông kết luận rằng những khu vực khai thác rừng bừa bãi và không thực hiện vệ sinh rừng khi gặp thời kỳ khô han kéo dài thì có nguy cơ cao xảy

ra cháy rừng

Vào năm 1939, V.G Nesterop đã đề xuất phương pháp dự báo cháy rừng tổng hợp dựa trên kết quả nghiên cứu của mình Theo ông, chỉ tiêu tổng hợp là tổng số của tích số giữa sự chênh lệch của độ ẩm không khí và nhiệt độ không khí lúc 13h (theo giờ địa phương) của tất cả các ngày sau trận mưa cuối cùng (ở

nước ta là trên 5mm) Chỉ tiêu tổng hợp được tính bằng phương trình tổng quát sau đây:

Pi = K ∑ T0

13Dn13

Trong đó:

- Pi là chỉ tiêu tổng hợp về cháy rừng của một ngày nào đó;

- K là hệ số điều chỉnh, có hai giá trị là 0 và 1 phụ thuộc vào lượng mưa ngày a; nếu a > =5mm thì K=0; nếu a < 5mm thì K=1;

- T0

13 là nhiệt độ không khí tối cao lúc 13h đo ở nhiệt biểu khô

- Dn13 là độ chênh lệch bão hòa lúc 13 h;

- T0

13’ là nhiệt độ không khí tối cao lúc 13h đo ở nhiệt biểu ướt;

- n là số ngày không có mưa kể từ ngày có trận mưa cuối cùng a<5mm Phương pháp tổng hợp dự báo cháy rừng mà V.G Nesterop công bố vào năm

1939 đã được sử dụng và cải tiến bởi nhiều nhà nghiên cứu Việt Nam và quốc

tế để tạo ra biểu đồ dự báo phổ biến về tình trạng cháy rừng cho đến thời điểm hiện tại

K.P Davis (1959) đã tiến hành thiết lập mô hình toán học để phục vụ cho công tác dự báo cháy rừng như sau:

y = b0 + b1*x1 + b2*x2 + b3*x3 + b4*x4 Trong đó:

- x1 là điều kiện của vật liệu cháy tinh (condition of lesser vegetation);

- x2 là chỉ số tích lũy (build-up index) của vật liệu cháy tinh;

- x3 là độ ẩm của vật cháy(fuel moisture);

- x4 là vận tốc gió (wind velocity);

- y là chỉ số đốt cháy (burning index)

Căn cứ vào kết quả tính toán từ chỉ số đốt cháy y sẽ phân ra được 5 cấp dự báo cháy rừng như sau:

• Cấp 1(class 1): rất thấp (very low), y xấp xỉ 1,

• Cấp 2 (class 2): thấp (low), y từ 2 đến 5,

• Cấp 3 (class 3): trung bình (medium), y từ 6 đến 17,

• Cấp 4 (class 4): cao (high), y từ 18 đến 45,

• Cấp 5 (class 5): rất cao (extreme), y từ 46 đến 100

Vào năm 1978, các nhà nghiên cứu về quản lý lửa rừng ở Mỹ đã đề xuất hệ thống đánh giá mức độ nguy hiểm của cháy rừng Hệ thống này hiện đang được

sử dụng trong công tác quản lý lửa rừng và được chia thành 4 giai đoạn: nguy

cơ cháy, khả năng lan truyền lửa, mức độ lan tràn và nhiệt lượng thải ra Các giai đoạn này bị ảnh hưởng bởi vật liệu cháy, điều kiện khí tượng và độ dốc của địa hình (Nguồn: Lửa rừng, Giáo trình Đại học Lâm nghiệp, NXB Nông nghiệp, 2002)

Kết quả nghiên cứu của L.Trabaud (1979) tại khu rừng dễ cháy ở miền Nam nước Pháp đã xác định được nhiệt độ tối đa của vật liệu đang cháy có thể lên đến 1200°C Tác giả rút ra kết luận rằng tốc độ lan tràn của ngọn lửa phụ thuộc vào tốc độ gió, chiều cao thực bì và hàm lượng nước trong thực vật Chiều cao của ngọn lửa tương quan với tốc độ lan tràn và chiều cao thực bì Ngọn lửa đạt chiều cao tối đa khi tốc độ gió đạt 30-40km/h

Khi nghiên cứu về bản chất của sự cháy và các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cháy, V Bêlốp (1982) đã xác định thành phần hóa học của vật liệu cháy, bao gồm hàm lượng các nguyên tố chính như C, H, O, N và các khoáng sản tham gia vào quá trình cháy của một số loài cây vùng ôn đới như Thông, Dẻ, Bạch dương

Năm 1991, dự án VIE 86/028 của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hợp Quốc (FAO) về phòng chống cháy rừng tại Việt Nam, tập trung vào hai tỉnh Nghệ An và Lâm Đồng, đã tổ chức khóa học tập huấn về phòng cháy rừng cho rừng thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex Gordon) Nội dung khóa học tập trung vào việc hướng dẫn kỹ thuật sử dụng lửa để xử lý thảm cỏ khô nhằm ngăn cháy rừng tự nhiên

Việc xử lý vùng vật liệu cháy trước đó (đốt chủ động) để giảm mức độ cháy rừng cũng đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới Theo FAO (1991), đốt cháy chủ động được định nghĩa là “việc thiêu đốt lớp thảm thực vật dưới điều kiện kiểm soát, trong môi trường đã được xác định trước đó, nhằm hạn chế lửa chỉ hoạt động trong một khu vực cụ thể và có độ nhiệt và tốc độ lan truyền được kiểm soát để đạt được mục tiêu quản lý nguồn tài nguyên theo kế hoạch.” L.trabaud (1997) đã thực hiện thí nghiệm tại miền Nam nước Pháp và kết luận rằng tốc độ lan tràn của đám cháy phụ thuộc vào tốc độ gió, chiều cao thực

bì và hàm lượng nước trong vật liệu cháy theo công thức sau đây:

Vp = 0.066 x Uv0.439 x H0.035 với r = 0.84 Trong đó: Vp: Là tốc độ lan tràn đám cháy (cm/s)

Uv: Tốc độ gió trung bình (cm/s)

H: Là chiều cao thực bì

Theo công thức trên, thì tốc độ gió càng lớn thì lửa cháy càng nhanh Công trình nghiên cứu của Tác giả L trabaud cũng cho thấy chiều cao ngọn lửa tỷ lệ thuận cùng với tốc độ lan tràn của đám cháy :

Ii = 12.33 x Uv0.428 x H0.477 với r = 0,83 Trong đó Ii: Chiều cao ngọn lửa (cm)

H: Chiều cao thực bì

Uv: Tốc độ gió trung bình (cm/s)

Theo tác giả Byram và Tác giả Tangren (Mỹ) cho ta thấy đám cháy càng lớn nhiệt độ tỏa ra càng nhiều Để xác định cường độ đám cháy dựa vào công thức:

H: Nhiệt lượng của vật liệu cháy (Kj/kg) W: Khối lượng vật liệu dễ cháy

R: Tốc độ cháy lan (m/phút)

Dễ thấy rằng đã có nhiều phương pháp dự báo cháy rừng được đề xuất, nhưng khi áp dụng chúng tại Việt Nam, cần phải điều chỉnh để phù hợp với điều kiện địa phương riêng của từng vùng

Theo Wang Mingzu và đồng nghiệp (2006), có một sự tương quan giữa cháy rừng và các yếu tố như tốc độ cháy, khối lượng vật liệu cháy, tốc độ gió, nhiệt độ và lượng mưa trong các khu rừng tranh, lau sậy tại Khu bảo tồn đất ngập nước tự nhiên Zhalong, tỉnh Heilongjiang, Trung Quốc Tuy nhiên, tác giả chưa thực hiện các đánh giá về mối quan hệ giữa khối lượng VLC tươi và khô

để dự báo khả năng cháy của rừng

1.2.1.2 Nghiên cứu về vật liệu cháy rừng thông

Khí hậu ôn hòa và trong những thập kỷ gần đây, nhu cầu về gỗ ngày càng tăng đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc thành lập các đồn điền rộng lớn của các loài sinh trưởng nhanh như Pinus radiata ở Galicia (khu vực dễ xảy ra hỏa hoạn

ở tây bắc Tây Ban Nha) Loài này có đặc điểm là khả năng tự tỉa cành rất kém; Các rừng thông không được quản lý có lượng nhiên liệu liên tục theo chiều dọc đáng lo ngại sau khi đóng tán vì các cành phía dưới đã chết tích tụ một lượng lớn sinh khối chết mịn bao gồm cành cây và lá kim lơ lửng Bất chấp sự đóng góp quan trọng của các nhiên liệu bậc thang chết này đối với sinh khối tổng thể

của tán cây và đối với các nguy cơ hỏa hoạn, các phương trình ước tính các nhiên liệu này vẫn chưa được phát triển Trong nghiên cứu này, hai hệ phương trình

để ước tính nhiên liệu bậc thang chết theo loại kích thước và phân bố thẳng đứng trong 6 m đầu tiên của tán cây đã được trang bị: một hệ thống cấp độ cây dựa trên các biến cây và cây đứng riêng lẻ và một hệ thống cấp độ cây đứng chỉ dựa trên các biến đứng Số liệu thống kê về mức độ phù hợp cho cả hai hệ thống mô hình chỉ ra rằng các ước tính là mạnh mẽ và chính xác Ở cấp độ cây, các mô hình sinh khối nhiên liệu giải thích được từ 35% đến 59% độ biến thiên quan sát được, trong khi các mô hình sinh khối nhiên liệu tích lũy giải thích được từ 62% đến 81% độ biến thiên quan sát được Mặt khác, ở mức đứng, các mô hình tải nhiên liệu giải thích được từ 88% đến 98% độ biến thiên quan sát được, trong khi các mô hình tải nhiên liệu tích lũy giải thích được hơn 98% tổng độ biến thiên quan sát được Do đó, các hệ thống này sẽ cho phép các nhà quản lý định lượng đầy đủ nhiên liệu thang chết trong các giàn Pinus radiata thuần túy và xác định các biện pháp xử lý cần thiết để giảm nguy cơ hỏa hoạn (Cecilia Alonso-Rego và cs, 2022)

Đặc điểm vật liệu cháy trên tán đóng một vai trò quan trọng trong hành vi ngọn lửa trong rừng lá kim Trong nghiên cứu này, các đặc điểm của vật liệu cháy tán của rừng thông Calabria, thông Đen Anatolian và thông Maritime ở Thổ Nhĩ Kỳ được ước tính bằng cách sử dụng các tham số của lâm phần Các phương trình được khớp với dữ liệu đo được cho thấy mối tương quan giữa các đặc điểm vật liệu cháy tán và các thông số đo đếm bằng cách thực hiện phân tích hồi quy bội từng bước Ở cấp độ lâm phần, các mô hình kết quả giải thích một

tỷ lệ phần trăm cao của sự thay đổi quan sát được Các phương trình đã phát triển có thể được sử dụng bởi các nhà quản lý rừng và lửa để ước tính các đặc tính của vật liệu cháy tán cây, dự đoán hành vi của ngọn lửa và thiết kế các dự

án quản lý vật liệu cháy ở Thổ Nhĩ Kỳ (Omer Kucuk và cs 2021)

A.G Bartlett (2011) đã nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc quản lý lửa ở các lâm phần rừng trồng Thông radiata và cung cấp thông tin về các chiến lược quản lý lửa và các biện pháp cụ thể đã được áp dụng ở Stromlo Nó xem xét các

vụ cháy rừng năm 2001 và 2003 và tác động của chúng đối với Stromlo và các tài sản đô thị lân cận, cũng như các tác động của việc quản lý vật liệu cháy được thực hiện trước vụ cháy rừng năm 2003 Vụ cháy rừng năm 2001, cháy theo Chỉ

số nguy cơ cháy rừng là 38, đã phá hủy 500 ha rừng trồng mà không gây thiệt hại về tài sản đô thị Vụ cháy rừng năm 2003, cháy theo Chỉ số Nguy cơ Cháy rừng là 102 đã phá hủy 1800 ha rừng trồng còn lại và 250 ngôi nhà ở vùng ngoại

ô liền kề với đồn điền Bốn mươi ba phần trăm các ngôi nhà trong khu vực rộng 125-152 m đã bị phá hủy, rõ ràng là kết quả của một cuộc tấn công nặng nề của cháy rừng Chiều rộng của vùng đệm hiện có ít ảnh hưởng đến tỷ lệ nhà bị mất Một đợt đốt theo quy định với cường độ thấp được tiến hành vào năm 2001 đã làm giảm cường độ cháy ở lâm phần nhưng không làm giảm tỷ lệ các ngôi nhà liền kề bị phá hủy Dựa trên thông tin này, tác giả tiếp tục nghiên cứu là cần thiết

và đề xuất vùng đệm tối thiểu 150 m giữa các lâm phần rừng trồng Thông và tài sản đô thị để giảm nguy cơ mất nhà do các cuộc tấn công của cháy rừng

Đánh giá khả năng cháy tán dựa vào định lượng vật liệu cháy tán Trong nghiên cứu này, nhiên liệu của tán cây được đo lường một cách triệt để trên các

lô ở năm khu vực trồng cây lá kim Interior West Mật độ khối tán quan sát được, tải trọng nhiên liệu vòm và cấu hình thẳng đứng của nhiên liệu vòm được so sánh với những ước tính từ dữ liệu đứng bằng một số kỹ thuật tính toán Một cách tiếp cận tương quan để ước tính các đặc tính nhiên liệu của tán cây này là hữu ích nhưng cần ước tính về sự phân bố sinh khối theo chiều dọc và các yếu

tố điều chỉnh vị trí để đưa ra các ước tính chính xác Nhiên liệu tán có sẵn được ước tính riêng cho từng cây dựa trên loài, đường kính và loại tán Sự phân bố theo chiều dọc của nhiên liệu này sau đó được lập mô hình trong mỗi tán cây

dựa trên chiều cao của cây và chiều cao gốc của tán Tính tổng trên các cây trong khu vực đứng ở mọi độ cao dẫn đến một dạng thẳng đứng ước tính của nhiên liệu tán cây gần đúng với phân bố quan sát được (Elizabeth Reinhardt và cs 2006)

1.2.2 Nghiên cứu cháy rừng tại Việt Nam

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cháy rừng đã bắt đầu vào những năm 1981, tập trung chủ yếu vào việc nghiên cứu các chỉ số tổng hợp P của Nesterop, đã được điều chỉnh để phù hợp với điều kiện khí hậu và rừng ở Việt Nam

Vào năm 1988, Phạm Ngọc Hưng đã đề xuất một phương pháp dự báo cháy rừng dựa trên khối lượng vật liệu cháy cho rừng thông ở Quảng Ninh Vật liệu cháy đóng vai trò quan trọng trong việc dự báo mức độ nguy hiểm của cháy rừng

và cũng là một yếu tố mà con người có thể ảnh hưởng để kiểm soát cháy

Vào năm 1970, Thái Văn Trừng đã đưa ra một phương pháp xác định mùa cháy rừng bằng cách sử dụng biểu đồ lượng mưa trung bình hàng tuần của nhiều năm và chỉ số khô hanh “Giáo trình lửa rừng” trang 83

Công trình nghiên cứu của T.S Bế Minh Châu (1995 - 1998) đối với rừng thông đã được thực hiện “Giáo trình Lửa rừng” trang 94-95

Ngoài ra, công tác dự báo cháy rừng đã áp dụng phương pháp có chỉ số tổng hợp của V.G Nesterop vào năm 1993 và đã được nghiên cứu và đưa ra Vào năm 2005, PGS.TS Vương Văn Quỳnh và cộng sự đã nghiên đề xuất các giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng U Minh và Tây Nguyên Tác giả đã tiến hành nghiên cứu liên quan đến sự biến đổi của độ ẩm,

và khối lượng VLC của các loại rừng tại hai địa điểm trên

Theo Lê Đình Thơm (2009), kết quả nghiên cứu về mối liên hệ giữa độ ẩm VLC và chỉ số khí tượng tổng hợp, trong đó bao gồm hệ số k, đã thay đổi theo lượng mưa Từ đó, tác giả đã đề xuất việc thay đổi bậc thang trong dự báo cháy rừng cho khu vực Bắc Trung Bộ (a > 7 mm)

Theo Trần Quang Bảo và cộng sự (2019), nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy tại khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai, đã nghiên cứ về khối lượng VLC và thành phần VLC tại các trạng thái rừng khác nhau

1.2.3 Nhận xét chung

Như vậy, những nghiên cứu của thế giới cũng như ở Việt Nam cũng đã rất chú ý đến vật liệu cháy rừng, vì nó là một trong ba thành phần trong tam giác lửa Tuy nhiên, tại địa điểm nghiên cứu, nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản

lý vật liệu cháy rừng còn hạn chế Đặc biệt cho từng loại rừng cụ thể và các loài cây cụ thể Do đó thực hiện nghiên cứ nhằm đề xuất các giải pháp quản lý vật liệu cháy cho rừng trồng Thông có ý nghĩa lớn đối với công tác quản lý bảo vệ rừng tại địa phương

1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý

Huyện Cao Lộc nằm ở phía Đông Bắc tỉnh Lạng Sơn, có tọa độ địa lý từ

220 01’ đến 210 46’ vĩ Bắc và từ 1060 37’ đến 1070 04' kinh Đông

- Phía Bắc giáp tỉnh Quảng Tây, Trung Quốc

- Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Văn Quan và Chi Lăng, tỉnh Lạng Sơn

- Phía Tây Bắc giáp huyện Văn Lãng, tỉnh Lạng Sơn

- Phía Nam và Đông Nam giáp huyện Chi Lăng và Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn Với vị trí địa lý như vậy và hệ thống giao thông hiện có, huyện Cao Lộc đóng vai trò quan trọng là cửa ngõ phía Đông Bắc của tỉnh Lạng Sơn Huyện có hơn 74 km đường biên giới với Trung Quốc, và 2 cửa khẩu quốc tế, đó là cửa khẩu Hữu Nghị và cửa khẩu Ga Đồng Đăng Huyện còn có nhiều cặp chợ biên giới quan trọng, cũng như quốc lộ 1A, 1B, 4B, 4A, kết nối với tất cả các huyện,

Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ

Cửa khẩu quốc tế Hữu Nghị (thị trấn Đồng Đăng) nằm tại km0 của tuyến đường 1A huyết mạch, là điểm nối giữa tuyến đường cao tốc Nam Ninh - Bằng Tường (Trung Quốc) và Lạng Sơn - Hà Nội Cửa khẩu quốc tế đường sắt Ga Đồng Đăng (thị trấn Đồng Đăng) cách thành phố Lạng Sơn 14 km, là nơi tiếp giáp của Quốc lộ 1A, 1B, đường 4A, đường lên Cửa khẩu quốc tế Hữu Nghị, và

là hệ thống đường sắt quốc tế từ Hà Nội đến Đồng Đăng và từ Đồng Đăng sang Trung Quốc Do đó, cửa khẩu Hữu Nghị và ga Đồng Đăng đóng vai trò quan trọng trong phát triển giao lưu kinh tế giữa Lạng Sơn và Trung Quốc, và giữa Việt Nam và Trung Quốc nói chung

Thị trấn Đồng Đăng là trung tâm kinh tế sầm uất của huyện và của tỉnh Lạng Sơn Là một thị trấn biên giới, cách thành phố Lạng Sơn 13 km, nằm trên trục đường từ thành phố đến cửa khẩu Tân Thanh, theo quốc lộ 1A đến cửa khẩu Hữu Nghị, thị trấn Đồng Đăng có ga liên vận quốc tế và nhiều con đường bộ sang Trung Quốc Thị trấn có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển thương mại, dịch vụ và du lịch

Thành phố Lạng Sơn, trung tâm chính trị, kinh tế, và văn hoá của tỉnh Lạng Sơn, nằm gần như hoàn toàn trong phạm vi địa giới của huyện Cao Lộc Bên cạnh đó, huyện Cao Lộc còn giữ vị trí chiến lược không chỉ trong lĩnh vực kinh

tế mà còn cả trong lĩnh vực quân sự và an ninh quốc phòng Điều này tạo cơ hội thuận lợi cho giao lưu văn hóa và kinh tế giữa huyện Cao Lộc và toàn tỉnh Lạng Sơn, và với các tỉnh khác

1.3.2 Đặc điểm khí hậu

Huyện Cao Lộc có khí hậu dễ chịu, thời tiết chia thành bốn mùa rất rõ ràng, nhiệt độ trung bình trong năm là 21°C Mùa nóng nhất, nhiệt độ trung bình dao động từ 27°C đến 32°C, trong khi mùa đông trung bình là 13°C Trong các tháng lạnh nhất, nhiệt độ trung bình tháng có thể xuống đến 9°C, thậm chí có những

ngày với nhiệt độ sát 0°C Khu vực Mẫu Sơn còn có thể trải qua các năm có tuyết rơi

Lượng mưa hàng năm tại đây tương đối thấp, đạt 1.392mm, và có khoảng 70% lượng mưa rơi vào từ tháng 5 đến tháng 9 Thị trấn Đồng Đăng được xem

là một trong những khu vực khô hanh của Việt Nam, với lượng mưa hàng năm chỉ khoảng 1.100mm Nhiều xã trong huyện, như Thụy Hùng, Phú Xá, Hồng Phong, Lộc Yên, thường gặp khó khăn về nước trong mùa khô

Cao Lộc nằm ở vùng thuận gió đông bắc nên thường có tốc độ gió mạnh, trung bình là 2,0m/s Độ ẩm trung bình là 82%, với lượng bốc hơi cao trong các tháng mùa hạ Ngoài ra, Cao Lộc còn nổi tiếng với hiện tượng sương muối, đặc biệt

là từ tháng 11 đến tháng 1, ảnh hưởng đáng kể đến nông nghiệp và chăn nuôi Tổng quan, khí hậu ở Cao Lộc khá thuận lợi cho sự phát triển của ngành

du lịch Đặc biệt, vùng núi Cao Lộc có khí hậu lý tưởng cho du lịch sinh thái và

du lịch nghỉ dưỡng, tạo ra sự đặc biệt trong việc phát triển ngành du lịch của Cao Lộc so với các huyện khác của tỉnh Lạng Sơn

1.3.3 Đặc điểm địa hình

Cao Lộc nằm ở vị trí có địa hình cao nhất so với các huyện và thành phố khác của tỉnh Lạng Sơn, với độ cao trung bình xấp xỉ 260m so với mực nước biển Đỉnh núi cao nhất ở đây là đỉnh Mẫu Sơn, với độ cao lên đến 1.541m và nằm trên dãy núi Mẫu Sơn

Địa hình của Cao Lộc thể hiện sự đa dạng với hai khối núi chính: núi Mẫu Sơn tọa lạc ở phía Đông của huyện và núi đá vôi Đồng Đăng ở phía Tây và Tây Bắc Dải đất ven biên có độ dốc nghiêng hướng vào nội địa, với độ dốc trung bình dao động từ 20 đến 300, và khu vực tiếp giáp với huyện Lộc Bình (đồi núi Mẫu Sơn) có độ dốc lớn, tạo sự chia cắt đáng kể Khu vực thung lũng có địa hình phù hợp để định cư và sản xuất, là nơi sinh sống của hàng nghìn hộ dân

trong huyện Địa hình của huyện Cao Lộc có thể chia thành bốn vùng địa hình khác nhau:

Vùng núi cao bao gồm các xã như Công Sơn, Mẫu Sơn, phía đông bắc của

xã Gia Cát, phía đông nam của các xã Hải Yến, Cao Lâu và Xuất Lễ Trong vùng này, đỉnh cao nhất là đỉnh Phja Pò, thuộc dãy núi Mẫu Sơn, với độ cao 1.541m Vùng này có địa hình phức tạp và gặp khó khăn về giao thông, nhưng lại có lợi thế mạnh trong lĩnh vực lâm nghiệp, đặc biệt là du lịch Dãy núi Mẫu Sơn và Công Sơn hình thành một khu du lịch sinh thái, thu hút nhiều du khách cả trong

và ngoài nước

1.3.4 Đặc điểm về dân số

Theo thống kê dân số trung bình của huyện Cao Lộc đến năm 2020, có tổng cộng 80.722 người sinh sống tại đây, với mật độ dân cư trung bình là 129 người trên mỗi km2 Dân số của khu vực đô thị đạt 17.728 người, chiếm tỷ lệ 21,96%, trong khi dân số của khu vực nông thôn là 62.994 người, chiếm tỷ lệ 78,04% Phân bố giới tính trong dân số có sự chênh lệch, với dân số nam trung bình là 41.014 người và dân số nữ trung bình là 39.708 người Tỷ lệ dân số giữa đô thị

và nông thôn thường biến đổi mỗi năm

Các dân tộc chính sinh sống trong huyện bao gồm: Nùng (chiếm 57,94%), Tày (chiếm 30,64%), Kinh (chiếm 8,26%), Dao (chiếm 2,56%), Hoa (chiếm 0,39%), và các dân tộc khác (chiếm 0,21%) Trong thời gần đây, tốc độ đô thị hóa của Cao Lộc đã tăng nhanh do sự phát triển của Khu Kinh tế Cửa Khẩu Đồng Đăng

Vào năm 2020, tổng số người trong độ tuổi lao động là 58.692 trên tổng dân số, chiếm tỷ lệ 60,32% Trong đó, có 49.971 người có việc làm và tham gia vào các hoạt động kinh tế Trong ngành nghề, lĩnh vực nông nghiệp, lâm nghiệp,

và thủy sản có 36.855 người, chiếm 73,8%; ngành công nghiệp và xây dựng có 3.205 người, chiếm 6,4%; và ngành thương mại và dịch vụ có 9.911 người,

chiếm 19,8% Tổng số người lao động đã qua đào tạo là 29.132/49.971, chiếm

tỷ lệ 58,3% Trong số này, có 4.494 người có trình độ đại học, cao đẳng (chiếm

tỷ lệ 15,4%), 6.726 người có trình độ trung cấp (chiếm tỷ lệ 23,1%), và 17.912 người có trình độ sơ cấp nghề hoặc học nghề dưới 3 tháng (chiếm tỷ lệ 61,5%)

Về tình hình phân bố dân cư, do đặc điểm địa hình tự nhiên của huyện, các điểm dân cư thường có quy mô nhỏ, như làng, bản, với mật độ dân cư thấp Dân

cư tập trung chủ yếu dọc theo các tuyến đường giao thông, tại các khu vực thị trấn, thị tứ, và trung tâm xã, cũng như các điểm chợ Ngoài ra, làng và bản thường hình thành gần các cánh đồng để thuận tiện cho việc sản xuất

Cao Lộc là nơi sinh sống của nhiều dân tộc, với sự hòa thuận và đoàn kết giữa các cộng đồng dân cư Trên lãnh thổ huyện còn có bà con giáo dân sinh sống và nhiều cơ sở tôn giáo như đền Mẫu ở thị trấn Đồng Đăng và chùa Bắc Nga ở xã Gia Cát Nhân dân ở đây thường tuân theo chặt chẽ các chính sách của Đảng và Nhà nước, và không có những vấn đề phức tạp nảy sinh

1.3.5 Đặc điểm về cơ sở hạ tầng

* Giao thông: Huyện Cao Lộc sở hữu hơn 74,343 km mạng lưới đường biên giới kết nối với Trung Quốc Đây bao gồm 02 cửa khẩu quốc tế quan trọng (Cửa khẩu quốc tế Hữu Nghị và Cửa khẩu ga Đồng Đăng), cùng với 02 cửa khẩu phụ (Pò Nhùng và Co Sâu) Huyện còn tiếp giáp với 06 đơn vị hành chính cấp

xã của Trung Quốc, bao gồm thị trấn Đồng Đăng và các xã Bảo Lâm, Thanh Lòa, Cao Lâu, Xuất Lễ và Mẫu Sơn Ngoài ra, huyện còn có nhiều chợ biên giới quan trọng và hệ thống giao thông bao gồm các tuyến đường bộ và đường sắt quốc tế Các tuyến quốc lộ 1A, 1B, 4B và 4A liên kết Cao Lộc với tất cả các huyện trong khu vực cũng như với Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ

* Văn hóa - thể thao: Cao Lộc là nơi sinh sống của nhiều dân tộc khác nhau, bao gồm Nùng, Tày, Kinh, Dao, Hoa và nhiều dân tộc khác Trong đó, dân tộc Nùng chiếm tỷ lệ 58,86% dân số, dân tộc Tày chiếm 30,55%, dân tộc Kinh

chiếm 7,6%, dân tộc Dao chiếm 2,47%, và phần còn lại là các dân tộc khác Các bản làng của người Nùng, Tày và Kinh đã hình thành ở các thung lũng, bên bờ sông, suối và trên sườn đồi Những người này có truyền thống lao động cần cù

và nhiều kỹ năng thủ công, như dệt vải, nhuộm chàm, dệt thổ cẩm, đan lát, và làm ngói máng

* Giáo dục - đào tạo: Công tác giáo dục và đào tạo tại Cao Lộc đang phát triển toàn diện và đạt được kết quả quan trọng về quy mô và chất lượng Chất lượng và năng lực của đội ngũ nhà giáo và cán bộ quản lý giáo dục ngày càng được cải thiện Cơ cấu giáo dục ngày càng đồng bộ và đáp ứng được yêu cầu đổi mới Trong năm học 2020-2021, huyện có tổng cộng 66 trường học thuộc 3 cấp học Mầm non, Tiểu học và Trung học cơ sở (Mầm non: 24 trường, Tiểu học: 16 trường, Trung học cơ sở: 22 trường, trong đó có 1 trường PTDTNT THCS huyện, giảm 03 trường so với năm học 2019-2020) Ngoài ra, còn có 6 cơ sở giáo dục mầm non ngoài công lập với tổng số 715 lớp và nhóm lớp, phục vụ 18,194 trẻ em và học sinh Huyện cũng có 03 trường Trung học phổ thông và 01 Trung tâm Giáo dục Nghề nghiệp và Giáo dục thường xuyên

* Y tế: Cao Lộc đã nâng cao chất lượng dịch vụ khám chữa bệnh với triển khai nhiều kỹ thuật chuyên môn cao cấp Việc cải thiện phong cách, tinh thần phục vụ, và xây dựng các cơ sở y tế "Xanh - Sạch - Đẹp" để đảm bảo sự hài lòng của bệnh nhân đã được thúc đẩy Công tác vệ sinh an toàn thực phẩm cũng được triển khai mạnh mẽ và đồng bộ, đảm bảo không xảy ra các sự cố về ngộ độc thực phẩm quan trọng

1.3.6 Đặc điểm tài nguyên

- Tài nguyên đất

Theo số liệu đến ngày 31/12/2022, tổng diện tích tự nhiên của huyện là 61.908,78 ha, tương đương 7,45% diện tích tổng của tỉnh Lãnh thổ này được

chia thành 22 đơn vị hành chính (trong tổng diện tích tự nhiên của tỉnh là 831.009 ha) Cụ thể, vào năm 2020, phân bố sử dụng đất như sau:

- Diện tích đất sản xuất nông nghiệp đạt 57.372,31 ha, chiếm tỷ lệ 92,67% trong tổng diện tích tự nhiên của huyện

- Diện tích đất phi nông nghiệp là 3.652,66 ha, đối ứng với 5,9% của tổng diện tích tự nhiên của huyện

- Còn lại, có 883,81 ha đất chưa được sử dụng, chiếm tỷ lệ 1,43% trong tổng diện tích tự nhiên của huyện

- Tài nguyên rừng

Diện tích đất lâm nghiệp với rừng trong huyện là 47.137,3 ha, chiếm 76,14% diện tích tự nhiên của lãnh thổ này Cụ thể, diện tích rừng sản xuất đạt 36.822,72 ha, diện tích rừng phòng hộ là 8.636,42 ha, và diện tích rừng đặc dụng

là 1.678,17 ha Tỷ lệ che phủ rừng đạt 70,1%, đây là tỷ lệ cao trong toàn tỉnh Trong đó, rừng trồng chiếm 77,48% tổng diện tích rừng toàn huyện chưa kể đến diện tích rừng trồng chưa khép tán

Diện tích rừng trồng trong những thập kỷ gần đây đã gia tăng đáng kể, với

sự phát triển của các loại cây thích hợp cho từng vùng như thông, keo, bạch đàn… Những sự gia tăng này được thúc đẩy bởi sự hỗ trợ từ các chương trình

và dự án như việc trồng rừng để bao phủ đất trống trên các vùng đồi núi và chương trình 05 triệu ha rừng…

Diện tích rừng tự nhiên 8.984,4 ha với khu hệ thực vật rất đa dạng và phong phú về thành phần loài trong đó còn có một số loài dược liệu có giá trị cao như:

sa nhân, chanh rừng, bảy lá một hoa, cây cam thảo nam, khúc khắc, cây kim ngân, các loài cây rừng làm men rượu Loại rừng chính ở đây thuộc loại rừng kín, có lá rộng, và thường xanh, phù hợp với điều kiện khí hậu mưa ẩm nhiệt đới Trong loại rừng này, các loài thực vật phổ biến bao gồm hồi, sở, thông, keo,

và bạch đàn Huyện cũng là nơi cư trú của nhiều loài động vật quý, đặc trưng

cho hệ động vật núi đất xen khu vực đá vôi ở Đông Bắc

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi

2.1.1 Đối tượng

- Rừng trồng thuần loài thông mã vĩ (Pinus massoniana) 9 tuổi, 14 tuổi và

22 tuổi

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Rừng trồng thuần loài thông Mã vĩ tại huyện Cao Lộc, Lạng Sơn

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá thực trạng rừng trồng thông Mã vĩ tại địa điểm nghiên cứu

- Đánh giá thực trạng cháy rừng tại địa điểm nghiên cứu

- Đánh giá sinh trưởng rừng trồng thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu

- Thành phần và đặc điểm vật liệu cháy rừng trồng thông mã vĩ

- Dự đoán khả năng xảy ra cháy rừng dựa vào vật liệu cháy

- Giải pháp xử lý vật liệu cháy phục vụ phòng chống cháy rừng thông mã vĩ

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp kế thừa

Kế thừa những tài liệu hiện có để hệ thống hóa các thông tin có liên quan đến nội dung của đề tài như sau:

- Tình hình về kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu

- Hồ sơ trồng rừng của khu vực nghiên cứu

- Thực trạng về tài nguyên rừng tại địa điểm nghiên cứu

2.3.2 Phương pháp phỏng vấn

Để đánh giá thực trạng cháy rừng trồng Thông tại địa điểm nghiên cứu, đề tài tiến hành phỏng vấn ngẫu nhiên các bên có liên quan bao gồm cán bộ phụ

trách lâm nghiệp địa bàn (02 cán bộ), số hộ gia đình trồng Thông mã vĩ (30 hộ) Phụ lục 01, tìm hiểu thông tin về Diện tích, nguyên nhân cũng như thuật lợi và khó khăn trong phòng cháy chữa cháy rừng Thông tại địa điểm nghiên cứu

2.3.3 Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn

2.3.3.1 Đo tầng cây cao

Để thực hiện nghiên cứu, đề tài đã tổng hợp số liệu từ các ô tiêu chuẩn tạm thời, mỗi ô có diện tích 500 m2 Các ô tiêu chuẩn này được sắp xếp để đại diện cho đối tượng nghiên cứu thuộc các lập địa, mật độ và dạng địa hình khác nhau, đảm bảo mẫu thử nghiệm có số lượng n > 30 cây/ÔTC Trong mỗi ô tiêu chuẩn tạm thời, việc thực hiện các đo đếm dưới đây đã được thực hiện:

- Đo đường kính ngang ngực (D1,3) toàn diện, bằng cách đo chu vi sau đó chuyển đổi thành đường kính thân cây Cụ thể, đường kính ngang ngực (D1.3) được xác định bằng cách sử dụng thước dây với độ chính xác đến milimet Sử dụng thước dây để đo chu vi tại vị trí 1,3 m sau đó tính ra D1,3 = Chu vi/3,1416 Kết quả được ghi bằng đơn vị centimet (cm)

- Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước đo cao Blumeleiss, với độ chính xác đến 0,1m Chiều cao vút ngọn của cây (Hvn) được xác định từ mặt đất lên đến điểm cao nhất của cây mà nó sinh trưởng, với độ chính xác đến decimet (dm) Kết quả đo được ghi bằng đơn vị mét (m)

Tình hình sinh trưởng của tầng cây cao được đánh giá dựa trên chất lượng cây, được phân thành các loại sau đây:

- Cây tốt: Đây là những cây phát triển cân đối về đường kính và chiều cao, không cong queo, không bị nhiễm bệnh, và chiếm vị trí chủ yếu trong tầng cây trên tán rừng

- Cây trung bình: Bao gồm các cây có sự phát triển trung bình về chiều cao

và đường kính, chúng thường đặt ở vị trí trung gian trong tầng cây của tán rừng