Bộ Giáo Dục đào tạo Bộ Nông nghiệp PTNT Tr-ờng đại học lâm nghiệp NG ANH QUNH NGHIấN CỨU TÍNH THÍCH HỢP CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO CHÁY RỪNG HIỆN ĐANG ÁP DỤNG CHO RỪNG TRỒNG TẠI HUYỆN HOÀNH BỒ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2010 Bé Gi¸o Dơc đào tạo Bộ Nông nghiệp PTNT Tr-ờng đại häc l©m nghiƯp Đặng Quỳnh Anh NGHIÊN CỨU TÍNH THÍCH HỢP CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO CHÁY RỪNG HIỆN ĐANG ÁP DỤNG CHO RỪNG TRỒNG TẠI HUYỆN HOÀNH BỒ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Quản lý bảo vệ tài nguyờn rng Mó s: 60.62.68 Luận văn thạc sĩ khoa häc l©m nghiƯp NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: T.S BẾ MINH CHÂU Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Cháy rừng tượng phổ biến, thường xảy nước ta nhiều nước giới gây nên tổn thất nhiều mặt kinh tế, môi trường tính mạng người Trong năm gần đây, trung bình năm Việt Nam xảy khoảng 650 vụ cháy, thiệt hại trung bình 4.340ha rừng, rừng trồng khoảng 3.200ha rừng tự nhiên khoảng 1.140ha Chỉ tính riêng năm 1998, nước có 1685 vụ cháy rừng, tổng diện tích rừng bị cháy 20.398ha, làm 12 người chết Năm 2002, cháy rừng U Minh Thượng U Minh Hạ thiêu huỷ 5500ha rừng tràm, có 60% rừng tràm nguyên sinh Đầu năm 2010, cháy rừng Vườn quốc gia Hoàng Liên - Lào Cai, thiệt hại 700ha rừng [15] Những tổn thất cháy rừng gây kinh tế, xã hội môi trường lớn khó tính Thấy thiệt hại to lớn cháy rừng gây ra, năm gần Nhà nước ban hành nhiều sách đầu tư cho cơng tác phịng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) Tuy vậy, cháy rừng thường xuyên xảy Một nguyên nhân quan trọng thiếu nghiên cứu công tác PCCCR, có nghiên cứu dự báo nguy cháy rừng (NCCR) Đến nay, có số hiệu chỉnh định song việc dự báo NCCR thực cho vùng rộng lớn, chưa tính đến đặc điểm cụ thể địa phương Vì kết dự báo cịn nhiều hạn chế, làm giảm hiệu cơng tác PCCCR Quảng Ninh tỉnh trọng điểm cháy rừng nước ta, địa phương thường xuyên xảy cháy rừng Chỉ tính riêng năm 2007, tồn tỉnh có 24 vụ cháy rừng thiệt hại 527,59ha; năm 2008 có 29 vụ cháy rừng thiệt hại 96,12ha gây thiệt hại lớn kinh tế mơi trường [5] Huyện Hồnh Bồ nằm phía bắc tỉnh, có diện tích rừng trồng lớn (16.092,14ha), chủ yếu với loài như: thông đuôi ngựa (Pinus massoniana Lamb), keo lai trồng loài hỗn giao Hoành Bồ xác định huyện trọng điểm cháy rừng tỉnh Quảng Ninh, lâm phần rừng trồng đối tượng thường xảy cháy Từ cuối năm 80 kỷ XX nay, công tác dự báo cháy rừng ngắn hạn dài hạn thực thường xuyên địa bàn huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh Phương pháp chủ yếu dựa sở yếu tố khí tượng vật liệu cháy rừng Công tác dự báo cháy rừng giúp cho việc thực biện pháp PCCCR địa phương chủ động hơn, góp phần giảm thiểu thiệt hại cháy rừng gây Trong năm gần đây, yêu cầu việc nâng cao độ xác phương pháp dự báo cháy rừng cấp, ngành quan tâm có số nghiên cứu vấn đề Tuy nhiên việc đánh giá, kiểm nghiệm mức độ xác tính thích hợp phương pháp dự báo áp dụng kết nghiên cứu huyện Hồnh Bồ địa phương khác cịn hạn chế Chính lý trên, luận văn tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu tính thích hợp phương pháp dự báo cháy rừng áp dụng cho rừng trồng huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh” Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới Những công trình nghiên cứu dự báo cháy rừng số nhà khoa học tiến hành từ năm đầu kỷ XX nước có kinh tế lâm nghiệp phát triển như: Mỹ, Thụy Điển, Australia, Pháp, Canada, Nga, Đức [26], [28],… Ở Mỹ, từ năm 1941 E.A.Beal C.B.Show nghiên cứu dự báo khả cháy rừng thông qua việc xác định độ ẩm lớp thảm mục rừng Các tác giả nhận định độ ẩm lớp thảm mục thể mức độ khô hạn rừng Độ khơ hạn cao khả xuất cháy rừng lớn Đây cơng trình xác định yếu tố quan trọng gây nguy cháy rừng Nó mở đầu cho việc nghiên cứu xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng sau Tiếp sau đó, nhiều nhà khoa học khác nghiên cứu đưa phương pháp dự báo nguy cháy rừng với thang cấp khác sở phân tích độ ẩm thảm khô rừng kết thử nghiệm khả bén lửa Từ năm 1920 đến năm 1929, nhiều tác giả Mỹ tiến hành nghiên cứu nguyên nhân gây cháy rừng, nghiên cứu mối tương quan độ ẩm vật liệu cháy với yếu tố khí tượng, dịng đối lưu đám cháy mối tương quan dịng đối lưu với gió, từ đưa biện pháp phịng cháy chữa cháy rừng Đến năm 1978, nhà khoa học Mỹ đưa hệ thống dự báo cháy rừng tương đối hồn thiện [26] Theo hệ thống dự báo nguy cháy rừng sở phân mơ hình vật liệu Khi kết hợp với số liệu quan trắc khí tượng số liệu điều kiện địa hình người ta dự báo khả xuất cháy rừng mức độ nguy hiểm đám cháy xảy [14] Ở Nga có nhiều nhà nghiên cứu cháy rừng, có V.G Nesterov (1939), Melekhop I.C (1984), Arxubasev C.P (1957) Họ sâu nghiên cứu yếu tố khí tượng thủy văn yếu tố khác ảnh hưởng đến khả xuất cháy rừng Cơng trình nghiên cứu sử dụng nhiều V.G Nesterov (1939) phương pháp dự báo cháy rừng tổng hợp [7], [19] Từ năm 1929 đến 1940 V.G Nesterov nghiên cứu mối tương quan yếu tố khí tượng gồm nhiệt độ lúc 13 giờ, độ ẩm lúc 13 lượng mưa ngày với tình hình cháy rừng khu vực đến kết luận rằng: Trong rừng nơi nhiệt độ khơng khí cao, độ ẩm khơng khí thấp, số ngày khơng mưa kéo dài vật liệu cháy khô dễ phát sinh đám cháy Trên sở phân tích Nesterov đưa tiêu khí tượng tổng hợp để đánh giá mức độ nguy hiểm cháy rừng sau: Pi = (1.1) Trong đó: Pi: Chỉ tiêu tổng hợp phản ánh nguy cháy rừng ngày vùng dự báo; ti13: Nhiệt độ khơng khí thời điểm 13 ngày thứ i (OC); di13: Độ chênh lệch bão hồ độ ẩm khơng khí thời điểm 13 ngày thứ i (mb); n: Số ngày khơng mưa có mưa nhỏ 3mm kể từ ngày cuối có lượng mưa lớn 3mm Từ tiêu P xây dựng cấp dự báo mức độ nguy hiểm cháy rừng cho địa phương khác Cơ sở việc phân cấp cháy dựa vào mối quan hệ tiêu P với số vụ cháy rừng địa phương nhiều năm liên tục Năm 1968, Trung tâm khí tượng thuỷ văn quốc gia Liên xơ đưa phương pháp sở số thay đổi việc áp dụng công thức (1.1) Theo phương pháp này, số P tính theo nhiệt độ khơng khí nhiệt độ điểm sương Chỉ tiêu P xác định theo công thức sau: n P = K ti(ti Di) i Trong đó: ti: Nhiệt độ khơng khí lúc 13 (OC) Di: Nhiệt độ điểm sương (OC) n: Số ngày kể từ ngày có trận mưa cuối nhỏ 3mm K: Hệ số điều chỉnh theo lượng mưa ngày - K=1 lượng mưa ngày nhỏ 3mm - K=0 lượng mưa ngày vượt 3mm Năm 1973, T.O.Stoliartsuk tiến hành nghiên cứu áp dụng phương pháp dự báo cháy rừng Trung tâm khí tượng thủy văn Liên Xô đề nghị xác định hệ số K theo lượng mưa ngày cụ thể sau: Lượng mưa (mm) Hệ số K Với hệ số K xác định theo lượng mưa ngày áp dụng cơng thức (1.2) tính tiêu P, từ phân mức nguy hiểm cháy rừng thành cấp biểu 1.1: Biểu 1.1: Phân cấp mức độ nguy hiểm cháy rừng theo tiêu P Cấp cháy rừng I II III IV V Ở Thụy Điển nước thuộc bán đảo Scandinavia, người ta dùng số Angstrom (I) để dự báo khả cháy rừng [26] Phương pháp sử dụng rộng rãi Bồ Đào Nha nhiều nước thuộc địa cũ Bồ R Đào Nha Cơng thức tính sau: I = 27 T 2010 (1.3) Trong đó: I: Chỉ số Angstrom, để xác định nguy cháy rừng; R: Độ ẩm tương đối khơng khí thấp ngày (%); T: Nhiệt độ khơng khí cao ngày (0C) Căn vào số I, tiến hành phân cấp nguy cháy theo cấp biểu 1.2 Biểu 1.2 Phân cấp nguy cháy rừng theo số Angstrom (I) Cấp cháy I II III IV Phương pháp dự báo nguy cháy rừng dựa vào số Angstrom khơng tính tới nhân tố lượng mưa, độ ẩm vật liệu cháy khối lượng vật liệu cháy Nó phù hợp với điều kiện thời tiết mưa suốt mùa cháy, khối lượng vật liệu cháy ổn định trạng thái rừng có tính đồng cao nơi nghiên cứu, phù hợp với địa phương có biến động cao lượng mưa, địa hình khối lượng vật liệu cháy Cho đến nay, phương pháp sử dụng quốc gia khác, đặc biệt khu vực nhiệt đới Qua nghiên cứu 103 khu vực bị cháy Trung Quốc, Yangmei [19] đưa phương pháp dự báo cháy rừng theo tiêu khả bén lửa vật liệu (I) với trình tự sau: + Tính tốn mức độ nguy hiểm bén lửa I: Tác giả phân tích quan hệ mức bén lửa vật liệu cháy (I) với yếu tố nhiệt độ khơng khí cao (T 14), độ ẩm tương đối khơng khí thấp (R14), số nắng (m) lượng bốc (M) ngày Kết cho thấy mức độ bén lửa vật liệu cháy (I) liên hệ với yếu tố (T 14), (m), (M) theo dạng hàm I = a.xb Riêng với độ ẩm khơng khí thấp (R 14) mức độ bén lửa I vật liệu có quan hệ theo dạng hàm mũ I = a.e-bx Tác giả xác lập phương trình tương quan mức độ bén lửa I với nhân tố khí tượng biểu 1.3 Biểu 1.3 Mối quan hệ nhân tố khí tượng với mức độ bén lửa Nhân tố khí tượng Nhiệt độ khơng khí Độ ẩm khơng khí Lượng bốc Số nắng 62 trận mưa nhỏ Vì nên sử dụng P7, với lượng mưa k= (7-lượng mưa ngày)/7 công thức dự báo theo tiêu P khu vực nghiên cứu - Khi dự báo theo tiêu tổng hợp P, vào ngày lượng mưa