Qua hình 3.8 cho thấy, diện tích rừng trồng Quế tập trung ở các xã Phúc Lợi, Mƣờng Lai, Trung Tâm, Khánh Hòa, Đông Quan, v.v... cũng là các xã có nhiều diện tích đất rừng sản xuất. Cây Quế là có cho giá trị kinh tế cao, góp phần giải quyết công ăn việc làm cũng nhƣ nâng cao thu nhập, làm giầu nên nhờ cây Quế. Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích trồng Quế trong thời gian qua trên địa bàn tỉnh nói chung thiếu tính quy hoạch, chƣa đánh giá và phân vùng đƣợc lập địa thích hợp cho trồng rừng Quế, nên nhiều diện tích rừng tự nhiên bị phá bỏ đi trồng Quế, do không phù hợp dẫn đến sinh trƣởng kém, cho năng suất chất lƣợng thấp, ngƣời dân lại chặt bỏ đi, v.v... ảnh hƣởng đến quy hoạch sử
dụng rừng và đất rừng, cũng nhƣ kế hoạch bảo vệ phát triển rừng trên địa bàn huyện, đặc biệt công tác PCCCR.
3.1.2. Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
3.1.2.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao
Trên cơ sở điều tra diện tích các loại trạng thái rừng và thống kê các vụ cháy rừng trong những năm gần đây trên địa bàn huyện Lục Yên. Đề tài lựa chọn 2 loại trạng thái rừng điển hình, bao gồm: Trạng thái rừng tự nhiên (IIa, IIb và Ic) và trạng thái rừng trồng ( Rừng Keo tai tƣợng 3 tuổi, rừng Mỡ 3 tuổi và rừng Quế 5 tuổi) để nghiên cứu cấu trúc và đặc điểm vật liệu cháy làm cơ sở đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả PCCCR trên địa bàn huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái.
Bảng 3.3. Tình hình sinh trƣởng tầng cây cao của các trạng thái rừng
TT Trạng thái rừng Chỉ tiêu sinh trƣởng Nht (cây/ha) Độ tàn che D1.3 (cm) Hvn (m) 1 Ic 1.230 0,31 2,21 1,8 2 IIa 340 0,46 12,59 6,70 3 IIb 380 0,76 17,73 10,36 4 Keo tt 3 tuổi 1.410 0,61 6,81 6,43 5 Mỡ 3 tuổi 1.358 0,53 5,13 5,10 6 Quế 5 tuổi 3.480 0,65 4,23 2,81
Kết quả bảng 3.3 cho thấy:
* Các trạng thái rừng tự nhiên
Trạng thái rừng Ic có mật độ cây gỗ tái sinh rải rác khoảng 1.230 cây/ha, chiều cao trung bình của cây gỗ là 1,8m, độ tàn che là 0,31. Thành phần cây gỗ chủ yếu là các cây tiên phong ƣa sáng nhƣ: Kháo, Thẩu tấu, Xoan ta, Thành ngạnh, Thôi ba, Hu đay, Chẹo, v.v... ngoài ra cũng xuất hiện một số loài cây có giá trị nhƣ Trám trắng, Dẻ, v.v... Trạng thái rừng IIa, đây là rừng đang trong quá trình phục hồi và đặc trƣng bởi lớp cây tiên phong ƣa sáng, mọc nhanh. Mật độ cây gỗ hiện tại khoảng 340 cây/ha, đƣờng kính trung bình 12,59cm, chiều cao vút ngọn trung bình 6,70m và độ tàn che 0,46.
Trạng thái rừng IIb, đây là trạng thái rừng có cây tiên phong phục hồi phát triển đã lớn, đặc trƣng tổ thành gồm những cây tiên phong hoặc cây có tính chất tiên phong ƣa sáng, mọc nhanh, thành phần đã phức tạp và đã có sự phân hóa về tầng thứ và độ tuổi. Mật độ cây gỗ 380 cây/ha; đƣờng kính trung bình 17,73 cm; chiều cao vút ngọn 10,36m và độ tàn che 0,76.
* Các trạng thái rừng trồng
Rừng Keo tai tƣợng 3 tuổi có mật độ hiện tại 1.410 cây/ha, sinh trƣởng đƣờng kính trung bình 6,81cm, chiều cao vút ngọn đạt 6,43m và độ tàn che đạt 0,61. Rừng Mỡ 3 tuổi có mật độ hiện tại 1.358 cây/ha, sinh trƣởng đƣờng kính đạt 5,13cm, chiều cao vút ngọn 5,10m và độ tàn che 0,53. Rừng Quế 5 tuổi có mật độ hiện tại 3.480 cây/ha, sinh trƣởng đƣờng kính 4,23cm, chiều cao 2,81m và độ tàn che 0,65. Đây là loại cây trồng có giá trị kinh tế cao các xã vùng cao tỉnh Yên Bái; góp phần giải quyết việc làm và xóa đỏi giảm nghèo, và làm giầu nhờ cây Quế.
Nhìn chung, sinh trƣởng của cây rừng và rừng trồng khá tốt, mật độ cây rừng hiện tại khá cao ở các trạng thái rừng trồng (1.358 – 3.480 cây/ha), trạng thái rừng tự nhiên (340 – 1.230 cây/ha). Ở các trạng thái rừng nghiên cứu cho thấy mật độ cây rừng hiện tại, cấu trúc tầng cây cao, tầng cây bụi thảm tƣơi cây tái sinh, độ tàn che, ... không giống nhau. Theo đó, các yếu tố đó cấu thành nên tiểu hoàn cảnh rừng, góp phần hạn chế lƣợng ánh sáng mặt trời chiếu xuống tán rừng, đặc biệt trong bối cảnh ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu; ảnh hƣởng đến tính chất đất cũng nhƣ khả năng sinh trƣởng và phát triển của lớp thực vật dƣới tán rừng. Đặc biệt tầng cây cao còn có ảnh hƣởng quyết định đến đặc điểm vật liệu cháy dƣới tán các trạng thái rừng. Vì vậy, đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ảnh hƣởng không giống nhau đến nguy cơ cháy rừng tại khu vực nghiên cứu.
3.1.2.2. Đặc điểm lớp cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh
Những vật liệu nhỏ và khô là những loại vật liệu dễ có khả năng bắt cháy nhất. Chúng có đặc điểm hút nƣớc nhanh và mất nƣớc cũng nhanh. Chính vì vậy, các loại vật liệu cháy cỡ nhỏ không chỉ quyết định khả năng cháy của chúng mà còn phản ánh mức độ nguy hiểm của việc phát sinh nạn lửa rừng và tốc độ lan tràn nếu cháy rừng xảy ra. Lớp
cây bụi thảm tƣơi dƣới tán các trạng thái rừng thƣờng có vật rơi rụng nhỏ, nhanh khô, đặc biệt thƣờng khô héo vào mùa hanh khô nên góp phần làm tăng nguồn vật liệu cháy nếu cháy rừng xảy ra.
Kết quả điều tra về tình hình sinh trƣởng của lớp cây bụi, thảm tƣơi và cây gỗ tái sinh dƣới tán các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu đƣợc tổng hợp trong bảng 3.4 dƣới đây.
Bảng 3.4. Đặc điểm sinh trƣởng lớp cây bụi, thảm tƣơi và cây tái sinh
TT Trạng thái thảm thực vật Độ che phủ trung bình (%) Chiều cao trung bình (m)
Loài cây chủ yếu
1 Ic 43 0,40 Thành ngạnh, Cỏ lào, Thẩu tấu, Kháo, Xoan ta, Hu đay, Chẹo, Trám trắng, v.v... 2 IIa 50 0,45 Bồ cu vẽ, Thành ngạnh, Thẩu tấu, Muối,
Hoắc quang, Ba bét, Vối thuốc, ....
3 IIb 61 0,55 Thành ngạnh, Thẩu tấu, Vối thuốc, Kháo vàng, Thôi ba, ...
4 Keo tt 3 tuổi 48 0,60 Bồ cu vẽ, Thành ngạnh, Sim, Mua, Cỏ lào, Đắng cảy, ...
5 Mỡ 3 tuổi 63 0,65 Sim, Mua, Ba gạc, Đáng, Cỏ lào, Thẩu tấu, v.v...
6 Quế 5 tuổi 65 0,70 Thành ngạnh, Thẩu tấu, Sám sì, Lấu, Cỏ lào, v.v..
Kết quả bảng 3.4 cho thấy, độ che phủ trung bình ở các trạng thái biến động từ 43 – 65%, chiều cao trung bình biến động trong khoảng từ 0,40 – 0,70m. Thành phần loài cây bụi dƣới các trạng thái rừng khá giống nhau, bao gồm: Cỏ lào, Sim, Mua, Bồ cu vẽ, Vối thuốc, Kháo vàng, Hoắc quang, v.v... Loài cây Thành ngạnh, Thẩu tấu, Cỏ lào là những loài cây khá phổ biến ở dƣới trạng thái rừng trồng, chúng rất dễ bắt lửa vào mùa hành khô (từ tháng 1 đến tháng 4 hàng năm), điều này càng làm tăng thêm mối nguy hiểm đối với khả năng PCCCR ở đây. Thành phần và mật độ cây tái sinh ít, chỉ có các loài nhƣ Vối thuốc, Hoắc quang, Kháo vàng, Ba bét, Thẩu tấu, Thành ngạnh, ...
Kết quả điều tra đặc điểm phân bố của lớp cây bụi, thảm tƣơi còn cho thấy có sự phân bố theo đám của các loài cây nói trên với chiều cao trên 2m. Vào mùa hanh khô, phần lớn lá của chúng bị khô héo, vùng với vật rơi rụng chùm lên đã tạo thành những cầu
nối nguy hiểm để chuyển từ cháy mặt đất thành cháy tán ở các trạng thái rừng nghiên cứu, làm tăng nguồn vật liệu cháy, đặc biệt với những khu rừng có chiều cao thấp. Sự phân bố nhƣ vậy cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp oxy trong quá trình cháy. Chính vì vậy những vật liệu ở dƣới sát mặt đất tuy có độ ẩm cao nhƣng vẫn có khả năng bén lửa và cháy nếu lớp vật liệu ở tầng trên đã bắt lửa.
Nhƣ vậy các đặc điểm của cấu trúc lâm phần nhƣ thành phần loài cây, mật độ, độ tàn che, phân bố số cây, ... cũng nhƣ đặc điểm lớp thực bì nhƣ độ che phủ, loài ƣu thế, tình hình sinh trƣởng, ... đều có ảnh hƣởng trực tiếp đến khả năng xuất hiện và lan rộng của đám cháy. Mặt khác cấu trúc rừng ảnh hƣởng đến các chỉ tiêu tiểu khí hậu rừng nhƣ độ ẩm không khí, nhiệt độ không khí, lƣợng mƣa rơi, tốc độ gió, ... do đó nó cũng ảnh hƣởng gián tiếp đến cháy rừng. Ngoài ra cấu trúc rừng và đặc điểm sinh trƣởng của lâm phần sẽ góp phần quyết định thành phần, khối lƣợng và các tính chất của vật liệu cháy.
3.1.2. Đặc điểm vật liệu cháy tại khu vực nghiên cứu
3.1.2.1. Thành phần và khối lượng vật liệu cháy dưới các trạng thái rừng
Tính chất và sự phân bố của vật liệu trong rừng ảnh hƣởng quyết định đến sự phát sinh, phát triển của đám cháy. Cháy rừng chỉ có thể xuất hiện khi có sự tham gia của 3 yếu tố là: (i) Vật liệu cháy, oxy và nguồn nhiệt. Trong các yếu tố đó thì oxy luôn có sẵn trong không khí (chiếm khoảng 21%) nên rất khó loại trừ. Nguồn nhiệt chủ yếu xảy ra do con ngƣời tác động mang tới (trên 90%) nhƣng rất khó kiểm soát. Vật liệu cháy chỉ có thể cháy khi có độ ẩm thấp. Nếu độ ẩm cao ở một mức độ nhất định thì vật liệu không thể bắt cháy đƣợc hoặc có cháy thì quá trình cháy cũng sẽ tự tắt (trích theo Bế Minh Châu). Vật liệu cháy, theo nghĩa rộng là tất cả vật chất hữu cơ ở trong rừng có thể bắt lửa và bốc cháy. Chúng bao gồm thảm mục, cành lá, hoa quả rơi rụng, cỏ, cây bụi, thảm tƣơi, rễ cây, thân gỗ, than bùn, v.v... phân bố ở trong đất hay trên mặt đất.
Sinh khối hay khối lƣợng của VLC là một trong những điều kiện quan trọng ảnh hƣởng mạnh mẽ tới khả năng lan tràn của đám cháy. Do vậy, để làm giảm cƣờng độ đám cháy cần giảm thiểu khối lƣợng vật liệu cháy.
Kết quả nghiên cứu về thành phần và khối lƣợng vật liệu cháy ở một số trạng thái rừng đƣợc tổng hợp chi tiết trong bảng 3.5.
Bảng 3.5. Thành phần và khối lƣợng vật liệu cháy dƣới các trạng thái rừng
TT Trạng thái rừng Sinh khố vật liệu cháy (tấn/ha)
Thảm tƣơi Thảm khô Thảm mục Tổng
1 Ic 12,70 4,30 1,33 18,33
2 IIa 15,20 5,72 2,00 22,92
3 IIb 17,30 6,20 2,29 25,79
4 Keo tai tƣợng 3 tuổi 9,20 4,70 1,60 15,50
5 Mỡ 3 tuổi 8,30 4,45 1,60 14,35
6 Quế 5 tuổi 7,80 5,70 2,17 15,67
Thảm tƣơi bao gồm các loại cây bụi, cỏ còn tƣơi có đƣờng kính dƣới 1cm, thảm khô gồm lớp cành khô lá rụng, cỏ khô; thảm mục bao gồm các loại vật liệu đang bị phân hủy nằm sát lớp đất mặt (gồm phần bán phân hủy và phần phân hủy).
Từ kết quả bảng trên cho thấy, khối lƣợng vật liệu cháy ở các trạng thái rừng nghiên cứu biến động trong khoảng từ 14,35 tấn/ha đến 25,79 tấn/ha. Vật liệu cháy ở các trạng thái rừng (Ic, IIa và IIb) đều cao hơn các trạng thái rừng trồng. Trong đó, lƣợng thảm tƣơi, thảm khô và thảm mục ở trạng thái rừng IIb lớn nhất, lần lƣợt là 17,30 tấn/ha : 6,20 tấn/ha và 2,29 tấn/ha; tiếp đến là trạng thái rừng IIb với tổng sinh khối là 22,92 tấn/ha; trạng thái rừng Ic có tổng sinh khối vật liệu cháy là 18,33 tấn/ha. Các trạng thái rừng trồng có lƣợng vật liệu cháy không khác nhau rõ.
Lƣợng thảm khô và thảm mục ở các trạng thái rừng là do quá trình sinh trƣởng của rừng, các vật liệu rơi rụng luôn đƣợc tích lũy theo thời gian, vi sinh vật trong đất rừng sẽ tiến hành phân giải chúng để tạo thành các chất hữu cơ.
Thành phần và khối lƣợng vật liệu cháy ở dƣới các trạng thái rừng nghiên cứu đƣợc biểu thị chi tiết qua hình sau:
Hình 3.9. Thành phần và khối lƣợng vật liệu cháy dƣới các trạng thái rừng
Nhìn chung, khối lƣợng vật liệu cháy ở các trạng thái rừng là khá lớn, biến động trong khoảng từ 14,35 tấn/ha đến 25,79 tấn/ha. Tính chất và sự phân bố của vật liệu trong rừng ảnh hƣởng quyết định đến sự phát sinh, phát triển của đám cháy. Cháy rừng chỉ có thể xuất hiện khi có sự tham gia của 3 yếu tố là: (i) Vật liệu cháy, oxy và nguồn nhiệt.Vì vậy, VLC cháy ở trạng thái IIb, IIa cao hơn so với các trạng thái rừng hiện tại nên nguy cơ cháy rừng ở 2 trạng thái rừng này là cao hơn các trạng thái rừng khác.
3.1.2.2. Độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy ở dưới các trạng thái rừng
Độ ẩm VLC là nhân tố quan trọng vì nó ảnh hƣởng trực tiếp đến khả năng bén lửa và xuất hiện đám cháy, duy trì ngọn lửa và tốc độ lan tràn của đám cháy. Độ ẩm VLC càng thấp thì khả năng bén lửa càng cao, tốc độ lan tràn của đám cháy càng nhanh. Độ ẩm VLC ảnh hƣởng lớn đến khả năng cháy rừng nhất là vào thời điểm mùa khô hanh hàng năm.
Độ ẩm tự nhiên của VLC chính là độ ẩm vốn có hay là lƣợng nƣớc tự nhiên chứa trong VLC. Độ ẩm tự nhiên của VLC, ngoài phụ thuộc vào loài cây (độ ẩm tự nhiên của lá cây khi mới rụng xuống) thì độ ẩm VLC ở dƣới bề mặt đất rừng phụ
thuộc vào: (i) trạng thái thảm thực vật (chế độ nhiệt ẩm, gió, … hay tiểu khí hậu dƣới tán rừng ở các trạng thái thảm thực vật rừng là khác nhau, nên ảnh hƣởng đến độ ẩm của vật rơi rụng bên dƣới); (ii) hƣớng phơi (hƣớng phơi khác nhau, bức xạ mặt trời, thời gian chiếu sáng khác nhau); (iii) thời gian trƣớc và sau khi mƣa (cơ chế hút giữ nƣớc, rồi bốc thoát hơi nƣớc làm cho độ ẩm vật rơi rụng khác nhau giữa các thời điểm trƣớc, trong và sau khi mƣa), v.v…
Kết quả nghiên cứu độ ẩm vật liệu cháy dƣới các trạng thái rừng nghiên cứu đƣợc tổng hợp chi tiết trong bảng sau:
Bảng 3.6. Độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy dƣới một số trạng thái rừng
TT Trạng thái rừng M0 (g) M1 (g) M0 –M1 (g) WVLC (%) 1 1 Ic 200 155,3 44,7 28,78 2 2 IIa 200 158,25 41,75 26,38 3 3 IIb 200 159,3 40,7 25,55 4
4 Keo tai tƣợng 3 tuổi 200 148,75 51,25 34,45
5
5 Mỡ 3 tuổi 200 149,25 50,75 34,00
6
6 Quế 5 tuổi 200 151,53 48,47 31,99
Qua kết quả bảng trên cho thấy, độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy ở các trạng thái thảm thực vật rừng tại thời điểm điều tra biến động trong khoảng từ 25,55 – 34,45%. Trong đó, độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy thấp nhất là 25,55% (trạng thái rừng IIb), tiếp đến là trạng thái rừng IIa (26,38%). Độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy cao nhất ở các trạng thái rừng trồng, từ 31,99% ở trạng thái rừng Quế 5 tuổi đến 34,45% ở trạng thái rừng Keo tai tƣợng 3 tuổi.
Dùng tiêu chuẩn Kruskal – Wallis Test để so sánh độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy ở các trạng thái thảm thực vật rừng cho thấy, có sự khác nhau rõ rệt về độ ẩm tự nhiên của VLC dƣới tán rừng ở các trạng thái thảm thực vật nghiên cứu. Sở dĩ độ ẩm tự nhiên của VLC giữa các trạng thái thảm thực vật trên khác nhau là do đặc điểm về cấu trúc tầng thứ, thành phần loài cây, độ tàn che, độ che phủ thảm tƣơi cây bụi, hƣớng phơi,
v.v… là không giống nhau giữa các nhóm đối tƣợng, nên ảnh hƣởng đến chế độ nhiệt, ẩm dƣới bề mặt đất rừng, vì vậy nhiều ít ảnh hƣởng đến độ ẩm của vật liệu cháy dƣới bề mặt đất rừng. Hơn nữa, do hạn chế trong việc tiến hành thí nghiệm (thí nghiệm về độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy ở các trạng thái thảm thực vật không diễn ra cùng ngày), nên ít nhiều ảnh hƣởng đến độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy.
Độ ẩm tự nhiên của vật liệu cháy dƣới tán rừng ở các trạng thái thảm thực vật nghiên cứu đƣợc biểu thị chi tiết qua hình sau: