Nhận thức được BĐKH và tầm quan trọng trong ứng phó với tác động của BĐKH, Việt Nam đã sớm phê chuẩn Công ước khung của Liên Hiệp quốc về BĐKH (UNFCCC) và Nghị định thư Kyoto. Để triển khai ứng phó với BĐKH, Chính phủ đã ban hành một số văn bản pháp lý quan trọng sau:
+ Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 2/12/2008 của Thủ tướng Chính phủ về Chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu;
+ Quyết định số 2139/QĐ-TTg ngày 5/12/2011 của Thủ tướng chính phủ về phê duyệt Chiến lược Quốc gia về Biến đổi khí hậu;
+ Quyết định số 1474/QĐ-TTg ngày 5/10/2012 của Thủ tướng chính phủ về phê duyệt Kế hoạch hành động quốc gia ứng phó BĐKH giai đoạn 2012 – 2020;
+ Quyết định số 1393/QĐ-TTg ngày 25/9/2012 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chiến lược Quốc gia về tăng trưởng xanh;
+ Quyết định 1628/QĐ-TTg năm 2013 phê duyệt Khung ma trận chính sách thuộc Chương trình Hỗ trợ ứng phó biến đổi khí hậu (SP-RCC) do Thủ tướng Chính phủ ban hành.
+ Quyết định 2623/QĐ-TTg năm 2013 phê duyệt Đề án "Phát triển đô thị Việt Nam ứng phó biến đổi khí hậu giai đoạn 2013-2020" do Thủ tướng Chính phủ ban hành.
+ Quyết định 209/QĐ-BXD năm 2014 về Kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu của ngành Xây dựng giai đoạn 2014-2020 do Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành.
+ Quyết định 44/QĐ-TTg năm 2014 phê duyệt Khung ma trận chính sách thuộc Chương trình Hỗ trợ ứng phó biến đổi khí hậu (SP-RCC) do Thủ tướng Chính phủ ban hành.
Các văn bản trên đã nêu rõ mục tiêu, nhiệm vụ và lộ trình ứng phó với BĐKH ở Việt Nam. Trên cơ sở đó, các bộ, ngành cũng đã và đang triển khai xây dựng các kế hoạch ứng phó BĐKH cho ngành, lĩnh vực của Bộ quản lý. Bộ Nông nghiệp và PTNT đã sớm ban hành các văn bản sau liên quan đến BĐKH:
+ Quyết định số 543/QĐ-BNN-KHCN ngày 23/3/2011 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT về Ban hành Kế hoạch hành động ứng phó với Biến đổi khí hậu ngành Nông nghiệp và PTNT giai đoạn 2011 – 2015 và tầm nhìn đến 2050;
+ Quyết định số 3199/QĐ-BNN-KHCN ngày 16/12/2011 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT về phê duyệt Đề án giảm phát thải khí nhà kính trong Nông nghiệp, nông thôn đến năm 2020.
+ Quyết định 66/QĐ-BNN-KHCN năm 2013 Kế hoạch hành động quốc gia biến đổi khí hậu giai đoạn 2012-2020 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
Kết luận:
Trên thế giới các nghiên cứu đã chứng minh quá trình biến đổi khí hậu là sự thực và đang tiếp tục diễn ra. Tác động của nó sẽ ảnh hướng tới nhiều
ngành, lĩnh vực, vùng và các lãnh thổ. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về biến đổi khí hậu trong lĩnh vực lâm nghiệp là khá mới mẻ và chưa có nhiều công trình được thực hiện. Vì vậy, việc thực hiện đánh giá tác động của BĐKH trong Lâm nghiệp và đề xuất các giải pháp ứng phó là thực sự cần thiết và cấp bách.
1.2. Tổng quan nghiên cứu về phương pháp dự báo cháy rừng
1.2.1. Phương pháp dự báo cháy rừng trên thế giới
Phòng cháy chữa cháy rừng trên thế giới được bắt đầu được nghiên cứu vào thế kỷ 20. Thời kỳ đầu chủ yếu tập trung ở các nước có nền kinh tế phát triển như Mỹ, Nga, Đức, Thuỵ điển, Canada, Pháp, Úc v.v.... Sau đó là ở hầu hết các nước có hoạt động lâm nghiệp.
- Nghiên cứu bản chất của cháy rừng:
Kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng cháy rừng là hiện tượng ôxy hoá các vật liệu hữu cơ do rừng tạo ra ở nhiệt độ cao. Nó xảy ra khi có mặt đồng thời của 3 thành tố còn gọi là tam giác lửa: nguồn lửa, ôxy và vật liệu cháy. Tuỳ thuộc vào đặc điểm của 3 yếu tố trên mà cháy rừng có thể được hình thành, phát triển hay ngăn chặn hoặc suy yếu đi (Brown, 1979;
Belop,1982; Chandler, 1983; Johann G. Goldammer, 2009). Vì vậy, về bản chất, những biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng đều nhằm tác động vào 1 trong 3 yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy [32], [33], [36], [39], [48].
Các nhà khoa học phân biệt 3 loại cháy rừng: (1)- Cháy dưới tán cây hay cháy mặt đất rừng, là trường hợp chỉ cháy một phần hay toàn bộ lớp cây bụi, cỏ khô và cành rơi lá rụng trên mặt đất. (2)- Cháy tán rừng (ngọn cây) là trường hợp lửa lan tràn nhanh từ tán cây này sang tán cây khác; (3)- Cháy ngầm là trường hợp xảy ra khi lửa lan tràn chậm, âm ỉ dưới mặt đất, trong lớp thảm mục dày hoặc than bùn. Trong một đám cháy rừng có thể xảy ra một hoặc đồng thời 2, 3 loại cháy trên. Tuỳ theo loại cháy rừng mà người ta
đưa ra những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau (Mc Arthur, 1986; Johnson Edward A, 1996) [47], [54].
Ba yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển cháy rừng là: thời tiết, trạng thái rừng và hoạt động kinh tế xã hội của con người (Belop,1982) [32]. Thời tiết, đặc biệt là chế độ mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí ảnh hưởng quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm vật liệu cháy dưới rừng, qua đó ảnh hưởng đến khả năng bén lửa và lan tràn đám cháy. Loại rừng ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hoá học, khối lượng và phân bố của vật liệu cháy, qua đó ảnh hưởng đến loại cháy, khả năng hình thành và tốc độ lan tràn của đám cháy. Hoạt động sống của con người như nương rẫy, săn bắn, du lịch v.v.. ảnh hưởng đến mật độ và phân bố nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy. Các biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng đều được xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm của của 3 yếu tố trên trong hoàn cảnh cụ thể của địa phương (Richmond,1976; Laslo Pancel, 1993) [51], [61].
- Nghiên cứu phương pháp dự báo cháy rừng:
Các kết quả nghiên cứu đều khẳng định mối liên hệ chặt giữa điều kiện thời tiết, mà quan trọng nhất là lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí với độ ẩm vật liệu và khả năng xuất hiện cháy rừng. Vì vậy, hầu hết các phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng đều tính đến đặc điểm diễn biến hàng ngày của lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm không khí (MiBbach,1972; Belop, 1982; Chandler,1983) [33], [36], [21]. Ở một số nước, khi dự báo nguy cơ cháy rừng ngoài căn cứ vào yếu tố khí tượng còn căn cứ vào một số yếu tố khác, chẳng hạn ở Đức và Mỹ sử dụng thêm độ ẩm của vật liệu cháy
(Brown,1979) [32], ở Pháp người ta tính thêm lượng nước hữu hiệu trong đất và độ ẩm vật liệu cháy, ở Trung Quốc có bổ sung thêm cả tốc độ gió, số ngày không mưa và lượng bốc hơi v.v… Cũng có sự khác biệt nhất định khi sử dụng các yếu tố khí tượng để dự báo nguy cơ cháy rừng, chẳng hạn ở Thuỵ Điển và một số nước ở bán đảo Scandinavia sử dụng độ ẩm không khí
thấp nhất và nhiệt độ không khí cao nhất trong ngày, trong khi đó ở Nga và một số nước khác lại dùng nhiệt độ và độ ẩm không khí lúc 13 giờ.
Những năm gần đây, ở Trung Quốc sử dụng phương pháp chỉ tiêu khả năng bén lửa của Yangmei (I) theo công thức (1.1):
I = 1/4.(a1.Tb1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ a2.e-b2.R
+ a3.Mb3 + a4.mb4) (1.1) Trong đó: T- nhiệt độ không khí lúc 14 giờ (oC);
R - độ ẩm không khí lúc 14 giờ (%); M - lượng bốc hơi ngày (mm); m - số giờ nắng;
a1, a2 , a3, a4 – các hệ số trong phương trình tương quan giữa các chỉ tiêu khí tượng trên với khả năng bén lửa đã được xác lập.
Ở Australia, hiện thường sử dụng chỉ số nguy cơ cháy rừng (FFDI) của Mc.Arthur theo công thức (1.2):
FFDI = 2exp(0.987logD-0.45+0.0338T+0.0234V-0.0345H) (1.2) Trong đó : H - độ ẩm không khí tương đối (%);
T - nhiệt độ không khí (oC);
V – tốc độ gió trung bình ở độ cao 10m (m/s); D – nhân tố khô hạn, có giá trị từ 0 đến 10.
Mặc dù có những nét giống nhau nhưng cho đến nay vẫn không có phương pháp dự báo cháy rừng chung cho cả thế giới, mà ở mỗi quốc gia, thậm chí mỗi địa phương người ta vẫn nghiên cứu xây dựng phương pháp riêng. Ngoài ra, vẫn còn rất ít phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng có tính đến yếu tố kinh tế xã hội và loại rừng. Đây có thể là một trong những nguyên nhân làm giảm hiệu quả của phòng cháy chữa cháy rừng ngay cả ở những nước phát triển.
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ không gian địa lý (viễn thám, GIS, GPS) trong dự báo và phát hiện sớm cháy rừng trên thế giới:
Năm 1997, Trung tâm hợp tác nghiên cứu châu Âu đã thành lập một nhóm nghiên cứu về sự phát triển các phương pháp tiên tiến cho việc đánh giá nguy cơ cháy rừng, để tính toán diện tích bị cháy và thiệt hại do cháy ở châu Âu. Kết quả là Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu (EFFIS) được thành lập và kể từ năm 2000, tình hình cháy rừng ở châu Âu liên tục được theo dõi bởi EFFIS. Hiện nay, các nước tham gia vào mạng lưới EFFIS là: Áo, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Cộng hòa Séc, Estonia, Phần Lan, Pháp, Cộng hòa Macedonia, Đức, Hy Lạp, Hungary, Ireland, Ý, Kosovo, Latvia, Lebanon, Lithuania, Montenegro, Ma-rốc, Ba Lan, Bồ Đào Nha, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ, Nga, Thổ Nhĩ Kỳ, Vương quốc Anh.
Dịch vụ EFFIS được cung cấp thông qua website
http://forest.jrc.ec.europa.eu/effis/ và bao gồm: dự báo nguy cơ cháy, phát hiện sớm cháy rừng, lập bản đồ khu vực bị cháy, đánh giá thiệt hại che phủ đất, thẩm định lượng khí thải do cháy rừng và xói mòn đất tiềm năng. Các dữ liệu về cháy rừng bắt nguồn từ EFFIS và những báo cáo định kỳ cung cấp bởi các dịch vụ cứu hỏa quốc gia tạo thành cơ sở dữ liệu cháy châu Âu. Module của EFFIS tạo ra các bản đồ nguy cơ cháy hàng ngày cho 6 ngày liên tiếp trong tương lai. Đồng thời, các đám cháy được phát hiện, quan sát trên cơ sở các ảnh viễn thám Modis của cơ quan Quản lý hàng không và vũ trụ Châu Âu.
Hệ thống thông tin giám sát môi trường cho phòng cháy chữa cháy rừng iForestFire của Croatia được sử dụng trong nhiều năm bao gồm nhiều hợp phần, mỗi hợp phần có một chức năng riêng trong đó phát hiện sớm cháy rừng là hợp phần quan trọng nhất của hệ thống; được xây dựng dựa trên các thuật toán xử lý hình ảnh phức tạp kết hợp công nghệ không gian địa lý và các thông tin bổ trợ khác [57].
Các cảm biến vệ tinh như NOAA /AVHRR, MODIS, CBERS và ESA (Cơ quan Vũ trụ châu Âu), ENVISAT (vệ tinh môi trường) đã được áp dụng rộng rãi để phát hiện sớm cháy rừng và các khu vực đã cháy ở Trung Quốc [71].
Ở Ấn Độ, trong năm 2005 bằng cách sử dụng chương trình khí tượng truyền hình vệ tinh quốc phòng. Các thuật toán phát hiện cháy rừng đã được sử dụng trong các quá trình xử lý dữ liệu ảnh MODIS. Địa điểm có cháy rừng được xác định thông qua dữ liệu DMSP - OLS và MODIS đã được xác nhận với các dữ liệu mặt đất từ Bộ Lâm nghiệp và báo cáo của các phương tiện truyền thông [67].
Giáo sư Menas C. Kafatos, người đứng đầu nhóm nghiên cứu Đại học Chapman khẳng định: Sự kết hợp của việc quan sát vệ tinh với ước tính độ ẩm vật liệu cháy và việc liên kết với các tổ chức khác đang mở ra triển vọng mới trong việc ứng dụng thành tựu này để phục vụ xã hội. Tiến sĩ Lawrence Friedl, giám đốc Trung tâm Khoa học ứng dụng thuộc Ban Khoa học Trái đất của NASA nhận định: Kết quả của nhiều cuộc thí nghiệm cho thấy có nhiều hy vọng trong việc đưa dữ liệu ảnh vệ tinh vào sử dụng trong thực tế để quản lý cháy rừng phục vụ lợi ích cộng đồng [66].
Michael C. Wimberly, Matthew J. Reilly, (2006), đã thực hiện nghiên cứu với mục tiêu: 1) Đánh giá tiềm năng sử dụng hình ảnh vệ tinh đa thời gian để lập bản đồ mức độ nghiêm trọng của lửa rừng trong miền Nam Appalachia, 2) Kiểm tra ảnh hưởng của địa hình và các loại rừng cộng đồng với mức độ nghiêm trọng của lửa rừng và 3) Kiểm tra mối quan hệ, tính hiệu nghiệm của kết quả dự báo cháy rừng với các thảm thực vật khác nhau. Phương trình hồi quy phi tuyến tính về dự báo nguy cơ cháy rừng trong thực tế (CBI) đã được xây dựng với R2 = 0,71 [56].
Từ năm 2007, WFAS (Hệ thống đánh giá cháy rừng - The Wildland Fire Assessment System - WFAS) cho phép dự báo nguy cơ cháy rừng của 7 ngày
liên tiếp trong tương lai từ các cơ sở dữ liệu của Trung tâm Dự báo Khí tượng quốc gia Mỹ. Công cụ này cung cấp thông tin bao gồm thời tiết, nguy cơ cháy, độ ẩm vật liệu cháy.
Mô hình xác định nguy cơ cháy rừng thông qua độ ẩm vật liệu cháy được xây dựng dựa trên mối liên hệ giữa độ ẩm nhiên liệu với độ ẩm không khí và lượng mưa. Mô hình này được xác định thông qua ước tính về nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa từ đặc điểm phản xạ phổ của ảnh vệ tinh. Mô hình đã được đưa vào ứng dụng tại miền Nam Amazon trong năm 2013, khu vực phía Bắc và vùng đất thấp ở Bolivia. Kết quả được xác định bởi mô hình cho thấy tương quan chặt với các chỉ tiêu thời tiết được xác định tại các trạm đo. Mô hình được đánh giá có hiệu quả cao trên cả hai phương diện kỹ thuật và chi phí cho các chương trình quốc gia quản lý cháy rừng [58].
Nghiên cứu của S. Yassemi, S. Dragi'cevi'c, M. Schmidt, (2007), đã tích hợp kỹ thuật GIS và các thiết bị di động để phát triển một mô hình dự báo lửa rừng với một giao diện linh hoạt và thân thiện. Mô hình phát triển trên cơ sở mối liên hệ giữa địa hình, vật liệu cháy dưới rừng và các yếu tố thời tiết. Các mô hình dự báo lửa rừng phát triển đã được thử nghiệm tại Nordegg Alberta, Canada. Nghiên cứu này cho thấy rằng mô hình GIS - CA có thể mô phỏng các tình huống cháy rừng thực tế và sự phát triển công cụ mô hình GISbased cho phép phát triển các hình ảnh động trong giao diện GIS [64].
Năm 2011 Chowdhury, Ehsan H; Hassan, Quazi K nghiên cứu sử dụng các cảm biến từ xa để phát triển một hệ thống dự báo nguy cơ cháy rừng tại tỉnh Alberta của Canada. Kết quả quan sát thấy rằng 98,19 % số vụ cháy rừng xảy ra ở những điểm được đánh giá là có mức nguy hiểm "rất cao” và mức nguy hiểm "vừa phải". Hiệu suất của hệ thống này cũng đã được chứng minh khi ứng dụng dự báo cháy rừng ở khu vực Slave Lake và Fort McMurray trong thời gian giữa tháng 5 năm 2011 [37].
Năm 2013 Chowdhury, Ehsan H; Hassan, Quazi K, đã đánh giá tiềm năng của ảnh Modis trong dự báo nguy cơ cháy trên vùng rừng phương bắc Alberta, Canada trong giai đoạn 2006-2008 thông qua các chỉ tiêu: nhiệt độ bề mặt (TS), chỉ số hạn hán (NMDI) và chỉ số ẩm ướt thảm thực vật (TVWI). Các phân tích được thực hiện cho thấy 91,63 % số vụ cháy xảy ra trong điều kiện kết quả dự báo là "rất cao" (nghĩa là, tất cả ba biến chỉ ra nguy cơ cao), "cao" (nghĩa là, ít nhất hai trong số ba biến chỉ ra nguy cơ cao), và "Trung bình" (nghĩa là ít nhất một trong các biến chỉ ra nguy cơ cao) [55].
Trong một nghiên cứu khác Chowdhury, Ehsan H; Hassan, Quazi K, (2013) đã sử dụng các hình ảnh từ vệ tinh NOAA để làm tăng thêm dữ liệu thu được từ mạng lưới các trạm khí tượng của Nga trong các thời kỳ nguy cơ cháy cao. Nghiên cứu phát triển một dự báo hạn vừa về nguy cơ cháy rừng trên cơ sở hình ảnh lặp đi lặp lại (10 ngày, 3 ngày) của các vệ tinh dự báo thời tiết, với mục đích biên soạn bản đồ dự báo nguy cơ cháy để hỗ trợ phát hiện cháy rừng. Đây là cơ sở để xây dựng các phương án phòng ngừa, các biện