2.4.2.1. Phương pháp xác định đặc điểm biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng theo không gian
Đặc điểm biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi theo không gian, được đánh giá thông qua mối liên hệ của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng với các yếu tố không gian: kinh độ (kd), vĩ độ (vd), độ cao (dc).
Tác giả tiến hành phân tích và xác định các phương trình liên hệ phản ánh quy luật biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng theo không gian và theo từng tháng trong năm.
Kết hợp với các mô hình nội suy không gian, cho phép luận án hoàn thiện và xây dựng được các mô hình đánh giá tác động của BĐKH đến nguy cơ cháy rừng trên phạm vi toàn quốc dựa trên số liệu khí hậu quan trắc được tại cá trạm Khí tượng Quốc Gia.
2.4.2.2. Phương pháp xác định đặc điểm biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng theo thời gian
Đặc điểm biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi theo thời gian, được đánh giá thông qua số ngày có nguy cơ cháy rừng cao Snc45 theo Kịch bản BĐKH trung bình B2 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2009.
Luận án sẽ xác định và làm rõ đặc điểm biến đổi của nguy cơ cháy rừng tại các vùng sinh thái trong cả nước tại các thời điểm khác nhau trong tương lai: 2020, 2030, 2050, 2090. Thông qua việc áp dụng công thức xác định chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi từ các chỉ tiêu khí hậu trong kịch bản BĐKH và phương trình liên hệ giữa số ngày có nguy cơ cháy rừng cao Snc45 với Qi.
Tổng hợp, phân tích kết quả xác định số ngày có nguy cơ cháy rừng cao Snc45 cho từng vùng sinh thái tại các thời điểm khác nhau trong tương lai sẽ làm sáng tỏ đặc điểm biến đổi của chỉ số khí hậu phản ánh nguy cơ cháy rừng Qi theo thời gian.
2.4.2.3. Phương pháp xác định đặc điểm biến đổi của nguy cơ cháy rừng theo loại trạng thái rừng
Hiện nay hệ thống phân loại các trạng thái rừng ở Việt Nam được thực hiện theo quy định trong Thông tư số 34/2009/TT/BNNPTNT Quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng ban hành ngày 10/06/2009. Với mục tiêu và giới hạn nghiên cứu được xác định là nghiên cứu tác động của BĐKH đến nguy cơ cháy rừng tại các trạng thái rừng ở vùng đồi núi Việt Nam, tác giả đã xác định được các trạng thái rừng nằm trong phạm vi nghiên cứu của luận án, cụ thể trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Danh sách các trạng thái rừng thuộc phạm vi nghiên cứu TT Tên trạng thái rừng và đất không có rừng (LDLR) Mã số Ký hiệu TTR
1. Rừng lá rộng thường xanh
1 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX giàu 16 TXG
2 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX TB 17 TXB
3 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo 18 TXN
4 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo kiệt 19 TXK
5 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX phục hồi 20 TXP
2. Rừng lá rộng rụng lá
6 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL giàu 21 RLG
7 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL TB 22 RLB
8 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo 23 RLN
9 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo kiệt 24 RLK
10 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL phục hồi 25 RLP
3. Rừng lá rộng nửa rụng lá
11 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL giàu 26 NRLG
12 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL TB 27 NRLB
13 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL nghèo 28 NRLN
14 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL nghèo kiệt 29 NRLK
15 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL phục hồi 30 NRLP
4. Rừng lá kim
16 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK giàu 31 LKG
17 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK TB 32 LKB
5. Rừng lá rộng lá kim
18 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK giàu 36 RKG
19 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK TB 37 RKB
6. Rừng núi đá
20 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo 43 TXDN
21 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo kiệt 44 TXDK
22 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX phục hồi 45 TXDP
7. Rừng tre nứa
23 Rừng nứa tự nhiên núi đất 56 NUA
8. Rừng hỗn giao gỗ và tre nứa
24 Rừng hỗn giao G-TN tự nhiên núi đất 61 HG1
25 Rừng hỗn giao TN-G tự nhiên núi đất 62 HG2
9. Rừng trồng
26 Rừng Keo 67 RTG
27 Rừng Bạch đàn 67 RTG
28 Rừng Thông 67 RTG
10. Có cây gỗ tái sinh
29 Đất có cây gỗ tái sinh núi đất 85 DT2
11. Đất trống cây bụi
Để xác định được các địa điểm nghiên cứu phù hợp phục vụ điều tra các ô tiêu chuẩn điển hình cho các trạng thái rừng đã lựa chọn, tác giả tiến hành phân tích hệ thống số liệu thống kê của Cục Kiểm lâm về số vụ cháy rừng, diện tích rừng đã cháy ở các địa phương trong giai đoạn 2002 – 2011 để xác định các tỉnh trong điểm cháy rừng trên toàn quốc. Tiêu chí lựa chọn các tỉnh làm địa điểm nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể như sau: (1) – Là tỉnh có số vụ cháy rừng và diện tích rừng bị cháy cao trong giai đoạn 2002 – 2011; (2) – Là tỉnh có phân bố tự nhiên của các trạng rừng thuộc phạm vi nghiên cứu với diện tích lớn; (3) – Có tính khả thi cao, phù hợp với điều kiện nghiên cứu của luận án. Danh sách 10 tỉnh có số vụ cháy rừng và diện tích rừng bị cháy lớn nhất trong giai đoạn 2002 – 2011 được thống kê trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Danh sách các tỉnh trọng điểm cháy rừng trong giai đoạn 2002 – 2011
T T Đơn vị Số vụ(vụ) Diện tích (ha) Rừng TN (ha) Rừng trồng (ha) Trảng cỏ (ha) Số vụ tìm đợc TP (vụ) Số vụ đã xử lý (vụ) Số người (người) 1 Kon Tum 346,0 3.205,6 103,5 3.039,3 62,8 40,0 40,0 5.224,0 2 Quảng Ninh 260,0 2.407,9 371,7 1.680,6 355,6 8,0 5.316,0 3 Sơn La 267,0 2.163, 5 1.867, 3 229,2 67,0 4 Yên Bái 331,0 2.066,9 786,6 977,3 303,0 42,0 2.939,0 5 Lạng Sơn 186,0 2.023,1 554,0 933,1 536,0 24,0 24,0 2.810,0 6 Lai Châu 207,0 2.021,3 534,8 1.268,7 217,8 3,0 200,0 7 Lâm Đồng 462,0 1.856, 4 799,4 964,4 92,6 30,0 14,0 5.391,0 8 Hòa Bình 180,0 1.681,3 740,2 257,0 684,2 1,0 9 Hà Giang 379,0 1.464, 8 483,2 901,0 80,5 3,0 10 Quảng Trị 160,0 1.354,8 135,1 1.098,7 121,0 819,0 36 Đăk Lăk 4,0 433,0 433,0
Căn cứ vào 3 tiêu chí lựa chọn địa điểm nghiên cứu đã xác định và tham vấn ý kiến của các chuyên gia, tác giả đã quyết định lựa chọn 5 tỉnh để tiến hành lập ô tiêu chuẩn thu thập số liệu phục vụ nghiên cứu bao gồm: Sơn La, Hòa Bình, Hà Giang, Đăk Lăk, Lâm Đồng. Trong 5 tỉnh được lựa chọn
nghiên cứu, riêng Đăk Lăk không phải là tỉnh có số vụ cháy rừng, cũng như diện tích rừng bị cháy cao trong giai đoạn 2002 – 2011 theo số liệu thống kê của Cục Kiểm lâm, tuy nghiên nghiên cứu vẫn quyết định lựa chọn Đăk Lăk là địa bàn nghiên cứu do trên địa bàn tỉnh có sự phân bố với diện tích lớn của một số trạng thái rừng đặc hữu cho khu vực Tây Nguyên: rừng rụng lá và rừng nửa rụng lá. Trong nghiên cứu này tác giả tiến hành điều tra 66 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình với kích thước 1000m2 (30mx33m) đại diện cho các trạng thái rừng thuộc phạm vi nghiên cứu, phân bố trên địa bàn của 5 tỉnh: Sơn La, Hòa Bình, Hà Giang, Đăk Lăk, Lâm Đồng. Các chỉ tiêu được thu thập trên ô tiêu chuẩn phục vụ nghiên cứu bao gồm: cấu trúc tầng cây cao, cây bụi thảm tươi, thảm khô, độ ẩm vật liệu cháy lúc 13 giờ. Phân bố các ô tiêu chuẩn theo trạng thái và theo địa điểm nghiên cứu được xác định cụ thể trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Phân bố các ô tiêu chuẩn theo trạng thái và địa điểm nghiên cứu
TT Tên trạng thái rừng và đất không córừng (LDLR) Mãsố Ký hiệuTTR Địa điểm Số lượngOTC
1. Rừng lá rộng thường xanh 10
1 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX giàu 16 TXG Sơn La 2
2 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX TB 17 TXB Sơn La 2
3 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo 18 TXN Sơn La 2
4 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo kiệt 19 TXK Sơn La 2 5 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX phục hồi 20 TXP Sơn La 2
2. Rừng lá rộng rụng lá 10
6 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL giàu 21 RLG Đăk Lăk 2
7 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL TB 22 RLB Đăk Lăk 2
8 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo 23 RLN Đăk Lăk 2
9 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL nghèo kiệt 24 RLK Đăk Lăk 2 10 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRRL phục hồi 25 RLP Đăk Lăk 2
3. Rừng lá rộng nửa rụng lá 10
11 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL giàu 26 NRLG Đăk Lăk 2
12 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL TB 27 NRLB Đăk Lăk 2
13 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL nghèo 28 NRLN Đăk Lăk 2 14
Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRNRL nghèo
kiệt 29 NRLK
Đăk Lăk 2
TT Tên trạng thái rừng và đất không có rừng (LDLR) Mã số Ký hiệu TTR Địa điểm Số lượng OTC 4. Rừng lá kim 4
16 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK giàu 31 LKG Đăk Lăk 2
17 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LK TB 32 LKB Đăk Lăk 2
5. Rừng lá rộng lá kim 4
18 Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRLK TB 37 RKB Đăk Lăk 4
6. Rừng núi đá 6
19 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo 43 TXDN Hà Giang 2 20 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo kiệt 44 TXDK Hà Giang 2 21 Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX phục hồi 45 TXDP Hà Giang 2
7. Rừng tre nứa 2
22 Rừng tre/luồng tự nhiên núi đất 55 TLU Hòa Bình 1
23 Rừng nứa tự nhiên núi đất 56 NUA Hòa Bình 1
8. Rừng hỗn giao gỗ và tre nứa 4
24 Rừng hỗn giao G-TN tự nhiên núi đất 61 HG1 Hòa Bình 2 25 Rừng hỗn giao TN-G tự nhiên núi đất 62 HG2 Hòa Bình 2
9. Rừng trồng 12
26 Rừng Keo 67 RTG Hòa Bình 4
27 Rừng Bạch đàn 67 RTG Hòa Bình 4
28 Rừng Thông 67 RTG Lâm Đồng 4
10. Có cây gỗ tái sinh 2
29 Đất có cây gỗ tái sinh núi đất 85 DT2 Lâm Đồng 2
11. Đất trống cây bụi 2
30 Đất trống núi đất 89 DT1 Lâm Đồng 2
* Phương pháp nghiên cứu đặc điểm liên quan đến nguy cơ cháy của một số trạng thái rừng phổ biến ở các vùng trọng điểm cháy rừng.
Nội dung điều tra trong ô tiêu chuẩn điển hình gồm: đường kính, chiều cao, độ tàn che tầng cây cao, chiều cao trung bình và độ che phủ của thảm tươi cây bụi, khối lượng thảm tươi, cây bụi và thảm khô.
- Đường kính ngang ngực các cây tầng cao (D1.3) được xác định bằng thước dây có độ chính xác đến mm.
- Chiều cao vút ngọn (Hvn) các cây tầng cao được xác định bằng thước Blume-leiss, có độ chính xác đến 0,5m.
- Độ tàn che tầng cây cao, độ che phủ của cây bụi thảm tươi và tỷ lệ che phủ của thảm khô được xác định bằng phương pháp cho điểm.
- Chiều cao trung bình từng loài cây bụi, thảm tươi được xác định bằng sào có độ chính xác đến 0,1 m.
- Độ che phủ chung của cây bụi, thảm tươi trên ô dạng bản được xác định theo phương pháp mục trắc.
- Khối lượng vật liệu cháy khô ở một ô nghiên cứu được điều tra bằng cách cân vật liệu khô thu được từ 25 ô dạng bản diện tích 1 m2. Chúng được phân bố ở giữa và 4 góc của các ô dạng bản diện tích 25 m2.
- Độ ẩm vật liệu cháy được xác định thông qua thu thập các mẫu vật liệu cháy dưới rừng tại thời điểm 13 giờ trong những ngày có thời tiết điển hình (7 ngày liên tiếp không mưa). Các mẫu độ ẩm được bảo quản trong túi nilong hai lớp và đưa về phân tích tại phòng Phân tích Môi trường Đại học Lâm nghiệp.
- Khối lượng vật liệu cháy tươi ở một ô nghiên cứu được điều tra bằng cách cân toàn bộ vật liệu tươi thu được từ 25 ô dạng bản diện tích 1 m2.
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí ô dạng bản thứ cấp trong ô tiêu chuẩn
* Phương pháp nghiên cứu phân loại rừng theo nguy cơ cháy ở các vùng trọng điểm cháy rừng:
Phân loại rừng theo nguy cơ cháy được thực hiện theo phương pháp đa tiêu chuẩn. Các tiêu chí được sử dụng để phân tích và xếp hạng các loại rừng theo nguy cơ cháy bao gồm: khối lượng thảm khô, độ ẩm thảm khô dưới rừng
lức 13 giờ và khối lượng thảm tươi, cây bụi dưới các trạng thái rừng. Ảnh hưởng của các tiêu chí trên đến nguy cơ cháy được thể hiện qua xu hướng tác động như sau:
- Khối lượng thảm khô càng lớn nguy cơ cháy rừng càng tăng.
- Độ ẩm thảm khô lúc 13 giờ càng thấp nguy cơ cháy rừng càng tăng. - Khối lượng thảm tươi cây bụi càng lớn, tiểu hoàn cảnh dưới rừng càng ẩm ướt, nguy cơ cháy rừng được giảm xuống.
Để phân loại được các trạng thái rừng theo nguy cơ cháy, luận án sử dụng phương pháp chỉ số hiệu quả canh tác ECT (Nijikam ,1982) để xếp hạng các trạng thái rừng theo nguy cơ cháy. Chỉ số ECT được xác định theo các bước sau.
(1)- Xây dựng bảng đặc điểm liên quan đến nguy cơ cháy của từng trạng thái rừng, số liệu được ghi vào bảng 2.5:
Bảng 2.5. Đặc điểm của khối lượng thảm khô, thảm tươi và độ ẩm vật liệu cháy của các trạng thái rừng
TTTên trạng thái rừng và đất không córừng (LDLR)
Khối lượng VLC (kg/ha) Mtk (kg/ha) W13 (%) Mtt (kg/ha) 1 2 3 …
2)- Tính chỉ số Fij cho từng tiêu chí của từng trạng thái rừng:
Chỉ số Fij được tính theo từng chỉ tiêu cho các trạng thái rừng, trong đó i là biểu thị ô tiêu chuẩn thứ i, j là biểu thị cho chỉ tiêu thứ j. Người ta tính chỉ số Fij theo từng chỉ tiêu theo các công thức khác nhau.
Nếu giá trị của một chỉ tiêu nào đó càng tăng càng tốt thì người ta sử dụng công thức: Fij = xij/ xmax , trong đó xij là giá trị tiêu chí thứ j của trạng thái rừng thứ i, xmax là giá trị cực đại của tiêu chí thứ j.
Nếu giá trị của một chỉ tiêu nào đó càng nhỏ càng tốt thì người ta dùng công thức sau: Fij = 1 – (xij/ xmax ), trong đó các ký hiệu vẫn như trên.
(3)- Tính chỉ số Ect:
Chỉ số Ect được tính theo công thức sau Ecti = ∑
=
n
j 1 (Fij*Pj) (2.13)
Trong đó: Ecti là chỉ số về tổng hiệu quả tác động của các tiêu chí ở các trạng thái rừng thứ i, Pj là chỉ số về tầm quan trọng (trọng số) của tiêu chí thứ j, n là số tiêu chí được sử dụng để phân tích theo phương pháp đa tiêu chuẩn.
Kết quả xác định chỉ số Ect được ghi trong bảng 2.6:
Bảng 2.6. Chỉ số fij và chỉ số Ect cho từng yếu tố và từng trạng thái rừng
TT Tên trạng thái rừng và đất khôngcó rừng (LDLR) F Fij ECT
tk Fw Ftt
1 2 3 …
(4)- Phân loại các trạng thái rừng theo chỉ số Ect (chỉ số phản ảnh nguy cơ cháy):
Căn cứ vào kết quả tính giá trị Ect = tổng Fij của các trạng thái rừng luận án sẽ tính giá trị Ect trung bình cho từng trạng thái rừng, ghép các trạng thái