Luận án tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cơ sở khoa học của giải pháp quản lý thủy văn phục vụ phòng cháy chữa cháy rừng ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:210

Thêm vào BST

Báo xấu

68
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án cung cấp hệ thống tư liệu về đặc điểm HST rừng tràm, làm rõ quy luật tác động của chế độ ngập nước đến một số nhân tố sinh thái và sinh trưởng rừng tràm, góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học của các giải pháp kỹ thuật về PCCC rừng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cơ sở khoa học của giải pháp quản lý thủy văn phục vụ phòng cháy chữa cháy rừng ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP QUẢN LÝ THỦY VĂN PHỤC VỤ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG Ở VƢỜN QUỐC GIA U MINH THƢỢNG TỈNH KIÊN GIANG LUẬN ÁN TIẾN SỸ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA GIẢI PHÁP QUẢN LÝ THỦY VĂN PHỤC VỤ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY RỪNG Ở VƢỜN QUỐC GIA U MINH THƢỢNG TỈNH KIÊN GIANG Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 62.62.02.05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ LÂM NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. THÁI THÀNH LƢỢM HÀ NỘI, 2017
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp mang tên “Nghiên cứu cơ sở khoa học của giải pháp quản lý thủy văn phục vụ phòng cháy chữa cháy rừng ở Vƣờn Quốc gia U Minh Thƣợng tỉnh Kiên Giang” mã số 62.62.02.05 là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi, công trình đƣợc thực hiện từ năm 2010 đến năm 2016. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất cứ công trình nào khác. Luận án có sử dụng một số kết quả nghiên cứu của Đề tài khoa học cấp Nhà nƣớc “Nghiên cứu chế độ mực nước thích hợp đảm bảo phòng chống cháy và duy trì sự phát triển rừng tràm ở hai Vườn Quốc gia U Minh Thượng và U Minh Hạ” đƣợc thực hiện từ năm 2009 đến năm 2011 do tác giả cùng tham gia thực hiện; một phần kết quả của báo cáo tƣ vấn do tác giả thực hiện “Đánh giá ảnh hưởng của chế độ mực nước đến đất than bùn ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng” đƣợc thực hiện vào năm 2012 và một phần kết quả của báo cáo tƣ vấn “Đánh giá sự phục hồi của thảm thực vật rừng Vườn Quốc gia U Minh Thượng sau khi thay đổi phương án quản lý nước” đƣợc thực hiện vào năm 2013 thuộc dự án “Bảo tồn và phát triển khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang” do AuRaid tài trợ. Phần kết quả nghiên cứu này đã đƣợc nhà tài trợ cho phép sử dụng và công bố trong luận án. Tôi xin chịu trách nhiệm trƣớc Hội đồng Bảo vệ Luận án Tiến sĩ về lời cam đoan của mình. Hà Nội, tháng 8 năm 2017 Ngƣời viết cam đoan NCS. Trần Văn Thắng
ii LỜI CẢM ƠN Luận án này đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam theo chƣơng trình đào tạo nghiên cứu sinh, hệ tập trung, giai đoạn 2011 - 2014. Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tác giả đã nhận đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của phòng Đào tạo Sau đại học, khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi trƣờng, trƣờng Đại học lâm nghiệp Việt Nam; Ban Giám đốc, viên chức phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế, Vƣờn Quốc gia U Minh Thƣợng. Tác giả xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Thái Thành Lƣợm - Ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn GS.TS. Vƣơng Văn Quỳnh, PGS.TS. Trần Quang Bảo, PGS.TS Bế Minh Châu, PGS.TS. Phùng Văn Khoa, PGS.TS. Đỗ Anh Tuân, TS. Phạm Ngọc Hƣng, TS. Trần Ngọc Hải, TS. Phạm Xuân Dũng, … đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận án. Xin chân thành cảm ơn Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Kiên Giang, Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Kiên Giang, dự án Bảo tồn và phát triển Khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi thu thập tài liệu phục vụ cho luận án. Hoàn thành luận án này không thể không nói đến sự động viên, giúp đỡ nhiều mặt của các đồng nghiệp, bạn bè và ngƣời thân trong gia đình. Tác giả xin chân thành cảm ơn vì sự giúp đỡ quý báu đó. Tác giả NCS. Trần Văn Thắng
iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. ix DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................. xi PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 1. Sự cần thiết của luận án........................................................................................... 1 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................................. 2 2.1. Ý nghĩa khoa học của luận án .............................................................................. 2 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận án ............................................................................... 2 3. Mục tiêu nghiên cứu của luận án ............................................................................ 2 3.1. Về lý luận ............................................................................................................. 2 3.2. Về thực tiễn .......................................................................................................... 2 4. Những điểm mới của luận án .................................................................................. 3 4.1. Về lý luận ............................................................................................................. 3 4.2. Về thực tiễn .......................................................................................................... 3 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3 5.1. Đối tƣợng nghiên cứu........................................................................................... 3 5.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 3 6. Cấu trúc của luận án ................................................................................................ 4 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................................... 5 1.1. Một số khái niệm .................................................................................................. 5 1.1.1. Cháy rừng .......................................................................................................... 5 1.1.2. Phòng cháy rừng ............................................................................................... 6 1.1.3. Chữa cháy rừng ................................................................................................. 6
iv 1.2. Tổng quan nghiên cứu về phòng cháy chữa cháy rừng ....................................... 6 1.2.1. Nghiên cứu về PCCC rừng trên Thế giới .......................................................... 7 1.2.2. Nghiên cứu về PCCC rừng ở Việt Nam .......................................................... 14 1.2.3. Nghiên cứu về PCCC rừng tràm ..................................................................... 19 1.2.4. Nghiên cứu về thủy văn rừng .......................................................................... 21 1.2.5. Nhận xét chung ............................................................................................... 27 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 29 2.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 29 2.1.1. Nghiên cứu hiện trạng và cơ chế quản lý nƣớc ở VQG U Minh Thƣợng ...... 29 2.1.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến thảm thực vật và sinh trƣởng rừng tràm ở VQG U Minh Thƣợng. .............................................................. 29 2.1.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến ĐDSH thực vật rừng tràm.29 2.1.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến phát thải CO2 từ than bùn.29 2.1.5. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ quản lý nƣớc đến khả năng cháy rừng tràm ở VQG U Minh Thƣợng. ........................................................................................... 29 2.1.6. Nghiên cứu đề xuất chế độ quản lý nƣớc thích hợp nhằm đảm bảo sinh trƣởng rừng tràm và phòng cháy rừng ở VQG U Minh Thƣợng. ......................................... 29 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 30 2.2.1. Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài ............................................................ 30 2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ...................................................................... 31 Chƣơng 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................................................................................................................................... 47 3.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................. 47 3.1.1. Vị trí địa lý, quy mô diện tích ......................................................................... 47 3.1.2. Địa hình, địa thế .............................................................................................. 47 3.1.3. Địa chất, đất đai............................................................................................... 48 3.1.4. Đặc điểm thời tiết, khí hậu ............................................................................. 49 3.1.5. Chế độ thuỷ văn .............................................................................................. 53 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ................................................................................... 54
v 3.2.1. Dân số, dân tộc ................................................................................................ 54 3.2.2. Trình độ dân trí................................................................................................ 55 Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................ 56 4.1. Hiện trạng và cơ chế quản lý nƣớc ở VQG U Minh Thƣợng ............................ 56 4.1.1. Hiện trạng công trình quản lý nƣớc ................................................................ 56 4.1.2. Cơ chế quản lý nƣớc ....................................................................................... 60 4.2. Ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến thảm thực vật và sinh trƣởng rừng tràm 65 4.2.1. Đa dạng thảm thực vật .................................................................................... 65 4.2.2. Sự thay đổi thảm thực vật ............................................................................... 71 4.2.3. Đặc điểm cấu trúc của rừng tràm ở VQG U Minh Thƣợng ............................ 72 4.2.4. Đặc điểm sinh trƣởng đƣờng kính .................................................................. 76 4.2.5. Đặc điểm sinh trƣởng chiều cao ...................................................................... 78 4.2.6. Ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến sinh trƣởng rừng tràm ........................ 79 4.3. Ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến đa dạng thực vật .................................... 85 4.3.1. Ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến cấu trúc tổ thành ................................. 85 4.3.2. Đa dạng loài thực vật ...................................................................................... 90 4.3.3. Ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến đa dạng loài thực vật .......................... 93 4.4. Ảnh hƣởng của chế độ ngập đến đất than bùn ................................................... 96 4.4.1. Mực nƣớc ngầm và độ ẩm than bùn ................................................................ 96 4.4.2. Ảnh hƣởng của mực nƣớc ngầm đến phóng thích CO2 từ đất than bùn ......... 96 4.5. Ảnh hƣởng của chế độ ngập nƣớc đến nguy cơ cháy rừng ............................. 100 4.5.1. Ảnh hƣởng của chế độ ngập nƣớc đến khối lƣợng VLC .............................. 100 4.5.2. Ảnh hƣởng của chế độ ngập nƣớc đến độ ẩm của VLC ............................... 102 4.4.3. Ảnh hƣởng mực nƣớc ngầm đến nguy cơ cháy rừng .................................... 105 4.6. Giải pháp quản lý thủy văn đảm bảo chức năng phòng cháy .......................... 108 4.6.1. Giữ ẩm đất rừng để phòng cháy trong mùa khô............................................ 108 4.6.2. Thiết lập hệ thống công trình quản lý và giám sát quy trình điều tiết nƣớc . 119 4.6.3. Giải pháp chữa cháy rừng ............................................................................. 123 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................................................ 125
vi 1. Kết luận ............................................................................................................... 125 2. Tồn tại ................................................................................................................. 128 3. Kiến nghị ............................................................................................................. 128 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN......................................................................................................................... 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Nghĩa đầy đủ BĐKH Biến đổi khí hậu Cd Chỉ số mức độ ƣu thế cm Cen ti mét CO2 Cacbonic CP Độ che phủ cây bụi thảm tƣơi d Độ phong phú về loài thực vật D1.3 Đƣờng kính thân cây 1,3 m ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐDSH Đa dạng sinh học EFFIS Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu ENVISAT Vệ tinh môi trƣờng FAO Tổ chức nông lƣơng thế giới FFDI Chỉ số nguy cơ cháy rừng G Tiết diện ngang GIS Hệ thống thông tin địa lý GPS Hệ thống định vị toàn cầu H Chỉ số đa dạng ha Hecta HST Hệ sinh thái Hvn Chiều cao vút ngọn IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu IVI Chỉ số quan trọng J Chỉ số tƣơng đồng KBTTN Khu Bảo tồn thiên nhiên km Ki lô mét M Trữ lƣợng
viii Viết tắt Nghĩa đầy đủ m mét mm mi li mét NN-PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn OTC Ô tiêu chuẩn PCCC Phòng cháy chữa cháy R Hệ số tƣơng quan Snc45 Số ngày có nguy cơ cháy rừng cao và rất cao TB Trung bình TC Độ tàn che UBND Ủy ban nhân dân UNDP Chƣơng trình phát triển Liên hợp quốc V Thể tích VLC Vật liệu cháy VQG Vƣờn Quốc gia WFAS Hệ thống đánh giá cháy rừng
ix DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Phân bố diện tích theo độ cao của VQG 48 3.2 Các chỉ tiêu khí tƣợng cơ bản tại Rạch Giá 49 4.1 Tổng hợp hệ thống kênh trong vùng lõi VQG 56 4.2 Tổng hợp đê bao trong vùng lõi VQG 58 4.3 Tổng hợp cống trong vùng lõi VQG 59 4.4 Phân loại thảm thực vật ở VQG U Minh Thƣợng 65 4.5 Sự thay đổi thảm thực vật ở VQG U Minh Thƣợng từ năm 2006 - 2014 70 4.6 Tổ thành rừng trƣớc và sau khi thay đổi phƣơng án quản lý nƣớc 72 4.7 Tổ thành rừng ở những vùng ngập nƣớc khác nhau 73 4.8 Đặc trƣng mẫu về đƣờng kính ở các trạng thái rừng 72 4.9 Bảng tính các đặc trƣng mẫu về chiều cao 78 4.10 Sinh trƣởng, tăng trƣởng, xuất tăng trƣởng trung bình về đƣờng kính 80 cây tràm giai đoạn 2002 - 2013 4.11 Bảng các chỉ tiêu sinh trƣởng và tăng trƣởng trung bình về chiều cao 82 giai đoạn 2002 - 2013 của 4 trạng thái rừng tràm 4.12 Tổ thành rừng trƣớc và sau khi thay đổi phƣơng án quản lý nƣớc 85 4.13 Tổ thành rừng ở những vùng ngập nƣớc khác nhau 87 4.14 Tổ thành các loài thực vật ở rừng tái sinh sau cháy với các mực nƣớc 88 ngập khác nhau 4.15 Tần xuất gặp đƣợc các loài thực vật thủy sinh 90 4.16 Chỉ số đánh giá đa dạng thực vật theo các kiểu rừng 90 4.17 Chỉ số đánh giá đa dạng thực vật theo độ sâu mực nƣớc ngập tối đa 93 4.18 Phƣơng trình tƣơng quan giữ các chỉ số đánh giá 94 4.19 Kết quả đo CO2 phóng thích trong rừng tràm 98 4.20 Kết quả đo CO2 phóng thích trong thí nghiệm 99
x STT Tên bảng Trang 4.21 Khối lƣợng thảm tƣơi, thảm khô ở các kiểu thực vật 101 4.22 Phân chia mức nguy hiểm của cháy rừng theo mực nƣớc ngầm 104 4.23 Nguy cơ cháy rừng xảy ra theo chế độ mực nƣớc 105 4.24 Độ cao mặt tại các phân khu quản lý nƣớc ở VQG 109 4.25 Cân bằng nƣớc tại các phân khu 115 4.26 Lƣợng nƣớc thiếu hụt trong mùa cháy rừng tại các phân khu 116 4.27 Mực nƣớc tích trữ tại các phân khu vào thời điểm cuối mùa mƣa 117
xi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Sơ đồ vị trí các điểm kiểm chứng ảnh vệ tinh 33 2.2 Sơ đồ vị trí OTC và tuyến điều tra 35 2.3 Sơ đồ vị trí các điểm thu mẫu và đo phóng thích CO2 41 2.4 Sơ đồ vị trí các thƣớc đo nƣớc mặt 43 2.5 Sơ đồ vị trí đặt tuyến đo nƣớc ngầm 43 3.1 Biểu đồ phân bố mƣa theo các tháng trong năm ở Rạch Giá 51 Biểu đồ cân bằng lƣợng mƣa và lƣợng bốc hơi các tháng ở Rạch 3.2 Giá 52 3.3 Biểu đồ khí hậu Gaussen Walter tỉnh Kiên Giang 52 4.1 Sơ đồ hiện trạng công trình quản lý nƣớc 57 4.2 Cống số 1 59 4.3 Trạm bơm số 1 60 4.4 Trạm bơm hồ Hoa Mai 60 4.5 Rừng tràm cuối mùa khô năm 2001 62 4.6 Biểu đồ độ cao mực nƣớc kênh trung tâm VQG U Minh Thƣợng 62 4.7 Sơ đồ phân khu quản lý nƣớc thử nghiệm 63 Biểu đồ mực nƣớc trung bình tại các phân khu giai đoạn 2010 - 4.8 2014 64 4.9 Rừng tràm trên đất than bùn 66 4.10 Thảm thực vật Bồn bồn, Bèo cái 68 4.11 Súng ma 69 4.12 Bản đồ thảm thực vật VQG U Minh Thƣợng 71 Biểu đồ liên hệ giữa đƣờng kính trung bình với độ sâu mực nƣớc 4.13 ngập tối đa 74 Biểu đồ liên hệ giữa chiều cao trung bình với độ sâu mực nƣớc 4.14 ngập tối đa 74
xii 4.15 Rễ Tràm tái sinh trên than bùn ở mực nƣớc ngập > 100 cm 75 4.16 Biểu đồ phân bố N/D ở các trạng thái rừng 77 4.17 Biểu đồ phân bố N/H ở các trạng thái rừng 79 4.18 Biểu đồ đƣờng cong tăng trƣởng ZD của 4 trạng thái rừng 81 4.19 Biểu đồ đƣờng cong tăng trƣởng ΔD của 4 trạng thái rừng 81 4.20 Biểu đồ đƣờng cong tăng trƣởng ZH của 4 trạng thái rừng 83 4.21 Biểu đồ đƣờng cong tăng trƣởng ΔH của 4 trạng thái rừng 83 4.22 Biểu đồ biến động vòng năm trung bình của 20 cây tràm giải tích 84 4.23 Giải tích cây tràm 85 4.24 Biểu đồ tần xuất trung bình gặp đƣợc các loài thủy sinh 90 4.25 Rừng tràm hỗn giao trên đất than bùn 91 4.26 Đồng cỏ ngập nƣớc theo mùa 92 4.27 Đầm lầy thực vật thủy sinh 93 4.28 Biểu đồ biến động mực nƣớc ngầm tại điểm đo phóng thích CO2 96 4.29 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ phóng thích CO2 và độ ẩm 97 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ phóng thích CO2 và mực nƣớc 4.30 98 ngầm 4.31 Thảm tƣơi dƣới rừng tràm tái sinh trên đất than bùn 100 4.32 Lớp thảm khô dƣới rừng tràm hỗn giao có nơi dày đến 60 cm 100 4.33 Biểu đồ khối lƣợng thảm tƣơi, thảm khô ở các trạng thái rừng 101 Biểu đồ tƣơng quan giữa độ ẩm VLC với độ sâu mực nƣớc ngầm 4.34 103 ở rừng hỗn giao trên đất than bùn Biểu đồ tƣơng quan giữa độ ẩm VLC với độ sâu mực nƣớc ngầm 4.35 103 ở rừng tràm tái sinh trên đất than bùn Biểu đồ sự phụ thuộc của tốc độ bén lửa (Vc, m/phút) của vật 4.36 104 liệu dƣới tán rừng tràm vào độ ẩm (r, %). 4.37 Sơ đồ quy hoạch phân khu quản lý nƣớc 109 4.38 Biểu đồ độ cao trung bình mặt đất các phân khu quản lý nƣớc 110
xiii Biểu đồ mực nƣớc tích trữ cuối mùa mƣa ở các phân khu so với 4.39 cao độ 117 4.40 Sơ đồ hệ thống cống cần thiết 120 4.41 Sơ đồ hệ thống đập ngăn cần thiết 120 4.42 Sơ đồ vị trí các thƣớc đo nƣớc ở các phân khu 122 4.43 Sơ đồ vị trí các tuyến đo nƣớc ngầm tại 2 khu C và D 122
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Vƣờn Quốc gia (VQG) U Minh Thƣợng, tỉnh Kiên Giang là một trong hai khu rừng đầm lầy than bùn quan trọng còn lại ở Việt Nam (khu vực khác là VQG U Minh Hạ) và đƣợc công nhận là Vƣờn di sản ASEAN và khu đất ngập nƣớc có tầm quan trọng Quốc tế. VQG U Minh Thƣợng là nơi bảo tồn 45 loài động thực vật quý hiếm, bị đe dọa trên toàn cầu (Nguồn: Thông tin về đất ngập nước Ramsar, Bộ tài nguyên và Môi trường năm 2015). Trong những năm gần đây, hiện tƣợng ElNiño đã tác động mạnh mẽ góp phần làm đất than bùn cháy nhiều hơn. Bên cạnh đó, các nguyên nhân cháy rừng có nguồn gốc từ con ngƣời dƣới sức ép gia tăng dân số toàn cầu cũng làm gia tăng mối nguy ngại đến sự tồn tại bền vững của rừng (Page et al., 2009) [77]. VQG U Minh Thƣợng là một trong những khu vực cháy rừng trọng điểm ở nƣớc ta (Nguồn: Cục Kiểm lâm, 2015). Cháy rừng tràm trên than bùn với quy mô và mức độ thiệt hại nghiêm trọng trong những năm qua đã trở thành mối quan tâm của nhiều ngành nhiều cấp và nhân dân cả nƣớc. Nó đƣợc xem là nhân tố chủ yếu đang đe doạ sự tồn tại của bể than bùn còn lại của nƣớc ta với tất cả nguồn tài nguyên đa dạng sinh học (ĐDSH) quý giá trên đó. Trong nhiều năm trở lại đây, việc giữ nƣớc đƣợc coi là một giải pháp cần thiết cho phòng cháy chữa cháy (PCCC) rừng tràm ở VQG U Minh Thƣợng. Sau trận cháy rừng năm 2002, cao trình ở VQG không đồng nhất, việc giữ nƣớc để PCCC rừng gần nhƣ suốt năm, ngay cả thời kỳ khô hạn nhất mực nƣớc vẫn cao hơn mặt than bùn tới hàng chục centimet (cm). Sau nhiều năm giữ nƣớc để phòng cháy chữa cháy (PCCC) rừng, tình trạng ngập nƣớc đã ảnh hƣởng rất lớn đến sinh trƣởng rừng tràm. Ở nhiều nơi cây tràm bị đổ gẫy hàng loạt, rừng không còn sức sống, chim thú mất nơi trú ngụ. Việc giữ nƣớc ở VQG U Minh Thƣợng về cơ bản đã giảm đƣợc nguy cơ cháy rừng, nhƣng lại làm cho sinh trƣởng rừng và hoàn cảnh sinh thái nói chung bị biến
2 đổi nghiêm trọng. Nếu tình trạng này kéo dài, rừng tràm có thể bị mất hẳn trong tƣơng lai, đất nƣớc sẽ mất đi những hình mẫu tiêu biểu của cảnh quan thiên nhiên cùng với nguồn tài nguyên ĐDSH phong phú của rừng tràm. Vậy giữ nƣớc nhƣ thế nào để vừa làm tốt công tác PCCC rừng nhƣng vẫn đảm bảo điều kiện sinh thái cho hệ sinh thái (HST) rừng tràm và các hệ sinh thái khác phát triển bền vững? Vì vậy, việc làm sáng tỏ những cơ sở khoa học của giải pháp quản lý thủy văn vừa đảm bảo kiểm soát PCCC rừng, vừa duy trì các giá trị đa dạng sinh học và phục hồi rừng Tràm trên đất than bùn lại càng trở lên cấp thiết hơn bao giờ hết. Đây là lý do để thực hiện luận án “Nghiên cứu cơ sở khoa học của giải pháp quản lý thủy văn phục vụ phòng cháy chữa cháy rừng ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang’’. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2.1. Ý nghĩa khoa học của luận án Luận án cung cấp hệ thống tƣ liệu về đặc điểm HST rừng tràm, làm rõ quy luật tác động của chế độ ngập nƣớc đến một số nhân tố sinh thái và sinh trƣởng rừng tràm, góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học của các giải pháp kỹ thuật về PCCC rừng. 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận án Góp phần nâng cao hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật về PCCC rừng tràm. Đề xuất đƣợc chế độ quản lý nƣớc thích hợp đáp ứng yêu cầu kiểm soát và PCCC rừng tràm, bảo tồn ĐDSH rừng tràm trên đất than bùn ở VQG U Minh Thƣợng. 3. Mục tiêu nghiên cứu của luận án 3.1. Về lý luận Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho quản lý thuỷ văn và phòng cháy rừng tràm ở Việt Nam. 3.2. Về thực tiễn - Xác định ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến sinh trƣởng cây tràm và ĐDSH thực vật rừng tràm.
3 - Xác định ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến phát thải cacbonic (CO2) trong đất than bùn. - Xác định ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến nguy cơ cháy rừng ở VQG U Minh Thƣợng. - Đề xuất chế độ quản lý mực nƣớc đảm bảo sinh trƣởng rừng tràm và PCCC rừng ở VQG U Minh Thƣợng. 4. Những điểm mới của luận án 4.1. Về lý luận - Luận án đã xác định đƣợc một số cơ sở khoa học quan trọng áp dụng cho quản lý thủy văn đảm bảo cho rừng sinh trƣởng bình thƣờng và an toàn về lửa cho hệ sinh thái rừng tràm. - Đã lƣợng hóa đƣợc mối quan hệ giữa mực nƣớc với ĐDSH, sinh trƣởng rừng tràm, phát thải CO2 trong đất than bùn và nguy cơ cháy rừng. - Xu thế phát triển của thảm thực vật rừng ở VQG U Minh Thƣợng. 4.2. Về thực tiễn Luận án đã xác định đƣợc chế độ nƣớc thích hợp cho PCCC rừng và bảo tồn ĐDSH. Đồng thời đề xuất đƣợc phƣơng án quản lý nƣớc hợp lý phục vụ công tác PCCC rừng và bảo tồn ĐDSH ở VQG U Minh Thƣợng. 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu Thủy văn và PCCC rừng tràm. 5.2. Phạm vi nghiên cứu * Về địa lý: Vùng lõi VQG U Minh Thƣợng * Về chuyên môn: Một số nội dung không thuộc phạm vi của luận án: Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ mực nƣớc đến đa dạng động vật, thủy sinh vật, môi trƣờng nƣớc và nghiên cứu ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến nguy cơ cháy rừng tràm.
4 6. Cấu trúc của luận án Luận án, ngoài phần tham khảo và các phụ lục đƣợc kết cấu thành các phần sau đây: - Phần mở đầu. - Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu. - Chƣơng 2: Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. - Chƣơng 3: Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu. - Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. - Kết luận, tồn tại và kiến nghị.
5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Một số khái niệm 1.1.1. Cháy rừng Cháy rừng là đám cháy đƣợc phát sinh trong rừng, tác động và làm tiêu huỷ hệ sinh vật ở trong rừng. Hay nói theo cách khác, cháy rừng là quá trình cháy làm tiêu huỷ những vật liệu của rừng mà sự hình thành và phát triển diễn ra không theo sự kiểm soát của chủ rừng [4]. Theo tài liệu Cẩm nang ngành lâm nghiệp, chƣơng Phòng cháy và chữa cháy rừng, 2004 [4] FAO đƣa ra khái niệm về cháy rừng và thƣờng đƣợc sử dụng là: “Cháy rừng là sự xuất hiện và lan truyền của những đám cháy trong rừng mà không nằm trong sự kiểm soát của con ngƣời, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải và môi trƣờng” [4]. Cháy rừng chỉ xảy ra khi có sự kết hợp đồng thời của 3 yếu tố: - Ô xy: chất duy trì sự cháy, sẵn có trong không khí (chiếm khoảng 21% bầu không khí tự nhiên). Dƣới tán rừng tỷ lệ này có thể thấp hơn do quá trính phân giải một số hợp chất hữu cơ làm cho lƣợng CO2 tăng lên [13]. - Vật liệu cháy (VLC): chất bị cháy, có sẵn trong rừng. VLC là tất cả những chất có khả năng bén lửa và bốc cháy trong điều kiện có đủ nguồn nhiệt và ô xy [13]. - Nguồn nhiệt: là yếu tố duy nhất không sẵn có trong rừng. Nhiệt độ cần để đốt cháy VLC ở thời điểm ban đầu gọi là điểm bén lửa. Các VLC trong rừng thƣờng có điểm bén lửa trong khoảng từ 220 - 2500C. Hầu hết nguồn nhiệt gây cháy rừng đƣợc xuất phát từ các hoạt động của con ngƣời [13]. Nếu đã có đủ 3 điều kiện gây cháy là Ô xy, VLC và nguồn nhiệt, thì đám cháy có xuất hiện hay không lại phụ thuộc vào yếu tố độ ẩm của VLC. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu cho thấy: nguồn VLC có độ ẩm ≤ 25% thì khả năng bắt lửa là dễ dàng. Vậy điều kiện cần và đủ cho đám cháy rừng xảy ra là phải đảm bảo đủ 3 yếu tố: ô xy, VLC có độ ẩm ≤ 25% và nguồn nhiệt đủ lớn.