Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp đốt trước vật liệu cháy tới điều kiện đất và sinh vật dưới rừng Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh and de Vrieses ) tại Tĩnh Gia – Thanh Hóa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm đề xuất một số vấn đề về kỹ thuật đốt trước VLC rừng trồng thông đáp ứng được tác dung phòng cháy rừng nhưng cũng hạn chế tác động xấu tới hệ sinh thái rừng tại khu vực nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp đốt trước vật liệu cháy tới điều kiện đất và sinh vật dưới rừng Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh and de Vrieses ) tại Tĩnh Gia – Thanh Hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ---------------------------- NGUYỄN VĂN TIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP ĐỐT TRƯỚC VẬT LIỆU CHÁY TỚI ĐIỀU KIỆN ĐẤT VÀ SINH VẬT DƯỚI RỪNG THÔNG NHỰA (Pinus merkusii Jungh and de Vrieses) TẠI TĨNH GIA - THANH HÓA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2013
GIÁO DỤC BỘ GIÁO BỘ DỤC VÀ VÀ ĐÀO ĐÀO TẠO TẠO NÔNG NGHIỆP BỘ NÔNG BỘ NGHIỆP VÀ VÀ PTNT PTNT TRƯỜNG ĐẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỌC LÂM LÂM NGHIỆP NGHIỆP ---------------------------- ---------------------------- TRẦN NGỌC NGUYỄN VĂNOANH TIÊN NGHIÊN MỘTCỨU PHÁP NÂNG ẢNH HƯỞNG SỐ GIẢI CỦA CAO BIỆNCHẤT LƯỢNG PHÁP ĐỐT TRƯỚC VẬT ĐÀO CHÁY LIỆUTẠO TỚI ĐIỀU NGHỀ CHO KIỆN ĐẤT VÀNÔNG LAO ĐỘNG SINH THÔN VẬT DƯỚI RỪNG THÔNG NHỰA QUẬN HÀ (Pinus ĐÔNG, merkusiiPHỐ THÀNH Jungh HÀand de Vrieses) NỘI TẠI TĨNH GIA - THANH HÓA Chuyên ngành: Kinh tế Nông nghiệp Chuyên ngành: MãQuản lý tài nguyên rừng số: 60620115 Mã số: 60620211 LUẬN VĂN THẠC SỸ KINH TẾ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM XUÂN PHƯƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. BẾ MINH CHÂU Hà Nội, 2013 Hà Nội, 2013
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằ ng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, trong đó có sự hỗ trơ ̣ của PGS.TS. Bế Minh Châu người đã hướng dẫn tôi thực hiện Đề tài và những người tôi đã cảm ơn trong luâ ̣n văn này. Nô ̣i dung nghiên cứu và kế t quả trong đề tài này là do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực và phù hợp với thực tế, chưa được công bố ở trong công trình nào. Hà Nội, tháng 9 năm 2013 Tác giả Nguyễn Văn Tiên
ii LỜI CÁM ƠN Luận văn được hoàn thành theo chương trình đạo tạo cao học khóa 19 chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng tại trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Để hoàn thành bản luận văn này, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Bế Minh Châu người đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Trong quá trình nghiên cứu tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiều mặt của Lãnh đạo và cán bộ Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia, Hạt Kiểm lâm Tĩnh Gia, ban Lãnh đạo Kiểm lâm vùng II đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện các nội dung nghiên cứu. Xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Đào tạo sau đại học, khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, các thầy giáo, cô giáo đã tạo điều kiện thuận lời và hết lòng giúp đỡ tôi trong quá trình học tập. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình quí báu đó. Mặc dù bản thân đã nghiêm túc và có nhiều cố gắng trong nghiên cứu nhưng do hạn chế về trình độ và thời gian nghiên cứu nên luận văn không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của các thầy cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cám ơn ! Hà Nội, Tháng 9 năm 2013 Tác giả Nguyễn Văn Tiên
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan ...................................................................................................... i Lời cám ơn ........................................................................................................ ii Mục lục ............................................................................................................. iii Danh mục các từ viết tắt................................................................................... vi Danh mục các bảng ......................................................................................... vii Danh mục các hình ......................................................................................... viii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 3 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 3 1.1.1. Nghiên cứu về biện pháp đốt trước vật liệu cháy ................................... 3 1.1.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng và đốt trước vật liệu cháy tới rừng ....5 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................. 7 1.2.1. Nghiên cứu về biện pháp đốt trước vật liệu cháy ................................... 7 1.2.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng và đốt trước vật liệu cháy tới rừng..... 10 1.2.3. Vấn đề đốt trước VLC tại khu vực nghiên cứu ..................................... 12 Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNGVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.. 15 2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 15 2.1.1. Mục tiêu chung ...................................................................................... 15 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 15 2.2. Đối tượng và thời gian nghiên cứu .......................................................... 15 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 15 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 16 2.4.1. Phương pháp luận.................................................................................. 16 2.4.2.Phương pháp thực hiện nghiên cứu........................................................ 18
iv Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 29 3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 29 3.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới hành chính ..................................................... 29 3.1.2. Đặc điểm địa hình ................................................................................. 29 3.1.3. Đặc điểm đất đai.................................................................................... 29 3.1.4. Khí hậu, thủy văn .................................................................................. 30 3.1.5. Tài nguyên thực vật rừng ...................................................................... 31 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội và tình hình công tác PCCCR thời gian qua .. 32 3.2.1. Tình hình dân sinh – kinh tế.................................................................. 32 3.2.2.Tình hình giao thông – cơ sở hạ tầng ..................................................... 32 3.2.3. Đánh giá chung công tác PCCCR của Ban quản lý rừng Phòng hộ Tĩnh Gia trong những năm qua ................................................................................ 33 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 35 4.1. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và vật liệu cháy ở rừng thông nhựa tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia, Thanh Hóa .................................... 35 4.1.1. Đặc điểm tầng cây cao .......................................................................... 35 4.1.2. Đặc điểm lớp cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh ................................... 36 4.1.3. Thành phần và khối lượng vật liệu cháy ............................................... 37 4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp đốt trước tới tính chất đất rừng và các loài động vật sống trong đất...................................................................... 38 4.2.1. Đặc điểm đám cháy sử dụng để đốt trước vật liệu cháy ....................... 38 4.2.2.Một số Tính chất vật lý và hóa học của đất rừng trước và sau khi đốt .. 41 4.2.3. Thành phần, mật độ và mức độ đa dạng sinh học loài của các loài động vật sống trong đất thời gian trước và sau khi đốt ............................................ 50 4.3. Ảnh hưởng của biện pháp đốt trước tới quần xã thực vật rừng thông ..... 56 4.3.1. Ảnh hưởng tầng cây cao .......................................................................... 56
v 4.3.2. Ảnh hưởng của đốt trước tới lớp cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh .... 58 4.3.3. Đánh giá mức độ đa dạng sinh học loài thực vật trong thời gian trước và sau khi áp dụng biện pháp đốt trước ............................................................... 65 4.4. Đề xuất một số vấn đề về kỹ thuật đốt trước vật liệu cháy phù hợp cho rừng thông tại khu vực nghiên cứu ................................................................. 68 4.4.1. Kỹ thuật xử lý vật liệu cháy .................................................................. 68 4.4.2. Thời gian đốt trước................................................................................ 69 4.4.3. Kỹ thuật đốt trước vật liệu cháy ............................................................ 70 4.4.4. Các biện pháp an toàn trong khi đốt trước ............................................ 70 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 72 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa VLC Vật liệu cháy BQL Ban quản lý PCCCR Phòng cháy chữa cháy rừng OTC Ô tiêu chuẩn ODB Ô dạng bản VQG Vườn quốc gia Nxb Nhà xuất bản ASEAN Hiệp hội các nước Đông Nam á TĐ Trước đốt SĐ Sau đốt TP Thành phần TB Trung bình
vii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Bảng phân tích phương sai “ANOVA” 28 4.1 Tình hình sinh trưởng của thông nhựa trên các OTC 35 4.2 Đặc điểm sinh trưởng lớp cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh 36 4.3 Thành phần và khối lượng vật liệu cháy dưới rừng Thông 38 4.4 Điều kiện và kết quả đốt trước ở các OTC 39 4.5 Kết quả phân tích tính chất vật lý của đất 41 4.6 Kết quả phân tích một số tính chất hóa học của đất ở các OTC 43 Thành phần và mật độ các loài động vật sống trong đất trước 4.7 51 và sau khi thí nghiệm đốt trước 4.8 Số lượng loài động vật sống trong đấttrước và sau đốt trước 56 Mật độ các loài cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh trước và 4.9 59 sau khi đốt Tổ thành các loài cây bụi thảm tươi và cây tái sinh trước và 4.10 62 sau khi đốt trước 4.11 Sinh trưởng các loài cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh 64 Kết quả đánh giá mức độ đa dạng loài ở tầng cây tái sinh theo 4.12 66 phương pháp Chỉ số đa dạng loài Kết quả đánh giá mức độ đa dạng loài ở tầng cây tái sinh theo 4.13 67 phương pháp chỉ số đa dạng Simpson
viii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang Sự biến đổi độ xốp của đất rừng trước và sau khi đốt trước ở 4.1 42 các OTC 4.2 Biến đổi độ pH của đất rừng trước và sau khi đốt trước 44 Biến đổi hàm lượng mùn trong đất rừng thông trước và sau 4.3 46 khi đốt 4.4 Hàm lượng Nito dễ tiêu (NH4+) ở các đối tượng nghiên cứu 48 4.5 Hàm lượng phốt pho trong đất ở các đối tượng nghiên cứu 49 Mật độ tuyệt đối các loài động vật sống trong đất ở ba OTC 4.6 52 trước khi đốt Chiều cao bình quân của tầng cây bụi, thảm tươi và cây tái 4.7 64 sinh trước và sau khi đốt trước Chỉ số đa dạng sinh học quần xã thực bì tính theo công thức 4.8 67 Simpson trước và sau khi đốt trước
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm gần đây cùng với sự biến đổi khí hậu, các thảm họa tự nhiên nói chung và cháy rừng xảy ra nhiều và thường xuyên hơn. Nhiều nước trên thế giới có lực lượng chữa cháy rừng chuyên nghiệp và trang thiết bị chữa cháy hiện đại nhưng vẫn chịu nhiều thiệt hại do cháy rừng gây ra. Điển hình là ở Mỹ trong những ngày đầu tháng 9 năm 2011, trận cháy dữ dội nhất trong 40 năm qua đã lan rộng với tốc độ rất nhanh tại miền trung bang Texas. Ngọn lửa đã phá hủy cây cối và nhà cửa trên một khu vực khoảng 25.000ha, suốt một dải dài 26km, phá hủy ít nhất 500 ngôi nhà, 5.000 người phải đi sơ tán và huy động ít nhất 49 chiếc trực thăng tham gia dập tắt trên khu vực rộng lớn này [7]. Ở Nga từ cuối tháng 7 đến giữa tháng 8 năm 2010, những vụ cháy dữ dội đã hoành hành khắp miền trung nước Nga, thiêu trụi 199 điểm dân cư với khoảng 3.200 ngôi nhà và hơn 200.000ha rừng, làm chết 62 người [7]. Cháy rừng còn diễn ra ở nhiều quốc gia khác như Úc, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Trung Quốc, Indonesia… và diễn ra trên khắp các châu lục trên thế giới. Ở Việt Nam theo số liệu thống kê tình hình cháy rừng ở các địa phương trên cả nước từ năm 2000 đến năm 2012 [2][29], tổng diện tích rừng bị cháy là 49.862,36 ha, trong đó rừng tự nhiên là 12.461,2 ha, rừng trồng là 37.401,16ha. Bình quân mỗi năm diện tích rừng bị cháy là 3.835,5ha và diện tích rừng trồng gấp 3 lần diện tích rừng tự nhiên. Các vụ cháy ở Vườn quốc gia (VQG) U Minh Thượng và VQG U Minh Hạ đầu năm 2002 đã làm thiệt hại hơn 4000ha rừng tràm tự nhiên, phá vỡ hoàn toàn cấu trúc ổn định của rừng mà thiên nhiên ban tặng [16]. Năm 2010, nhiều địa phương xảy ra cháy rừng lớn. VQG Hoàng Liên là Vườn di sản ASEAN đã bị thiệt hại hơn 700ha rừng trong vùng lõi chỉ sau một vụ cháy [29]. Ngày 19 tháng 3 năm 2013 với sự thiếu ý thức của người dân khi vào rừng đã gây ra cháy
2 rừng làm thiệt hại 290ha rừng trồng thông do Ban quản lý rừng phòng hộ Bắc Biển Hồ, tỉnh Gia Lai quản lý[29]. Để ngăn chặn những vụ cháy rừng lớn gây thiệt hại về nhiều mặt, cần thực hiện phương châm “ Phòng cháy là chính, chữa cháy phải khẩn trương, kịp thời”. Trong nhiều biện pháp phòng cháy hiện nay, biện pháp đốt trước để làm giảm vật liệu cháy (VLC) đã được áp dụng ở nhiều nơi, trong đó thực hiện phổ biến nhất là đốt trước có kiểm soát cho rừng trồng thông ở Lâm Đồng từ năm 1997 [23]. Ngoài ra đốt trước còn được thực hiện ở một số địa phương như: Gia Lai, Đắc Lăk, Nghệ An, Thanh Hoá, Quảng Ninh v.v... Qui phạm phòng cháy, chữa cháy rừng Thông do Bộ Nông nghiệp và PTNT ban hành kèm theo quyết định số 4110/QĐ-BNN-KHCN ngày 31/12/2007 đã qui định đối tượng rừng thông để tiến hành đốt trước, phương pháp đốt và một số biện pháp an toàn khi tiến hành đốt trước [4]. Hiện nay, biện pháp đốt trước VLC ở nhiều địa phương chủ yếu tiến hành theo kinh nghiệm. Việc nghiên cứu, tổng kết và đánh giá hiệu quả cũng như ảnh hưởng của biện pháp đốt trước tới sinh vật và môi trường sinh thái còn hạn chế. Hầu như trong cả nước chưa có công trình nào nghiên cứu một cách toàn diện về vấn đề này nhằm làm cơ sở khoa học cho việc thực hiện biện pháp đốt trước VLC cho các địa phương trên cả nước. Vì vậy hiện vẫn còn một số quan điểm khác nhau về sử dụng biện pháp đốt trước VLC trong công tác phòng cháy rừng. Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp đốt trước vật liệu cháy tới điều kiện đất và sinh vật dưới rừng Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh and de Vrieses ) tại Tĩnh Gia – Thanh Hóa”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về biện pháp đốt trước vật liệu cháy Đốt trước có kiểm soát hay biện pháp đốt trước có điều khiển là biện pháp làm giảm VLC trong rừng bằng cách chủ động đốt những vật liệu dễ cháy ở các khu rừng có nguy cơ cháy lớn [5][7][28]. Biện pháp này được thực hiện vào thời gian trước mùa cháy, có sự kiểm soát của con người để không gây cháy rừng và hạn chế tới mức thấp nhất những ảnh hưởng bất lợi của lửa tới tài nguyên rừng và môi trường. Đám cháy có kiểm soát với cường độ thấp không chỉ làm giảm VLC mặt đất mà còn thúc đẩy quá trình hoàn trả lại cho đất những chất khoáng trong VLC ở các dạng thực vật dễ hấp thụ. Thời gian giãn cách giữa các lần áp dụng phương pháp đốt trước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài cây, tốc độ tích lũy vật liệu, mức độ nguy cơ cháy rừng ở từng nơi, thường phổ biến trong khoảng 3-5 năm [10][11]. Các tác giả Garren, 1943; Sweeneey, 1956; Ahhgren và Ahlgren, 1960; Cooper, 1961; Komarek, 1964, 1967 cho rằng, do không thận trọng nên con người thường gây ra cháy rừng ở các khu rừng trồng và khu rừng nghỉ mát, cần phải có biện pháp để phòng cháy cho các khu rừng này. Một trong những biện pháp là sử dụng lửa có kế hoạch để giảm bớt những vật liệu dễ cháy. Đây được coi là một phần của quy hoạch sử dụng đất hợp lí. Tuy nhiên chỉ những người có nghiệp vụ mới được sử dụng lửa [5][26]. Các nghiên cứu về đốt trước có kế hoạch của các tác giả từ những năm 60 về trước chủ yếu nhằm mục đích kinh doanh rừng. Biện pháp đốt trước có kiểm
4 soát để giảm VLC giúp cho công tác phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) một cách chủ động và hiệu quả vẫn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ. Năm 1936, trong khi đó có nhiều ý kiến cho rằng mọi sự cháy đều có hại thì Stoddard là một trong những người đầu tiên đã đề xuất việc đốt rừng có kế hoạch nhằm giảm nguy cơ cháy, tăng sản lượng gỗ và chim thú đồng thời giảm nguy cơ cháy rừng [15]. Từ những năm 70 của thế kỷ XX đến nay, các nước đi đầu nghiên cứu về lửa rừng như Australia, Mỹ, Canada, Nga, Indonesia…đã nghiên cứu và đưa ra những quy trình đốt trước cho các khu rừng thuần loài có nguy cơ cháy cao. Biện pháp đốt trước có kiểm soát được sử dụng phổ biến và được coi là biện pháp quan trọng trong công tác quản lý lửa rừng ở những nước này. Năm 1993, các tác giả Gromovist R, Juvelius M, Heikkila T (Phần Lan) đã cho rằng việc đốt trước có kiểm soát cho các vùng trọng điểm cháy của một địa phương cần dựa trên nghiên cứu về đặc điểm VLC và việc đốt thử trên diện tích rừng rộng lớn. Cần chú ý tới các nhân tố: khối lượng và độ ẩm VLC, thời tiết, diện tích, địa hình và các vấn đề kinh phí, tổ chức lực lượng...[28]. Năm 1995, ở Trung Quốc, Wu Deyou cùng một số tác giả khác đã tiến hành nghiên cứu biện pháp đốt trước có điều khiển dưới rừng thông đuôi ngựa (Pinus massoniana Lamb), thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex Gordon) và thông Vân Nam (Pinus yanamensis) để giảm lượng VLC trong rừng [10]. Khi đốt trước cần xem xét các nhân tố chính ảnh hưởng đến khả năng cháy là: Chiều cao dưới cành, loại VLC bề mặt, sự tích luỹ VLC và chỉ số khô hạn. Đồng thời dạng địa hình và độ dốc cũng là yếu tố quan trọng nên quan tâm khi thực hiện biện pháp này. Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa chiều cao cây bị xém và tỷ lệ cây bị chết có quan hệ với nhau theo phương trình sau: Y = 2.952X0.873
5 Trong đó Y: Tỷ lệ cây chết (%); X: Chiều cao cây bị cháy xém (m) Từ đó, ông đưa ra một số quy định đốt trước cho rừng thông đuôi ngựa và thông ba lá. Tuy nhiên, để hoàn thiện hơn cần tiếp tục nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số nhân tố khác tới khả năng cháy rừng. Marlow (2000), [3][6] đã đề xuất các điều kiện thích hợp để thực hiện đốt trước có điều khiển bao gồm: tốc độ gió (10-15km/h), hướng gió không hướng vào nơi có nhiều VLC, nhiệt độ không khí
6 lượng nitơ bị mất là 95%. Còn nghiên cứu của Debano và Conrad (1978) cho thấy có khoảng 10% nitơ tổng số trong thực vật, vật rơi rụng và ở lớp đất bề mặt bị mất trong một đám cháy có điều khiển. Trong một nghiên cứu sau đó vào năm 1979 chỉ với lớp thảm khô thảm mục, Debano kết luận có 67% lượng nitơ tổng số bị mất với điều kiện đất khô, nhưng chỉ có 25% nitơ bị mất khi đám cháy xảy ra ở nền rừng ẩm…[26]. Theo Well et at. (1979) [5], với một đám cháy lớn nhiệt độ bề mặt đất khoảng 500-750oC. Sự hấp thu nhiệt ở những lớp đất phía dưới sẽ phụ thuộc chặt chẽ vào thời gian cháy ở tầng đất ngay trên nó, nhưng nhìn chung ở độ sâu 2cm thì nhiệt độ là 350-450oC, với độ sau 3cm là 150-300oC và độ sâu 5cm thì nhiệt độ chỉ còn khoảng 100oC hoặc thấp hơn. Trong điều kiện đất ẩm, các loài vi khuẩn bắt đầu chết nhanh chỉ khi nhiệt độ đạt tới 50oC và không có loài nào sống được ở nhiệt độ trên 110oC. Dunn và De Bano đã ghi nhận rằng các loài vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter đã bị chết trong đất dưới tác động của nhiệt độ 140oC nhưng đối với đất ẩm thì nhiệt độ chết đối với Nitrosomonas là 75oC và đối với Nitrobacter là 50oC [26]. Nhiều nhà khoa học đã cho rằng tốc độ cao của quá trình nitrat hóa trong đất thường đạt được sau khi xảy ra cháy là do các hoạt động của quần thể Nitrosomonas và Nitrobactertăng lên (Ahlgren,1960). Tuy nhiên, những kết quả nghiên cứu của Dunn et al (1979) đối với đất có tầng thảm tươi, cây bụi dày lại chỉ ra rằng các quần thể của hai loài vi khuẩn này được duy trì ở mức thấp sau khi cháy khoảng 12 tháng. Từ kết quả của những nghiên cứu này chúng ta thấy rằng lửa không hoàn toàn là có hại mà còn mang lại những lợi ích to lớn. Nên con người biết sử dụng lửa một cách hợp lý trong đời sống cũng như trong công tác PCCCR.
7 Những nghiên cứu của Morris (1968) [15] cho thấy việc đốt cỏ Cynodon dalylon vào cuối mùa đông và đầu mùa xuân có tác dụng như bón phân làm tăng sinh khối. Theo Cooper (1971) và Stone (1971), khi đốt có điều khiển theo chu kỳ đã làm giảm các chất hữu cơ nhưng lại làm tăng hàm lượng tổng số của các chất: Ca, Mg, K, P ở lớp đất bề mặt. Những nghiên cứu trên thế giới là đốt trước một phần VLC vào đầu mùa khô khi chúng còn ẩm, chặt cây theo dải để ngăn cản lửa cháy lan. Nhìn chung, thế giới đã có nhiều nghiên cứu về đốt trước VLC. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa đưa ra phương pháp xác định tiêu chuẩn kỹ thuật cho các công tác đó và tuy đã đề cập đến ảnh hưởng của đám cháy tới trạng thái rừng, môi trường đất nhưng chưa đầy đủ. 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu về biện pháp đốt trước vật liệu cháy Ở Việt Nam phòng cháy rừng bằng biện pháp đốt trước có điều khiển là một lĩnh vực mới bởi biện pháp này rất khó áp dụng đồng bộ ở nước ta. Mặc dù vậy, đây vẫn được coi là biện pháp phòng cháy rừng mang tính chủ động và đang được áp dụng ở một số địa phương nước ta nhưng vẫn ở qui mô nhỏ. Tác giả Phạm Ngọc Hưng [11] cho rằng đối với rừng thông non, rừng trồng dưới 8 tuổi có thực bì trên 5 tấn/ha hoặc rừng cây lớn có thực bì dạng tinh trên 9 tấn/ha thì nhất thiết phải đốt 2 lần trở lên, sao cho lần đốt thứ nhất cháy không quá 50% VLC và cũng đốt theo dải theo đám. Thời điểm đốt trước thích hợp là từ cuối mùa mưa, đầu mùa khô, trong điều kiện thời tiết dự báo cháy rừng cấp I đến cấp II. Biện pháp đốt trước VLC của Phó Đức Đỉnh (1993) [13] cho rừng thông non tại Lâm Đồng. Theo tác giả, ở rừng thông non nhất thiết phải phát, gom VLC ra băng chừa hay ô trống trong lô, cách xa gốc trên 0,8 m, giập đống VLC sát mặt đất để đốt. Đốt vào đầu mùa khô (tháng 10, 11, 12 và tháng 1), thời gian
8 đốt trong ngày từ 8 – 10 giờ và sau 17 giờ trong điều kiện độ ẩm không khí cao, trời nhiều mây (cấp cháy I, II, III). Không đợi VLC khô hẳn rồi mới đốt mà khô đến đâu đốt đến đó, đốt nhiều lần, ít nhất 2 –3 lần với ngọn lửa cháy âm ỉ, chiều cao ngọn lửa không quá 0,5 m, VLC còn lại 1- 3 tấn/ ha. Ở Lâm Đồng, biện pháp đốt trước VLC có điều khiển đã được xây dựng thành quy trình đốt trước có điều khiển cho rừng thông ba lá tuổi non. Tuy nhiên việc đốt trước VLC ở Lâm Đồng, trong thực tế còn nhiều tồn tại như cây bị cháy xém lớn, ảnh hưởng đến tỷ lệ cây sống và sinh trưởng của cây rừng. Phan Thanh Ngọ (1995) [13] đã nghiên cứu đốt trước VLC dưới rừng thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex Gordon) với chiều cao cây rừng từ 8m trở lên. Với điều kiện như trên có thể áp dụng đốt trước VLC cho một số trạng thái rừng ở địa phương khác, trong đó có rừng khộp. Thái Thành Lượm [16] đã nghiên cứu đốt trước có điều khiển để xúc tiến tái sinh rừng tràm (Melaleuca cajuputi powel). Đối với rừng tràm, PCCCR là một biện pháp rất quan trọng và khó khăn nhất trong công tác bảo vệ và quản lý loại rừng này. Qua nhiều năm theo dõi cho thấy nếu rừng tràm bị cháy, nhưng sau đó nhiều năm không bị tác động xấu (cháy lại, chặt phá…) thì rừng tràm có thể phục hồi lại. Từ thực tế này, tác giả cho rằng có thể dùng lửa có điều khiển để thúc đẩy cây tràm tái sinh. Cụ thể là: khai thác có chọn lọc, chừa cây mẹ gieo giống, có độ tàn che 0,3 - 0,5 theo đúng yêu cầu kỹ thuật, sau đó áp dụng biện pháp đốt trước có điều khiển đúng thời điểm (khoảng tháng 1 - 3) nhằm giảm độ che phủ, tạo ra lớp tro trên mặt đất làm cho hạt giống nảy mầm tốt, hình thành lớp cây tái sinh dưới tán. Khi lớp cây tái sinh phát triển ổn định, tiến hành khai thác cây mẹ để lại. Theo Vương Văn Quỳnh (2005) [16], mùa đốt trước ở Tây Nguyên bắt đầu vào giữa tháng 1 và kết thúc vào giữa tháng 2 hàng năm. VLC còn lại sau khi đốt 30 - 50% vì lúc này VLC còn nhiều nước, khó cháy, ngọn lửa cháy
9 chậm, dễ bị tắt ở nơi vật liệu còn ẩm hơn hay ở nơi ít vật liệu hơn. Thời điểm đốt trước kết thúc trước 9 giờ và bắt đầu sau 18 giờ hàng ngày, khi độ ẩm VLC ở rừng trồng 30 - 50%, rừng khộp 20 - 25%. Khi tiến hành đốt trước nhất thiết phải phát vật liệu và thu gom VLC vào giữa các hàng cây cách xa gốc tối thiểu hai lần chiều cao ngọn lửa. Việc đốt trước với rừng mới trồng được tiến hành qua các bước sau: Cắt và làm khô cỏ ở giữa những hàng cây trồng, đốt cỏ lần một và đốt cỏ lần hai. Sau hai lần đốt, phần lớn gốc cỏ cùng với chồi mới mọc của chúng ở băng trống đã bị cháy, tạo thành băng, ngăn sự lan tràn của các đám cháy có thể hình thành trong thời kỳ có nguy cơ cháy cao. Những ô cỏ tươi không bị cắt có tác dụng che chở cho cây trồng. Ngọn lửa do đốt trước tạo ra làm cho chúng bị cháy táp một phần và không còn là VLC nguy hiểm để tạo thành đám cháy lớn trong thời kỳ có nguy cơ cháy rừng cao. - Theo Vương Văn Quỳnh [16] kiểm soát đám cháy là một nội dung quan trọng trong đốt trước. Kiểm soát đám cháy bằng cách: Chọn thời điểm đốt trước là từ sau 18 giờ và trước 9 giờ; tạo băng ngăn cản cháy lan; vệ sinh rừng: ở một số trạng thái rừng VLC mặt đất và lớp cành khô phía dưới tán tạo thành lớp VLC tương đối liên tục theo chiều cao. Vệ sinh rừng để ngăn đám cháy mặt đất không phát triển thành cháy tán; đốt trước nhiều lần nhằm định hướng được đốt trước không để cháy lan; trực tiếp dập tắt đám cháy khi chúng bùng phát không theo ý muốn. Tại các tỉnh Kon Tum, Gia Lai và Đắk Lắk, người ta tiến hành đốt trước đối với rừng thông cấp tuổi III trở lên. Trên diện tích đốt không tiến hành phát thực bì và thu gom VLC mà đốt theo đám. Cùng một lúc đốt thành nhiều điểm tạo thành đám cháy không liên tục theo nguyên tắc đốt từ trên dốc xuống, ngược chiều gió, đốt từ trong gốc cây đốt ra. Thời gian đốt trước từ 17 - 19 giờ hàng ngày [10][23]. Công trình “Nghiên cứu cơ sở khoa học và xác định biện pháp đốt trước VLC cho rừng trồng các tỉnh Tây Nguyên” của Kiểm lâm vùng II đã thực hiện
10 đốt trước VLC đối với thông trồng tuổi 1 đến tuổi 4 và keo trồng từ tuổi 1 đến tuổi 2 có áp dụng các biện pháp bảo vệ cây trồng như: che cây lấp đất, Che cây bằng ống lồ ô, Che cây bằng ống tôn, đốt trước có xe che cây và không có xe che cây. Đề tài đã đưa ra kết luận: Nếu đốt trước VLC được thực hiện đúng theo qui trình kỹ thuật và có các biện pháp bảo vệ cây thì không ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây rừng, cây bụi thảm tươi nhưng chưa đánh giá được ảnh hưởng của biện pháp đốt trước này tới tính chất lý hóa của đất, các sinh vật sống trong đất và môi trường [10]. Năm 2010, NCS Nguyễn Đình Thành đã thực hiện luận án:“Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng trồng ở Bình Định” [7]. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mô hình áp dụng biện pháp đốt trước có hiệu quả tổng hợp cao hơn mô hình áp dụng biện pháp vệ sinh rừng, tuy nhiên mức độ cao không đáng kể. Vì vậy, khi áp dụng cần phải xem xét cụ thể chức năng và mục đích sử dụng rừng để chọn biện pháp thích hợp. 1.2.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng và đốt trước vật liệu cháy tới rừng Từ năm 2000 đến năm 2012 trung bình rừng nước ta thiệt hại do cháy rừng bình quân là 3.835,5ha thế nhưng việc đầu tư nghiên cứu về các lĩnh vực liên quan tới PCCCR còn rất hạn chế. So với các lĩnh vực khác trong Lâm nghiệp, việc nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và khả năng phục hồi của rừng sau cháy ở nước ta còn khá mới mẻ và chưa nhiều. Hầu như chưa có nghiên cứu toàn diện nào về vấn đề này. Có thể điểm qua một số công trình sau: Năm 2000, Lê Đình Thuận đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng phục hồi của rừng Keo tai tượng (Acaciamangium Willd) sau cháy tại VQG Ba Vì – Hà Tây” và đã đưa ra kết quả tỉ lệ cây tốt giảm 16,1%, tỉ lệ cây xấu tăng 8,2%. Sau khi cháy lớp cây bụi, thảm tươi phục hồi rất nhanh, trong khi đó lớp