Nghiên cứu đề xuất giải pháp phòng cháy cho rừng thông ba lá (pinus kesiya) tại vườn quốc gia bidoup núi bà, tỉnh lâm đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ VĂN HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GI ẢI PHÁP PHÒNG CHÁY CHO
RỪNG THÔNG BA LÁ (Pinus kesiya) TẠI VƯỜN QUỐC GIA
BI DOUP-NÚI BÀ, TỈNH LÂM ĐỒNG

NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
MÃ SỐ: 96 20 211

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. BẾ MINH CHÂU
2. PGS. TS. TRẦN NGỌC HẢI

HÀ NỘI - 2020


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp “Nghiên cứu đề xuất giải
pháp phòng cháy cho rừng Thông ba lá (Pinus kesiya) tại Vườn quốc gia
Bidoup - Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng” mã số 9620211 là công trình nghiên cứu của
riêng tôi.

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án là hoàn toàn trung thực và
chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình của tác giả nào khác dưới mọi
hình thức.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng Bảo vệ Luận án Tiến sĩ về lời
cam đoan của mình.
Đà Lạt, tháng 01 năm 2020

Tác giả Luận án

Lê Văn Hương


ii

LỜI CẢM ƠN
Luận án Tiến sĩ “Nghiên cứu đề xuất giải pháp phòng cháy cho rừng
Thông ba lá (Pinus kesiya) tại Vườn quốc gia Bidoup - Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng”
mã số 9620211 là công trình nghiên cứu có tính thực tiễn cao. Kết quả nghiên
cứu phục vụ cho công tác phòng cháy chữa cháy rừng Thông ba lá tại Vườn quốc
gia Bidoup – Núi Bà và các hệ sinh thái lửa rừng tương tự. Trong quá trình thực
hiện tác giả đã gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự giúp đỡ tận tình của
các Thầy, Cô giáo cùng các đồng nghiệp đến nay Luận án đã hoàn thành nội dung
nghiên cứu theo mục tiêu đặt ra.
Nhân dịp này, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Bế
Minh Châu; PGS.TS Trần Ngọc Hải là những người hướng dẫn khoa học đã chỉ
bảo tận tình và giúp đỡ để Luận án được hoàn thành. Đặc biệt, tôi tỏ lòng tri ân
tới TS. Nguyễn Ngọc Kiểng người đã dìu dắt tôi trong một quá trình dài học tập
và rèn luyện các kỹ năng nghiên cứu khoa học. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn
tới PGS. TS. Phùng Văn Khoa đã hết lòng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình thực
hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường; các nhà khoa học,
cùng các thầy cô giáo thuộc Khoa Quản lý tài nguyên rừng, Khoa Sau đại học
của Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam đã đào tạo và giúp đỡ tôi trong quá
trình theo học khóa học đào tạo tiến sĩ tại Trường.
Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp tại Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà
đã nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện luận án.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và những người thân đã
luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong suốt
thời gian qua.
Đà Lạt, tháng 01 năm
2020
Tác giả Luận án
Lê Văn Hương


iii

MỤC LỤC
NỘI DUNG

Trang

LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................ii
MỤC LỤC...........................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH.....................................................................................x
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU...................................5

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới..............................................................5
1.1.1. Một số đặc điểm và phân bố của rừng Thông ba lá..............................5
1.1.2. Cháy rừng và các nguyên lý cơ bản của cháy rừng...............................7
1.1.3. Vật liệu cháy và nguy cơ cháy rừng......................................................8
1.1.4. Các phương pháp dự báo cháy rừng................................................... 11
1.1.5. Các giải pháp phòng cháy rừng........................................................... 23
1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam............................................................. 25
1.2.1. Một số đặc điểm rừng Thông ba lá..................................................... 25
1.2.2. Cháy rừng Thông ba lá....................................................................... 29
1.2.3. Vật liệu cháy và nguy cơ cháy rừng.................................................... 30
1.2.4. Các phương pháp dự báo cháy rừng................................................... 31
1.2.5. Biện pháp kỹ thuật phòng cháy rừng................................................... 39
1.3. Nhận xét, đánh giá và định hướng nghiên cứu của luận án.......................41
1.3.1. Nhận xét và đánh giá.......................................................................... 41
1.3.2. Định hướng nghiên cứu của luận án................................................... 43
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................44
2.1. Nội dung nghiên cứu:................................................................................ 44
2.2. Phương pháp tiếp cận của luận án............................................................. 45
2.2.1. Tiếp cận hệ thống................................................................................ 45
2.2.2. Tiếp cận theo các nhân tố sinh thái chủ đạo........................................ 45


iv

2.3. Sơ đồ hướng tiếp cận của luận án.............................................................. 47
2.4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 48
2.4.1. Cơ sở dữ liệu của luận án.................................................................... 48
2.4.2. Phương pháp điều tra hiện trường và xử lý số liệu.............................50
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................... 56
3.1. Một số đặc điểm của rừng Thông ba lá và tình hình cháy rừng.................56

3.1.1. Phân bố rừng Thông ba lá tại VQG BDNB......................................... 56
3.1.2. Một số đặc điểm của rừng trồng Thông ba lá...................................... 57
3.1.3. Một số đặc điểm của rừng Thông ba lá tự nhiên.................................60
3.1.4. Tình hình cháy rừng ở VQG BDNB................................................... 62
3.1.5. Nguyên nhân cháy rừng...................................................................... 63
3.1.6. Các biện pháp kỹ thuật phòng cháy đang áp dụng ở VQG BDNB......64
3.2. Đặc điểm VLC.......................................................................................... 65
3.2.1. Khái niệm, phân loại và tính chất cơ bản của VLC.............................65
3.2.2. Thành phần của VLC.......................................................................... 65
3.2.3. Các loài thực vật dễ cháy.................................................................... 68
3.2.4. Khối lượng và hệ số khả năng bắt cháy của VLC...............................70
3.2.5. Ma trận tương quan của các thành phần cấu thành VLC.....................73
3.3. Mô hình hóa tương quan giữa các thành phần của VLC............................76
3.3.1. Mô hình hóa mối tương quan giữa m1 với m2 và M............................ 76
3.3.2. Mô hình hóa mối tương quan giữa K với m1 và m2............................80
3.3.3. Mô hình hóa mối tương tương quan giữa Tc với m1, m2 và M............82
3.3.4. Mô hình hóa mối tương quan giữa Pc với m1, m2 và K.......................85
3.3.5. Mô hình hóa mối tương quan giữa K và m1 với Pc.............................87
3.4. Dự báo nguy cơ cháy rừng tại VQG BDNB.............................................. 88
3.4.1. Dự báo nguy cơ cháy rừng dựa trên các mô hình thống kê đơn biến.. 88

3.4.2. Dự báo nguy cơ cháy cho rừng Thông ba lá tại VQG BDNB dựa trên
các mô hình thống kê đa biến....................................................................... 93
3.5. Đề xuất một số giải pháp phòng cháy rừng Thông ba lá tại VQG BDNB110

3.5.1. Xác định mùa cháy rừng và thời gian dễ xảy ra cháy rừng...............110


v

3.5.2. Phân chia đối tượng phòng cháy ở VQG Bidoup-Núi Bà.................112
3.5.3. Giải pháp xử lý VLC để phòng cháy rừng........................................113
3.5.4. Giải pháp đốt chỉ định để phòng cháy rừng tại VQG BDNB............115
3.5.5. Cảnh báo nguy cơ cháy rừng............................................................120
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ......................................................121
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ..................................125
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................126


vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TT

1
2

Viết tắt
ANGS

Nội dung
Chỉ số Angstrom

ASEAN

3
4
5

BDNB

Association of Southeast Asian Nations - Hiệp hội các
quốc gia Đông Nam Á
Bidoup - Núi Bà

CA

Cluster Analysis - Phân tích cụm

CCA

6

CDF

7
8
9
10
11
12
13

CSDL

Canonical correlation analysis - Phân tích tương quan
chuẩn tắc
Canonical discriminant functions - Hàm biệt định chuẩn
tắc
Cơ sở dữ liệu

CUBRT

Căn bậc ba

D1,3

Đường kính ngang ngực

DC

Dễ cháy

DEMA

Chỉ số De Martonne

FA

Factor analysis - Phân tích yếu tố

FAO

14
15

FCF

Food and Agriculture Organization of the United
Nations - Tổ chức Nông lương Thế giới

Fisher’s Classification Function - Hàm phân loại Fisher

16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

H

Geographic Information System - Hệ thống thông tin
địa lý
Độ ẩm không khí

Hvn

Chiều cao vút ngọn

IVA

Chỉ số Ivanov

K

Hệ số bắt cháy

KC

Khó cháy

LANG

Chỉ số Lang

LN

Lôgarit tự nhiên

M

Tổng khối lượng vật liệu cháy

m1

Khối lượng vật liệu khô,

m2

Khối lượng vật liệu tươi

GIS


vii

26 MDSA
27
MODIS

28 N
29 NOAA
30 NXB
31 Pc
32 PCA
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46

National Ocenic and Atmospheric Administration - Cục
quản lý đại dương và khí quyển quốc gia Mỹ
Nhà xuất bản
Phần trăm cháy hết (của vật liệu cháy)

PCCCR

Principal component analysis - Phân tích thành phần
chính
Phòng cháy, chữa cháy rừng

QĐ

Quyết định

RDC

Rất dễ cháy

SELY

Chỉ số Selyaninov

SHAR

Chỉ số Sharples

SQRT

Căn bậc hai

SUL

Chỉ số Cheney-Sullivan

TCN

Tiêu chuẩn ngành

THORW

Chỉ số Thornthwaite

T

Nhiệt độ không khí

Tc

Thời gian cháy hết

TK

Tiểu khu

UBND

Ủy ban nhân dân

VIN

United Nations Educational Scientific and Cultural
Organization - Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa
của Liên hiệp quốc
Chỉ số Viney

VLC

Vật liệu cháy

VQG

Vườn quốc gia

VQG BDNB

Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà

UNESCO

47
48
49
50

Multidimentional scaling analysis - Phân tích đồ hình đa
chiều
Moderate Resolution Spectroradiometer - Một loại cảm
biến có độ phân giải trung bình đặt trên vệ tinh Terra và
Aqua.
Mật độ (cây/ha)


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.Thành phần hóa học và nhiệt lượng tỏa ra của 1 kg VLC rừng
thông..................................................................................................................... 8
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn dựa trên chỉ số khô hạn của W. Lang .. 12

Bảng 1.3. Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn theo công thức P/PET, UNESCO 14
Bảng 1.4. Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn theo công thức P/PET,..................14
Bảng 1.5. Tiêu chí đánh giá nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Nesterov được E.A.
Shetinsky đề xuất................................................................................................ 16
Bảng 1.6. Hệ số tỉ lệ K lấy giá trị trong khoảng [0, 1] tùy theo lượng mưa (R, mm) .. 16
Bảng 1.7. Tiêu chí đánh giá nguy cơ cháy rừng theo chỉ số Nesterov biến thể MNI . 17

Bảng 1.8. Độ ẩm VLC và chỉ số tích lũy theo K.P. Davis...................................18
Bảng 1.9. Phân cấp nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ số FFDI.............................20
Bảng 1.10. Phân cấp nguy cơ cháy rừng dựa trên chỉ số FWI.............................20
Bảng 1.11. Bảng tốc độ gió và giá trị K tương ứng............................................. 33
Bảng 1.12. Bảng phân cấp cháy rừng theo chỉ số Pm ở Việt Nam.......................34
Bảng 1.13. Bảng phân cấp cháy rừng dựa vào độ ẩm VLC theo Bế Minh Châu 37
Bảng 1.14. Tiêu chí đánh giá dự báo khả năng cháy của VLC theo hệ số K của Lê

Văn Hương......................................................................................................... 37
Bảng 2.1. Thời gian, địa điểm và kiểu rừng của ô nghiên cứu đợt 1...................48
Bảng 2.2. Thời gian, địa điểm và kiểu rừng của 340 ô nghiên cứu.....................49
Bảng 2.3. Cơ sở dữ liệu tính toán kiểm nghiệm các mô hình dự báo..................49
Bảng 3.1a. Đặc điểm của rừng trồng Thông ba lá cấp tuổi I...............................57
Bảng 3.1b. Đặc điểm của rừng trồng Thông ba lá cấp tuổi II.............................. 58
Bảng 3.1c. Đặc điểm của rừng trồng Thông ba lá cấp tuổi III.............................59
Biểu 3.1d. Đặc điểm của rừng trồng Thông ba lá cấp tuổi IV.............................59
Bảng 3.2. Đặc điểm của rừng Thông ba lá tự nhiên............................................ 61
Bảng 3.3. Thống kê số vụ cháy và diện tích cháy rừng tại VQG BDNB.............62
từ năm 2005 – 2017............................................................................................ 62

Bảng 3.4. Tổng hợp các nguyên nhân gây cháy rừng ở VQG BDNB.................63
Bảng 3.5. Các dạng sống của thực vật trong rừng Thông ba lá ở VQG BDNB .. 66


ix

Bảng 3.6. Tiêu chí phân biệt các nhóm thực vật theo khả năng bắt cháy............68
Bảng 3.7a. Kết quả điều tra khối lượng VLC ở rừng trồng cấp tuổi I.................70
Bảng 3.7b. Kết quả điều tra khối lượng VLC ở rừng trồng cấp tuổi II................71
Bảng 3.7c. Kết quả điều tra khối lượng VLC ở rừng trồng cấp tuổi III...............71
Bảng 3.7d. Kết quả điều tra khối lượng VLC ở rừng trồng cấp tuổi IV..............72
Bảng 3.7e. Kết quả điều tra khối lượng VLC ở rừng tự nhiên............................73
Bảng 3.8. Ma trận tương quan của các thành phần cấu thành VLC.....................74
Bảng 3.9. Giá trị của hệ số chắn b0 và các hệ số hồi quy bi.................................88
Bảng 3.10. Dự báo nguy cơ cháy rừng dựa vào hệ số K và khối lượng VLC......89
Bảng 3.11. Kết quả tính toán tỷ lệ phần trăm cháy Pc và khối lượng VLC.........90
Bảng 3.12. Tính toán tỷ lệ % cháy Pc dựa vào hệ số K và khối lượng VLC.......91
Bảng 3.13. Tổng hợp các tiêu chí phục vụ công tác dự báo nguy cơ cháy rừng
dựa vào trạng thái rừng....................................................................................... 92
Bảng 3.14. Kết quả xử lý dữ liệu của các yếu tố khí tượng................................. 93
Bảng 3.15. Kết quả tính toán giá trị của các biến chỉ số khô hạn từ dữ liệu khí
tượng................................................................................................................... 97
Bảng 3.16. Kết quả tính toán giá trị của các biến là các chỉ số nguy cơ cháy rừng
từ dữ liệu khí tượng............................................................................................. 99
Bảng 3.17. Kết quả tính toán dự báo nguy cơ cháy rừng dựa trên khoảng đa biến
Mahalanobis......................................................................................................108
Bảng 3.18. Kết quả dự báo nguy cơ cháy rừng dựa trên các hàm phân loại Fisher FCF 109


x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ tiếp cận của luận án................................................................... 47
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm........................................................................ 50
Hình 3.1. Mối tương quan giữa m1 và m2 rừng trồng Thông ba lá khu vực Cổng Trời . 76

Hình 3.2. Mô hình hóa quan hệ giữa m1 và M.................................................... 77
Hình 3.3. Mô hình hóa mối tương quan giữa m1 và M đối với rừng tự nhiên
Bidoup................................................................................................................ 78
Hình 3.4. Mối tương quan giữa khối lượng vật liệu tươi m2 và tổng khối lượng
vật liệu M đối với rừng trồng Bidoup................................................................. 79
Hình 3.5. Mô hình hóa mối tương quan giữa m2 và M đối với rừng trồng Bidoup . 79

Hình 3.6. Mô hình hóa mối tương quan giữa m1 và K ở rừng trồng Cổng Trời . 80
Hình 3.7. Mô hình hóa mối tương quan giữa m1 và K ở rừng tự nhiên Bidoup . 81
Hình 3.8. Mô hình hóa mối tương quan giữa m2 và K ở rừng trồng Cổng Trời . 81
Hình 3.9. Mô hình hóa mối tương quan giữa m2 và K ở rừng tự nhiên Bidoup . 82
Hình 3.10. Mô hình hóa mối tương quan giữa Tc và m1 ở rừng trồng Đưng K’nớ . 83

Hình 3.11. Mô hình hóa mối tương quan giữa thời gian cháy Tc và khối lượng
vật liệu tươi m2 ở rừng trồng Đưng K’nớ........................................................... 83
Hình 3.12. Mô hình hóa mối tương quan giữa Tc và M ở rừng trồng Đưng K’nớ
............................................................................................................................ 84
Hình 3.13. Mô hình hóa mối tương quan giữa Tc và M ở rừng tự nhiên Bidoup 85
Hình 3.14. Mô hình hóa mối tương quan giữa m1 và Pc đối với rừng trồng Cổng
Trời..................................................................................................................... 86
Hình 3.15. Mô hình hóa mối tương quan giữa Pc và m2 đối với rừng trồng
Bidoup................................................................................................................ 86
Hình 3.16. Mô hình hóa mối tương quan giữa Pc và K đối với rừng trồng Cổng
Trời..................................................................................................................... 87

Hình 3.17. Phác họa mô hình tương quan giữa Pc với K và m1 đối với rừng trồng
Cổng Trời............................................................................................................ 88
Hình 3.18. Biểu đồ Gaussen – Walter với 5 yếu tố P, T, H, dT và S....................94


xi

Hình 3.19a. Kết quả phân tích đồ hình đa chiều MDSA của các biến khí tượng
trên phần mềm SPSS........................................................................................... 95
Hình 3.19b. Kết quả phân tích thành phần chính PCA từ các biến yếu tố khí
tượng trên phần mềm Statgraphics...................................................................... 96
Hình 3.20a. Kết quả phân tích đồ hình đa chiều MDSA từ các biến chỉ số khô
hạn (LANG, DEMA, SELY, IVA và THORW) trên phần mềm SPSS.................98
Hình 3.20b. Kết quả phân tích yếu tố FA từ các biến chỉ số khô hạn (LANG,
DEMA, SELY, IVA và THORW) trên phần mềm Statgraphics...........................98
Hình 3.21a. Kết quả phân tích đồ hình đa chiều MDSA từ các biến chỉ số nguy
cơ cháy rừng (ANGS, SHAR, SUL và VIN) trên phần mềm SPSS..................100
Hình 3.21b. Kết quả phân tích thành phần chính PCA từ các biến chỉ số nguy cơ
cháy rừng (ANGS, SHAR, SUL và VIN) trên phần mềm Statgraphics............100
Hình 3.21c. Kết quả phân tích yếu tố FA từ các biến chỉ số chỉ số nguy cơ cháy
rừng (ANGS, SHAR, SUL và VIN) trên phần mềm SPSS................................101
Hình 3.21d. Kết quả phân tích cụm CA từ các biến chỉ số nguy cơ cháy rừng
(ANGS, SHAR, SUL và VIN) trên phần mềm Statgraphics.............................101
Hình 3.22. Mô hình toán học diễn tả mối tương quan giữa nhiệt độ T và độ ẩm
không khí H......................................................................................................103
Hình 3.23. Kết quả định vị mối tương quan chuẩn tắc giữa tập biến độc và tập
biến phụ thuộc...................................................................................................105
Hình 3.24. Đồ hình định vị và phân loại các cấp nguy cơ cháy rừng................106

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Sự cần thiết của luận án
Sự cháy được xem là một quá trình lý hóa sản sinh ra năng lượng nhiệt thông
qua việc ôxy hóa các vật chất hữu cơ [86]. Sự cháy chỉ có thể xảy ra khi có sự kết
hợp đồng thời của ba yếu tố cơ bản tạo thành tam giác cháy, đó là ôxy, vật liệu cháy
(VLC) và nguồn nhiệt [11]. Ngoài tự nhiên, quá trình cháy rừng phức tạp hơn sự
cháy đơn thuần của một vật chất hữu cơ đơn lẻ, bởi vì cả ba yếu tố (ôxy, VLC và
nguồn nhiệt) đều thay đổi nhanh chóng theo không gian và thời gian. Khi đám cháy
đạt đến một cường độ và độ lớn nhất định, lửa lan ra toàn bộ cảnh quan, thiêu hủy
hầu hết các sinh khối thực vật trên bề mặt đất rừng.
Những năm gần đây, cháy rừng liên tục xảy ra ở các nước Mỹ, Nga, Hy Lạp,
Australia, Brazin, Indonesia ...để lại những hậu quả to lớn về kinh tế xã hội và môi
trường. Ở Việt Nam, cháy rừng cũng thường xuyên xảy ra, tuy nhiên mức độ thiệt
hại thường không được thống kê đầy đủ. Lâm Đồng là một tỉnh nằm trong khu vực
trọng điểm cháy rừng của cả nước. Với đặc điểm khí hậu của khu vực Tây Nguyên
Việt Nam, cháy rừng thường xảy ra vào mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm.
Theo chi cục Kiểm lâm Lâm Đồng, trong giai đoạn từ 2001 đến 2017 có 544 vụ
cháy rừng xảy ra gây thiệt hại 1.413,96 ha rừng các loại [13].
Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà (VQG BDNB), tỉnh Lâm Đồng có diện tích
70.038 ha nằm trong hệ thống các Vườn quốc gia (VQG) Việt Nam, được thành lập
theo quyết định 1240/QĐ-TTg ngày 19 tháng 11 năm 2004 của Thủ tướng Chính
phủ. Năm 2015, Tổ chức Con người và sinh quyển của UNESCO (MAB/
UNESCO) đã công nhận Khu vực Langbiang là Khu dự trữ sinh quyển thế giới.
Vùng lõi của khu dự trữ sinh quyển là toàn bộ VQG BDNB bao gồm phân khu bảo
vệ nghiêm ngặt và phục hồi sinh thái với chức năng chính là bảo tồn các giá trị đa
dạng sinh học mang tính đại diện toàn cầu. Năm 2018, Hội nghị Bộ trưởng môi
trường ASEAN cũng đã công nhận VQG BDNB là Vườn di sản ASEAN. Tuy nhiên
một trong những thách thức lớn nhất hiện nay của VQG BDNB là cháy rừng. Theo

kết quả kiểm kê rừng năm 2014 [37], tổng diện tích rừng dễ cháy của VQG BDNB


2

là 30.930 ha. Các trạng thái dễ cháy là rừng tự nhiên và rừng trồng Thông ba lá
(Pinus kesiya), rừng lồ ô tre nứa, đất trống trảng cỏ, đất có cây bụi rải rác và cây tái
sinh. Thống kê cũng cho thấy từ 2005-2017 trên địa bàn VQG BDNB đã xảy ra 84
vụ cháy rừng với diện tích bị thiệt hại lên đến 229,4 ha, chủ yếu là rừng Thông ba
lá. Trong một cảnh quan được hình thành từ các yếu tố địa khí hậu đặc trưng như
rừng Thông ba lá ở VQG BDNB, đã nhiều năm rừng không bị cháy, thảm cỏ dày
rậm, khối lượng VLC có thể trên 20 tấn/ha, nên nguy cơ cháy có thể xảy ra bất cứ
lúc nào. Khi cháy rừng xẩy ra trên diện rộng, những giá trị đa dạng sinh học và cảnh
quan mang ý nghĩa toàn cầu có thể bị thiệt hại nghiêm trọng và khó có khả năng
phục hồi.
Đã có nhiều nghiên cứu khoa học về phòng cháy, chữa cháy rừng trên thế giới
và Việt Nam. Mục đích của các nghiên cứu khoa học về lửa rừng là làm thế nào để
hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do cháy rừng xảy ra. Với sự phát triển của khoa
học kỹ thuật, nhiều nước đã ứng dụng các công nghệ hiện đại vào công tác phòng
chống cháy rừng. Công nghệ địa không gian được tích hợp từ ba hệ thống định vị
toàn cầu (GPS), hệ thống viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để cảnh
báo và phát hiện sớm nguy cơ cháy rừng cũng đã được ứng dụng rộng rãi ở các
quốc gia phát triển và Việt Nam. Tuy nhiên cháy rừng vẫn thường xuyên xảy ra trên
toàn thế giới cũng như ở Việt Nam và còn được xem như là thảm họa trong điều
kiện biến đổi khí hậu toàn cầu.
Như vậy, vẫn còn nhiều thách thức trong nghiên cứu về lửa rừng. Các kết quả
nghiên cứu hiện nay vẫn chưa đáp ứng được mục tiêu phòng cháy, chữa cháy rừng
của các chủ thể quản lý trong đó có VQG BDNB. Làm thế nào để giảm thiểu những
thiệt hại có thể xảy ra do cháy rừng ở VQG BDNB, nơi được xem là vùng trọng
điểm cháy rừng của khu vực tỉnh Lâm Đồng. Vì những lý do nêu trên, nghiên cứu

sinh chọn và thực hiện đề tài “ Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp
phòng cháy cho rừng Thông ba lá (Pinus kesiya) tại Vườn quốc gia Bidoup-Núi Bà,
tỉnh Lâm Đồng” là rất cần thiết.


3

2. Mục tiêu của luận án
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp phòng cháy hiệu quả đối
với rừng Thông ba lá tại Vườn quốc gia Bidoup-Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng.
2.2. Mục tiêu cụ thể
Luận án xác định những mục tiêu cụ thể sau:
(1) Xác định được những đặc điểm chủ yếu của rừng Thông ba lá liên quan
đến cháy rừng tại VQG BDNB.
(2) Xác định thành phần VLC của rừng Thông ba lá và các mối quan hệ của
chúng trong môi trường.
(3) Tìm kiếm cơ sở khoa học cho công tác phòng cháy rừng Thông ba lá.
(4) Đề xuất được các giải pháp phòng cháy rừng hiệu quả cho rừng Thông ba
lá tại VQG BDNB.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Rừng trồng và rừng Thông ba lá tự nhiên ở VQG BDNB, tỉnh Lâm Đồng.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu ở 4 khu vực theo các đai độ cao khác nhau ở VQG
BDNB gồm: Đưng K’nớ; Đưng Iar Jiêng, Cổng trời và Bidoup thuộc VQG BDNB,
tỉnh Lâm Đồng.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Luận án nghiên cứu mối quan hệ giữa các nhân tố liên quan đến cháy rừng,

định lượng các mối quan hệ này làm cơ sở xây dựng các mô hình dự báo nguy cơ
cháy rừng, mùa cháy rừng và cung cấp cơ sở khoa học cho giải pháp xừ lý VLC, đốt
chỉ định cho rừng Thông ba lá tại VQG BDNB.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Luận án đã đề xuất được các phương pháp xác định mùa cháy rừng, dự báo
nguy cơ cháy rừng và đề ra các giải pháp phòng cháy hiệu quả cho rừng Thông ba lá
ở VQG BDNB.


4

5. Những đóng góp mới của luận án
Về lý luận:
Luận án đã lượng hóa và xây dựng được các mô hình toán học về mối liên hệ
giữa VLC, nhiệt độ, ẩm độ môi trường rừng và khả năng cháy rừng làm cơ sở để dự
báo nguy cơ cháy rừng.
- Đề xuất cách phân loại VLC mới và hệ số bắt cháy K trong đánh giá và dự
báo nguy cơ cháy rừng.
- Xác định mùa cháy rừng và phân cấp nguy cơ cháy rừng bằng các mô hình
thống kê đơn biến và thống kê đa biến.
- Xác định đối tượng, cường độ và thời điểm đốt chỉ định;
- Đề xuất được các giải pháp phòng cháy rừng hiệu quả cho VQG BidoupNúi Bà có cơ sở khoa học và thực tiễn.


5

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.1. Một số đặc điểm và phân bố của rừng Thông ba lá

Gaussen (1954) [55] đã mô tả Thông ba lá với tên khoa học là Pinus khasya
var. langbianensis. Styles và Burley (1972) [87] đã xem xét sự định danh cho phức
hợp khu vực có xuất hiện loài này và kết luận theo các điều khoản của quy định
quốc tế về định danh thực vật học, tên hợp lệ được công bố là Pinus kesiya Royle ex
Gordon. Theo J.W. Turnbull, F.B. Armitage and J. Burley (1980) [44] phức hệ thực
vật của Pinus kesiya phân bố rất rộng, đã được tìm thấy rất xa về phía Bắc đến vĩ độ
28° giữa Sikiang và biên giới phía Đông Bắc của Ấn Độ, một trong các thung lũng
sông lớn ở phía Đông Nam Trung Quốc. Địa điểm xuất hiện sâu nhất về phía Nam
là ở cao nguyên Di Linh, miền Nam Việt Nam có vĩ độ 12°N. Cho đến nay Thông
ba lá được ghi nhận ở Ấn Độ, Trung Quốc, Philippines, Malaysia, Thái Lan, Lào và
Việt Nam. Ở Việt Nam, các quần thể tương đối liên tục cùng với các khoảnh nhỏ rãi
rác ở khu vực Dak Glae-Kontum của miền Trung Việt Nam. Xa hơn về phía Nam
chủ yếu ở các độ cao 1300-2300m, trên cao nguyên Langbiang và cao nguyên Đồng
Nai Thượng gần Di Linh. Ở phần cực Bắc của Việt Nam, các quần thể nhỏ của
thông Pinus kesiya xuất hiện trên các độ cao 650-850m phía trên sông Hồng, các
khu vực lân cận Hoàng Su Phì và Lào Cai [57].
Theo F.B, Armitage và J., Burley (sds) (1990) [43], trong phạm vi phân bố tự
nhiên của loài Thông ba lá có lượng mưa biến thiên rõ rệt theo mùa, mùa khô từ 2-5
tháng. Lượng mưa biến thiên rộng từ khu vực này sang khu vực khác do ảnh hưởng
của địa hình địa phương. Ở Ấn Độ, Miến Điện, miền Nam Lào và miền Nam Việt
Nam lượng mưa hàng năm biến thiên từ 1500; 1750; 3000 mm hoặc nhiều hơn
trong khi ở Thái Lan, miền Bắc Lào và Trung Quốc lượng mưa hàng năm biến thiên
thấp hơn, chỉ khoảng 1000-2000 mm. Ở Luzon trên độ cao 1200 m, lượng mưa là
3000-5000 mm trong khi bên dưới đó lượng mưa chỉ xấp xỉ 2500 mm. Nhiệt độ ở
những nơi có phân bố rừng Thông ba lá cũng rất biến


6

động, không chỉ từ năm này qua năm khác, mà còn là kết quả của sự biến thiên theo

độ cao và điều kiện địa hình của từng nơi cụ thể. Trong điều kiện nhiệt độ trung
bình tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất, phạm vi biến thiên rộng nhất xảy ra ở Ấn
Độ (9-11-20-26°C), Miến điện (6-14 đến 19-26°C) và Trung Quốc (4-10 đến 18 –
22 °C). Khí hậu Thái Lan có đặc trưng biến động nhiệt độ theo mùa ít hơn (20-24
đến 28-30°C), miền Nam Việt Nam (17-20-20-25 C) và Luzon (23-28°C ở độ cao
500 m, 17-19°C ở độ cao 1500 m và thậm chí nhiệt độ thấp hơn ở các độ cao lớn
hơn. Loài Thông ba lá xuất hiện tự nhiên trên một loạt các loại đất từ đất cát nhẹ
đến đất sét pha thịt và đất sét. Loài này dễ dàng chiếm đất suy thoái do lửa và canh
tác nương rẫy nhưng không thể chịu được đất thoát nước kém. Thông ba lá xuất
hiện trong một phạm vi rộng của các kiểu quần thụ từ các kiểu rừng ôn đới hoặc cận
nhiệt đới chiếm ưu thế bởi các loài lá rộng thường xanh. Các quần thụ mọc thuần
loại trên các sườn dốc và các đỉnh núi, xen kẽ là rừng lá rộng và rừng khô hỗn giao
có cây bụi với các loài cây gỗ lá rộng đa phần là các loài sồi, dẻ. Kiểu rừng savan
với Thông ở tầng trên, thảm cỏ có cây bụi hay chỉ là thảm cỏ thuần. Dạng thức phân
bố này không chỉ phản ánh các điều kiện tự nhiên khí hậu và đất đai mà trong một
mức độ rất lớn, còn chịu ảnh hưởng của con người thông qua canh tác nương rẫy và
sử dụng lửa. Cũng như tất cả các loài cây tiên phong khác, Thông ba lá là một loài
ưa sáng mạnh. Cây con sinh trưởng chậm trong vài tháng đầu tiên nhưng sau đó
tăng trưởng nhanh. Tái sinh chỉ có triển vọng khi hạt giống tiếp đất, tàn che thấp và
k hông bị lửa rừng đe dọa. Có thể thu hái hạt giống khi cây đạt 10-20 năm tuổi trong
các quần thụ tự nhiên và 5-7 năm tuổi trong các khu rừng trồng. Rừng trồng thường
sinh trưởng phát triển tốt với điều kiện trong phạm vi phân bố tự nhiên của loài này.
Thông ba lá sinh trưởng tốt trên các địa điểm mà rừng đã bị xuống cấp bởi sự chăn
thả quá mức và tác động của lửa. Theo Ashesh Kumar Das and P.S. Ramakrishnan
(1985) [49]. Các rừng trồng Thông ba lá 7, 15 và 22 năm tuổi ở vùng núi Mawlai
(độ cao1250 m) tỉnh Meghalaya, đông bắc Ấn Độ, sản xuất tổng lượng vật rụng lần
lượt là 6.663; 8.090; 8984 kg/ha một năm. Lượng vật rụng là lá kim chiếm 78 đến
98% tổng lượng vật rụng với con số tối đa ở rừng trồng 7 tuổi. Vật rụng xuất

7

hiện quanh năm với cao điểm vào mùa khô, trong tháng ba và tháng tư. Vật rụng
thông ba lá cung cấp một lượng lớn VLC hàng năm. Như vậy, từ vùng phân bố, điều
kiện sinh thái phát sinh, đặc tính sinh vật học của loài cho thấy rừng Thông ba lá
(Pinus kesiya) có sự liên hệ với sự xuất hiện của lửa rừng và là đối tượng rừng dễ bị
cháy vào mùa khô hàng năm.
1.1.2. Cháy rừng và các nguyên lý cơ bản của cháy rừng
Theo Nhóm điều phối quốc gia về lửa rừng Mỹ (National Wildfire
Coordinating Group) [75], thuật ngữ cháy rừng đã được các nhà khoa học thống
nhất như sau: Cháy rừng là sự lan truyền không kiểm soát của lửa trên các vùng đất
được bao phủ toàn bộ hoặc một phần cây gỗ, cỏ hoặc thực vật dễ cháy khác.
FAO (2007) [54] đã ước tính diện tích rừng và thảm thực vật bị cháy trên toàn
cầu là 350 triệu ha. Hầu hết diện tích bị cháy là vùng hạ Sahara, châu Phi. Các nhà
khoa học trên thế giới trong nhiều nghiên cứu đã ghi nhận vai trò của lửa với thực
vật là hỗn hợp. Trong một số hệ sinh thái các vụ cháy tự nhiên là cần thiết để duy trì
sự cân bằng của hệ sinh thái. Hơn nữa lửa cũng là công cụ quan trọng trong quản lý
đất đai. Hàng năm đều có hàng triệu ha rừng bị cháy gây tổn thất đến đời sống con
người và động vật. Nguồn tài nguyên rừng bị thiêu hủy và chi phí cho chữa cháy
ngày càng cao. Các tác động đến xã hội, môi trường như khói, mất mát đa dạng sinh
học, làm gia tăng khí nhà kính, gây thiệt hại đến cơ sở hạ tầng phục vụ đời sống con
người ngày càng lớn.
Khi nghiên cứu về nguyên lý cơ bản của cháy rừng. Các nhà khoa học đã xem
xét khá toàn diện từ bản chất, các điều kiện của cháy rừng, thành phần hóa học của
VLC, các quá trình cơ bản của cháy rừng, quá trình tỏa nhiệt cũng như sự khuyếch
tán nhiệt lượng của đám cháy. Đáng chú ý là các nghiên cứu sau đây.
- Về bản chất của cháy rừng là quá trình lý hóa sản sinh ra năng lượng nhiệt
thông qua việc ô xy hóa các VLC. Điều kiện để có thể xảy ra cháy phải có sự kết hợp
đồng thời của ba nhân tố cơ bản bao gồm oxy, VLC và nguồn nhiệt gây cháy [86].
- Năm 1931, I.A.Kaplukov [12] đã đưa ra công thức tính nhiệt lượng cháy ở

mức thấp thông qua hệ số ôxy và một hằng số đặc trưng cho từng loại VLC. Đối với
VLC ở trong rừng, hằng số này có giá trị là 3.250 cal/kg. Công thức tính như sau:


8

Q = 3.250K

(1.1)

Trong đó: K là hệ số oxy, tức là khối lượng oxy cần thiết để đốt cháy 1 kg vật
liệu. Tính K như sau: K= 8/3C+8H-O; với: C, H, O là lượng các bon, hydro và oxy
tính bằng Kg.
- Theo C.V Belov (1982) [10], khi đốt thử nghiệm 1 kg vật liệu khô tuyệt đối
là thảm khô và thảm mục dưới tán rừng thông thu được số liệu như sau:
Bảng 1.1.Thành phần hóa học và nhiệt lượng tỏa ra của 1 kg VLC rừng thông
Đơn vị
tính

Hàm lượng các nguyên tố

Nhiệt lượng (Kj)

C

H

O

N

Chất tro

%

48,5

6,1

38,7

1,2

5,5

Kg

0,485

0,061

0,387

0,012

0,055

Qc

QTh

18.300

18.850

Nguồn: [9]
- A.G. McArthur (1967) [70] cho rằng tốc độ phát tán của đám cháy tỉ lệ
thuận với mức độ nguy cơ cháy.
- R.C. Rothermel (1972) [82] đã nghiên cứu mô hình toán học để dự báo sự
lan truyền của lửa đối với các vụ cháy rừng lớn ở vùng Tây Bắc của nước Mỹ.
- Trabaud (1979) [90] thực hiện đốt thử nghiệm ở một khu rừng dễ cháy tại
miền Nam nước Pháp đã xác định được nhiệt độ tối đa của vùng vật liệu đang cháy
o

đạt tới 1.200 C. Tác giả đã kết luận rằng, tốc độ cháy lan của ngọn lửa phụ
thuộc vào tốc độ gió, chiều cao thực bì và hàm lượng nước trong thực vật. Chiều
cao ngọn lửa tỉ lệ thuận với tốc độ cháy lan và chiều cao thực bì. Ngọn lửa có chiều
cao tối đa khi tốc độ gió đạt 30-40km/h.
Các nghiên cứu về bản chất cháy rừng những nguyên lý cơ bản của cháy
rừng đã được các nhà khoa học thực hiện rất sớm và còn nguyên giá trị cho đến hôm
nay. Tuy nhiên trong thế kỷ 21 thảm họa cháy rừng vẫn xảy ra thường xuyên trên
phạm vi toàn cầu.
1.1.3. Vật liệu cháy và nguy cơ cháy rừng
Theo Nhóm điều phối quốc gia về lửa rừng Mỹ (National Wildfire
Coordinating Group) [75] thuật ngữ VLC được định nghĩa là: tất cả các vật liệu


9

hữu cơ dễ cháy trong rừng và các loài thực vật khác tạo ra nhiệt trong quá trình đốt
bao gồm cỏ, cành cây, gỗ, cơ sở hạ tầng ở nông thôn và đô thị. Ngoài ra còn có khái
niệm về VLC tự nhiên là những vật liệu ngoài tự nhiên không do con người tạo ra.
- D’Antonio và Vitousek (1992) [48] đã mô tả một vòng hồi nạp giữa lửa và
sự xâm lấn của cỏ có khả năng chuyển hóa một cách cơ bản các hệ sinh thái rừng
thưa, một tiến trình mà các tác giả đã mô tả là “chu kỳ cỏ - lửa”. Chu kỳ bắt
đầu với sự xâm lấn của cỏ thiết lập trong thảm thực vật bản địa, làm gia tăng độ
phong phú của các chất cháy khô nhanh và thoáng khí, và thúc đẩy lửa xuất hiện
thường xuyên với cường độ cao. Trong khi cỏ xâm lấn phục hồi nhanh sau các trận
lửa qua sự tái sinh từ các chồi bên dưới mặt đất hay từ hạt giống, thực vật thân gỗ
lại có xu hướng giảm độ phong phú. Sự gia tăng độ phong phú của cỏ xâm lấn thúc
đẩy sự gia tăng hơn nữa tần suất và cường độ của lửa. Sự mất mát của sinh khối cây
gỗ cũng có thể tạo ra các vi khí hậu khô hơn, gia tăng hơn nữa động lực cho chu kỳ
cỏ – lửa. Cuối cùng, chu kỳ cỏ–lửa có thể chuyển một sinh cảnh đa dạng với nhiều
loài khác nhau thành một đồng cỏ chiếm ưu thế bởi một số ít loài ngoại lai. Các hệ
quả của một chu kỳ cỏ–lửa trong sự vận hành của hệ sinh thái có thể rất lớn. Sự gia
tăng tần suất và cường độ của lửa có thể tạo ra những sự mất mát carbon với số
lượng lớn, cả trực tiếp, qua sự đốt cháy sinh khối còn sống và đã chết, và gián tiếp,
qua sự chết của thực vật thân gỗ và sự phân hủy hay sự cháy tiếp theo. Ví dụ, sự
xâm lấn của cỏ cheat (Bromus tectorum) ở vùng Great Basin của Hoa Kỳ và sự thiết
lập của một chu kỳ cỏ–lửa đã dẫn đến một sự mất mát 8 Mt carbon vào khí quyển
và có khả năng tạo ra một sự mất mát hơn nữa lên đến 50 Mt trong vài thập kỷ tới
(Bradley et al., 2006)
[86]. Trong thời gian bị cháy, nitrogen cũng bị bốc hơi và bị mất trong khói, trong
khi các chất dinh dưỡng khác như lân, trở thành linh động hơn về mặt hóa học và vì
thế dễ bị rửa trôi. Bằng những cách này, các chu kỳ dinh dưỡng bị
nhiễu loạn, và hệ quả là dẫn tới sự suy giảm các chất dinh dưỡng được dự trữ cho
thực vật. Sự thay đổi này có thể làm mạnh hơn nữa chu kỳ cỏ–lửa, vì các

10

loài cỏ chịu lửa phát triển mạnh trong môi trường có sự gia tăng tạm thời các chất
dinh dưỡng có sẵn.
- P.P. Kulatxki [12], khi nghiên cứu về ảnh hưởng của tính chất VLC liên
quan đến sự xuất hiện và lan truyền của đám cháy, đã chia VLC ra một số nhóm
chính theo thứ tự như sau:
- Thảm khô (cành lá rụng và thảm khô);
- Thảm mục, than bùn và cây có dầu;
- Cỏ và cây bụi tươi;
- Cây tái sinh;
- Cây đổ, cành gãy;
- Cành ngọn và gốc chặt sau khai thác;
- Cành lá và thân cây gỗ còn tươi.
Theo tác giả, cường độ cháy rừng thường phụ thuộc vào tình trạng và số
lượng VLC trong khu rừng đó. Tác giả cũng cho rằng, độ ẩm tới hạn của các nhóm
VLC có ý nghĩa lớn trong việc xác định nguy cơ cháy rừng và mức độ lan truyền
của đám cháy.
- Theo W. Mingzu, et al. (2006) [72], có sự liên quan giữa cháy rừng, như tốc
độ cháy, đến khối lượng VLC, tốc độ gió, nhiệt độ và lượng mưa với các khu rừng
tranh, lau sậy tại khu bảo tồn đất ngập nước tự nhiên Zhalong, tỉnh Heilongjiang,
Trung Quốc.
- J.S. Gould, et al (2007) [58] đã nghiên cứu đánh giá khả năng cháy theo
bề dày (mm) và khối lượng của VLC (tấn/ha) đối với rừng Thông ở Australia. Kết
quả nghiên cứu chia nguy cơ cháy rừng thành 6 mức từ không có nguy cơ, thấp,
trung bình, cao, rất cao và cực kỳ cao. Đối với nguy cơ trung bình được mô tả là
rừng có lá chết treo nhiều, có cành nhánh và vỏ cây, tỷ lệ vật liệu chết từ 20
– 50%, khối lượng VLC 2 tấn/ha. Nguy cơ cực kỳ cao khi rừng có một lượng lớn lá
treo, cành nhánh và vỏ tỷ lệ cao, vật liệu chết >50%, gỗ cây chết đã đổi màu, thảm
thực vật già cỗi, khối lượng VLC gần bề mặt là 4 tấn/ha.

- H.G. Pearce và S.A.J. Anderson (2008) [79] đã nghiên cứu khối lượng VLC
(tấn/ha) tương ứng với chiều cao (m) và độ che phủ (%) của thảm cỏ, cũng như khối


11

lượng của VLC (tấn/ha) tương ứng với chỉ số tích lũy (10-120) và các giai đoạn sinh
trưởng và phát triển của rừng Thông ở New Zealand. Theo kết quả nghiên cứu này,
nơi có chiều cao thảm cỏ 0,5 m, độ che phủ của thảm cỏ là 50% thì khối lượng VLC
khoảng 5,7 tấn/ha. Ở những khu rừng có chỉ số tích lũy VLC (BUI) là 120 rừng
thông lớn hơn 20 tuổi, khối lượng VLC là 31,8 tấn/ha.
Từ các nghiên cứu trên cho thấy, VLC là yếu tố quyết định đến việc hình thành
và lan truyền của đám cháy rừng. VLC liên quan đến cháy rừng thông qua các chỉ
số: Thành phần và loại vật liệu, chiều cao, khối lượng, kích thước, sự sắp xếp trong
không gian trên bề mặt đất rừng và độ ẩm của vật liệu... Ngoài ra còn có sự tác động
rất lớn của môi trường như hướng phơi, tốc độ gió, nhiệt độ, ẩm độ và nhiệt độ môi
trường rừng.
1.1.4. Các phương pháp dự báo cháy rừng
1.1.4.1. Thuật ngữ đánh giá nguy cơ cháy rừng
Theo Nhóm điều phối quốc gia về lửa rừng Mỹ (National Wildfire
Coordinating Group) [75], thuật ngữ đánh giá nguy cơ cháy được hiểu như sau: (1)
là một tập hợp nhiên liệu được xác định bởi khối lượng, loại, điều kiện, trật tự sắp
xếp và vị trí theo mức độ từ khó đến dễ cháy; (2) một thước đo mức độ nguy hiểm
về cháy do các nguyên liệu sẵn có để đốt cháy. Khả năng cháy được tạo ra từ số
lượng tương đối, loại và tình trạng của chúng đặc biệt là độ ẩm. Trong khi thuật ngữ
chỉ số nguy cơ cháy rừng được hiểu là một con số tương đối chỉ ra mức độ nghiêm
trọng của nguy cơ cháy rừng đã được xác định từ điều kiện cháy và các yếu tố khác
tại một vùng nào đó.
1.1.4.2. Mùa cháy rừng và các chỉ số khô hạn
Theo FAO (2007) [54], mùa cháy rừng là khoảng thời gian trong năm có thể xảy

ra các đám cháy mà khi nó bắt đầu có thể lan rộng. Mùa cháy rừng phụ thuộc vào các
yếu tố khí hậu đặc biệt là lượng mưa và ảnh hưởng của nó lên thảm thực vật.

Chỉ số khô hạn là chỉ số rất đặc trưng mà nhiều tác giả trên thế giới quan tâm
nghiên cứu nhằm vào nhiều mục đích khác nhau như phân loại các vùng khí hậu,
các kiểu thảm thực vật, các mùa thực vật sinh trưởng và phát triển...; đặc biệt là ứng


12

dụng các chỉ số này vào việc xác định mùa cháy và nguy cơ cháy rừng. Một số tác
giả có các công trình nghiên cứu về chỉ số khô hạn điển hình như sau:
- E.N. Transeau (1905), G.N. Vyssotsky (1905) [91] và E.M. Oldekop (1911)
[77] đã đề xuất công thức định lượng về chỉ số khô hạn là P/E, với P là
lượng mưa và E là lượng bốc hơi [78].
- W. Lang (1920) [78] đã đề xuất công thức tính chỉ số khô hạn, có sự khác
biệt với các tác giả trên là thay thế lượng bốc hơi (E) bằng nhiệt độ (T) nên có công
o

thức tính chỉ số khô hạn là P/T, với P và T là lượng mưa (mm) và nhiệt độ ( C)
trung bình năm và W. Lang cũng đã đưa ra tiêu chí đánh giá chi tiết như sau:
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn dựa trên chỉ số khô hạn của W. Lang
P/T, với P và T
tính theo năm

P/T, với P và T
tính theo tháng

Mức độ khô hạn

0–20
20.1 – 40

0 – 1.67
1.68 – 3.33

Rất khô
Khô

40.1 – 60

3.34 – 5.00

Bán khô

60.1 – 100

5.01 – 8.33

Bán ẩm

100.1 – 160

8.34 – 13.33

Ẩm

> 160

> 13.33

Rất ẩm

- W. Koppen (1922) [78] đã đưa ra công thức tính chỉ số khô hạn như sau:
P/[2(T+7)](1.2)
o

Trong đó P là lượng mưa hàng năm (mm), T là nhiệt độ trung bình năm ( C).
- E. de Martonne (1926) [51] đã đề xuất một biến thể của chỉ số khô hạn W.
Lang [78] bằng cách cộng thêm 10 ở mẫu số nhằm tránh có chỉ số âm khi sử dụng ở
các vùng có nhiệt độ âm. Công thức tính chỉ số khô hạn De Martonne như sau: P/
(T+10), với P và T là lượng mưa và nhiệt độ trung bình năm. Chỉ số khô hạn De
Martonne tính theo tháng là: 12* P/(T + 10). Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn của
chỉ số De Martonne như sau: 0 – 5 là rất khô, 5 - 15 là khô, 15-20 là bán khô, 20-30


13

là hơi ẩm, 30-60 là ẩm và > 60 là rất ẩm. Năm 1942, E. de Martonne đề xuất công
thức tính chỉ số khô hạn biến thể như sau:
(1.3)
Trong đó Pd và Td là lượng mưa và nhiệt độ của tháng nóng nhất.
- E. Reichel (1928) [78] đã đề xuất công thức tính chỉ số khô hạn biến thể từ
công thức của E. de Martonne như sau: N*P/(T+10), với N là số ngày có lượng mưa P.
- G.T. Selyaninov (1937) [83] đã đề xuất công thức tính chỉ số khô hạn như sau:

P/(0,1*∑T)

(1.4)
o

Trong đó P là tổng lượng mưa (mm) và và ∑T là tổng nhiệt độ ( C) trong
cùng một thời kỳ.
Chú ý rằng mẫu số trong công thức của Selyaninov phản ảnh mức độ bốc hơi
(E). Tiêu chí đánh giá mức độ khô hạn của chỉ số Selyaninov như sau: <0,4 là cực
kỳ khô; 0,41-0,7 là rất khô; 0,71-1,0 là khô; 1,1-1,3 là hơi khô; 1,31-1,6 là ẩm vừa
đủ (đối với thực vật); 1,61-2,0 là hơi ẩm; 2,1-2,5 là ẩm; 2,6-3,0 là rất ẩm; > 3 là cực
kỳ ẩm. Về sau, M.I. Budyko (1958) có điều chỉnh trong công thức của Selyaninov
thay vì 0,1 là 0,18.
- N.N. Ivanov (1941) [63] đã đưa ra công thức tính chỉ số khô hạn P/E với
lượng bốc hơi:
2

E = 0,0018 (25+T) (100-a)

(1.5)

Trong đó T là nhiệt độ trung bình tháng, a là ẩm độ tương đối không khí
trung bình tháng.
- C.W. Thornthwaite (1948) [89] đã đưa ra công thức tính chỉ số khô hạn như sau:

(1.6)
Với

–

+

và I =

.

Trong đó P là lượng mưa tháng (mm), PET là lượng bốc hơi thủy suất hàng
tháng, T là nhiệt độ trung bình tháng; L là số giờ nắng trong ngày; N là số ngày
trong tháng. Ta là nhiệt độ của tháng a; I là chỉ số nhiệt năm.