Tài liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Ảnh hưởng của các nhân tố khí tượng khí tượng tới độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng tại vườn thực nghiệm Tây Bắc – Thành phố Sơn La

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cháy rừng là một thảm họa gây thiệt hại lớn đối tài nguyên rừng, tính mạng con người và môi trường sống. Ảnh hưởng của nó không những tác động đến một quốc gia mà còn ảnh hưởng đến cả khu vực và toàn cầu. Theo số liệu của FAO ( 1992), mỗi ngày trên thế giới trung bình mất đi khoảng 5000 ha rừng do nhiều nguyên nhân khác nhau. Trong vài thập kỷ qua, trung bình mỗi năm Việt Nam mất đi hàng chục ngàn ha rừng, trong đó mất do cháy rừng khoảng 16.000ha. Ở Sơn La, cháy rừng xảy ra ở khắp các huyện làm tổn thất 2,5 ha rừng Thông tại xã Mường Giôn, huyện Quỳnh Nhai, 41 ha rừng Thông tại xã Chiềng Bôm, huyện Thuận Châu, 3 ha rừng tự nhiên tại thành phố Sơn La. (Báo cáo của Kiểm Lâm tỉnh Sơn La, 2010) Nguy cơ cháy rừng phụ thuộc nhiều vào các trạng thái rừng và các yếu tố khí tượng, các yếu tố khí tượng quyết định độ ẩm của vật liệu cháy dưới tán rừng. Vườn thực nghiệm của trung tâm sản xuất Tây Bắc gồm hai trạng thái rừng: trạng thái rừng tự nhiên và trạng thái rừng trồng chủ yếu bao gồm các loài cây lá kim như: Thông, Du sam có nguy cơ cháy cao vào mùa khô hanh. Khu vực này gần đường giao thông, gần khu vực canh tác nương rẫy của đồng bào dân tộc Thái nên có thể xảy ra cháy rừng do con người. Việc nghiên cứu giải pháp phòng cháy đang được trung tâm quan tâm, áp dụng phương pháp dự báo cháy rừng phổ biến để xác định nguy cơ cháy rừng. Tuy nhiên, trong thực tế phương pháp này còn nhiều hạn chế cần điều chỉnh cho từng đối tượng, từng địa phương khác nhau. Xuất phát từ thực tế đó, tôi thực hiện luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố khí tượng khí tượng tới độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng tại vườn thực nghiệm Tây Bắc – Thành phố Sơn La”, nhằm xác định được quy luật ảnh hưởng của một số yếu tố khí tượng chủ yếu như nhiệt độ, độ ẩm không khí… tới độ ẩm của vật liệu cháy làm cơ sở khoa học cho việc nâng cao hiệu quả của các phương pháp dự báo cháy rừng tại khu vực nghiên cứu. 2 PHẦN I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới. Trong thập kỉ vừa qua trên thế giới đã có những nghiên cứu thành công về dự báo cháy rừng ở các nước có nguy cơ cháy rừng cao như: Mỹ, Liên Xô cũ, Canada; Thuỷ Điển; Australia, Nhật Bản, Trung Quốc ….Từ đó đã đưa ra được một số biện pháp phòng cháy – chữa cháy rừng hiệu quả làm giảm tỷ lệ thiệt hại tới người và của một cách tốt nhất. Ở Đức, Dulop ( 1904) đã nghiên cứu về sự thay đổi hàm lượng nước lá khô theo độ ẩm không khí làm cơ sở để xác định khả năng bắt lửa của lớp thảm khô. Ở Mỹ, năm 1914, E.A Beal và C.B. Show đã đưa ra dự báo cháy rừng thông qua việc xác định độ ẩm của tầng thảm mục trong rừng, các tác giả cho rằng độ ẩm của tầng thảm mục nói lên mức độ khô hạn của rừng. Độ khô hạn này càng cao thì khả năng xuất hiện của các đám cháy rừng càng dễ dàng. Sau đó có nhiều phương pháp và mô hình dự báo được đề xuất và cải tiến trên cơ sở phân ra các mô hình vật liệu, kết hợp giữa các yếu tố thời tiết, độ ẩm vật liệu cháy với địa hình để dự báo mức độ nguy hiểm của lửa rừng. Đến nay, các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra được hệ thống dự báo mức độ nguy hiểm của cháy rừng tương đối hoàn thiện và tiện lợi trong sử dụng. Ở Nga và các nước Cộng hoà Liên Xô cũ, vấn đề dự báo cháy rừng cũng được bắt đầu từ rất sớm, nhiều phương pháp dự báo cháy rừng đã được nghiên cứu, thử nghiệm và áp dụng. Điển hình, năm 1924, E.V. Valenđic đã thống kê các tài liệu về nạn cháy rừng ông đã xác định mối quan hệ giữa số lượng diện tích rừng cháy và số rừng cháy với 3 chỉ số: Số ngày không mưa, lượng mưa và tốc độ gió. Trong những năm 1929 – 1940 V.G. Nesterop đã tiến hành nghiên cứu dự báo cháy rừng theo phương pháp tổng hợp và đã đưa ra biểu thức toán học để đánh giá mức độ nguy hiểm của cháy rừng gồm 3 yếu tố: Nhiệt độ lúc 13h (t0 13), độ chênh lệch bão hòa, lượng mưa ngày. 3 Tại bang Nam California (Mỹ), các nhà khoa học đã tạo lập một phần mềm quản lý cháy rừng, trong đó chỉ cần nhấp chuột là có thể tham khảo được các thông số về địa hình, địa mạo, các loài động vật, thực vật có nguy cơ cháy cao hiện có trong vùng. Bên cạnh đó, hồ sơ các vụ cháy (nếu có) từng xảy ra cũng được tập hợp một cách chi tiết để cộng đồng có thể nắm bắt được nguyên nhân và một số biện pháp ứng cứu chữa cháy một cách hiệu quả nhất. Ngoài ra, việc đầu tư trang thiết bị chuyên dụng hàng năm cũng không ngừng tăng. Tuy nhiên, kỷ luật đối với đội ngũ này cũng rất chặt chẽ. Hiện nay, người ta đã sử dụng mẫu vật liệu khô trong công tác dự báo cháy rừng, phương pháp này được người Nhật đề ra và nó được căn cứ vào số bình quân gia quyền của sự thay đổi hàm lượng nước của nhà cửa, dụng cụ gia đình để đánh giá mức độ cháy. Ngoài một số biện pháp thông dụng thì trên thế giới cũng có những ứng dụng khoa học kỹ thuật hiện đại để ứng dụng trong công tác phòng và chữa cháy có hiệu quả rất cao như: sử dụng máy bay để dập lửa ở các khu vực cháy có địa hình phức tạp, sử dụng bọt Oxy để chữa cháy, các nhà khoa học đã sử dụng vệ tinh nhân tạo để phát hiện ra các đám cháy rừng sớm để có những biện pháp tác động kịp thời …Tuy nhiên, các biện pháp này chỉ áp dụng cho những nước phát triển có nền khoa học công nghệ hiện đại. Chưa thể áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới do chi phí rất cao cho mỗi lần dập lửa. Tuy nhiên, do điều kiện lập địa mà các yếu tố khí tượng ở các khu vực sẽ không hoàn toàn giống nhau. Do đó không thể áp dụng tất cả các phương pháp dự báo cháy rừng nêu trên. Cũng từ đó mà khi áp dụng các phương pháp này ở nước ta cần phải có sự điều chỉnh hợp lý để phù hợp với điều kiện khí tượng ở mỗi địa phương. 1.2. Ở Việt Nam Ở Việt Nam nghiên cứu về lĩnh vực này mới bắt đầu từ năm 1981, điển hình một số công trình nghiên cứu của Phạm Ngọc Hưng (1988), Phan Thanh Ngọ (1996), Bế Minh Châu (2001) và Vương Văn Quỳnh (2005). Các công trình 4 nghiên cứu nêu trên tiến hành cho đối tượng rừng thông, rừng tràm và rừng tự nhiên còn các đối tượng khác chưa có tác giả nào đi sâu nghiên cứu. Các tác giả tập trung các nghiên cứu nhiều ở các tỉnh miền Nam. Ở phía Bắc, các tác giả cũng chỉ tập trung ở một số trạng thái rừng ở các tỉnh có nguy cơ cháy rừng cao như: Bắc Giang, Quảng Ninh, Yên Bái… Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy và các yếu tố khí tượng ảnh hưởng đến độ ẩm chưa được nghiên cứu sâu ở một số tỉnh Tây Bắc nên chưa có cơ sở để nâng cao độ chính xác của các phương pháp dự báo cháy rừng. Bên cạnh đó, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc xác định quy luật tương quan giữa các yếu tố thời tiết đến độ ẩm vật liệu cháy để đề xuất các biện pháp phòng cháy rừng trong mùa khô hanh mà chưa kết hợp với phương pháp dự báo của Nesterop để tăng độ chính xác của các nguy cơ cháy rừng. Công tác dự báo cháy rừng đã được nghiên cứu và áp dụng từ năm 1981 nhưng vẫn còn chưa thật đồng nhất. Cho đến nay trên cả nước có hơn 50 tỉnh và hai vườn quốc gia đã xây dựng được cấp dự báo báo cháy rừng theo hướng tổng hợp, nhờ đó các địa phương có cơ sở dự báo và chủ động hơn trong công tác phòng và chữa cháy rừng. Tuy nhiên cơ sở vật chất, kỹ thuật và đội ngũ cán bộ làm công tác này còn thiếu thốn nhiều, dự báo vẫn chưa thực sự mang tính hệ thống, còn nặng về hình thức và độ tin cậy chưa cao, công tác phòng và chữa cháy rừng nhiều khi vẫn chưa thực hiện tốt những yêu cầu theo kết quả của dự báo đặt ra. Phương pháp chỉ tiêu tổng hợp của Nesterop (1929 – 1940) khí áp dụng ở phía Bắc Việt Nam trong điều kiện có mưa phùn sẽ không đảm bảo độ chính xác nên cần nghiên cứu nguy cơ cháy rừng theo diễn biến của các nhân tố khí tượng và mối quan hệ của chúng với vật liệu cháy để có cơ sở điều chỉnh cho phù hợp. Trước thực tế đó, Ts. Bế Minh Châu đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố: Lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm không khí, số ngày không mưa liên tục, số ngày mưa liên tục và độ ẩm vật liệu của ngày hôm trước tới độ ẩm vật liệu cháy đối với rừng Thông ở Hoành Bồ - Quảng Ninh (1995 - 1997), Hà 5 Trung - Thanh Hóa và Nam Đàn – Nghệ An ( 1997 - 1998) và công bố phương pháp dự báo nguy cơ cháy rừng theo độ ẩm vật liệu cháy. Các nghiên cứu về quy luật biến đối của các nhân tố khí tượng và ảnh hưởng của chúng đến độ ẩm vật liệu cháy dưới tán các loại rừng trồng được lựa chọn làm hướng nghiên cứu của nhiều sinh viên như: Nghiên cứu đặc điểm của vật liệu cháy làm cơ sở cho việc đốt trước có điều khiển dưới rừng Thông tại Trung tâm kỹ thuật Bảo vệ rừng số I – Thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh (Nguyễn Thị Thu, 2005); Nghiên cứu đặc điểm vật liệu cháy ở các loại rừng ở xã Bình Thanh, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình (Nguyễn Thị Phương, 2006); Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến độ ẩm ật liệu cháy dưới tán rừng Thông tại khu bảo tồn thiên nhiên Copia (Nhữ Thương Trần Huyền, 2009)... Trước thực tiễn cháy rừng ở Việt Nam, nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định độ ẩm vật liệu cháy dưới tán rừng được thực hiện để xác định nhanh độ ẩm vật liệu cháy có thể dự báo ngay nguy cơ cháy rừng. Trong đó việc nghiên cứu quy luật biến đổi của thời tiết với độ ẩm vật liệu cháy là phương pháp xác định nhanh nhất và ít tốn kém. Trong tình hình mới, để bảo vệ tốt những cánh rừng hiện có chúng ta cần tiếp tục đẩy mạnh việc nghiên cứu cũng như những hoạt động triển khai của công tác này theo một chương trình mang tính hệ thống, một kế hoạch phát triển lâu dài và chính sách đầu tư thoả đáng. 6 PHẦN II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.Mục tiêu Xác định quy luật thay đổi độ ẩm VLC thông qua sự thay đổi các nhân tố khí tượng làm cơ sở cho việc xác định nguy cơ cháy rừng hạn chế khả năng cháy rừng trong mùa khô hanh. 2.2. Đối tượng nghiên cứu. Các yếu tố khí tượng chủ yếu như nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng mưa, tốc độ gió, lượng bốc hơi nước, độ ẩm đất, độ ẩm vật liệu cháy và đặc điểm vật liệu cháy dưới tán rừng tự nhiên và rừng trồng Thông thuần loài . 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng - Kết quả nghiên cứu đặc điểm tầng cây cao - Kết quả nghiên cứu đặc điểm tầng cây bụi thảm tươi - Kết quả nghiên cứu về đặc điểm của vật liệu cháy. 2.3.2. Nghiên cứu quy luật biến đổi của các yếu tố khí tượng. 2.3.3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố khí tượng tới độ ẩm vật liệu cháy. 2.3.4. Xác định nguy cơ cháy rừng theo độ ẩm VLC trong thời gian nghiên cứu và đề xuất một số ý kiến cho công tác phòng cháy chữa cháy rừng. 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Công tác chuẩn bị Chuẩn bị các dụng cụ cần thiết (thước sào; thước kẹp kính; thước dây; dây nilong; túi đựng mẫu; máy đo tốc độ gió; ẩm kế …) và các mẫu biểu điều tra. 2.4.2. Phương pháp ngoại nghiệp 2.4.2.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu. - Kế thừa có chọn lọc và thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế từ cơ quan tổ chức đã nghiên cứu và chính quyền địa phương. 7 - Kế thừa một số yếu tố khí tượng như: Lượng mưa; lượng bốc hơi ( tại trạm khí tượng thành phố Sơn La). Mẫu biểu 01: Số liệu khí tượng thu thập tại trạm quan trắc STT Ngày Lượng mưa Lượng bốc hơi 2.4.2.2. Phương pháp điều tra ngoài thực địa Mỗi trạng thái rừng tiến hành lập 1 ô tiêu chuẩn điển hình có diện tích 1000 m2 (25 x 40)m. Sau đó tiến hành điều tra: - Điều tra tầng cây cao: Tiến hành đếm số cây trong ô tiêu chuẩn rồi tiến hành đo các chỉ tiêu: Hvn; D1.3; Hvn ; DT. Mẫu biểu 02: Điều tra tầng cây cao Số hiệu ÔTC: Vị trí: Ngày điều tra: Độ dốc: Hướng dốc: Người điều tra: Trạng thái rừng: Địa điểm: Hvn Hdc D1.3 DT ST STT Tên cây ( m) (m) (cm) (m) - Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi: Mỗi OTC tiến hành lập 9 ÔDB có diện tích 4m 2 (2m x 2m), ở mỗi đối tượng nghiên cứu. Trên mỗi (ÔDB) tiến hành xác định tên các loài cây bụi thảm tươi, đo chiều cao của mỗi loài cây bằng thước dây và độ che phủ được xác định bằng tỷ lệ diện tích có thực bì che phủ trên diện tích ÔDB. Hình 01: Sơ đồ bố trí ÔDB điều tra cây bụi thảm tươi 8 Mẫu biểu 03: Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi Số hiệu ODB: Tuyến: Ngày điều tra: Người điều tra: Trạng thái rừng: Địa điểm: Thành phần loài OBD Độ che phủ ST Chiều cao trung bình - Điều tra xác định đặc điểm vật liệu cháy: Trong mỗi OTC tiến hành lập 5 ÔDB diện tích 1m 2 (1x1m). Trong các ÔDB đó tiến hành thu thập và phân loại vật liệu cháy gồm: thảm khô, thảm tươi và thảm mục. Sau đó xác định khối lượng của từng loại vật liệu cháy cho từng ÔTC và cho 1ha. 1 4 5 2 3 Hình 02: Sơ đồ bố trí ÔDB điều tra đặc điểm vật liệu cháy Mẫu biểu 04: Khối lượng và độ dầy của vật liệu cháy Vị trí: Người điều tra: Địa điểm: Loài cây: Ngày điều tra: ODB 1 2 3 4 5 VLC 1. Khối lượng (kg) 1.1. Thảm khô 1.2. Thảm tươi 1.3. Thảm mục 2. Độ dầy (cm) 2.1. Thảm khô 2.2. Thảm mục - Thu thập số liệu khí tượng: Sử dụng các dụng cụ quan trắc để đo đếm số liệu khí tượng vào lúc 13h hàng ngày (trong 30 ngày) tại các OTC gồm: nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí; tốc độ gió. 9 Mẫu biểu 05: Số liệu khí tượng quan trắc OTC: Người điều tra: Địa điểm: Ngày điều tra: STT Ngày T W V Ghi chú - Mẫu vật liệu cháy: Được tiến hành thu thập vào thời điểm từ 13h – 14h hàng ngày: + Mẫu vật liệu cháy được lấy ngẫu nhiên ở 30 điểm trong ÔTC sau đó trộn đều cân lấy 50g (m1). Mẫu được sấy ở nhiệt độ 100±5 0c trong 6-7h cho tới trạng thái khô kiệt đem cân đem cân ghi mo. Mẫu biểu 06: Khối lượng các mẫu VLC trước và sau sấy OTC: Người điều tra: Địa điểm: Ngày điều tra: STT Ngày m1 mo Ghi chú + Mẫu gỗ Thông Thiết kế 2 mẫu gỗ Thông như nhau có kích thước 25 cm x 3 cm x 3 cm, sau đó sấy khô kiệt và cân xác định khối lượng m o. Đặt mẫu gỗ Thông vào dưới tán rừng ở hai trạng thái rừng, hàng ngày xác định khối lượng mẫu gỗ vào thời điểm 13 – 14h cùng với thời điểm lấy mẫu vật liệu cháy. Mẫu biểu 07: Khối lượng các mẫu gỗ Thông OTC: Người điều tra: Địa điểm: Ngày điều tra: STT Ngày m1 Ghi chú 2.4.2.3. Phương pháp xử lý nội nghiệp - Sử dụng phần mềm thống kê SPSS để tính các chỉ tiêu sinh trưởng trung bình cho từng ÔTC. 10 - Độ ẩm của vật liệu cháy và mẫu gỗ Thông được tính theo công thức: Trong đó: Wa: Độ ẩm tương đối (%). m1: khối lượng trước khi sấy (g) mo: khối lượng khô kiệt (g) Mẫu biểu 08: Kết quả độ ẩm của VLC Ngày OTC 1 VLC OTC 2 Mấu gỗ VLC Mấu gỗ - Xác định hệ số bắt cháy k của vật liệu cháy: Trong đó: M: Khối lượng vật liệu khô và tươi (kg/ha) ( M =m1 + m2) m1: Khối lượng vật liệu khô (kg/ha) m2: Khối lượng vật liệu tươi (kg/ha) k: hệ số khả năng bắt cháy. Hệ số k theo các mức độ bắt cháy được thể hiện trong bảng 01 sau: Bảng 01. Mức độ bắt cháy theo hệ số k Hệ số khả năng bắt cháy (k) <0.2 Mức độ cháy Không cháy 0,2-0,29 Ít cháy 0,3-0,49 Dễ bén cháy 0,5 -0,7 Dễ cháy >0.7 Rất dễ cháy - Sử dụng phần mềm SPSS theo trình lệnh sau: Analyze/Regression/Curve Estimation để xác định: + Mối quan hệ của từng yếu tố khí tượng đến độ ẩm vật liệu cháy, mẫu gỗ 11 + Mối quan hệ tổng hợp của các yếu tố khí tượng tới độ ẩm vật liệu cháy, mẫu gỗ. - Sử dụng phần mềm SPSS để vẽ biểu đồ sự biến đổi của các yếu tố khí tượng; độ ẩm vật liệu cháy, độ ẩm mẫu gỗ trong thời gian nghiên cứu; biểu đồ đám mây điểm biểu diễn mối tương quan giữa các yếu tố khí tượng với độ ẩm vật liệu cháy và mẫu gỗ ở 2 OTC. * Cơ sở toán học để xác định phương trình tương quan + Phương trình hồi quy tuyến tính một lớp mô phỏng mối quan hệ của từng nhân tố khí tướng đến độ ẩm VLC và mẫu gỗ. Bảng 02. Các dạng phương trình tuyến tính 1 lớp STT Dạng đường Phương trình Kí hiệu y = a + b.x (2-1) 1 Linear 2 Quadratic y = a + b. x +c. x2 (2-2) 3 Compound y = a. b X (2-3) 4 Logarithmic y = a + b. lnx (2-4) 5 Growth y = e (a +bx) (2-5) 6 Cubic y = a + b. x + c. x2 + d. x3 (2-6) 7 S y= e (a + b/x) (2-7) 8 Inverse y = a + b/x (2-8) 9 Power y = a. xb (2-9) Kiểm tra Kiểm tra hệ số R Sig 2 R Sig a b c d Ghi chú: a, b, c, d là các tham số, R2 là hệ số tương quan bình phương, sig là tiêu chuẩn kiểm tra (nếu sig < 0,05 thì các hệ số mới tồn tại). Dựa vào R 2 và sig để lựa chọn phương trình tối ưu nhất. Để xác định các tham số có thể tính toán theo các công thức sau: � �yi  na  b�xi � � � �yi . xi  a�xi  b�xi2 ( 2-10) 12 Giải hệ phương trình sẽ xác định được các tham số của phương trình hồi quy: Qxy b= ( 2-11) Qx a = y - bx Trong đó: ( 2-12) Qxy = x. y �xy  � n� Qy = �y Qx = �x y �y x �x  �y   2 (2-13) 2 (2-14) n 2  �x   2 n (2-15) (2-16) n (2-17) n Hệ số tương quan (r) là chỉ tiêu thuyết minh mức độ liên hệ giữa hai đại lượng x; y trong liên hệ đường thẳng hoặc tuyến tính một lớp. r= Qxy Qx .Qy (2-18) r = 0: X; Y có quan hệ tuyến tính r = 1: X; Y có quan hệ hàm số 0 � r < 0,3: X, Y có quan hệ yếu 0,3 � r < 0,5: X, Y có quan hệ vừa 0,5 � r < 0,7: X, Y có quan hệ tương đối chặt 0,7 � r < 0,9: X, Y có quan hệ chặt 0,9 � r < 1: X, Y có quan hệ rất chặt r = 0 - �1 13 + Phương trình hồi quy tuyến tính nhiều lớp mô phỏng mối quan hệ tổng hợp của các nhân tố khí tướng đến độ ẩm VLC và mẫu gỗ. y = a + b.x Trong đó: y là độ ẩm VLC hoặc mẫu gỗ x = P + W – T – LBH – V P, W: lần lượt là lượng mưa ngày và độ ẩm không khí lúc 13h là chỉ tiêu tăng có lợi T, LBH, V: lần lượt là nhiệt độ, lượng bốc hơi, tốc độ gió lúc 13h là chỉ tiêu giảm có lợi. 14 PHẦN III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên 3.1.1. Vị trí địa lý Vườn sưu tập thực vật Tây Bắc thuộc xã Chiềng Sinh, cách Trung tâm KHSXLN Tây Bắc 7 km về phía Đông Bắc. Toạ độ địa lý: 21017' vĩ độ Bắc, 1030 57' kinh độ Đông - Phía Bắc giáp bản Sẳng - Phía Nam giáp bản Nong La - Phía Đông giáp nương canh tác nông nghiệp - Phía Tây giáp đường quốc lộ 6 cũ 3.1.2. Địa hình Khu vực vườn sưu tập thực vật có độ cao trung binh khoảng 600m so với mặt nước biển. Đồi đất hình bát úp, ít bị chia cắt, độ dốc < 20 0, đỉnh đồi tương đối bằng phẳng thuận lợi cho việc tác động các biện pháp kỹ thuật trồng cây sưu tập thực vật. 3.1.3. Thổ nhưỡng Đất Feralit màu nâu vàng phát triển trên đá phiến thạch sét. Đất ít đá lẫn < 10%, nhiều rễ cây, thành phần cơ giới đất thịt nhẹ đến trung bình. Tầng thảm mục khoảng 1-4cm. Thích hợp cho sự sinh trưởng của cây rừng. 3.1.4. Khí hậu, thủy văn. Khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi , mùa đông lạnh khô, mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều. Mùa nóng từ tháng 4 -10 hàng năm, mưa nhiều chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm, mùa này đôi khi xuất hiện gió Lào khô, nóng. Mùa khô lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, mùa này thường xuất hiện sương mù, đôi khi có sương muối. Tổng lượng mưa bình quân năm 1.355 mm, nhiệt độ không khí bình quân 22,50C, độ ẩm 80%. Quanh khu vực vườn có suối nhỏ chảy qua. 15 3.1.5. Tài nguyên rừng Vườn sưu tập thực vật Chiềng Sinh và Lâm viên Sơn La thành lập năm 1998 với mục đích chính là sưu tập, bảo tồn các loài động, thực vật. Đây là một trong những khu vực thuộc tỉnh Sơn La có diện tích rừng và đất có khả năng phát triển lâm nghiệp khá lớn. Đất đai phù hợp với nhiều loại cây, có điều kiện xây dựng hệ thống rừng phòng hộ và tạo các vùng rừng kinh tế hàng hoá có giá trị cao. Khu Vườn sưu tập thực nghiệm Tây Bắc có tổng diện tích là 37,5 ha. Với 150 loài cây gồm các họ như: Dẻ, kháo, ngũ gia bì… Các loài thực vật quý hiếm như: Lát hoa, Lim xanh, Pơmu, Thông ba lá, Nghiến, Thông đỏ, Du sam… Khu vực rừng trồng chia thành 2 loại: + Cây Thông được trồng hỗn giao với Long não, Dẻ, Vối thuốc. + Cây Thông được trồng hỗn giao với Bạch đàn, Keo tai tượng, Xoan. Về tài nguyên động vật, có rất ít các loài động vật sinh sống ở đây. Chủ yếu là các loài Chim và một số ít loài động vật nhỏ. 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội Vườn sưu tập thực vật nằm gần bản Noong La và bản Sẳng xã Chiềng Sinh Thành phố Sơn La với trên 80 hộ gia đình và gần 200 nhân khẩu. Thành phần dân các dân tộc trong phường bao gồm các dân tộc chủ yếu là: Thái, Kinh,... Cuộc sống của người dân đã ổn định do canh tác lúa nước một vụ và trồng cây công nghiệp như: Cà phê, mía, cây ăn quả... Ngoài ra, chăn nuôi cũng được người dân trong khu vực chú trọng và phát triển đã đem lại nguồn thu nhập chính cho người dân. Các loại vật nuôi chủ yếu là: Trâu, Bò, Nhím, các loại gia cầm khác… Thông tin và các hoạt động văn hóa – xã hội của người dân được mở rộng . Việc học tập của các em nhỏ ở độ tuổi tới trường được đảm bảo. Các điều kiện phúc lợi chăm sóc đời sống cho người dân trong Vườn Sưu tập thực vật ngày càng được nâng cao hơn. 3.3. Thuận lợi, khó khăn đối với công tác PCCCR 16 3.3.1. Thuận lợi - Khu vực nghiên cứu gần đường giao thông, có địa hình tương đối đơn giản nên thuận lợi cho việc tuần tra, canh gác phát hiện sớm cháy rừng và tổ chức lực lượng chữa cháy khi cháy rừng xảy ra. - Trung tâm đã quan tâm đến việc phòng cháy rừng đã xây dựng chòi canh, trồng hỗn loài hạn chế khả năng cháy của rừng Thông. - Chế độ khí hậu thuận lợi cho sinh trưởng, phát triển của cây nên đặc điểm vật liệu cháy dưới tán không gây nhiều khó khăn cho công tác chữa cháy nếu cháy rừng xảy ra. - Cuộc sống của người dân đã ổn định nên mức độ tác động của người dân vào rừng giảm hạn chế sự xuất hiện nguồn lửa do con người gây ra. 3.3.2. Khó khăn - Các công trình phòng cháy chưa được đầu tư nhiều, hệ thống chòi canh chưa được sử dụng hiệu quả, các thiết bị chữa cháy chưa được trang bị, nếu cháy rừng xảy ra thì biện pháp chữa cháy chủ yếu là thủ công không hạn chế được thiệt hại của đám cháy. - Ví trí gần đường chịu nhiều tác động của con người nên khả năng xuất hiện của nguồn lửa ở trong rừng cao. - Rừng Thông là trạng thái rừng có nguy cơ cháy cao được trồng ở vị trí gần rừng tự nhiên có mật độ thưa. Nếu cháy rừng xảy ra rất dễ lan tràn sang khu rừng tự nhiên. 17 PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng 4.1.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm tầng cây cao Ảnh 01: Tầng cây cao ở rừng trồng Ảnh 02: Tầng cây cao ở rừng TN Kết quả điều tra các chỉ tiêu sinh trưởng trung bình tầng cây cao của 2 OTC tại rừng Thông và rừng tự nhiên được thể hiện trong bảng 4.1: Bảng 4.1: Kết quả điều tra tầng cây cao. Loại rừng Hvn (m) Hdc (m) D1.3 (cm) Dt (m) Mật độ (cây/ha) ST % Tốt TB Xấu RT 19,24 6,25 20,70 5,82 1050 69,5 25,7 4,8 RTN 12,07 4,85 15,96 4,79 850 72,9 23,5 3,6 Qua kết quả ở bảng 4.1 ta thấy sự khác nhau về các chỉ tiêu sinh trưởng ở 2 trạng thái rừng là khá lớn dẫn đến sự khác nhau của đặc điểm VLC ở dưới tán rừng. Đối với rừng trồng: tầng cây cao phát triển khá đồng đều, điều đó chứng tỏ rằng điều kiện tự nhiên và quá trình chăm sóc, nuôi dưỡng phù hợp với sự phát triển của cây làm giảm khối lượng VLC dưới tán rừng. Mật độ trồng trồng thấp 1050 cây/ha làm cho độ ẩm VLC giảm nhanh vào những ngày nắng, nhiều 18 cây bụi, thảm khô, cây phân cành thấp rất dễ xảy ra cháy mặt đất hình thành cháy tán. Đối với rừng tự nhiên: tầng cây cao đang ở tuổi từ non đến trung niên, sinh trưởng khá tốt, rừng tự nhiên gồm nhiều loài cây nên nguy cơ cháy rừng thấp hơn so với rừng trồng. Mật độ rất thấp 850 cây/ha, có nhiều khoảng trống ở trong rừng nên đặc điểm VLC dưới tán không đồng nhất, dễ xảy ra cháy mặt đất. 4.1.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm tầng cây bụi thảm tươi Ảnh 03: Cây bụi, thảm tươi ở RT Ảnh 04: Cây bụi, thảm tươi ở RTN a. Đặc điểm tầng cây bụi, thảm tươi ở rừng trồng Kết quả điều tra tình hình sinh trưởng của tầng cây bụi, thảm tươi ở rừng trồng trong thời gian nghiên cứu được thể hiện qua bảng 4.2: Bảng 4.2: Kết quả điều tra tầng cây bụi thảm tươi ở rừng trồng ODB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Thành phần loài Chó đẻ, dây leo, Cỏ lào Dương xỉ, Hà thủ ô, Nấu bụi Chó đẻ, cỏ lào, Dây leo Chó đẻ, Dương xỉ, Cỏ dại Dây khúc khắc, Dây leo, Cỏ lào Cỏ dại, Nấu bụi, Dây leo Hà thủ ô, Chó đẻ, Dây leo Chó đẻ, Dây leo, Vón vén Mâm xôi, Cỏ dại, Chó đẻ Trung bình Chiều cao TB (m) 1.25 0.9 1 1.15 0.65 0.85 1 1.35 1.25 1,04 Độ che phủ (%) 35 25 15 20 15 15 25 20 10 20 19 Chiều cao trung bình của tầng cây bụi, thảm tươi ở rừng trồng là 1,04 m biến động trong khoảng 0,65 – 1,35 ( m) với độ che phủ 20% đã làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của cây Thông. Chiều cao lớn nhất của tầng cây bụi, thảm tươi khá lớn 1,35 m ở những nơi có độ che phủ thấp nhất là 10% làm mặt đất nhận được lượng nhiệt nhiều hơn làm cho độ ẩm VLC giảm nhanh. b. Đặc điểm tầng cây bụi, thảm tươi ở rừng tự nhiên Kết quả điều tra tình hình sinh trưởng của tầng cây bụi, thảm tươi ở rừng tự nhiên trong thời gian nghiên cứu được thể hiện qua bảng 4.3: Bảng 4.3: Kết quả điều tra tầng cây bụi thảm tươi ở rừng tự nhiên ODB Thành phần loài 1 2 3 4 5 6 7 Nấu bụi, Vón vén, Chít Giềng, Chó đẻ, Cỏ dại Sặt, Vón vén, Nấu bụi, Dây leo Chít, Chó đẻ, Sặt, Vón vén Cỏ dại, Sặt, Chít, Chó đẻ Cỏ dại, Nấu bụi, Dây mật, Dây leo Song mây, Dây mật, Nấu bụi 8 Giềng, Chó đẻ, Chít, Cỏ dại 9 Giềng, Nấu bụi, Vón vén, Dây mật Trung bình Chiều cao TB Độ che phủ (m) 0.4 0,8 0.9 1.2 0.8 0.85 0.85 0.7 (%) 35 45 20 35 45 30 30 35 1.2 0,93 35 34,44 Chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi ở rừng tự nhiên là 0,93 m, biến động trong khoảng 0,4 – 1,2 (m) với độ che phủ khoảng 34,44% hạn chế dòng không khí lọt từ bên ngoài vào rừng làm cho nhiệt độ trong rừng thấp, khả năng vận chuyển độ ẩm ra bên ngoài chậm làm cho độ ẩm không khí trong rừng cao làm giảm nguy cơ cháy rừng. 4.1.3. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm của vật liệu cháy. 20 Ảnh 05: Vật liệu cháy ở RT Ảnh 06: Vật liệu cháy ở RTN Kết quả về khối lượng VLC dưới tán rừng trồng và rừng tự nhiên được thể hiện trong bảng 4.4: Bảng 4.4: Thành phần và khối lượng VLC Thành phần Rừng trồng tấn/ha kg/ha 1.1. Thảm khô 5200 5,2 6300 6,3 1.2. Thảm tươi 6500 6,5 11400 11,4 Rừng tự nhiên tấn/ha kg/ha 0,35 1.3. Thảm mục 350 580 0,58 Thành phần VLC được chia làm 3 loại: thảm khô, thảm tươi và thảm mục. Dựa vào kết quả trong bảng 4.4, ta thấy khối lượng VLC giữa 2 trạng thái rừng có sự chênh lệch nhau khá lớn. Khối lượng các thành phần VLC ở rừng tự nhiên luôn cao hơn rừng trồng. Tổng khối lượng thảm khô và thảm mục ở rừng trồng là 5,55 tấn/ha lớn hơn mức tối thiểu quy định vể tiêu chuẩn VLC cho đốt trước ở rừng Thông (5 tấn/ha). Trong 3 thành phần VLC, thảm tươi luôn có khối lượng lớn hơn chủ yếu là một số loài cây như: Chó đẻ, Dương sỉ…khi chết trở thành nguồn vật liệu có nguy cơ cháy cao. Kết quả về độ dầy VLC dưới tán rừng trồng và rừng tự nhiên được thể hiện trong bảng 4.5: Bảng 4.5: Thành phần và độ dầy VLC Thành phần Rừng trồng Rừng tự nhiên