BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ VĂN HƢƠNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHÁY CỦA
RỪNG THÔNG BA LÁ (Pinus kesyia) LÀM CƠ SỞ
ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÁY TẠI
VƢỜN QUỐC GIA BIDOUP-NÚI BÀ
TỈNH LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Đồng Nai, 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ VĂN HƢƠNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHÁY CỦA
RỪNG THÔNG BA LÁ (Pinus kesyia) LÀM CƠ SỞ
ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG CHÁY TẠI
VƢỜN QUỐC GIA BIDOUP-NÚI BÀ
TỈNH LÂM ĐỒNG

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.60

lựa chọn lĩnh vực nghiên cứu của luận văn.
Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến Ts. Phùng Văn Khoa,
ngƣời đã hết lòng giúp đỡ và hƣớng dẫn tận tình để tác giả hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Mặc dầu đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện, song luận văn này sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận đƣợc sự góp ý của
quý Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Văn Hƣơng


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT .............................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................... 3

1.1 – Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................... 3
1.2 – Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................... 7
Chƣơng 2. MỤC TIÊU, QUAN ĐIỂM, NỘI DUNG, VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ..................................................................................................................... 12

2.1 – Mục tiêu và giới hạn của đề tài ...................................................................... 12
2.1.1 - Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................ 12
2.1.2 - Giới hạn của đề tài .................................................................................. 12
2.2 – Quan điểm và phƣơng pháp luận nghiên cứu. ............................................... 13

hình hóa vật liệu gây cháy rừng .............................................................................. 47
4.3.1- Ma trận tương quan .................................................................................. 47
4.3.2 - Mô hình hóa mối tương quan giữa m1, m2 và M .................................... 50
4.3.3 - Mô hình hóa mối tương quan giữa K với m1 và m2 ............................... 54
4.3.4 - Mô hình hóa mối tương tương quan giữa Tc với m1, m2 và M. ............ 58
4.3.5 - Mô hình hóa mối tương quan giữa Pc với m1, m2 và K. ....................... 63
4.3.6 - Mô hình hóa mối tương quan giữa K và m1 với Pc ................................ 66
4.4 – Khảo nghiệm phƣơng pháp xử lý VLC ở các kiểu rừng dễ cháy tại
VQG Bidoup Núi Bà ............................................................................................... 68
4.4.1 – Kết quả khảo nghiệm............................................................................... 68
4.4.2 – Thực nghiệm hệ số khả năng bắt cháy K tại Cổng Trời ......................... 69
4.4.3– Thực nghiệm tỷ lệ phần trăm cháy Pc với m1 tại khu vực Cổng
Trời. ..................................................................................................................... 71
4.4.4 – Thực nghiệm tỷ lệ phần trăm cháy Pc với K và m1 tại khu vực
cổng trời. ............................................................................................................. 73
4.4.5 – Phân loại mức độ cháy rừng thông ba lá tại VQG Bidoup-Núi Bà
theo khối lượng VLC và hệ số khả năng bắt cháy của VLC K............................ 74
4.5 – Đề xuất các giải pháp phòng cháy hiệu quả cho VQG Bidoup-Núi Bà ........ 75
4.5.1 – Giải pháp về kỹ thuật .............................................................................. 75
4.5.2 – Giải pháp về tổ chức và quản lý ............................................................. 79
4.5.3 – Giải pháp tuyên truyền giáo dục ............................................................. 80
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 81

5.1. Kết luận ............................................................................................................ 81
5.2- Kiến nghị .......................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 84

PHỤ LỤC ................................................................................................................... 85



Bảng 4.5 - Thành phần các loài thực vật dễ bắt cháy ................................................. 38
Bảng 4.6 - Các chỉ tiêu đặc trƣng của rừng trồng theo cấp tuổi và lập địa trên các
tiểu khu khác nhau ....................................................................................................... 41
Bảng 4.7 – Các chỉ tiêu đặc trƣng của rừng tự nhiên thông ba lá VQG BidoupNúi Bà.......................................................................................................................... 43
Bảng 4.8 - Khối lƣợng VLC ở các kiểu rừng trồng dễ cháy tại VQG Bidoup-Núi
Bà ................................................................................................................................. 44
Bảng 4.9 - Khối lƣợng VLC ở các kiểu rừng tự nhiên dễ cháy tại VQG BidoupNúi Bà.......................................................................................................................... 46
Bảng 4.10 - Ma trận tƣơng quan của các thành phần cấu thành vật liệu gây cháy
rừng.............................................................................................................................. 47
Bảng 4.11 - Giá trị của hệ số chắn b0 và các hệ số hồi quy bi, cùng với mức ý
nghĩa (xác suất sai lầm) P đối với sự tồn tại của các hệ số hồi quy bi, i = 1, 2,…,
12 cho mô hình toán học Pc = exp[ b0 + b1*K + b2*m1 + b3*lnK + b4*ln(m1) +
b5* K + b6* m1 + b7/K + b8/m1 + b9* K 3 + b10*m12 + b11/K2 + b12/m12 ]............ 67
Bảng 4.12 - Cơ sở dữ liệu thực nghiệm các kiểu rừng dễ cháy .................................. 68
Bảng 4.12 – Kết quả thực nghiệm hệ số khả năng bắt cháy K tại khu vực Cổng
Trời. ............................................................................................................................. 70
Bảng 4.13 – Kết quả thực nghiệm tỷ lệ phần trăm cháy Pc và khối lƣợng vật liệu
khô m1 ......................................................................................................................... 72
Bảng 4.14 - Thực nghiệm tỷ lệ phần trăm cháy Pc với K và m1 tại khu vực Cổng
Trời .............................................................................................................................. 73
Bảng 4.15 - Phân loại mức độ cháy rừng thông ba lá tại VQG Bidoup-Núi Bà
theo khối lƣợng VLC và hệ số khả năng bắt cháy của VLC K ................................... 74


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1 - Biểu đồ khí hậu GAUSSEN – WALTER của vùng Đà Lạt. ........... 32
Hình 4.2 - Bản đồ các khu rừng dễ cháy ở VQG Bidoup-Núi Bà. ................... 36
Hình 4.3 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa khối lƣợng vật liệu khô m1 và
khối lƣợng vật liệu tƣơi m2 đối với rừng trồng Cổng Trời: m2 = exp (a +
b*m1 2), a = 1,053883 , b = -0,14732 ................................................................ 50


Hình 4.14 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa thời gian cháy Tc và khối
lƣợng vật liệu tƣơi m2 ở rừng tự nhiên Bidoup: Tc = cubrt((a + b* expm2),
a =7,41088, b = 25,8478 .................................................................................. 61
Hình 4.15 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa thời gian cháy Tc và tổng
khối lƣợng vật liệu M ở rừng trồng Đƣng K’nớ: Tc = sqrt[1/(a + b* M^3)],
a = 0,01578, b = 4,38594 ................................................................................. 62
Hình 4.16 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa thời gian cháy Tc và tổng
khối lƣợng vật liệu M ở rừng tự nhiên Bidoup: Tc = cubrt(a + b* M^3), a =
45,79195, b = 5, 38806..................................................................................... 63
Hình 4.17 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa khối lƣợng vật liệu khô m1
và % cháy hết Pc đối với rừng trồng Cổng Trời: Pc = exp: ( A + B*m12) /
m12 , A = -0,20409 , B = 4,58433...................................................................... 64
Hình 4.18 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa phần trăm cháy hết Pc với
khối lƣợng vật liệu tƣơi m2 đối với rừng trồng Bidoup: Pc = a+b* m2 với a
= 102,5273 , b = -1,93756. ................................................................................ 65
Hình 4.19 - Mô hình hóa mối tƣơng quan giữa hệ số khả năng bắt cháy K và
% cháy hết Pc: Pc = exp ( a + b / K3 ) , a = 4,54792 , b = -0,00245 ................. 66
Hình 4.20 - Đồ thị biểu hiện mối tƣơng quan giữa K và m1 với Pc. ................ 67


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong kinh doanh rừng vì bất cứ mục đích nào, cháy rừng luôn là hiểm
họa thƣờng trực đối với xã hội và con ngƣời. Hàng năm trên thế giới có
khoảng 10 đến 15 triệu héc ta rừng bị cháy. Khi cháy rừng xảy ra, tài nguyên
rừng bị hủy hoại, môi trƣờng sống biến đổi theo hƣớng tiêu cực thậm chí còn
ảnh hƣởng đến tài sản và tính mạng của con ngƣời. Hiện nay cháy rừng là một
trong những thách thức lớn nhất của ngành lâm nghiệp, của hệ thống các

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 – Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Kết quả nghiên cứu của Weitmann (1918) về mối quan hệ giữa hàm lƣợng
nƣớc của VLC với khả năng cháy dẫn đến kết luận nhƣ sau: Khi hàm lƣợng
nƣớc của VLC>= 25% thì không phát sinh cháy rừng, còn nếu hàm lƣợng
nƣớc VLC từ 10-15% thì dễ phát sinh cháy rừng.
Vào năm 1939, V.G. Nesterop từ các kết quả nghiên cứu của mình, đã đề
xuất phƣơng pháp dự báo cháy rừng tổng hợp. Theo ông chỉ tiêu tổng hợp là
tổng số của tích số giữa độ chênh lệch bão hòa độ ẩm không khí với nhiệt độ
không khí lúc 13h (giờ địa phƣơng) của tất cả những ngày sau trận mƣa cuối
cùng (ở nƣớc ta hiện nay là 5mm trở lên). Chỉ tiêu tổng hợp đƣợc tính theo
phƣơng trình tổng quát sau đây:
Pi = K ∑ T013Dn13
Trong đó:
- Pi là chỉ tiêu tổng hợp về cháy rừng của một ngày nào đó;
- K là hệ số điều chỉnh, có hai giá trị là 0 và 1 phụ thuộc vào lƣợng
mƣa ngày a; nếu a > =5mm thì K=0; nếu a < 5mm thì K=1;
- T013 là nhiệt độ không khí tối cao lúc 13h đo ở nhiệt biểu khô
- Dn13 là độ chênh lệch bão hòa lúc 13 h;
- T013’ là nhiệt độ không khí tối cao lúc 13h đo ở nhiệt biểu ƣớt;
- n là số ngày không mƣa kể từ ngày có trận mƣa cuối cùng a
thực bì; ngọn lửa có chiều cao tối đa khi tốc độ gió đạt 30-40km/h.
Nghiên cứu về vật liệu cháy (VLC) trong rừng, nhiều tác giả đều cho rằng
VLC là nhân tố có ảnh hƣởng đến mức độ, nguy cơ và quá trình cháy rất lớn.
Theo P.P. Kulatxki (trích dẫn theo tài liệu Lửa rừng, Giáo trình Đại học Lâm
nghiệp, NXB Nông nghiệp, 2002 ), khi nghiên cứu về ảnh hƣởng 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 nhƣ sau:
(1) Thảm khô (cành lá rụng và thảm khô);
(2) Thảm mục, than bùn và cây có dầu;
(3) Cỏ và cây bụi tƣơi;
(4) Cây tái sinh;
(5) Cây đổ, cành gãy;
(6) Cành ngọn và gốc chặt sau khai thác;
(7) Cành lá và thân cây gỗ còn tƣơi.
Theo tác giả, cƣờng độ cháy rừng thƣờng phụ thuộc vào tình trạng và số
lƣợng 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.
Việc phân chia các nhóm VLC nhƣ trên là đúng khi cháy rừng xảy ra. Tuy
nhiên khi sự cháy chƣa bắt đầu thì cỏ và cây bụi còn tƣơi, cây tái sinh, cành lá
và cây gỗ còn tƣơi là những vật không cháy. Có thể lợi dụng các nhóm này
(nhóm 3, 4 và 7) và những vật không cháy khác (đất, đá...) để hạn chế cháy
trong kỹ thuật phòng cháy, chữa cháy rừng.
Khi nghiên cứu về bản chất của sự cháy và các nhân tố ảnh hƣởng đến quá
trình cháy, V.Bêlốp (1982) đã xác định đƣợc thành phần hóa học của vật liệu


6

cháy, hàm lƣợng các nguyên tố chính là C, H, O, N và các chất khoáng tham

dày của lớp vật liệu cháy. Thêm vào đó tác giả cũng đã có sự phân biệt giữa
vật liệu khô và vật liệu chứa độ ẩm cao của thành phần vật liệu cháy; ngoài ra
tác giả cũng đã xác định rằng chỉ có vật liệu khô là nhân tố quyết định trong
quá trình cháy rừng. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của mình, tác giả vẫn chƣa
xác định đƣợc mối quan hệ giữa khối lƣợng vật liệu khô và tƣơi của lớp VLC
trong việc phát sinh ra quá trình cháy.
Mindy C. McCallum(2006) đã tiến hành nghiên cứu mô hình hóa mối
quan hệ giữa quá trình cháy với lớp VLC (bao gồm thành phần, độ nhiều và
cấu trúc của đám vật liệu) và các nhân tố thời tiết nhƣ độ ẩm đất, nhiệt độ, tốc
độ gió, độ ẩm tƣơng đối.
Trong các biện pháp phòng cháy rừng, việc thiết lập các đƣờng ranh
cản lửa và các đai rừng phòng cháy bằng biện pháp lâm sinh cũng đƣợc nhiều
nƣớc trên thế giới nghiên cứu và ứng dụng từ rất sớm. Ở Nga, Mỹ, Trung
Quốc...đã ứng dụng bằng cách thiết lập các đai cây xanh ngăn lửa khép kín
với kết cấu nhiều loài, tạo thành nhiều tầng để ngăn lửa cháy vào các lô rừng
trồng thông, bạch đàn, bạch dƣơng, sồi...
Ngày nay, hầu hết các nƣớc tiên tiến đã ứng dụng công nghệ GIS và kỹ
thuật vệ tinh để phát hiện chính xác các điểm cháy rừng trên một phạm vi
rộng lớn phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy rừng.
1.2 – Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Ở nƣớc ta, nghiên cứu về cháy rừng cũng đã đƣợc nhiều nhà khoa học
thực hiện, các kết quả đã đƣợc khảo nghiệm phù hợp với điều kiện thực tế tại
nhiều khu vực trên các vùng sinh thái khác nhau.
Đã có nhiều kết quả nghiên cứu ứng dụng cho công tác phòng chống
cháy và dự báo cháy rừng, trong đó đáng chú ý có các công trình nhƣ: phƣơng
pháp xác định chỉ số khô hạn của GS.TS Thái Văn Trừng (1970); phƣơng


8


ngày hôm trƣớc;
- n là số ngày khô hạn liên tục không mƣa hoặc mƣa
hợp và kỹ thuật vệ tinh, việc cảnh báo nguy cơ cháy rừng đã đƣợc cập nhật
liên tục trong phạm vi cả nƣớc do cục Kiểm Lâm thực hiện.
Nhìn chung các nghiên cứu của các tác giả trong nƣớc tập trung vào
các yếu tố khí hậu là chủ yếu để phân cấp mức độ cháy rừng. Tuy nhiên, các
yếu tố khí hậu thay đổi liên tục trong ngày và không thể kiểm soát. Chính vì
vậy khi cháy rừng ở cấp cao nhất(cấp V) thì rừng có thể cháy bất cứ lúc nào.
Khi cháy rừng xẩy ra, với hạn chế của địa hình, việc chữa cháy là rất khó
khăn và tốn kém. Việc nghiên cứu quá trình sinh trƣởng phát triển của thảm
cỏ, xác định các loài dễ cháy, khối lƣợng vật liệu cháy cho từng lô rừng trồng,
lựa chọn thời điểm thích hợp để đốt trƣớc làm giảm khả năng cháy trong mùa
cao điểm bằng phƣơng pháp định lƣợng là giải pháp phòng cháy chủ động cần
phải giải quyết trong nội dung nghiên cứu của đề tài.


12

Chƣơng 2
MỤC TIÊU, QUAN ĐIỂM, NỘI DUNG
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 – Mục tiêu và giới hạn của đề tài
2.1.1 - Mục tiêu nghiên cứu
 Về lý luận
Xác định đặc điểm vật liệu cháy và mối quan hệ giữa vật liệu cháy dƣới
tán rừng thông ba lá(Pinus kesiya) liên quan trực tiếp đến khả năng gây ra
cháy rừng;
 Về thực tiễn
Làm cơ sở đề xuất các biện pháp phòng cháy cho VQG Bidoup-Núi Bà;
2.1.2 - Giới hạn của đề tài
- Đối tƣợng nghiên cứu:
Rừng trồng thông ba lá ở ba cấp tuổi I,II,III và rừng tự nhiên thông ba

phù hợp.
2.2.2 – Phương pháp luận
Từ tổng quan nghiên cứu về cháy rừng cho thấy, có ba phƣơng pháp dự
báo cháy rừng và từ kết quả của dự báo để đề xuất các giải pháp cho phòng
cháy khác nhau. Phƣơng pháp thứ nhất là phát triển mô hình dự đoán mức độ
nguy cơ cháy rừng dựa vào các biến khí hậu (phƣơng pháp của Nesterop,
1939 và phƣơng pháp của Phạm Ngọc Hƣng, 2001). Phƣơng pháp thứ hai là
phƣơng pháp phát triển mô hình dự đoán mức độ nguy cơ cháy rừng tổng hợp
dựa vào các biến khí hậu và độ ẩm VLC (các phƣơng pháp áp dụng tại Mỹ
đƣợc trích dẫn trong giáo trình lửa rừng của Bế Minh Châu, 2002). Phƣơng
pháp thứ ba là phƣơng pháp tích hợp dự báo cháy rừng qua vệ tinh. Hạn chế
của các phƣơng pháp này là:


14

(1) Các nhân tố khí hậu thay đổi liên tục trong ngày và suốt mùa cháy;
(2) Không thể đo đếm các yếu tố khí hậu cho các khu vực cụ thể của
từng lô, khoảnh hoặc tiểu khu rừng do hạn chế về mặt địa hình và thiếu các
trạm đo khí tƣợng;
(3) Mất nhiều thời gian thu thập số liệu và tính toán trong khi độ chính
xác không cao;
(4) Độ ẩm VLClà chỉ tiêu biến đổi liên tục nhất là VLCtinh;
(5) Khi cháy rừng xảy ra mặc dầu phát hiện đƣợc đám cháy tuy nhiên
việc chữa cháy khó khăn và tốn kém.
Vì vậy, việc tìm kiếm những phƣơng pháp dự báo vừa đảm bảo độ chính
xác cao và dễ thực hiện, phục vụ cho công tác phòng chống cháy rừng là cần
thiết.
Thành phần VLCtrong rừng chủ yếu là thảm cỏ, cây bụi, cành, lá của cây
rừng (vật hậu) tạo thành. Khối lƣợng VLC và thành phần của nó có liên quan

2.3 - Nội dung nghiên cứu
2.3.1- Nội dụng 1: Khảo sát thực trạng các nguyên nhân gây cháy rừng,
xác định đối tƣợng rừng dễ cháy tại VQG Bidoup-Núi Bà.
2.3.2- Nội dung 2: Điều tra các loài thực vật chủ yếu là nguồn gốc của
VLC và khối lƣợng trên các kiểu rừng dễ cháy.
2.3.3- Nội dung 3: Xác định hệ số khả năng bắt cháy của vật liệu cháy
(k) và các yếu tố liên quan để làm cơ sở đề xuất giải pháp phòng cháy;
2.3.4- Nội dung 4: Khảo nghiệm một số chỉ tiêu liên quan đến phƣơng
pháp xử lý VLC phục vụ phòng cháy ở các kiểu rừng dễ cháy tại VQG
Bidoup Núi Bà.
2.3.5- Nội dung 5: Đề xuất các giải pháp phòng cháy cho VQG BidoupNúi Bà.