Nghiên cứu sự thay đổi một số nhân tố sinh thái chủ đạo theo các đai độ cao ở dãy hoàng liên sơn (thuộc tỉnh lào cai) phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học (thực vật bậc cao có mạch)

Các yếu tố này lại có sự phân hóa theo độ cao địa hình nên sự thay đổi về độ cao địa hình sẽ có ảnh hưởng rõ nét đến các đặc điểm cấu trúc TTV và ở mỗi đai độ cao khác nhau thường có các

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VÀ PHÁT TRIỂN DU LỊCH SINH THÁI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội, 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VÀ PHÁT TRIỂN DU LỊCH SINH THÁI

Chuyên ngành: Sinh thái học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi với sự hướng dẫn khoa học của tập thể cán bộ hướng dẫn Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Trương Ngọc Kiểm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện Luận án, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ, ủng

hộ, động viên, chia sẻ của tập thể giáo viên hướng dẫn, cơ sở đào tạo, cơ quan công tác, các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và gia đình Tôi luôn trân trọng, ghi nhớ

và tri ân những sự giúp đỡ quý báu đó

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với GS.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn, người thầy tận tụy đã chia sẻ những kinh nghiệm sống và định hướng, dìu dắt tôi trên con đường khoa học từ khi tôi là sinh viên năm thứ 2 đến nay Tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Thu Hà đã hỗ trợ và chỉ bảo trong quá trình học tập

và làm việc tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, anh chị em bạn bè đồng nghiệp trong Khoa Sinh học nói chung và PTN Sinh thái học và Sinh học Môi trường, Bộ môn Thực vật học, Bộ môn Động vật có xương sống nói riêng đã luôn quan tâm, hỗ trợ, động viên và đóng góp ý kiến trong quá trình nghiên cứu và làm việc của tôi

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện Luận án, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ, động viên, góp ý, tư vấn, chia sẻ tài liệu, hỗ trợ nghiên cứu thực địa của GS.TS Mai Đình Yên, GS.TS Vũ Trung Tạng, GS.TSKH Trần Đình Lý, GS.TS Nguyễn Hoàng Trí, GS.TS Lã Đình Mỡi, GS.TS Nguyễn Cao Huần, GS.TSKH Trương Quang Hải, PGS.TS Nguyễn Xuân Huấn, PGS.TS Lưu Lan Hương, PGS.TS Trần Minh Hợi, PGS.TS Nguyễn Khắc Khôi, PGS.TS Vũ Xuân Phương, PGS.TS Mai Sỹ Tuấn, PGS.TS Lưu Đàm Cư, PGS.TS Nguyễn Văn Quảng, PGS.TS Nguyễn Trung Thành, PGS.TS Đoàn Hương Mai, PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh, PGS.TS Nguyễn Xuân Quýnh, PGS.TS Nguyễn Hữu Nhân,

TS Đỗ Hữu Thư, TS Nguyễn An Thịnh, TS Đỗ Thị Xuyến, TS Bùi Văn Thanh,

TS Nguyễn Thị Hồng Liên, TS Trần Thế Bách, TS Ngô Thị Thuý Hường, TS Ngô Thị Lan Phương, TS Nguyễn Thị Mai, TS Nguyễn Thuỳ Dương, ThS Vũ Anh Tài, ThS Nguyễn Anh Đức, ThS Nguyễn Thị Kim Thanh, ThS Phạm Hữu Hiếu, ThS Phạm Xuân Cảnh, ThS Trần Xuân Tú, ThS Bùi Thị Hoa, CN Chu Hồng Đức cùng các chuyên gia trong lĩnh vực Sinh thái học, Thực vật học, Khoa học Trái đất và các cán bộ phụ trách công tác đào tạo Sau đại học Tôi thực sự biết

ơn những sự hỗ trợ quý báu đó

Bên cạnh đó, tôi cũng xin được cảm ơn Lãnh đạo Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Sinh học và các đơn vị chức năng đã tạo điều kiện về thời gian, công việc, hỗ trợ tài chính cũng như động viên để tôi có thể hoàn thành được nghiên cứu của mình Tôi cũng cảm ơn các anh chị em cán bộ Đoàn - Hội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và các

em sinh viên Khoa Sinh học đã chia sẻ khó khăn, sát cánh cùng tôi trong suốt thời gian qua để tôi có thể chuyên tâm, dành thời gian cho nghiên cứu và hoàn thành luận án

Trong quá trình nghiên cứu thực địa, tôi luôn nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của ban lãnh đạo, các cán bộ khoa học, cán bộ kiểm lâm Vườn Quốc gia Hoàng Liên, Khu bảo tồn thiên nhiên Hoàng Liên - Văn Bàn, lãnh đạo các địa phương và

bà con nhân dân các dân tộc huyện Sapa, Bát Xát, Văn Bàn (tỉnh Lào Cai); sự giúp

đỡ của Chi cục Kiểm lâm, Chi cục Lâm nghiệp, Chi cục Thống kê, Chi cục Bảo vệ Môi trường, Sở Văn hoá - Thể thao và Du lịch tỉnh Lào Cai Nhân dịp này, tôi cũng xin được cảm ơn sự hợp tác và giúp đỡ quý báu ấy

Xin được cám ơn đại gia đình đã luôn bên cạnh, ủng hộ, động viên để tôi có thể yên tâm công tác, hoàn thành luận án, vững bước trong cuộc sống và phấn đấu trong sự nghiệp Xin cảm ơn đến anh em, bạn bè, đồng chí, đồng nghiệp đã quan tâm, chia sẻ, động viên và ủng hộ tôi trong tất cả mọi việc

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2015

NCS Trương Ngọc Kiểm

1

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH 4

DANH MỤC BẢNG 4

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9

1.1 NGHIÊN CỨU VỀ QUY LUẬT ĐAI CAO 9

1.2 NGHIÊN CỨU VỀ SINH KHÍ HẬU 11

1.3 NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA THẢM THỰC VẬT THEO CÁC ĐAI ĐỘ CAO

14 1.4 NGHIÊN CỨU SINH THÁI HỌC ĐẤT TRONG MỖI QUAN HỆ VỚI THẢM THỰC VẬT, ĐỘ CAO ĐỊA HÌNH VÀ SINH KHÍ HẬU

19 1.5 CÁC NGHIÊN CỨU Ở DÃY HOÀNG LIÊN SƠN (TỈNH LÀO CAI) 23

1.6 KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC HOÀNG LIÊN SƠN (TỈNH LÀO CAI) 27

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 32

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.3.1 Cách tiếp cận 35

2.3.2 Phương pháp kế thừa 36

2.3.3 Các phương pháp nghiên cứu thực địa (ngoại nghiệp) 36

2.3.4 Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 38

2.3.5 Phương pháp thành lập bản đồ 42

2.3.6 Phương pháp phỏng vấn, điều tra xã hội học 44 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

3.1 SỰ PHÂN HOÁ CÁC NHÂN TỐ KHÍ HẬU THEO ĐAI ĐỘ CAO 45

3.1.1 Chế độ bức xạ và thời gian chiếu sáng 45

3.1.2 Nhiệt độ 47

3.1.3 Độ ẩm 50

3.1.4 Chế độ mây 53

2

3.1.5 Lượng mưa 53

3.1.6 Chế độ gió 54

3.1.7 Tổng kết đặc điểm và sự biến đổi của các nhân tố khí hậu theo các đai độ cao ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thuộc tỉnh Lào Cai)

56 3.1.8 Phân vùng sinh khí hậu khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào cai) 57

3.2 SỰ PHÂN HOÁ CÁC NHÂN TỐ THỔ NHƯỠNG THEO ĐAI ĐỘ CAO 62

3.2.1 Phân bố các loại đất ở khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai) 62

3.2.2 Đặc điểm phẫu diện đất ở các đai độ cao 64

3.2.3 Sự thay đổi thành phần hoá học đất theo độ cao 69

3.3 SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC THẢM THỰC VẬT THEO ĐAI ĐỘ CAO 82

3.3.1 Đặc điểm hệ thực vật bậc cao có mạch ở khu vực Hoàng Liên Sơn 82 3.3.2 Các kiểu thảm thực vật ở khu vực Hoàng Liên Sơn 89

3.3.3 Sự thay đổi trạng thái thảm thực vật theo độ cao ở dãy Hoàng Liên Sơn

98 3.3.4 Sự thay đổi cấu trúc thảm thực vật theo độ cao ở dãy Hoàng Liên Sơn

103 3.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC NHÂN TỐ KHÍ HẬU - THỔ NHƯỠNG - THẢM THỰC VẬT THEO CÁC ĐAI ĐỘ CAO

113 3.5 ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC BẢO TỒN ĐA DẠNG THỰC VẬT VÀ PHÁT TRIỂN DU LỊCH BỀN VỮNG

118 3.5.1 Định hướng công tác bảo tồn đa dạng thực vật 118

3.5.2 Định hướng phát triển du lịch bền vững 129

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 136

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

PHẦN PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Danh lục các loài thực vật bậc cao có mạch phân bố ở khu vực

Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phân tỉnh Lào Cai)

P-1

Phụ lục 2: Danh lục các loài quý hiếm ở khu vực Hoàng Liên Sơn P-129 Phụ lục 3: Danh lục các loài đặc hữu ở khu vực Hoàng Liên Sơn P-139 Phụ lục 4: Phương pháp phân tích thành phần hoá học đất P-154 Phụ lục 5: Một số kiểu thảm thực vật ở Hoàng Liên Sơn P-159

3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

(Công ước về thương mại quốc tế các loài nguy cấp)

ĐDSH Đa dạng sinh học

ĐHKHTN Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội

(Liên minh quốc tế bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên thiên nhiên)

động vật rừng nguy cấp, quý hiếm

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

chức giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên hợp quốc)

4

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

3.6 Đặc điểm các đai khí hậu khu vực Hoàng Liên Sơn 56

3.8 Hệ thống chỉ tiêu sinh khí hậu của thảm thực vật tự nhiên ở khu vực

5

3.30 Sự thay đổi thành phần các bậc taxon theo các độ cao ở khu vực núi

3.31 Sự phân hoá thành phần các bậc taxon theo các đai độ cao ở khu vực

6

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết

Sự hình thành và phát triển của thảm thực vật (TTV) chịu tác động của nhiều yếu

tố trong đó các yếu tố thuộc về địa hình, ngoại mạo, khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn đóng vai trò là các nhân tố phát sinh TTV Các yếu tố này lại có sự phân hóa theo độ cao địa hình nên sự thay đổi về độ cao địa hình sẽ có ảnh hưởng rõ nét đến các đặc điểm cấu trúc TTV và ở mỗi đai độ cao khác nhau thường có các kiểu TTV đặc trưng với những loài thực vật phản ánh đặc trưng của chế độ sinh khí hậu, thổ nhưỡng Hay nói cách khác, các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm ) - thổ nhưỡng - độ cao địa hình chính là các nhân tố sinh thái chủ đạo tác động đến sự hình thành và phân hoá TTV Do đó, với mục tiêu bảo vệ đa dạng thực vật thì việc xem xét sự thay đổi của TTV theo độ cao địa hình trong mối tương quan với các nhân tố khí hậu - thổ nhưỡng

là điều hết sức cần thiết

Hoàng Liên Sơn từ lâu không chỉ nổi tiếng bởi vẻ đẹp hùng vĩ của núi rừng mà còn là một trong những trung tâm đa dạng sinh học (ĐDSH) của Việt Nam, là ngôi nhà chung của nhiều dân tộc với vốn văn hoá phong phú Các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước đều đánh giá, khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai) là khu vực trọng yếu, có giá trị đặc biệt cần bảo tồn tính ĐDSH và các hệ sinh thái (HST) đặc trưng đồng thời đây cũng là vùng đất giầu tiềm năng để phát triển du lịch bền vững Điều này làm nảy sinh những thách thức giữa bảo vệ môi trường, sinh thái, cảnh quanh thiên nhiên và phát triển kính tế - xã hội bền vững trong bối cảnh các hoạt động nông - lâm nghiệp và du lịch ở khu vực Hoàng Liên Sơn vẫn dựa chủ yếu vào các yếu tố mang tính tự nhiên Vấn đề này ngày càng trở nên cấp bách hơn bao giờ hết trong bối cảnh những tác động mạnh mẽ của con người vào thiên nhiên đã và đang gây hậu quả nghiêm trọng đối với các HST nơi đây: nhiều cánh rừng bị biến mất, khai thác tận diệt làm nhiều loài thực vật có giá trị đứng trước nguy cơ tuyệt chủng, cải tạo cảnh quan thiên nhiên không tuân theo quy hoạch sinh thái, môi trường sinh thái bị biến đổi theo hướng bất lợi

Vì vậy, nghiên cứu bảo tồn đa dạng thực vật hài hoà với mục tiêu sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên đang là vấn đề quan trọng, có tầm chiến lược ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thuộc tỉnh Lào Cai) - một trong những trung tâm ĐDSH vào bậc nhất của

Việt Nam Do đó, việc tiến hành luận án: “Nghiên cứu sự thay đổi một số nhân tố

sinh thái chủ đạo theo các đai độ cao ở dãy Hoàng Liên Sơn thuộc (tỉnh Lào Cai) phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học (thực vật bậc cao có mạch) và phát triển du lịch sinh thái” sẽ đáp ứng các yêu cầu nảy sinh từ thực tiễn nói trên

7

Mục tiêu chính của Luận án là phân tích sự phân hoá TTV theo các đai độ cao

trong tổng thể mối quan hệ tác động qua lại với các nhân tố phát sinh TTV làm cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn đa dạng thực vật và phát triển du lịch sinh thái (DLST) theo hướng bền vững ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai) Vì vậy,

các nhiệm vụ nghiên cứu chính đặt ra gồm:

dài mùa khô, độ dài mùa lạnh), thổ nhưỡng (độ dày, thành phần cơ giới, mùn, pH, các nguyên tố khoáng, cation trao đổi), thảm thực vật (trạng thái, cấu trúc) theo các đai độ cao ở dãy Hoàng Liên Sơn (thuộc tỉnh Lào Cai) Đây cũng chính là các nhân tố sinh thái chủ đạo được nghiên cứu trong luận án

Tìm hiểu bản chất mối quan hệ giữa các yếu tố khí hậu, thổ nhưỡng với sự hình thành và phát triển của thảm thực vật theo các đai độ cao từ đó xây dựng bảng danh lục phân bố các loài thực vật theo các đai độ cao phục vụ việc bảo tồn các loài đặc hữu, các loài quý hiếm…

Trên cơ sở sự phân hoá các nhân tố sinh thái theo độ cao và tình hình thực tế tại địa phương đề xuất định hướng bảo tồn đa dạng thực vật và phát triển DLST theo hướng bền vững

Ý nghĩa và đóng góp của luận án

Ý nghĩa khoa học: Việc thực hiện nghiên cứu này có ý nghĩa cao về mặt lý luận,

phương pháp luận khi phân tích một cách hệ thống sự biến đổi thành phần, cấu trúc TTV theo các đai độ cao trong mối quan hệ với các yếu tố sinh thái phát sinh TTV ở Hoàng Liên Sơn - dãy núi cao nhất Đông Dương Đây cũng là một trong những nghiên cứu đầu tiên về sinh thái học thực vật và sinh thái học HST theo hướng tiếp cận liên ngành/đa ngành phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Kết quả luận án cung cấp các dẫn liệu cập nhật và đầy đủ nhất về đa dạng thực vật, sự phân hoá các yếu tố sinh khí hậu, thổ nhưỡng và thảm thực vật của khu vực Hoàng Liên Sơn làm cơ sở cho công tác bảo

tồn các loài đặc hữu, quý hiếm, có giá trị khoa học cao ở khu vực nghiên cứu

Ý nghĩa thực tiễn: việc xây dựng danh lục phân bố thực vật theo các đai độ cao

và định hướng bảo tồn đa dạng thực vật có ý nghĩa thực tiễn to lớn không chỉ ở khu vực Hoàng Liên Sơn mà còn góp phần thực thi Chiến lược bảo tồn ĐDSH của Việt Nam đến năm 2020 mà Chính phủ vừa ban hành Các kết quả nghiên cứu về sinh khí hậu, thổ nhưỡng, TTV trong luận án là cơ sở để đánh giá tính thích nghi sinh thái của thực vật phù hợp với điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng có thể được ứng dụng triển khai trong việc khoanh nuôi, bảo vệ hoặc thuần hóa các nhóm thực vật quý hiếm, có giá trị kinh tế

Bên cạnh đó, hệ thống cơ sở dữ liệu và những phân tích, đánh giá của luận án về

đa dạng thực vật, sự phân hoá TTV và các yếu tố sinh thái theo các đai độ cao sẽ là cơ

sở khoa học phục vụ công tác quản lý hiệu quả đồng thời giúp các nhà hoạch định chính sách đưa ra những giải pháp cụ thể vừa đảm bảo mục tiêu phát triển kinh tế xã hội vừa hạn chế các tác động tiêu cực đến HST rừng, bảo vệ cảnh quan thiên nhiên, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững trên toàn khu vực Hoàng Liên Sơn

Những điểm mới của luận án

các nhân tố khí hậu, thổ nhưỡng, TTV phân hoá theo các đai độ cao ở dãy núi Hoàng Liên Sơn phục vụ bảo tồn đa dạng thực vật

Lần đầu tiên cung cấp một cách đầy đủ, cập nhật nhất về TTV và đa dạng thực vật, thành lập bảng danh lục phân bố các loài thực vật bậc cao có mạch, các loài quý hiếm, các loài đặc hữu theo các đai độ cao ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thuộc tỉnh Lào Cai) - một trong những trung tâm ĐDSH của Việt Nam với 3252 loài, 1121 chi, 230 họ thuộc 6 ngành thực vật bậc cao có mạch

Lần đầu tiên thành lập bản đồ tỷ lệ 1:50.000 về sự phân hoá sinh khí hậu, phân bố thổ nhưỡng và các kiểu TTV ở dãy Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai) làm cơ sở cho các nghiên cứu sinh thái ứng dụng phục vụ phát triển kinh

tế - xã hội, cải thiện sinh kế, xoá đói giảm nghèo

Cấu trúc của luận án

Luận án gồm 3 chương được trình bày trong 150 trang, sử dụng 41 bảng, 20 hình

và 06 bản đồ chuyên đề minh hoạ Trong đó:

Mở đầu (3 trang); Chương 1: Tổng quan tài liệu (23 trang); Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (13 trang); Chương 3: Kết quả và thảo luận (91 trang); Kết luận và Kiến nghị (2 trang); Danh mục các công trình khoa học công bố (1 trang); Tài liệu tham khảo (12 trang)

Phần phụ lục (gồm 6 phụ lục, 175 trang)

1.1.1 Trên thế giới

Sự phân chia các đai độ cao và mô tả các HST tự nhiên phân bố ở các độ cao khác nhau do sự thay đổi điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, thành phần của đất và bức xạ mặt trời) là các yếu tố quan trọng trong việc xác định các hệ sinh thái đặc trưng

ở các đai độ cao với các loài thực vật, động vật đặc trưng Bản chất của quy luật đai cao mang tính đặc thù địa phương phụ thuộc vào đai cơ sở chân núi cùng các yếu tố khác nên ở mỗi vùng trên thế giới đều có những công trình liên quan đến quy luật này Theo Frahm và Gradstein [124], Alexander von Humboldt - nhà địa lý học người Nga là người đầu tiên nghiên cứu về phân vùng sinh thái theo các đai độ cao khi nghiên cứu sự phân hoá các đai của dãy Andes ở Pêru và nhận ra rằng nhiệt độ giảm khi tăng

độ cao Theo đó, dãy Andes được phân thành các đai: đai rừng nhiệt đới ẩm điển hình (0-600m), đai rừng chuyển tiếp từ nhiệt đới sang á nhiệt đới trên núi (600-1200m), đai rừng lá rộng ôn đới xanh quanh năm trên núi (1200 - 2500m), đai rừng lá rộng ôn đới trên núi có ảnh hưởng rụng lá (2500-3100m), đai rừng lá kim ôn đới (3100-3700m), đai cây bụi ôn đới trên núi (3700 - 4400m), đai đồng cỏ Anpi (4400 - 4800m), đai băng tuyết vĩnh cửu trên núi (> 4800m)

Năm 1920, A.Hensen đã phân chia hệ thực vật thế giới theo các vành đai vĩ độ và

độ cao (8 vành đai) đặc trưng cho các vùng nhiệt độ khác nhau dựa trên kết quả phân tích các đặc điểm khu hệ thực vật Đến năm 1943, Meusel phân chia hệ thực vật thành các vành đai khác nhau (4 vành đai) dựa vào vĩ độ địa lý, độ cao so với mặt nước biển

và độ lục địa (ghi theo Thái Văn Trừng [98])

Vào năm 2000, Kapos và cộng sự [139] sử dụng tổ hợp độ cao và độ dốc trên cơ

sở dữ liệu địa hình từ mô hình số độ cao toàn cầu GTOPO30 làm tiêu chuẩn đánh giá các môi trường núi cao trên thế giới và chia các vùng núi cao thành 7 lớp khác nhau

10

Năm 2006, Rainer W Bussmann đã hệ thống toàn bộ sự phân hoá các đai độ cao

ở Châu Phi khi phân tích các thảm thực vật núi cao ở lục địa này trong đó, sự phân hoá thảm thực vật được dùng chỉ thị cho sự phân hoá tự nhiên, chỉ thị cho sự chuyển tiếp các đai độ cao Ví dụ như ở đỉnh núi Kilimanjaro, Bussmann chia thành 6 đai: dưới 1400m, 1400 - 2000m, 2000-3000m, 3000-4000m, 4000-5000m và trên 5000m (đến 5985m) đồng thời chỉ rõ thảm thực vật có sự phân hoá rõ nét theo các đai cao và theo sườn núi (giữa sườn Tây Bắc và sườn Đông Nam) [117]

Ở dãy Himalaya với Everest (hay Chomolungma) cao nhất thế giới cũng có nhiều nghiên cứu về đai cao như của Stearn (1960), Stainton (1972), Dobremer (1972), Hara

et al (1978-1982) trong đó đáng chú ý nghiên cứu Dobremer (1972) ở Himalaya (thuộc lãnh thổ Nepal) theo đó khu vực núi cao Himalaya được chia thành 6 đai và 11 á đai: đai nhiệt đới (dưới 1000m) gồm 2 á đai: dưới 500m và từ 500 -1000m; đai cận nhiệt đới (1000-2000m) gồm 2 á đai: 1000-1500m và 1500 - 2000m; đai ôn đới (2000-3000m) gồm 2 á đai: 2000-2500m (collinean) và 2500-3000m (montane); đai cận alpine (3000-4000m) gồm 2 á đai: 3000-3500m và 3500-4000m; đai alpine điển hình (4000-5000m) gồm 2 á đai: 4000-4500m và 4500 -5000m; đai băng tuyết (nival; trên 5000m) (ghi theo W.Doppler [122])

Ở Châu Âu, khi nghiên cứu mối quan hệ giữa các nhân tố sinh thái và thảm thực vật vùng Catalonia (Tây Ban Nha), J.M.Ninot & A.Ferré cũng đã chia 5 đai cao: đai

cơ sở (basal, dưới 800m), đai núi thấp (submontane, từ 800 - 1300m), đai núi cao (montane, từ 1300 - 1800m), đai cận alpine (subalpine, từ 1800m - 2400m) và đai alpine (trên 2400m) [150]

1.1.2 Ở Việt Nam

Do đặc điểm về vị trí địa lý và địa hình, lãnh thổ Việt Nam có 3/4 là đồi núi, nhưng không cao, khoảng 70% lãnh thổ Việt Nam ở độ cao dưới 500m, nếu tính đến dưới 1000m thì lên tới 85% [73] Tuy nhiên do đồi núi ở Việt Nam phân hoá liên tục từ Bắc vào Nam nên sự phân hoá lãnh thổ chịu sự chi phối rất rõ nét của quy luật đai cao Thái Văn Trừng [98-100] khi nghiên cứu về TTV ở Việt Nam đã chia các đai: Đai nhiệt đới ẩm (dưới 700m ở miền Bắc và dưới 1000m ở miền Nam), Đai á nhiệt đới núi thấp tầng dưới (từ 700m - 1600m ở miền Bắc và từ 1000m - 1800m ở miền Nam), Đai ôn đới ấm núi thấp tầng trên (từ 1600m - 2400m ở miền Bắc và từ 1800m - 2600m

ở miền Nam), Đai ôn đới lạnh núi vừa tầng dưới (trên 2400m ở miền Bắc và 2600m ở miền Nam) Đồng thời, Thái Văn Trừng cũng cho rằng ở Việt Nam càng lên cao quá trình mùn hoá càng tăng và càng xuống thấp quá trình Feralit hoá càng tăng do việt nam nằm trong chế độ khí hậu nhiệt đới ẩm là chủ yếu

Khi nghiên cứu về thổ nhưỡng ở Việt Nam, V.M Fridland đã chỉ ra ranh giới phân hoá các loại đất theo các đai độ cao khác nhau Ở miền Bắc: dưới 900m là đất

11

feralit; từ 900 đến 1.700 -1.800m là đất feralit vàng đỏ trên núi; trên 1800m là đất mùn alít Ở miền Nam: ranh giới đất feralit lên cao đến khoảng 1.000m (ghi theo Hoàng Chung [15])

Khi nghiên cứu sự phân hoá lãnh thổ Việt Nam trên quan điểm tổng hợp các yếu

tố địa lý tự nhiên và TTV, Vũ Tự Lập [44,45] chia 3 đai:

+ Từ 0 - 600m: đai nội chí tuyến gió mùa chân núi, gồm các á đai:

• Từ 100 - 300m: á đai chỉ vài nơi có mùa đông rét;

• Từ 300 - 600m: á đai có mùa đông rét ở nhiều nơi;

+ Từ 600 - 2.600m: đai á chí tuyến gió mùa trên núi, gồm các á đai:

• Từ 600 - 1.000m: á đai chuyển tiếp từ nhiệt đới qua á nhiệt đới trên núi;

• Từ 1.000 - 1.600m: á đai mang tính chất á chí tuyến điển hình;

• Từ 1.600 - 2.600m: á đai chuy ển tiếp lên đai ôn đới trên núi;

+ Trên 2.600m: đai ôn đới gió mùa trên núi

Theo cách chia này, hầu hết lãnh thổ Việt Nam nằm trong 2 đai: nội chí tuyến gió mùa chân núi và á chí tuyến gió mùa trên núi (độ cao dưới 2.000m), chỉ có duy nhất dãy Hoàng Liên Sơn với nhiều đỉnh cao khoảng 3.000m là có đại diện cho cả 3 đai

Do sự phân hoá điều kiện tự nhiên theo đai độ cao nên nước ta mặc dù nằm trong vùng nhiệt đới ẩm nhưng vẫn có các kiểu khí hậu của các vùng vĩ tuyến cao ở vùng núi, một số nơi có khí hậu ôn hoà để phát triển du lịch nghỉ dưỡng như: Sa Pa, Tam Đảo,

Đà Lạt…Tuy nhiên, những vành đai núi cao ở Việt Nam không đồng nhất về độ cao so với mực nước biển bởi đa số các dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam nên hướng sườn Đông đón gió mùa đông bắc trong khi suờn Tây thì được che khuất Đồng thời, các dãy núi hình cánh cung ở vùng Đông Bắc làm cho các khối khí lạnh dễ dàng xâm nhập sâu xuống đồng bằng Bắc Bộ, nhiệt độ mùa đông bị hạ thấp hơn mức bình thường Chính vì vậy, vành đai á nhiệt đới và ôn đới ở phía Tây Trường Sơn xuất hiện

ở độ cao 1000 - 1100m, trong khi ở sườn Đông chỉ vào khoảng 700 - 800m, còn ở khu Việt Bắc thì xuống đến 500 - 600m, có khi còn thấp hơn nữa [44,73,74,45]

1.2 NGHIÊN CỨU VỀ SINH KHÍ HẬU

Nghiên cứu sinh khí hậu là hướng nghiên cứu liên ngành, tìm hiểu bản chất tác động của điều kiện khí hậu lên những thành phần sống (các cơ thể sống, quá trình sống) của HST trong đó có TTV tự nhiên Các yếu tố khí hậu với đặc trưng chủ yếu là chế độ nhiệt - ẩm có ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của TTV tự nhiên do đó giữa khí hậu và sự phân bố TTV có mối quan hệ chặt chẽ và mức độ ảnh hưởng sâu sắc Ứng với mỗi chế độ nhiệt ẩm cụ thể sẽ hình thành nên một kiểu TTV tự nhiên nhất định đặc trưng về hình thái, trạng thái và cấu trúc khác nhau Sự phân bố của các kiểu TTV tự nhiên phù hợp với sự phân hoá của chế độ nhiệt ẩm [21,60,57,55]

12

1.2.1 Trên thế giới

Nghiên cứu và đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến TTV tự nhiên cũng như cây trồng được các tác giả tiến hành từ lâu và có nhiều kết quả quan trọng làm nền tảng cho các nghiên cứu sinh khí hậu ứng dụng sau này W.Koppen - nhà khí hậu học người Đức cho rằng TTV bản địa là minh chứng tốt nhất cho khí hậu nên ranh giới để phân chia các đới khí hậu phải dựa trên sự phân bố TTV Do đó, năm 1900, W.Koppen căn cứ vào bản đồ thực vật của Griesebach chia bề mặt Trái Đất thành 6 đới khí hậu và 24 loại hình khí hậu dựa trên các chỉ tiêu: nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất, lượng mưa ít nhất và đánh giá tác động của khí hậu đến cây trồng (tên gọi các đới, các loại hình khí hậu đều gắn liền với các kiểu TTV) Đến năm 1936, W.Koppen cải tiến cách phân loại của mình thành 5 đới khí hậu phù hợp với 5 lớp phủ thực vật dựa trên chỉ tiêu nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất và lượng mưa năm Trong các đới khí hậu, độ dài mùa khô, mùa rét lạnh và thời gian xuất hiện được dùng để chia thành

11 loại khí hậu khác nhau từ đới khí hậu nhiệt đới mưa nhiều đến đới khí hậu băng tuyết (ghi theo McKnight T.L và Darrel H [147])

Năm 1948, nhà khí hậu học Ivanôp (ghi theo Nguyễn An Thịnh [87]) đã dùng hệ

số ẩm ướt K =r/E0 (r là lượng mưa năm, E0 là lượng bốc hơi năm) để phân chia ra 6 loại khí hậu cơ bản sau:

năm, rừng ẩm ướt và đài nguyên ẩm ướt ở ôn đới

đới, rừng lá kim và lá rộng ôn đới

nhiệt đới ở nhiệt đới và rừng lá cứng ở á nhiệt đới; thảo nguyên ở ôn đới

khô ráo, rừng mọc ở vùng khô nhiệt đới, thảo nguyên và đất cỏ ở á nhiệt đới

nơi khô có nhiều gai

• Khu vực khô ráo hoặc hoang mạc (0 < K ≤ 0,12)

Với cách phân loại này, yếu tố ẩm ướt là yếu tố chính còn nhiệt độ ít được xét đến nên một khu vực khí hậu có thể kéo dài từ nhiệt đới cho đến tận ôn đới mà TTV ở các khu vực khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào khí hậu

Kế thừa kết quả các nghiên cứu trước đó, Gaussen đã khái quát hoá mối quan hệ nhiệt - ẩm và coi đây là nhân tố quan trọng nhất để xây dựng phương trình cân bằng nước cho thực vật: r = 2t Trong đó: r là tổng lượng mưa tháng (mm), t là nhiệt độ trung bình tháng (oC) Chỉ số khô (K) được xác định: r < 2t: tháng khô; r < t: tháng hạn; r ≈ 0: tháng kiệt ( hầu như không có mưa) Chỉ số khô (K) của Gaussen được nhiều nhà thực

13

vật công nhận khả năng ứng dụng thực tiễn Năm 1961, Walter và Lieth đã dùng chỉ số này để giải thích, mô tả sự hình thành tự nhiên của thực vật trên thế giới Kết quả được thể hiện bằng biểu đồ khí hậu với hai yếu tố chính được thể hiện là nhiệt độ và lượng mưa Đến năm 1962, H.Walter khi nghiên cứu sinh thái thảm thực vật rừng nhiệt đới và cận nhiệt đới (lượng bức xạ dồi dào, nền nhiệt lượng cao) đã cho rằng sự phân hoá quần thể hệ thực vật ở đây phụ thuộc vào chế độ khô, ẩm hơn là chế độ nhiệt (trừ các vùng cao là nơi độ cao địa hình có tính quyết định quy luật này mới ít rõ rệt) Từ đó, H.Walter đã đưa ra cách phân loại về mối quan hệ giữa kiểu thảm thực vật với số tháng khô hạn (ghi theo Lâm Công Định [21])

Như vậy, hầu hết trong tất cả các công trình nghiên cứu về sinh khí hậu thảm thực vật nổi tiếng trên thế giới của các tác giả đều lựa chọn phức hệ nhiệt - ẩm làm chỉ tiêu phân đới, phân loại, phân kiểu sinh khí hậu Điều này góp phần xác định hình thái của thảm thực vật tự nhiên một cách rõ nét nhất

1.2.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và đánh giá tài nguyên khí hậu được tiến hành từ khi miền Bắc hoàn toàn giải phóng (1954) và đạt được những kết quả quan trọng, góp phần vào sự nghiệp khôi phục kinh tế và xây dựng đất nước sau chiến tranh

Trước hết, phải kể đến chương trình tiến bộ khoa học kĩ thuật trọng điểm cấp Nhà nước mã số 42A: “Đánh giá tài nguyên và điều kiện thiên nhiên về khí tượng thuỷ văn phục vụ sản xuất và quốc phòng, trọng tâm là phục vụ nông nghiệp” với sự tham gia của nhiều chuyên gia dưới sự chỉ đạo của Uỷ ban Khoa học kĩ thuật Nhà nước, đã được hoàn thành vào năm 1988 (ghi theo Nguyễn Viết Phổ, Vũ Văn Tuấn [60]) Kết quả của chương trình 42A là tiền đề cho các công trình nghiên cứu, điều tra khảo sát và đánh giá tài nguyên khí hậu phục vụ phát triển kinh tế xã hội khác

Các công trình nghiên cứu sinh khí hậu tiêu biểu phải kể đến là: “Khí hậu nông nghiệp” của Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc (1967); “Khí hậu và phát triển kinh tế” của D.H.K Lee (1973); “Đánh giá và sử dụng tài nguyên khí hậu trong việc xây dựng chiến lược phát triển kinh tế” của Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (1985); “Sinh khí hậu ứng dụng trong nông nghiệp ở Việt Nam” của Lâm Công Định (1992) [21];

“Đánh giá khai thác và bảo vệ tài nguyên khí hậu và tài nguyên nước ở Việt Nam” của Nguyễn Viết Phổ, Vũ Văn Tuấn (1994) [60]; “Khí hậu và tài nguyên khí hậu Việt Nam” của Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004) [57], “Vi khí hậu và khí hậu ứng dụng” của Trần Công Minh (2007) [55]

Ngoài ra, vấn đề nghiên cứu, đánh giá tài nguyên khí hậu Việt Nam còn được đề cập đến trong một số giáo trình, tài liệu nghiên cứu về địa lý tự nhiên Việt Nam, kinh tế sinh thái, cơ sở sinh khí hậu của các tác giả: Vũ Tự Lập, Lê Bá Thảo, Nguyễn Pháp, Mai Trọng Thông, Nguyễn Khanh Vân [44,58,73,103,104,74,45]

14

Mặt khác, tài nguyên khí hậu rất đa dạng và phức tạp nên việc nghiên cứu và đánh giá tài nguyên khí hậu cho một khu vực hẹp (ví dụ cấp tỉnh) mang lại ý nghĩa thực tiễn cao Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu tại những khu vực hẹp còn ít và nhiều hạn chế Gần đây có một số công trình tiêu biểu như: “Phân tích đánh giá diễn biến mùa nhiệt ở vùng núi phía Bắc và đồng bằng Bắc Bộ” của Mai Trọng Thông; “Nghiên cứu đặc điểm sinh khí hậu phục vụ cho việc bố trí một số cây trồng thích nghi tỉnh Nghệ An” của Nguyễn Văn Đông; ”Đánh giá tiềm năng ẩn ở Thanh Hoá” của Đặng Ngọc San (ghi theo Trần Công Minh [55])

Nguyễn Khanh Vân và cộng sự đã tiến hành nhiều nghiên cứu về sinh khí hậu ở Việt Nam nói chung và các vùng địa lý nói riêng tiêu biểu như Phân kiểu và thành lập bản đồ sinh khí hậu TTV tự nhiên toàn quốc, tỷ lệ 1/1.000.000 (1992), Các kiểu sinh khí hậu Việt Nam (1993), Đánh giá các dạng tài nguyên phục vụ việc quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông Nam Bộ (1995), Đánh giá điều kiện khí hậu vùng Bắc Trung Bộ phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp và du lịch, Các phương pháp phân loại sinh khí hậu hiện có ở Việt Nam (1999) [103], Nghiên cứu sinh khí hậu người phục vụ

du lịch, nghỉ dưỡng và dân sinh ở Việt Nam (2000), Các biểu đồ sinh khí hậu Việt Nam (2000) [104] Kết quả của các nghiên cứu này đã xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận cho các nghiên cứu sinh khí hậu phục vụ nông lâm nghiệp và phát triển kinh

tế - xã hội ở Việt Nam

1.3 NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA THẢM THỰC VẬT THEO CÁC ĐAI ĐỘ CAO

Theo J.Schmithusen [63]: “TTV là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó” Trần Đình Lý [52] thì cho rằng “TTV vật là lớp phủ thực vật

ở một vùng cụ thể hay trên toàn bộ bề mặt trái đất” Thái Văn Trừng [98] định nghĩa

“TTV gồm các quần thể thực vật phủ lên trên bề mặt trái đất như một tấm thảm xanh”

1.3.1 Trên thế giới

Hệ thống phân loại đầu tiên về TTV rừng nhiệt đới là của A.F.Schimper năm

1898 (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78]), ông đã chia TTV thành 3 quần hệ: quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi Từ đó đến nay trên thế giới hình thành 5 hệ thống phân loại TTV chính

+ Hệ thống phân loại TTV theo nguyên tắc lấy hệ thực vật (thành phần loài) làm tiêu chuẩn: chủ đạo là hệ thống Braun-Blanquet (1928) phân loại các quần xã thực vật với đơn vị cơ bản là quần hợp (association) Hệ thống này tiếp tục được kế thừa, phát triển bởi các nhà thực vật học theo trường phái của Pháp

+ Hệ thống phân loại TTV lấy đặc điểm ngoại mạo làm tiêu chí chủ đạo: căn cứ vào dạng sống (cấu trúc ngoại mạo của quần xã thực vật) để phân loại TTV với đơn vị

cơ bản là quần hệ (formation) hay là kiểu thảm thực vật, kiểu quần lạc thực vật Tiêu

15

biểu cho trường phái này là Schmithüsen (1959) và được phát triển bởi các nhà thực vật người Đức

+ Hệ thống phân loại TTV dựa vào phân bố không gian do các nhà địa lý thực vật

đề xuất và phát triển trên cơ sở sự phân bố các quần thể, quần xã thực vật trên các vùng lãnh thổ và mối quan hệ giưa chúng với nhau và với môi trường

+ Hệ thống phân loại TTV dựa vào các yếu tố phát sinh quần thể thực vật (khí hậu - thuỷ văn, địa lý - địa hình, địa chất - thổ nhưỡng, sinh vật ) làm yếu tố chủ đạo với đơn vị cơ sở là các kiểu thảm thực vật (dưới đó là kiểu phụ, kiểu trái và thấp nhất là quần hợp thực vật, trên đó là quần hệ)

+ Năm 1973, UNESCO đã công bố một khung phân loại thảm thực vật thế giới dựa trên nguyên tắc ngoại mạo và cấu trúc, chia thảm thực vật thế giới thành 5 lớp quần hệ (Lớp quần hệ rừng kín, lớp quần hệ rừng thưa, lớp quần hệ cây bụi, lớp quần

hệ cây bụi lùn, lớp quần hệ cây thảo)

Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của các hệ thống phân loại TTV nói trên là không thấy rõ mối quan hệ nhân quả giữa các yếu tố sinh thái với TTV, hoặc là không làm nổi bật mối quan hệ qua lại giữa các nhân tố sinh thái với nhau

Kể từ khi Alexander von Humbold phát hiện sự phân hoá rừng theo các độ cao dọc theo gradient môi trường nhiệt đới vào thế kỷ 19 (ghi theo Beals E.W [114]) đã có rất nhiều học giả nghiên cứu sự phân hoá TTV theo độ cao và tìm hiểu nguyên nhân của sự phân hoá này ở các vùng núi nhiệt đới khác nhau trên thế giới Các tác giả đều cho rằng sự phân hoá khí hậu và các nhân tố môi trường đóng vai trò quan trọng trong

sự phân hoá các yếu tố sinh học

Năm 1969, Edward W Beals [114] bằng việc so sánh sự thảm thực vật (về mật

độ, thành phần loài trong các ô tiêu chuẩn) ở 2 vùng núi của Ethiopia, ông đã chỉ ra ảnh hưởng của độ dốc và đai độ cao đến sự thay đổi TTV Trong đó, các sườn thoải sự thay đổi TTV liên tục theo các độ cao còn ở các sườn dốc thì sự thay đổi này là gián đoạn hơn Đây là nghiên cứu đầu tiên có vai trò định hướng cho các nghiên cứu sự thay đổi TTV theo đai cao sau này

Đến năm 1990, Hajra P K và R R Rao [133] công bố kết quả nghiên cứu về phân bố các kiểu TTV, địa lý thực vật và bảo tồn nguồn tài nguyên thực vật ở Tây Bắc dãy Himalaya Theo đó, ở sườn Tây Bắc của dãy Himalaya không đa dạng và giầu loài giống như ở sườn phía Đông Thảm thực vật được chia làm 5 đai theo độ cao: (i) rừng nhiệt đới, (ii) rừng cận nhiệt đới, (iii) rừng ôn đới, (iv) rừng cận alipine, (v) thảm thực vật alpine với 7 nhóm tài nguyên thực vật: (i) thực vật hoang dã làm thức ăn, (ii) làm dược liệu và hương liệu, (iii) làm cây cảnh, (iv) nhóm phong lan, (v) nguồn thức ăn, (vi) nhóm tre trúc và (vii) các loài sinh học ấn tượng khác

Năm 1993, Michael Auerbach và Avi Shmida [112] nghiên cứu sự thay đổi của thảm thực vật theo các đai độ cao ở dãy Hermon, Israel (cao từ 300m đến 2814m dọc

16

biên giới Lebanon và Syria) và thấy không có ranh giới chuyển đai rõ ràng của các quần xã thực vật mặc dù TTV có sự phân hoá theo 3 đai: 300 - 1300m, 1300 - 1900m,

1900 - 2800m và ở mỗi đai đều có các loài ưu thế, các loài đặc trưng khác nhau

Ngoài ra còn có các nghiên cứu của A.K.Hegazy và cộng sự (1998) [134] về đa dạng thành phần loài và TTV theo các đai độ cao ở vùng Tây Bắc Ả rập Saudi; Pauli H

và cộng sự (1999) [151] về sự phân bố thực vật có mạch ở vành đai giới hạn thấp nhiệt (alpine) ở Áo; Austrheim G (2002) [113] về đa dạng thực vật thảo nguyên bán tự nhiên miền nam Na Uy ở độ cao từ 530m tới 1230m; Grytnes J.A và cộng sự (2006) [129] về sự phong phú thành phần loài của thực vật có mạch, rêu và địa y theo độ cao ở Nauy; Joseph S và cộng sự (2008) [138] về sự phân bố các quần xã thực vật theo gradient khí hậu và địa hình ở Mudumalai, Ấn Độ Các kết quả nghiên cứu cho thấy mối tương quan giữa sự phong phú loài, các quần xã thực vật với độ cao; sự thay đổi các nhân tố môi trường theo độ cao chính là nguyên nhân dẫn tới sự đa dạng về kiểu nơi sống, sự phong phú quần xã thực vật và hình thành các đai TTV Các quần xã thực vật được xác định bởi địa hình như sườn núi, hướng phơi, độ dốc, đỉnh; sự đa dạng của thực vật có mạch trong các ô tiêu chuẩn cao nhất ở độ cao trung bình và giảm liên tục cùng với độ cao trong khi đa dạng của nhóm sinh sản bằng bào tử tăng cùng với độ cao Dựa trên số liệu định lượng thành phần và cấu trúc quần xã thực vật thu được tại các ô tiêu chuẩn đặt tại các độ cao khác nhau trên sườn đông của núi cận nhiệt đới ẩm Emei, (Tứ Xuyên, Trung Quốc), Tang C.Q và Ohsawa M [162,163] đã định lượng sự phân đai rừng (dựa trên sự thay đổi thành phần loài, các loài ưu thế) và mối liện hệ giữa các dạng sống khác nhau của cây trong quần xã của mỗi đai Ba đai rừng được phân chia nhờ ngoại mạo theo các đai độ cao, bao gồm: đai rừng lá rộng thường xanh (660-1500m), đai rừng hỗn giao (1500-2500m) và đai rừng lá kim (2500-3099m) Mật độ loài ở đai trung bình là cao nhất do sự đan xen các dạng sống khác nhau và sự biến thiên tương quan nhiệt độ - độ cao

Năm 2004, Zhang J.-T và Chen T.G [169] ứng dụng các chương trình TWINSPAN, DECORANA và các chỉ số đa dạng, độ đồng đều để nghiên cứu sự biến đổi của quần xã thực vật theo các đai độ cao ở vùng núi Guandi, Bắc Trung Quốc Kết quả nghiên cứu cho thấy tính đa dạng các quần xã có liên hệ chặt chẽ với độ cao, thành phần loài và sự phân bố của các quần xã thực vật khác nhau rất lớn theo các đai độ cao

do sự thay đổi nhiệt độ và chế độ nước, ban đầu có xu hướng tăng lên sau đó giảm đi,

độ đa dạng cao nhất ở độ cao trung bình

Năm 2006, Jon C Lovett và cộng sự [145] nghiên cứu sự thay đổi TTV rừng theo đai độ cao ở VQG Udzungwa (Tanzania) từ 470 - 1700m theo 2 phương pháp đặt các ô định vị cố định và ô biến thiên đã làm sáng tỏ sự khác biệt về cấu trúc rừng, mật độ và thành phần các loài cây gỗ trong quần xã thực vật của các TTV theo các đai độ cao

17

Theo đó, mật độ gốc cây có xu hướng tăng tuyến tính với độ cao; đa dạng loài cao nhất

ở các đai cao và ranh giới phân vùng của TTV theo các đai độ cao là không rõ ràng Cùng năm đó, Rainer W Bussmann [117] đã phân tích sự phân hoá địa hình, khí hậu, thảm thực vật theo độ cao và theo các sườn núi có điều kiện khô và ẩm khác nhau (tuỳ theo hướng phơi của sườn núi) của những dãy núi điển hình trên lục địa đen từ đó

đề xuất cách gọi tên cho các đai TTV nhiệt đới châu Phi Kết quả phân tích cho thấy, TTV có sự thay đổi cấu trúc, thành phần loài, nhóm loài ưu thế, mật độ quần xã thực vật theo các đai độ cao

Như vậy, các kết quả nghiên cứu của các tác giả tiến hành ở các dãy núi khác nhau trên thế giới đều khẳng định mối tương quan giữa trạng thái và cấu trúc thảm thực vật (thành phần loài, các loài ưu thế, mật độ, ) với độ cao địa hình đồng thời sự thay đổi các nhân tố môi trường theo các đai độ cao là nguyên nhân chính dẫn tới sự phân hoá thảm thực vật theo độ cao

1.3.2 Ở Việt Nam

Những công trình nghiên cứu riêng biệt và đầy đủ về TTV ở Việt Nam không nhiều thường chỉ là một trong những nội dung nghiên cứu về hệ thực vật nói chung Trước năm 1960 các nghiên cứu này chủ yếu được thực hiện bởi các tác giả người nước ngoài như: Chevalier (1918), Maurand (1943), Dương Hàm Nghi (1956), Rollet….Năm 1960, Loschau đưa ra khung phân loại rừng ở Quảng Ninh gồm 4 trạng thái: Rừng loại 1 (đất đai hoang trọc, trảng cỏ và cây bụi, cần phải trồng rừng), rừng loại 2 (rừng non mới mọc cần tra dặm thêm hoặc tỉa thưa), rừng loại 3 (rừng đã bị khai thác trở nên nghèo kiệt, tuy nhiên còn có thể khai thác lấy gỗ trụ nhỏ nhưng phải tái sinh, tu bổ và cải tạo), rừng loại 4 (rừng nguyên sinh chưa bị khai phá do đó cần phải bảo vệ và khai thác hợp lý) Đây là hệ thống phân loại rừng đã được áp dụng khá rộng rãi ở nước ta trong việc điều tra tái sinh rừng cũng như điều tra tài nguyên rừng theo trạng thái Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã áp dụng hệ thống này vào việc phân loại trạng thái rừng phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế kinh doanh rừng (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78])

Năm 1962, Schmid đã cải tiến hệ thống Aubraville cho phù hợp với thực tế của Châu Á khi nghiên cứu TTV của các dãy núi Nam Trung Bộ và vùng lân cận Theo đó, tiêu chuẩn phân biệt các quần xã ở các đai độ cao là điều kiện khí hậu với chế độ nhiệt

ẩm khác và thành phần thực vật Ở đai dưới 600m, có mặt của các loài thuộc về hệ thực vật Malêzi, ở đai trên 1200m có mặt các loài thuộc hệ thực vật Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa, đai từ 600 - 1200m là đai chuyển tiếp Nghiên cứu của Schmid công bố

trong Thảm thực vật Nam Trung Bộ (1974), đến nay vẫn là công trình tiêu biểu về TTV

ở Việt Nam với cơ sở dữ liệu đồ sộ (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78])

18

Khi xây dựng bảng phân loại rừng miền Bắc, Trần Ngũ Phương [61] đã chia các kiểu rừng theo đai độ cao dựa vào điều kiện địa hình, tính chất sinh thái và thành phần thực vật đồng thời nghiên cứu quy luật diễn thế thứ sinh, diễn thế độ phì, tính chất vật

lý, hoá học và dinh dưỡng đất qua các giai đoạn phát triển của rừng Bảng phân loại gồm các đai và các kiểu rừng sau:

A Đai rừng nhiệt đới mưa mùa

1 Kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh ngập mặn

2 Kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh

3 Kiểu rừng nhiệt đới ẩm lá rộng thường xanh

4 Kiểu rừng nhiệt đới ẩm lá rộng thung lũng

5 Kiểu phụ rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh núi đá vôi

B Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa

6 Kiểu rừng á nhiệt đới lá rộng thường xanh

7 Kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đá vôi

C Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao

Trên quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật, Thái Văn Trừng [98-100] chia TTV Việt Nam thành các kiểu kiểu phụ, kiểu trái và thấp nhất là các ưu hợp trong một khung có trật tự trước sau theo các nhân tố sinh thái, đồng thời theo một trật tự giảm dần từ kiểu tốt nhất đến kiểu kém nhất Mặc dù, tác giả cho rằng khung phân loại này mang tính địa phương, chuyên biệt nhưng đến nay đây vẫn là công trình tổng quát

và được vận dụng nhiều nhất trong các nghiên cứu sinh thái, TTV Bảng phân loại chia làm hai nhóm:

Nhóm I: Các kiểu TTV ở dưới 1000m ở miền Nam, dưới 700m ở miền Bắc

rừng kín nửa rụng lá khô nhiệt đới; rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới; rú kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới

• Các kiểu rừng thưa: rừng thưa cây lá rộng, rụng lá, hơi khô nhiệt đới; rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp

• Các kiểu trảng, truông: trảng cây to, cây bụi cỏ cao, khô nhiệt đới; truông bụi gai, hạn nhiệt đới

Nhóm II: Các kiểu TTV trên 1000m ở miền Nam và trên 700m ở miền Bắc

• Các kiểu rừng kín: rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp; rừng kín hỗn hợp lá rộng - lá kim, ẩm á nhiệt đới núi thấp; rừng lá kim ẩm ôn đới núi vừa

• Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao: quần hệ khô vùng cao, quần hệ lạnh vùng cao

Năm 1976, Vũ Tự Lập [45] sử dụng độ ưu thế của các loài trong ô tiêu chuẩn để xác định các quần hợp, ưu hợp và phức hợp Trong các yếu tố phát sinh, khí hậu là yếu

tố phát sinh ra kiểu thực vật; còn các yếu tố địa lý, địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, khu

hệ thực vật và con người… là yếu tố phát sinh của các kiểu phụ, kiểu trái và ưu hợp

19

Năm 1985, Phan Kế Lộc [46] đã vận dụng khung phân loại TTV của UNESCO (1973) để đưa ra khung phân loại TTV ở Việt Nam gồm 5 lớp quần hệ như sau: Lớp quần hệ rừng rậm, Lớp quần hệ rừng thưa, Trảng cây bụi, Trảng cây bụi lùn, Trảng cỏ được xếp theo thứ bậc sau: 1 Lớp quần hệ
1.A Phân lớp quần hệ
1.A1 Nhóm

tác giả áp dụng khi phân loại TTV như: Trần Đình Đại (1990), Trần Đình Lý (1996) [50], Nguyễn Nghĩa Thìn (1997-2008) [75,76,78,82-84], Nguyễn Thế Hưng (2003), Nguyễn Ngọc Công (2004), Ma Thị Ngọc Mai (2009) [53]

Đến năm 1995, Nguyễn Vạn Thường xây dựng bản đồ TTV Bắc Trung Bộ đã chia 4 vùng sinh thái chính căn cứ vào độ cao so với mặt biển: dưới 700m nhiệt đới ẩm, dưới 700m nhiệt đới ẩm có nửa mùa khô, dưới 700m hơi khô có mùa mưa rõ và 800 - 1500m nhiệt đới ẩm (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78]) Có thể nói, đây là một trong những sơ đồ tổng quát nhất về TTV Bắc Trung Bộ cho đến nay

Gần đây, Chương trình hỗ trợ ngành Lâm nghiệp và đối tác (thuộc Bộ NN&PTNT) công bố tài liệu Cẩm nang ngành Lâm nghiệp gồm 32 chương, 32 tập [6]

do tập thể các nhà khoa học của nhiều đơn vị khác nhau nghiên cứu, biên soạn Căn cứ vào các nhân tố phát sinh TTV, các tác giả đã chia các hệ sinh thái rừng tự nhiên ở Việt Nam thành 8 nhóm: HST rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, HST rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới, HST rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi, HST rừng lá kim

tự nhiên, HST rừng thưa cây họ dầu (rừng khộp), HST rừng ngập mặn, HST rừng tràm

và HST tre nứa Các HST này được phân tích và đánh giá trên các phương diện: nơi phân bố, điều kiện sinh thái, đặc điểm cấu trúc rừng, tái sinh và diễn thế rừng, ý nghĩa kinh tế, phòng hộ và khoa học

Như vậy, ở Việt Nam các nghiên cứu tổng quan về sự phân hoá trạng thái và cấu trúc TTV theo các đai độ cao là không nhiều, ngoại trừ nghiên cứu của Thái Văn Trừng

và Nguyễn Vạn Thường Các nghiên cứu khác hầu như chỉ tập trung vào việc khảo sát,

mô tả các trạng thái và đánh giá các chỉ tiêu về TTV ở các khu vực nghiên cứu khác nhau nhằm phục vụ các mục đích khác nhau chứ không đánh giá TTV trong mối quan

hệ với các nhân tố sinh thái phát sinh TTV

1.4 NGHIÊN CỨU SINH THÁI HỌC ĐẤT TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI THẢM THỰC VẬT, ĐỘ CAO ĐỊA HÌNH VÀ SINH KHÍ HẬU

Năm 1979, Dokuchaev - người sáng lập Thổ nhưỡng học đã định nghĩa đất (thổ nhưỡng) là một thể tự nhiên hình thành từ lớp trên của vỏ trái đất dưới ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố: Khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật và tuổi địa chất Sinh vật nói chung và TTV nói riêng là một trong các yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành của đất và ngược lại đặc tính của đất cũng làm phân hoá thành phần, cấu trúc TTV (ghi theo Lê Văn Khoa [42])

20

1.4.1 Trên thế giới

Các nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa thực vật và các đặc tính vật lý, hoá học, sinh học của đất được tiến hành từ rất lâu nhưng tập trung trong lĩnh vực nông nghiệp sau đó mới xuất hiện các nghiên cứu về sinh thái học đất trong mối tương quan với các TTV tự nhiên như các HST rừng, trảng cỏ TTV có ảnh hưởng rất lớn tới HST đất, giảm thoái hóa, giảm xói mòn, làm thay đổi tính chất lý, hóa học, hệ vi sinh vật trong đất từ đó có tác dụng cải tạo đất Mỗi kiểu TTV có lượng vật chất rơi rụng trả lại cho đất cũng khác nhau trong đó kiểu rừng mưa nhiệt đới có lượng vật chất cung cấp cho đất lớn nhất khoảng 10 - 20 tấn/ha/năm, rừng ôn đới là 5 - 7 tấn/ha/năm, thảm cỏ và thảo nguyên là 1 - 3 tấn/ha/năm (Monin, 1937; ghi theo Trần Kông Tấu [72])

Các nghiên cứu của Hađi (1936), Baur (1946) và P W Richards (1952) về HST rừng nhiệt đới cho thấy các đặc tính vật lý của đất ảnh hưởng đến khả năng cấp nước, không khí và độ sâu tầng đất sẽ làm phân hóa thành phần của HST rừng mưa hơn tính chất hóa học của đất Kết quả nghiên cứu vai trò của mùn trong đất đối với cây của A.Giacốp (1956) cho thấy ngoài cung cấp chất dinh dưỡng cải tạo đất, nâng cao độ phì cho đất thì mùn còn chứa chất quynon có tác dụng kích thích sự tăng trưởng của rễ, ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển cây rừng Khi phân chia các kiểu rừng trong mối quan hệ với thổ nhưỡng ở Inđônêxia và Malaixia, P.W Richards và Braming (1964) cho rằng ở vùng nhiệt đới dù chỉ khác biệt rất ít về đất cũng dẫn đến sự khác nhau về thành phần thực vật đồng thời đất rừng nhiệt đới càng thành thục thì hàm lượng chất khoáng hòa tan càng giảm do quá trình rửa trôi tăng lên và TTV rừng nhiệt đới là nhân tố quan trọng để chống lại quá trình đó (ghi theo Lê Văn Khoa [42])

Năm 2001, S McG-Wilson và cộng sự [146] dùng phép phân tích đa biến (CCA)

để phân loại các điểm sinh thái rừng ở Anh trong đó tích hợp điều kiện khí hậu, chế độ

ẩm, chế độ dinh dưỡng, hoá học đất và dữ liệu thực vật Kết quả cho thấy, pH và sự có mặt của các khoáng nitơ (đặc biệt là nitrat), canxi rất quan trọng đối với sự đa dạng lớp phủ thực vật; giữa TTV, các loại mùn và dinh dưỡng đất có mối tương quan với nhau nên TTV cũng như các loại mùn có thể được sử dụng làm chỉ thị dinh dưỡng đất Nghiên cứu của Jiří Doležal và Miroslav Šrůtek năm 2002 về mối liên hệ giữa sự thay đổi thành phần, cấu trúc quần xã thực vật với lớp đất trên núi Velky Gápel (Slovakia) cho thấy dưới tầng cây, đất có một lớp mùn hữu cơ dày trên lớp nền khoáng,

độ sâu đất giảm khi độ cao tăng lên và giá trị tối đa tại độ cao trung bình, các TTV biến đổi có liên quan đến địa hình, sự đa dạng loài giảm với độ dày tầng tán [121]

M Kappelle, J.-G Van Uffelen (2006) [140] và Achim Häger (2010) [131] đã nghiên cứu sự phân hoá các loài thực vật cũng như HST rừng theo đai độ cao, khí hậu, đất ở Costa Rica Đây là nghiên cứu tổng hợp liên ngành đặt mối quan hệ giữa đất - khí hậu - độ cao - TTV trong một thể thống nhất có tác động tương hỗ qua lại với nhau, sự thay đổi của thành phần này sẽ dẫn đến sự thay đổi của các yếu tố khác trong hệ Kết

21

quả cho thấy độ giầu loài, sự đa dạng các loài cây gỗ, mật độ và chiều cao trung bình cây gỗ tầng vòm rừng đều giảm theo độ cao, lớn nhất ở độ cao trung bình Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, độ dài mùa khô - ẩm), các yếu tố thổ nhưỡng (độ dày, thành phần hoá học, lớp mùn) phân hoá theo độ cao và theo 2 sườn Các nhân tố khí hậu, tính chất của đất tác động mạnh mẽ đến đa dạng cấu trúc, thành phần TTV Các nhân tố này biến đổi theo đai độ cao và theo 2 sườn làm cho TTV cũng có sự phân hoá theo

Năm 2007, Zhang J.-T và Zhang F khi sử dụng CCA nghiên cứu tính đa dạng

và thành phần các nhóm thực vật KBTTN Lishan (Bắc Trung Quốc) đã nhận thấy mối quan hệ giữa sự thay đổi độ giầu loài, mật độ và sự đồng đều của các nhóm thực vật với môi trường trong đó, độ cao là biến số quan trọng nhất trong sự thay đổi về đa dạng loài Tất cả các nhóm thực vật có mối tương quan với độ cao và đồng (Cu); các cây gỗ tương quan với photpho (P), cây thảo và cây bụi tương quan với mùn hữu cơ và nitơ (N), trong khi các cây tái sinh tương quan với độ dốc và ngoại mạo Độ giàu loài, sự đồng đều và mật độ thực vật tương đồng trong cách phản ứng với sự thay đổi độ cao, mật độ lớn nhất ở độ cao trung bình [168]

Kết quả nghiên cứu của Gerold G., Schawe M và Bach K [125] về mối quan hệ giữa TTV và các yếu tố vô sinh tại vành đai rừng nhiệt đới ẩm ở Yungas (Bolivia) cho thấy sự thay đổi cấu trúc hệ thực vật và các kiểu TTV chịu ảnh hưởng bởi những tác động phức tạp của khí hậu và thổ nhưỡng theo từng lát cắt địa hình từ độ cao 1.700 đến 3.400 m Loại đất, nguồn gốc, đặc điểm phẫu diện, cấu trúc hạt và các tính chất vật lý - hoá học của đất có mối tương quan với các đai thực vật và sự giảm nhiệt độ và gia tăng lượng mưa hàng năm

Đến năm 2011, Strong C.L và cộng sự căn cứ kết quả quan trắc nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ và hướng gió ở 5 đai độ cao cũng như các yếu tố vật lý, hoá học của đất ở VQG Lamington (Australia) đã chỉ ra mối tương quan giữa sự thay đổi các đặc tính vi khí hậu và tính chất đất theo độ cao đặc biệt khi độ ẩm tăng và nhiệt độ giảm ở những điểm

có độ cao cao hơn; địa hình làm phân hóa độ ẩm và chế độ nhiệt theo độ cao Càng lên cao không khí càng lạnh, biên độ dao động về nhiệt độ và độ ẩm càng thấp; dinh dưỡng

và pH giảm trong khi các hợp chất hữu cơ và độ tan của nhôm tăng do giảm tính thẩm thấu các chất dinh dưỡng ở độ ẩm cao hơn ở độ cao cao hơn cũng như hoạt tính của vi sinh vật ở thời tiết lạnh và ẩm ướt [160]

Như vậy, kết quả các nghiên cứu đều khẳng định mối quan hệ giữa khí hậu - đất - TTV là tương tác động hai chiều, sự thay đổi của yếu tố này sẽ dẫn đến sự thay đổi của các yếu tố khác đồng thời chỉ ra mối tương quan giữa sự thay đổi độ cao với sự phân hoá các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, tốc độ gió ), các yếu tố thổ nhưỡng (độ dày, cấu trúc hạt, tính chất vật lý, hoá học ) Đây chính là nguyên nhân thay đổi thành phần loài cũng như cấu trúc, trạng thái TTV theo các đai độ cao

22

1.4.2 Ở Việt Nam

Trước năm 1975, khoa học thổ nhưỡng ở miền Bắc theo trường phái Liên Xô (cũ) trong khi Miền Nam theo trường phái Mỹ Sau đó hòa nhập dẫn đến thành lập Hội Khoa học Đất Việt Nam (1991) và hoàn thành Bản đồ đất toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000 theo phương pháp phân loại đất của FAO và UNESCO vào năm 1996 Từ năm 1998 đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về đất hay kết hợp với các yếu tố khác nhằm sử dụng tài nguyên đất hợp lý và hiệu quả nhất (ghi theo Lê Văn Khoa [42])

Ở Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu mối quan hệ giữa đất và TTV A.Chevalier (1918), là người đầu tiên đưa ra bảng phân loại rừng Bắc Bộ ở Việt Nam với 10 kiểu thảm khác nhau và ông cho rằng đất là yếu tố hình thành các kiểu TTV (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78]) Năm 1978, Thái Văn Trừng [99] đưa ra bảng phân loại các kiểu rừng Việt Nam dựa trên nhiều yếu tố khác nhau trong đó thổ nhưỡng được coi

là yếu tố phát sinh các kiểu TTV Theo Nguyễn Thoan (1986), loại và thế nằm của đá

mẹ, độ dày, độ ẩm, độ cứng của đất ảnh hưởng đến sự phát triển hình thái của rễ cây rừng, độ ẩm và dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng đến sự phát triển các bộ phận trên mặt đất Kết quả nghiên cứu của Đặng Ngọc Anh (1993) cho thấy hàm lượng dinh dưỡng

và độ sâu tầng đất ảnh hưởng tới khả năng tái sinh Dẻ (ghi theo Lê Văn Khoa [42]) Như vậy, đặc điểm loại đất ảnh hưởng tới khả năng tái sinh của cây rừng trong khi tính chất vật lý, hóa học đất (các chất dinh dưỡng, pH, thành phần cơ giới và độ ẩm) ảnh hưởng đến tổ thành rừng

Nghiên cứu về tính chất hóa học của đất ở miền Bắc, Nguyên Vi và Trần Khải (1978) khẳng định vai trò của TTV trong quá trình hình thành và nâng cao độ phì của đất Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Lân Dũng (1984) về nguồn gốc chất hữu cơ trong đất chỉ ra 4/5 lượng chất hữu cơ đưa vào đất là từ xác cây xanh (từ 2-10 tấn/ha/năm) Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Điều (1992) cho thấy lượng chất hữu cơ rơi xuống đất ở rừng trồng thuần loại 5 - 6 tuổi từ 5 - 10 tấn/ha/năm, trong đó chứa khoảng 80 - 90 kg đạm, 8 kg lân, 205 kg kali Đặc biệt hàng năm lượng cành, lá phân hủy thành chất mùn

ở rừng rậm nhiệt đới gấp 5 lần rừng ôn đới Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thế Hưng, Hoàng Chung (1995) về đặc điểm sinh học, sinh thái của savan Quảng Ninh cho thấy

sự đa dạng về thành phần loài, dạng sống của thực vật là yếu tố cải thiện tính chất lý, hóa học của đất (ghi theo Hoàng Chung [15,16])

Năm 1997, Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn [51] khi nghiên cứu quá trình tái sinh phục hồi TTV tại Hoàng Liên Sơn đã nhận định: Đất thoái hóa nhẹ thì quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi thảm thực vật diễn ra nhanh, nếu đất xấu (đất thoái hóa trung bình, nặng và rất nặng) thì quá trình diễn ra ngược lại

Về nghiên cứu cải tạo đất của TTV: theo Trương Văn Lung (1996) các cây họ đậu có tác dụng làm gia tăng các thành phần nông hoá của đất Hoàng Xuân Tý (1996)

sử dụng cây họ đậu (Đậu triều Ấn Độ, Keo dậu, Đậu tràm) để diệt cỏ, chống cháy mùa

23

khô và cải thiện độ phì cho đất Khi nghiên cứu trồng xen cây họ Đậu (Keo hoa vàng, Keo mỡ) để cải tạo đất gò đồi, Trần Đình Lý (1997) nhận thấy các chỉ tiêu lý học, hóa học của đất trước và sau khi trồng các cây họ Đậu thay đổi: Độ ẩm tăng từ 2% lên 17%,

pH tăng từ 4,1% lên 4,3%, mùn tăng từ 0,94% lên 2,91%, Nitơ tổng số tăng từ 0,039% lên 0,059% Nghiên cứu các loại đất trên nhiều kiểu rừng tự nhiên phân bố theo nhiều

độ cao khác nhau ở Việt Nam, Hoàng Xuân Tý, Nguyễn Đức Minh (1978), Nguyễn Tử Xiêm, Thái Phiên (1999) thấy rằng giữa tính chất, độ phì của đất và sự phân bố TTV có tác dộng qua lại với nhau Kết quả nghiên cứu của Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1988) về vai trò của độ che phủ ở các trạng thái TTV cho thấy giá trị pHKCl, hàm lượng mùn và các chất dễ tiêu trong đất tăng tỉ lệ thuận với độ che phủ của TTV Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của quần xã thực vật đến môi trường đất trong diễn thế phục hồi rừng sau nương rẫy của Lê Ngọc Công (2004) cho thấy độ che phủ của TTV ảnh hưởng tích cực tới tính chất hóa học của đất, lượng vi sinh vật và thành phần giun đất; TTV làm biến đổi tính chất hóa học của đất, làm tăng độ phì (tăng hàm lượng mùn, đạm, K2O, P2O5, độ pH, Ca2+, Mg2+ trao đổi) (ghi theo Trần Kông Tấu [72])

1.5 CÁC NGHIÊN CỨU Ở DÃY HOÀNG LIÊN SƠN (TỈNH LÀO CAI)

1.5.1 Nghiên cứu về các yếu tố sinh khí hậu

Mặc dù, khu vực dãy núi Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai) là vùng núi cao điển hành, nơi duy nhất ở Việt Nam có đủ 3 đai độ cao theo quan điểm của Vũ

Tự Lập [44,45] Tuy nhiên, ở khu vực Hoàng Liên Sơn có rất ít công trình nghiên cứu đánh giá cụ thể về tài nguyên khí hậu hoặc nghiên cứu sự phân hoá khí hậu theo các đai

độ cao Ngoài cơ sở dữ liệu lưu trữ của Trung tâm Khí tượng thuỷ văn Quốc gia, Trạm Khí tượng thuỷ văn Lào Cai thì khí hậu của tỉnh Lào Cai nói chung và khu vực Hoàng Liên Sơn nói riêng được nêu khái quát trong các công trình nghiên cứu của Vũ Tự Lập, Thái Văn Trừng [44,99] sau chuyến khảo sát Phan si păng; Ban Khoa học và Kỹ thuật Hoàng Liên Sơn (1983) [1] về đặc điểm khí hậu Hoàng Liên Sơn; Đài khí tượng Lào Cai (1986) về phân chia các vùng khí hậu tỉnh Lào Cai và sự phân hóa các điều kiện khí hậu theo đai cao phục vụ sản xuất nông, lâm nghiệp; Mai Trọng Thông, Nguyễn Thị Hiền (1997) [88] về vai trò của sinh khí hậu trong nghiên cứu địa lý, quy hoạch và

tổ chức lãnh thổ tại Lào Cai Đặc biệt là các nghiên cứu của nhóm tác giả Mai Trọng Thông, Nguyễn Khanh Vân và cộng sự (1996-2000) [58,103] về phân loại sinh khí hậu phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp, du lịch và nghỉ dưỡng ở một số vùng núi của Việt Nam trong đó có khu vực Sapa - Hoàng Liên Sơn Đây là hướng nghiên cứu về khí hậu ứng dụng có ý nghĩa thực tiễn cao vào đời sống, các tác giả đã xây dựng biểu đồ sinh khí hậu cho từng vùng trên cả nước Với biểu đồ này, thì khí hậu Hoàng Liên thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh với mưa hè, thời kỳ khô từ 2,1 đến 3,0 tháng

24

1.5.2 Nghiên cứu về sinh thái học đất

Những khảo sát Phan si păng của Fridland và Vũ Ngọc Tuyên (1959), Phạm Gia

Tu và Vũ Ngọc Tuyên (1962) phục vụ thành lập sơ đồ thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam

là những nghiên cứu đầu tiên về thổ nhưỡng Hoàng Liên Sơn Bản đồ thổ nhưỡng Lào Cai (bao gồm khu vực Hoàng Liên Sơn) tỷ lệ 1:100.000 được thành lập năm 1972 theo nguyên tắc phát sinh, kèm theo hình ảnh và báo cáo chi tiết về hệ thống phân loại, đặc tính lý - hóa học của 4 nhóm và 24 loại đất, đánh giá tiềm năng phục vụ phát triển nông

- lâm nghiệp Đến năm 1992, Tôn Thất Chiểu tiến hành nghiên cứu chuyển đổi phân loại đất Lào Cai theo hệ thống FAO-UNESCO Theo Kemp và cộng sự (1995), địa chất khu vực Hoàng Liên Sơn gồm trầm tích biến hóa và sự xâm nhập của đá granit, nền địa chất của khu vực có nguồn gốc kiến tạo thuộc kỷ Trias, chịu ảnh hưởng rất lớn của hoạt động tạo sơn Indexin (dẫn theo Nguyễn An Thịnh [87])

Theo Vũ Tự Lập [44], Hoàng Liên Sơn được cấu tạo từ mắc ma như granit, amphibolit, filit, đá vôi, trong đó đá granit là phổ biến nhất Trong điều kiện nhiệt đới

và á nhiệt đới ẩm, chúng có lớp vỏ phong hóa dày ở khu vực chân núi nhưng sườn dốc

do sự bào mòn mạnh của nước chảy nên sự xâm thực nhanh hơn nhiều so với phong hóa, đá gốc lộ ra nhiều làm cho các đỉnh hầu như có dạng sắc nhọn

Trên cơ sở phân tích các nhân tố hình thành đất theo phát sinh của Hội Khoa học Đất Việt Nam và Vũ Tự lập, Phạm Quang Tuấn và cộng sự [92], Nguyễn An Thịnh [87] đã đưa ra hệ thống phân loại dất khu vực Sa Pa gồm 6 nhóm với 10 loại: đất feranit đỏ vàng, đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa, đất mùn đỏ vàng trên núi trung bình (đất mùn vàng xám trên đá macma axit, đất mùn vàng đỏ trên đá biến chất), đất mùn alit trên núi cao, đất mùn thô than bùn trên núi cao, đất phù sa ngòi suối, đất dốc tụ Hệ thống phân loại này đã phản ánh rõ tương quan giữa cường độ các quá trình hình thành đất và tác động đồng thời của cả quy luật địa đới, phi địa đới đai cao và nội địa đới

1.5.3 Nghiên cứu về thảm thực vật

Các nhà thực vật người Pháp như Lecomte, Petelot, Pierre,… là những người đầu tiên nghiên cứu về thực vật ở khu vực Hoàng Liên Sơn để xây dựng bộ Thực vật chí đại cương Đông Dương gồm 7 tập do Lecomte chủ biên [175] Những mẫu thực vật của các đợt khảo sát ở Hoàng Liên Sơn hiện vẫn được bảo quản nguyên vẹn tại một số bảo tàng thực vật ở Việt Nam như Bảo tàng Thực vật, Đại học Tổng hợp Hà Nội trước đây nay là Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Các nghiên cứu tiêu biểu tiếp theo về thực vật Hoàng Liên Sơn của tác giả Võ Văn Chi (1970), Kem, L.M Chan

và M.Dilger (1994), Nguyễn Nghĩa Thìn, Daniel Harder (1996), Andrew T., Steven Sw./ Mark G., Hanna S (1999)… Tuy vậy, những nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc thu thập mẫu vật, phân tích, định loại mà chưa có tính hệ thống

25

Những nghiên cứu có tính chất hệ thống về đa dạng thực vật và thảm thực vật Hoàng Liên Sơn phải kể đến các công trình của tập thể tác giả: Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn và cộng sự (1996 - 1997) về thảm thực vật và diễn thế thảm thực sau cháy rừng, sau nương rẫy ở khu vực Hoàng Liên Sơn - Phanxipan [50,51]; Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Thị Thời (1998) về tính đa dạng thực vật có mạch vùng núi cao Sapa - Phanxipan [76]… Bên cạnh đó, một số nghiên cứu về thảm thực vật ở các khu vực thuộc Hoàng Liên Sơn cũng được tiến hành như Nguyễn Hữu Cường (2005) về đa dạng thực vật tại xã Tả van; Vũ Anh Tài (2006) về thảm thực vật ở độ cao trên 1700m của VQG Hoàng Liên; Trương Ngọc Kiểm (2007) về sự thay đổi trạng thái, cấu trúc TTV theo các đai độ cao ở Vườn Quốc gia Hoàng Liên; Nguyễn Quốc Trị (2009) [90]

về tính đa dạng thực vật và sự biến đổi TTV theo đai cao ở VQG Hoàng Liên; Nguyễn Khắc Khôi, Trần Minh Hợi và cộng sự (2011) [41] về tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch tại KBTTN Hoàng Liên - Văn Bàn Các kết quả nghiên cứu này góp phần tạo cơ

sở dữ liệu phục vụ bảo tồn ĐDSH ở khu vực Hoàng Liên Sơn

1.5.4 Luận điểm phân đai ở khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai)

Các yếu tố thuộc về địa hình, ngoại mạo, khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn là các nhân tố phát sinh TTV, ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của TTV Ngược lại,

sự có mặt của TTV cũng góp phần làm thay đổi các đặc tính của thổ nhưỡng, khí hậu Trong khí đó, các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, chế độ gió ) và tính chất thổ nhưỡng phân hóa rõ nét theo vĩ độ địa lý và độ cao địa hình nên ở mỗi đai độ cao sẽ hình thành các TTV đặc trưng Mặt khác, khí hậu thay đổi mang tính quy luật nhưng phụ thuộc vào vị trí, độ cao và hướng phơi của dải núi nên mang tính địa phương sâu sắc Do đó, cấu trúc TTV cũng sẽ thay đổi theo những quy luật nhất định nhưng lại mang tính chất đặc thù cho từng khu vực Như vậy, sự tác động qua lại giữa TTV với các yếu tố khí hậu, thổ nhưỡng là mối quan hệ động và biến thiên theo độ cao nên để tìm hiểu bản chất mối quan hệ giữa các nhân tố sinh thái này, việc phân đai độ cao cố định để xem xét việc thay đổi cấu trúc, thành phần TTV cũng như các yếu tố khí hậu, thổ nhưỡng trong mối tương tác hai chiều là rất cần thiết

Trước đây, nhiều tác giả đã phân đai độ cao theo những tiêu chí khác nhau nên

có sự khác nhau về các mốc độ cao của các đai Năm 1995, Nguyễn Vạn Thường khi xây dựng bản đồ TTV Bắc Trung bộ đã chia 4 vùng sinh thái căn cứ vào độ cao so với mặt nước biển, trong đó có 3 vùng dưới 700 m (nhiệt đới ẩm, nhiệt đới ẩm có nửa mùa khô và nhiệt đới hơi khô có mùa mưa rõ rệt) và vùng nhiệt đới ẩm 800 - 1500 m (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn [78])

Dựa trên các nhân tố sinh thái phát sinh thảm thực vật, Thái Văn Trừng 100] đã xác định độ cao dưới 700m ở miền Bắc và dưới 1000m ở miền Nam là đai nhiệt đới vùng thấp, độ cao từ 700m - 1800m ở miền Bắc và từ 1000m - 1800m ở miền

Khi nghiên cứu sinh thái cảnh quan huyện Sapa, Nguyễn An Thịnh (2008) [87]

đã kế thừa quan điểm phân đai tự nhiên của Vũ Tự Lập, quan điểm sinh thái phát sinh của Thái Văn Trừng và quan trắc biến đổi thực tế của điều kiện tự nhiên, TTV theo độ cao để chia khu vực Sapa - Hoàng Liên Sơn thành 05 đai độ cao: dưới 700m; từ 700 - 1700m; từ 1700 - 2200m; từ 2200 - 2800m và trên 2800m

Để tìm hiểu sự biến đổi trong cấu trúc thảm thực vật phụ thuộc vào sự biến thiên

độ cao, Nguyễn Quốc Trị (2009) [90] đã chia khu vực núi cao VQG Hoàng Liên thành

06 đai độ cao: dưới 500m, 500-1000m, 1000-1500m, 1500-2000m, 2000-2500m, trên 2500m và chỉ ra ranh giới chuyển tiếp á đai ở độ cao 2000m

Do tính địa phương của quy luật đai cao nên không có một ranh giới chuẩn mực

về đai độ cao ở bất kỳ một khu vực nào để có thể nhận ra được đó là ranh giới của các đai và những phân chia như trên của các tác giả đều mang tính tổng quát Khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai) trải rộng từ độ cao 88m ở ven sông Hồng đến đỉnh Phan si păng cao 3143 m nên có sự phân hóa các yếu tố khí hậu theo độ cao rất rõ nét

Ở dưới 700m do tác động mạnh của con người nên các kiểu rừng tự nhiên đã bị chặt phá, thay thế vào đó là các kiểu rừng thứ sinh, các nương rẫy trồng các cây lương thực của bà con đồng bào dân tộc hoặc để hoang hóa mà không trồng trọt do hậu quả của nạn du canh du cư Ở độ cao trên 2800m, TTV tương đối đồng nhất, không phân hóa nhiều bởi sự khắc nghiệt của chế độ khí hậu, địa hình dốc Bên cạnh đó, hiện nay ở khu vực Hoàng Liên Sơn hình thành nên hai dạng thảm thực vật nhân tác đó là rừng trồng (do dự án 661 triển khai) và thảm canh tác (do đồng bào dân tộc cải tạo rừng làm rẫy) Hai kiểu thảm thực vật này phân bố khắp các đai dưới 2800m tại những nơi phù hợp với mục đích và nhu cầu của con người

Trên cơ sở sự phân hoá các đặc điểm khí hậu theo độ cao ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thông qua số liệu quan trắc của các trạm đo khí tượng thuỷ văn trên địa bàn và vùng lân cận) bao gồm sự phân hoá nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp, độ ẩm, lượng mưa trung bình năm và sự phân hoá thổ nhưỡng, địa hình, độ cao cùng với những quan sát ngoài thực địa về thay đổi trạng thái và cấu trúc thảm thực vật tự nhiên, cách chia 05 đai độ cao như tác giả Nguyễn An Thịnh (2008) là hợp lý nhất Do đó, khu vực nghiên cứu được chia thành 05 đai độ cao: dưới 700m, từ 700 -1700m, từ 1700-2200m, từ 2200-2800m và trên 2800m trong các nghiên cứu của luận

án này

27

1.6 KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC HOÀNG LIÊN SƠN (TỈNH LÀO CAI)

1.6.1 Điều kiện tự nhiên

1.6.1.1 Ranh giới hành chính

Dãy Hoàng Liên nằm trong khu vực tỉnh Lào Cai (giới hạn bởi sông Hồng chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam) với tổng diện tích đất tự nhiên là 366.005,39 ha bao gồm toàn bộ huyện Bát Xát, Sapa, Văn Bàn và một phần huyện Bảo Thắng, Bảo Yên, Thành phố Lào Cai (hình 2.1)

1.6.1 2 Địa hình

Hoàng Liên Sơn là một hệ thống các đỉnh núi cao trên 2000m chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với đỉnh Phansipan cao nhất Đông Dương cao 3.143m so với mặt nước biển Phần lớn đỉnh núi có độ cao trung bình từ 2000 - 2500m, thấp nhất là vùng ven sông Hồng chỉ đạt 88m (ở huyện Bát Xát) Mức độ chia cắt theo chiều ngang và thẳng đứng của địa hình rất mạnh tạo ra sự phức tạp của địa hình và có độ dốc lớn Các dạng địa hình chủ yếu của Dãy Hoàng Liên gồm núi cao, thung lũng, sườn đồi núi và

có thể chia thành 2 dạng chính: địa hình vùng núi cao và địa hình vùng núi thấp; càng

về phía Nam các thung lũng càng bằng phẳng, rộng hơn và được người dân làm ruộng bậc thang để canh tác Vùng núi cao: mức độ chia cắt lớn, thung lũng hẹp, nhiều khe sâu, độ dốc phổ biến từ 20 - 30o, một số nơi trên 40o hoặc dựng đứng Kiểu địa hình này gây nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp và phát triển cơ sở hạ tầng, hiện tượng sạt lở diễn ra ở nhiều nơi Vùng núi thấp: gồm các dãy núi, đồi thấp, độ cao trung bình dưới 700 mét, độ dốc trung bình từ 3 - 10o, phần lớn dạng địa hình này nằm trên vỉa quặng apatít nên thuận lợi cho việc phát triển nông - lâm nghiệp [89,90,64]

1.6.1.3 Địa chất và Thổ nhưỡng

Khu vực Hoàng Liên Sơn cấu tạo từ các loại đá có nguồn gốc mắc ma như granit, amphilolit, filit, đá vôi mà phổ biến nhất là đá granit, trong điều kiện nhiệt đới và á nhiệt đới ẩm Ở vành đai chân núi thì vỏ phong hóa dày còn ở sườn dốc do sự bào mòn

và xâm thực mạnh của dòng nước chảy nên nhiều đá lộ đầu sắc nhọn Vào đại Tân sinh, do sự nâng lên của một khối mắc - ma đã chọc xuyên qua khối núi làm cho toàn khu vực được nâng lên cao hơn và gần như đều khắp Sự vận động này làm quá trình xâm thực của nước diễn ra mạnh hơn hình thành nên nhiều sườn dốc thẳng xuống và nhiều thung lũng sâu Phần đáy của thung lũng là đá diệp thạch với phạm vi nhỏ và hẹp hơn đá granit Đá granit mở rộng từ suối Mường Hoa đến đỉnh của Phansipan và chạy sang sườn bên kia suối Độ ẩm và lượng mưa lớn nên sự phong hóa xẩy ra khá phổ biến, thể hiện rõ lượng đất sét nhiều trong đất Khoáng sản có: FeS2, Au, Ag,…[89] Địa chất và địa hình, kết hợp với khí hậu tạo nên sự phân hóa thổ nhưỡng ở Hoàng Liên Sơn đặc biệt là tuân theo quy luật đai cao Lớp phủ thổ nhưỡng được phong hóa từ các loại đá mẹ trong điều kiện thoát hơi nước tốt, đất feralit hình thành

28

trong các điều kiện phong hóa địa hình cao, từ 500m trở lên Tuy nhiên, quá trình feralit hóa trong một số trường hợp vẫn còn xuất hiện ở những độ cao lớn hơn (tới 1600m) Từ độ cao 1600m, đất chuyển sang loại đất nhiều mùn dạng thô thuộc loại alit trên núi cao Khu vực Hoàng Liên Sơn gồm 8 loại đất chính như sau: [89]

Đất mùn thô than bùn màu xám trên núi cao phân bố tư 1600 - 2800m

Đất mùn alit mùn vàng nhạt trên núi cao, phân bố từ 1600 - 2800m

Đất Feralit mùn vàng đỏ trên núi cao phát triển trên đá axit từ 600 - 1600m

Đất Feralit mùn vàng đỏ trên núi cao phát triển trên đá biến chất 600 - 1600m

Đất Feralit vàng đỏ vùng núi phát triển trên đá axit từ 300 - 600m

Đất Feralit vàng đỏ vùng núi phát triển trên đá biến chất từ 300 - 600m

Đất Feralit biến đổi do trồng lúa

Đất dốc tụ trồng lúa

Các loại đất có hàm lượng mùn cao, phần lớn là dạng viên nhỏ, xói mòn và rửa trôi yếu, độ tơi xốp cao, độ ẩm lớn, độ dầy tầng đất ở mức trung bình (từ 50 đến 120 cm), thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến thịt nặng, thuận lợi cho việc trồng và phục hồi rừng Địa hình dốc nên đất dễ bị rửa trôi và

bào mòn, kết hợp với các hoạt động địa chất

lâu dài, xâm thực, phong hóa, bồi tụ đã hình

thành nên các thung lũng phù sa màu mỡ

nằm rải rác trong dãy Hoàng Liên Sơn

1.6.1.4 Khí hậu

Do địa hình phức tạp nên chế độ khí

hậu khu vực Hoàng Liên phân hóa mạnh

mẽ theo độ cao và hướng địa hình, hầu như

quanh năm duy trì tình trạng ẩm ướt đặc

biệt là vào mùa đông mưa dai dẳng trên

toàn vùng

Nhiệt độ: trung bình từ 15oC đến

24oC, cao nhất là 39oC vào tháng 4-7 và

thấp nhất là -3,2oC ở trên 1500m vào mùa

đông; mùa nóng kéo dài từ tháng 5 đến

tháng 10, mùa lạnh kéo dài từ tháng 11 cho

đến tháng 4 năm sau [1,18]

Nắng: tổng số giờ nắng trung bình

năm dao động từ 1.400 - 1.460 giờ, số ngày

nắng không đều giữa các tháng, mùa hè số

giờ nắng nhiều, cao nhất vào tháng 4 từ 180

Hình 1.1 Biểu đồ sinh khi hậu khu vực Sapa - Hoàng Liên Sơn

(nguồn: Nguyễn Khanh Vân [104])

29

- 200 giờ, tháng 10 số giờ nắng ít nhất, khoảng 30 - 40 giờ [1,18]

Lượng mưa: lượng mưa trung bình năm ở Hoàng Liên khá cao, phân bố không

đều giữa các tháng trong năm, mùa mưa bắt đầu từ giữa tháng 3 đến giữa tháng 10, tập trung từ tháng 5 đến tháng 10 (chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm) [1,18]

Độ ẩm: độ ẩm không khí tương đối cao, không có hiện tượng thời tiết khô, trung

bình năm khoảng 86%, cao nhất vào tháng 9 - tháng 11(độ ẩm trên 90%); khô nhất vào tháng 4 (độ ẩm cũng đạt 65 - 70%) [1,18]

Mây: hình thành dưới chân khối núi Phansipan, che phủ hầu hết các khu vực cao

ở vì vậy độ ẩm rất lớn Mây cũng có thể xuyên xuống các thung lũng [1]

Sương mù: phổ biến trong giai đoạn đông xuân, tập trung từ tháng 11 đến tháng 3

năm sau do biên độ nhiệt trong ngày lớn, bức xạ mạnh làm cho hơi nước ở bề mặt (tầng thấp) ngưng tụ lại tạo thành sương mù [1,18]

Mưa phùn: là thời tiết khá quen thuộc ở Hoàng Liên vào nửa cuối mùa đông, tập

trung từ tháng 1 đến tháng 3, số ngày mưa phùn từ 65 đến 72 ngày/năm [1,18]

Dông: xẩy ra chủ yếu vào mùa hè từ 13h đến 19h, tập trung từ tháng 4 đến tháng

7 do sự phát triển mạnh của đối lưu nhiệt và các nhiễu động khí quyển Trong những tháng này số ngày dông lên tới 16 đến 20 ngày/tháng Dông thường kèm theo mưa rào với cường độ lớn nên có thể gây thiệt hại cho sản xuất và đời sống [1,18]

Mưa đá: thường xuất hiện vào mùa hè trong những ngày rất nóng, nhiệt độ cao

nên bốc hơi nước nhiều, gặp nhiệt độ thấp hình thành các tinh thể băng, từ đó tạo thành mưa đá Mỗi năm có từ 2 đến 4 ngày có mưa đá Thời gian mưa ngắn, 10-15 phút [18]

Tuyết: ít gặp ở vùng dưới 1500m, những đỉnh núi cao trên1500m có hiện tượng

đóng băng vào mùa đông Trảng cỏ và trảng cây bụi thường bị chết khô trong thời kỳ

có băng tuyết [18]

Sương muối: là hiện tượng thời tiết gây nhiều tác hại cho cây trồng và vật nuôi,

thường xuất hiện vào mùa đông từ 5 đến 6 ngày, khi nhiệt độ hạ thấp xuống dưới 00C, làm hạn chế sự phát triển của cây cỏ [18]

1.6.1.5 Thủy văn

Dãy Hoàng Liên có hệ thống thủy văn khá dày đặc gồm hệ thống sông Hồng chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và các hệ thống suối lớn như Nậm Tha, Ngòi chăn, Ngòi Nhủ (Văn Bàn); Đun, Bo và Mường Hoa (Sapa) Hệ thống sông Hồng là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho sản xuất, sinh hoạt và phục vụ giao thông vận tải Đồng thời, do có hàm lượng phù sa lớn từ 6000-8000g/m3 nên các vùng đất được phù

sa bồi đắp rất màu mỡ thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Bên cạnh đó, khu vực Hoàng Liên Sơn có rất nhiều các khe suối lớn nhỏ với tổng chiều dài hàng trăm km Đa

số chúng có lòng hẹp, dốc, nhiều thác ghềnh, lưu lượng nước cao đáp ứng tốt nhu cầu

có nguy cơ bị tuyệt chủng Bên cạnh đó, hiện tượng cháy rừng do con người; săn bắt động vật rừng làm thực phẩm, bán lấy tiền (da, sừng, mật), làm dược liệu, các hoạt động khác như khai thác gỗ, củi, lâm sản ngoài gỗ,…đã trở thành mối đe dọa và nguy

cơ suy giảm đa dạng sinh học và mất rừng [102,64]

1.6.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.6.2.1 Dân số

Khu vực Hoàng Liên Sơn hiện là nơi sinh sống của 203.448 người thuộc nhiều dân tộc khác nhau, trong đó chiếm ưu thế là người Kinh, Mông, Dao [18]

1.6.2.2 Lao động và tập quán

Đa số người dân trong vùng đã sống định canh định cư, tuy vậy vẫn còn một số

ít sống du canh du cư Đồng bào các dân tộc cư trú tại đây sống chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, làm rừng và nghề thủ công truyền thống như dệt thổ cẩm, mây tre đan… Người Kinh sống chủ yếu ở trị trấn Sa Pa với nghề dịch vụ thương mại, du lịch [65,64]

Loại hình sản xuất nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa nước trên ruộng bậc thang hẹp hoặc trồng lúa nương và chăn nuôi Tập quán sản xuất chủ yếu dụa vào độ phì tự nhiên của đất, không sử dụng bón phân, kể cả phân hữu cơ là nguồn tại chỗ Công cụ lao động đơn giản như cày cuốc, dao phát… Giống mới chưa được sử dụng rộng rãi, năng suất thấp, đời sống chủ yếu phụ thuộc vào thiên nhiên Ngoài sản xuất lương thực, người dân còn trồng Thảo quả và một số loại cây dược liệu và rau ăn khác [65,64]

1.6.2.3 Văn hóa xã hội

Văn hóa: Cộng đồng dân cư sống ở dãy Hoàng Liên Sơn gồm nhiều dân tộc khác

nhau nên các hoạt động văn hóa rất đa dạng và mang những đặc điểm riêng Tuy nhiên,

do điều kiện giao thông khó khăn, kinh tế còn nghèo nàn, phương tiện thông tin đại chúng còn thiếu thốn nên công việc tuyên truyền giáo dục, bài trừ các hủ tục, phát huy thuần phong mỹ tục còn hạn chế [65]

Giáo dục: Nạn thất học, mù chữ và trẻ em trong độ tuổi đi học không được đến

lớp vẫn còn tồn tại Cơ sở vật chất, trường lớp thiếu thốn, đội ngũ giáo viên ít lại không

31

được quan tâm đúng mức nên số lượng học sinh và chất lượng giáo dục có dấu hiệu giảm sút [65]

Y tế: Cũng như giáo dục, tình hình y tế cũng xuống cấp nghiêm trọng Cơ sở y tế

nghèo nàn, thuốc men thiếu thốn, đội ngũ mỏng, không đáp ứng được nhu cầu phòng

và chữa bệnh cho đồng bào vùng cao Công tác vệ sinh, phòng bệnh chưa được chú ý đúng mức, các loại bệnh như bướu cổ, sốt rét,…còn tồn tại [65]

Xã hội: các tệ nạn xã hội phổ biến trước đây như nghiện hút, cờ bạc, mê tín dị

đoan đã bị xóa bỏ cơ bản nay lại phục hồi và đang có xu thế tăng [65]

1.6.2.4 Tình hình giao thông và cơ sở hạ tầng

Hệ thống giao thông đường bộ được đầu tư nâng cấp và làm mới bằng nhiều nguồn vốn khác nhau theo phương thức Nhà nước đầu tư vốn, nhân dân góp công Tuy nhiên, xét một cách tổng thể ở dãy Hoàng Liên thì điều kiện giao thông của khu vực còn gặp nhiều khó khăn Các đường liên xã, liên thôn chủ yếu là đường mòn

1.6.2.5 Các hoạt động bảo tồn đa dạng thực vật ở khu vực Hoàng Liên Sơn

Tại khu vực này đã có những hành động bảo tồn đa dạng sinh học được thực hiện

Ví dụ như: Xây dựng được các vườn ươm lâm nghiệp, khu bảo tồn:

+ VQG Hoàng Liên: nơi bảo tồn khá nghiêm nghặt đa dạng sinh học, và được công nhận là Vườn di sản ASEAN năm 2006

+ KBTTN Hoàng Liên - Văn Bàn: Đang tiến hành nghiên cứu và nhân giống nhiều loài cây quý, trong đó có dự kiến hồi phục loài cây Bách tán Đài Loan

+ KBTTN đang được đề xuất ở khu vực Y Tý - Dền Sáng - Sàng Ma Sáo (huyện Bát Xát) nhằm bảo vệ và giữ gìn các hệ sinh thái núi cao đặc trưng vốn nổi tiếng với tên gọi “rừng treo”

Thành lập các chốt, các trạm kiểm lâm bảo vệ rừng: các huyện Văn Bàn và Bát Xát đều thành lập các trạm kiểm lâm, với mục tiêu bảo vệ rừng hạn chế tối đa sự phá hoại rừng

Tuyên truyền ý nghĩa của việc bảo vệ đa dạng sinh học tại các trường học, các tổ chức, các bản làng Nhằm mục đích nâng cao tinh thần chung tay bảo vệ tài nguyên rừng

32

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Địa điểm

Khu vực nghiên cứu nằm ở sườn Đông của dãy Hoàng Liên Sơn, thuộc địa phận tỉnh Lào Cai (giới hạn bởi sông Hồng chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam) bao gồm toàn

bộ diện tích tự nhiên của huyện Bát Xát, huyện Sapa, huyện Văn Bàn và một phần của

Thành phố Lào Cai, huyện Bảo Thắng, Bảo Yên (xem hình 2.1)

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

33

2.1.2 Thời gian

Thực hiện từ tháng 11 năm 2009 đến tháng 11 năm 2013, trong đó tiến hành 8 đợt khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu với thời gian trung bình từ 14 - 15 ngày/ đợt, đợt ngắn nhất là 11 ngày, đợt dài nhất là 25 ngày (xem hình 2.2 và bảng 2.1)

Hình 2.2 Sơ đồ các tuyến nghiên cứu, điểm khảo sát thực địa

34

Bảng 2.1 Thời gian, lịch trình các đợt khảo sát thực địa

Đợt 1 9/4 - 3/5/2010 Lào Cai - Bát Xát - Sapa - Bảo Thắng - Văn Bàn

Đợt 2

Đợt 3 22/4-2/5/2011 Y Tý - Dền Sáng - Sàng Ma Sáo - Mường Hum - Trung

Lèng Hồ, Vườn Quốc gia Hoàng Liên (huyện Sapa), KBTTN Hoàng Liên - Văn Bàn (huyện Văn Bàn)

Đợt 4 20- 31/10/2011 Séo Mý Tỷ, Tả Van, Hầu Thào, Lao Chải, San Sả Hồ, Tả

Phìn, Tả Giàng Phình, Trạm Tôn - Phan si păng Đợt 5 14-24/4/2012 KBTTN Hoàng Liên - Văn Bàn (Nậm Xé, Nậm Xây,

Liêm Phú), Minh Lương, Khánh Yên Đợt 6 14 - 30/7/2012 Bản Hồ, Tả Van, Cát Cát, Sín Chải, từ Trạm Tôn đến

Phan si păng Đợt 7 5-20/6/2013 A Mú Sung - Y Tý - Trịnh Tường - Dền Sáng - Sàng Ma

Sáo - Mường Hum - Trung Lèng Hồ - Dền Thàng

Đợt 8 23/8-3/9/2013 Lào Cai - Bát Xát - Sapa - Bảo Thắng - Văn Bàn

2.1.3 Đối tượng nghiên cứu

Các nhân tố sinh thái phát sinh thảm thực vật (nhân tố sinh thái chủ đạo) bao gồm:

độ tối cao/ tối thấp, bức xạ nhiệt, cường độ ánh sáng), chế độ mưa - ẩm (lượng mưa trung bình năm/ tháng, độ ẩm không khí ), độ dài mùa khô, độ dài mùa lạnh, tốc độ gió, hướng gió, các hiện tượng thời tiết cực đoan

bao gồm độ mùn, các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thực vật (Nitơ, Phốtpho, Kali tổng số và dễ tiêu), các cation trao đổi (Sắt, Nhôm, Canxi, Magie)

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

mây, lượng mưa, chế độ gió ) theo các đai độ cao từ đó thành lập bản đồ phân hoá nhiệt độ, lượng mưa và phân vùng sinh khí hậu ở khu vực Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai)

Nghiên cứu sự thay đổi đặc điểm, thành phần hoá học của đất (pH, dinh dưỡng khoáng, các cation trao đổi ) theo các đai độ cao và thành lập bản bồ phân bổ các loại đất ở khu vực Hoàng Liên Sơn (Lào Cai)

35

Đánh giá tính đa dạng, mô tả và hệ thống hóa các trạng thái TTV phân bố trong khu vực nghiên cứu theo thang phân loại của UNESCO (1973) được Phan Kế Lộc (1985) vận dụng vào thực tế Việt Nam; xây dựng danh lục phân bố các loài thực vật bậc cao có mạch, các loài quý hiếm, các loài đặc hữu theo các đai độ cao khác nhau

ở khu vực Hoàng Liên Sơn từ đó phân tích sự thay đổi trạng thái, cấu trúc TTV theo

độ cao từ đó thành lập bản bồ phân bố TTV ở khu vực nghiên cứu

theo các đai độ cao, đề xuất định hướng trong công tác bảo tồn đa dạng thực vật và phát triển du lịch theo hướng bền vững

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Cách tiếp cận của Luận án

Tiếp cận hệ sinh thái: Đối với kiểu HST nhạy cảm và chịu nhiều tác động không

chỉ từ các yếu tố nội tại trong HST mà còn các yếu tố của môi trường xung quanh và của con người như ở Hoàng Liên Sơn thì việc bảo tồn đa dạng thực vật chỉ có thể thực hiện được một cách toàn vẹn khi dựa trên tiếp cận HST Cơ sở khoa học để bảo tồn các loài quý hiếm, các loài đặc hữu và sử dụng bền vững tài nguyên sinh vật dựa trên tính thống nhất, toàn vẹn, cấu trúc và chức năng của từng thành phần trong HST mà trước hết sự đa dạng, môi trường và xu hướng diễn thế của chúng trong mối tương quan qua lại với điều kiện tự nhiên và phát triển kinh tế - xã hội trong vùng [62] Từ đó đánh giá khả năng duy trì, phục hồi các HST, phục hồi số lượng quần thể, nhằm đảm bảo sự phát triển bình thường của các loài ưu thế, bảo tồn các loài quý hiếm, sự cân bằng vốn có của mối quan hệ giữa các loài và với môi trường Đây là cách tiếp cận mang tính tổng hợp và toàn diện, bởi nó không chỉ quản lý các thành phần và chức năng của hệ sinh thái một cách toàn vẹn mà còn bao hàm cả việc sử dụng bền vững tài nguyên sinh vật trên cơ sở có sự hợp tác và sự tham gia của cộng đồng địa phương theo nguyên tắc chia

sẻ lợi ích nhằm đạt được sự hài hòa giữa lợi ích thu được từ tài nguyên thiên nhiên của các thành phần và quá trình của HST trong khi vẫn duy trì được khả năng của hệ để cung cấp được những lợi ích đó ở mức độ bền vững

Tiếp cận trên quan điểm tổng hợp và liên ngành: Trong quá trình phát triển của

tự nhiên, bản chất, chức năng và giá trị của bất kỳ một HST nào cũng vừa phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên, vừa chịu ảnh hưởng từ các hoạt động của con người Do đó, một HST bất kỳ cần được nhìn nhận từ nhiều góc độ khác nhau về tự nhiên (sinh học, sinh thái, địa lý, địa chất, thuỷ văn ), về xã hội (văn hoá, phong tục, tập quán, xung đột môi trường), kinh tế Vì vậy, để đề xuất các giải pháp bảo vệ, quản lý, sử dụng hợp lý và phát triển bền vững tài nguyên thực vật, cần có sự phân tích tổng hợp, tích hợp các chuyên ngành khoa học khác và kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có để đánh giá sự biến đổi và dự báo chiều hướng diễn thế của HST