Tài liệu Bước đầu nghiên cứu sự thay đổi một số nhân tố sinh thái theo các đai độ cao ở khu vực dãy hoàng liên sơn ( thuộc địa phận tỉnh lào cai) phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------------------- Tạ Thị Yến BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SỰU THAY ĐỔI MỘT SÓ NHÂN TỐ SINH THÁI THEO CÁC ĐAI ĐỘ CAO Ở KHU VỰC DÃY HOÀNG LIÊN SƠN (THUỘC ĐỊA PHẬN TỈNH LÀO CAI) PHỤC VỤ BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN XUÂN HUẤN Hà Nội - 2012 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Quy trình chuyển hóa các chất hữu cơ........................................................22 Hình 2: Biến trình năm của nhiệt độ .....................................................................492 Hình 3: Biến trình ngày đêm của nhiệt độ ............................................................ 513 Hình 4 : Biến trình năm của số giờ nắng ............................................................... 536 Hình 5: Biên độ ngày đêm cƣờng độ ánh sáng theo đai độ cao ............................. 557 Hình 6: Biến trình năm của độ ẩm ........................................................................ 568 Hình 7: Biến trình ngày đêm của độ ẩm ................................................................ 580 Hình 8: Biến trình năm của lƣợng mƣa .................................................................602 Hình 9: Biến trình ngày đêm của vận tốc gió ........................................................ 613 Hình10: Chỉ số pHKCl của đất rừng theo các đai cao .............................................. 701 Hình 11: Chỉ số độ mùn của đất theo các đai cao (%)............................................ 723 Hình 12: Chỉ số hàm lƣợng lân tổng số theo các đai (%)....................................... 745 Hình 13: Chỉ số Lân dễ tiêu theo các đai độ cao (%)............................................. 767 Hình 14: Chỉ số Kali tổng số theo các đai độ cao (mg/kg) ......................................69 Hình 15: Chỉ số Kali dễ tiêu theo các đai độ cao(mgđl/100g) ............................... 801 Hình 16: Chỉ số Nito tổng số theo các đai cao(%) ................................................. 823 Hình 17: Chỉ số Nito dễ tiêu theo các đai độ cao(mgđl/100g) ............................... 845 Hình 18: Chỉ số hàm lƣợng sắt theo các đai cao(mg/kg) ....................................... 867 Hình 19: Chỉ số hàm lƣợng nhôm theo các đai độ cao(mg/kg) ................................79 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Một số đặc tính đất có liên quan đến thành phần cơ giới đất. .....................19 Bảng 2 : Xác định thành phần cơ giới theo phƣơng pháp ngoài đồng ruộng .......... 403 Bảng 3 : Các chỉ số pHKCl theo đai độ cao. ......................................................... 690 Bảng 4: Các chỉ số về hàm lƣợng mùn theo đai độ cao ......................................... 712 Bảng 5: Chỉ số Lân tổng số theo các đai độ cao .................................................... 734 Bảng 6: Chỉ số về hàm lƣợng photpho dễ tiêu theo đai độ cao .............................. 756 Bảng 7: Chỉ số về hàm lƣợng kali tổng sô theo đai độ cao ....................................778 Bảng 8 : Chỉ số hàm lƣợng Kali dễ tiêu theo đai độ cao ........................................ 790 Bảng 9: Chỉ số Nito tổng số theo đai độ cao ......................................................... 812 Bảng 10: Chỉ số Nito dễ tiêu theo đai độ cao ........................................................ 834 Bảng 11: Chỉ số hàm lƣợng Sắt theo đai độ cao .................................................... 856 Bảng 12: Chỉ số hàm lƣợng Nhôm theo đai độ cao ............................................... 878 Bảng13. Sự biến đổi trạng thái của thảm thực vật theo độ cao ............................. 945 KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐDSH : Đa dạng sinh học ĐHKHTN : Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN : Đại học Quốc gia Hà Nội FAO : Tổ chức Lƣơng nông Liên hiệp quốc HST : Hệ sinh thái PTN : Phòng thí nghiệm UNESCO : Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên Hợp Quốc. RNĐTX : Rừng nhiệt đới thƣờng xanh WWF : Quỹ Bảo vệ Thiên nhiên Quốc tế MỤC LỤC MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................. 3 1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG9 1.1.1. Đa dạng sinh học ........................................................................................ 9 1.1.2 Bảo tồn đa dạng sinh học trong mối quan hệ với phát triển bền vững. ....... 11 1.2. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI PHỤC VỤ BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG. .................. 13 1.2.1. Vi khí hậu ................................................................................................. 13 1.2.2. Đất ........................................................................................................... 18 1.2.3. Thảm thực vật ........................................................................................... 24 1.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI Ở DÃY HOÀNG LIÊN SƠN ............................................................................................ 26 1.3.1. Vi khí hậu ................................................................................................. 26 1.3.2. Đất ........................................................................................................... 27 1.3.3. Thảm thực vật ........................................................................................... 28 1.4.TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 29 1.4.1. Điều kiện tự nhiên Dãy Hoàng Liên .......................................................... 29 1.4.2.Điều kiện kinh tế - xã hội VQG Hoàng Liên ............................................... 34 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 37 2.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................... 37 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 37 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 37 2.3.1. Phương pháp kế thừa ................................................................................ 37 2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu thực địa ..................................................... 38 2.3.3. Phương pháp xử lý và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm ................ 436 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................ 39 3.1. KHÁI QUÁT VỀ PHÂN ĐAI Ở DÃY HOÀNG LIÊN ................................. 39 3.2. SỰ THAY ĐỔI VI KHÍ HẬU THEO ĐAI ĐỘ CAO Ở DÃY HOÀNG LIÊN48 3.2.1. Nhiệt độ .................................................................................................... 49 3.2.2. Chế độ bức xạ ........................................................................................... 53 3.2.3. Độ ẩm ....................................................................................................... 56 3.2.4. Lượng mưa ............................................................................................... 60 3.2.5. Biến trình ngày đêm của vận tốc gió theo đai độ cao ................................ 61 3.3. SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT TRONG ĐẤT THEO ĐAI ĐỘ CAO Ở VQG HOÀNG LIÊN ..................................................................................................... 62 3.3.1. Phẫu diện đất............................................................................................ 62 3.3.2.Phân tích các chỉ số hóa học trong đất ...................................................... 69 3.4. THỰC VẬT .................................................................................................. 79 3.5. NHẬN XÉT MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI THEO ĐAI ĐỘ CAO. ................................................................................................................... 96 3.6. ĐỊNH HƢỚNG BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TẠI DÃY HOÀNG LIÊN ....................................................................... 88 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 90 KIẾN NGHỊ: .................................................................................................................... 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 102 MỞ ĐẦU Dãy Hoàng Liên Sơn có chiều dài 280 km chạy từ Phong Thổ (Lai Châu) về đến tỉnh Hoà Bình, bề ngang chân núi ở đoạn rộng nhất lên tới 75km và đoạn hẹp nhất là 45km. Dãy đƣợc hình thành từ 3 khối núi lớn là khối Bạch Mộc Lƣơng Tử, khối PhanXi-Păng và khối Pu Luông cho nên Hoàng Liên Sơn đƣợc mệnh danh là nóc nhà của Tổ quốc . Ngoài ra, nơi đây còn đƣợc biết đến nhƣ một trung tâm đa dạng sinh học bậc nhất tại Việt Nam . Thực vậy, Hoàng Liên chứa đựng đa dạng nguồn gen về động thực vật rất phong phú. Ƣớc tính có khoảng 25% loài thực vật đặc hữu và khoảng 50% các loài lƣỡng cƣ xác định ở Việt Nam đƣợc tìm thấy ở Hoàng Liên. Ngoài ra, dãy Hoàng Liên còn biết đến với hàng ngàn những cảnh quan thiên nhiên kỳ vĩ . Trong đó, khu vực dãy Hoàng Liên Sơn thuộc địa phận tỉnh Lào cai là nơi tập trung nhiều khu du lịch nhất, là điểm đến lý tƣởng cho khách du lịch khám phá : VQG Hoàng Liên, đỉnh Phan Xi Păng, vƣợt đèo Ô Quy Hồ, khám phá văn hóa các dân tộc thiểu số sinh sống trong vùng đệm của vƣờn,…Chính vì những ƣu ái của thiên nhiên nhƣ vậy, mà dãy Hoàng Liên Sơn thuộc địa phận tỉnh Lào cai đƣợc biết đến nhƣ là khu du lịch sinh thái, nghỉ dƣỡng tuyệt vời. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế - xã hội, khi mà con ngƣời chƣa chú trọng bảo vệ đa dạng sinh học, đề cao lợi nhuận kinh tế đã khai thác, chặt phá rừng bừa bãi và sự phát triển không kiểm soát của du lịch. Dẫn đến nguồn tài nguyên thiên nhiên bị phá hủy tới mức không thể tự phục hồi. Đặc biệt, một số loài cây quý hiếm, nhất là cây dƣợc liệu bản địa tại khu vực Hoàng Liên Sơn, đang có dấu hiệu suy giảm, đẩy nhiều loài vào nguy cơ tuyệt chủng. Hơn nữa, khi không có những cánh rừng giữ nƣớc, thì với địa hình đặc trƣng nhiều dốc đứng nhƣ nơi đây, thì rất dễ xẩy ra lũ lụt, xói mòn đất,…,và hàng loạt những phụ hệ khác sẽ đẩy con ngƣời vào những nguy cơ phải chịu thiên tai nặng nề. Vậy khi những cánh rừng không đƣợc đề cao bảo vệ đúng mức, thì chính cuộc sống, sức khỏe, kinh tế,… của con ngƣời sẽ suy giảm trầm trọng. Nhận thức đƣợc tầm quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững tại khu vực Hoàng Liên Sơn thuộc địa phận tỉnh Lào Cai, đã có nhiều nghiên cứu đƣợc thực hiện. Bởi chúng ta nhận thấy rằng, bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững chính là đích tới cho sự phát triển kinh tế cân bằng với tự nhiên . Đồng nghĩa, đó là đem lại cho con ngƣời sức khỏe, cuộc sống tốt và nguồn lợi kinh tế bền vững,...Và để định hƣớng bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững thì chúng ta phải hiểu rõ các yếu tố sinh thái nơi đây. Chính vì lý do đó, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “ Bước đầu nghiên cứu sự thay đổi một số nhân tố sinh thái theo các đai độ cao ở khu vực dãy Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai) phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững” với các mục tiêu đề ra: 1. Bƣớc đầu tiếp cận với những nghiên cứu về một số nhân tố sinh thái ở Việt Nam và tại dãy Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai). 2. Đánh giá sự biến đổi một số nhân tố sinh thái theo đai độ cao địa hình. 3. Bƣớc đầu đề ra một số định hƣớng trong công tác bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững ở khu vực dãy Hoàng Liên (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai). Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG 1.1.1. Đa dạng sinh học Thuật ngữ đa dạng sinh học (biodiversity) đƣợc đƣa ra lần đầu tiên bởi 2 nhà khoa học Norse và McManus vào năm 1980. Định nghĩa này bao gồm hai yếu tố có liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lƣợng các loài trong một quần xã sinh vật). Cho đến nay đã có hơn 25 định nghĩa nữa cho thuật ngữ "đa dạng sinh học" này. Trong đó, định nghĩa của tổ chức Lƣơng nông Liên hiệp quốc (FAO) cho rằng: "đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dƣới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái"[15]. Tính đa dạng có thể hiểu là một số lƣợng xác định các đối tƣợng khác nhau và tần số xuất hiện tƣơng đối của chúng. Đối với đa dạng sinh học, những đối tƣợng này đƣợc tổ chức ở nhiều cấp độ, từ các hệ sinh thái phức tạp đến các cấu trúc hoá học là cơ sở phân tử của vật chất di truyền. Do đó, thuật ngữ này bao hàm các hệ sinh thái, các loài, các gen khác nhau và sự phong phú tƣơng đối của chúng . Đa dạng sinh học còn là sự đa dạng của các sinh vật trên trái đất, bao gồm cả sự đa dạng về di truyền của chúng và các dạng tổ hợp. Đây là một thuật ngữ khái quát về sự phong phú của sinh vật tự nhiên, hỗ trợ cho cuộc sống và sức khoẻ của con ngƣời . Khái niệm này bao hàm mối tƣơng tác qua lại giữa các gen, các loài và các hệ sinh thái (nhƣ quan niệm của Reid & Miller, 1989) Tại Hội nghị Thƣợng đỉnh Rio de Janerio ngày 05/06/1992, với sự thông qua cảu 157 quốc gia và vùng lãnh thổ, công ƣớc về ĐDSH đã đƣợc thông qua. Theo công ƣớc ĐDSH thì “ ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong HST trên cạn, trong đại dƣơng và các hệ sinh thái thuỷ vực khác cũng nhƣ các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành phần trong đó. Từ đó thuật ngữ này trở lên phổ biến[15]. Định nghĩa do Quỹ Bảo vệ Thiên nhiên Quốc tế (WWF,1989) quan niệm ĐDSH là sự phồn thịnh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và những HST vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trƣờng”. Do vậy, ĐDSH bao gồm 3 cấp độ: đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng HST. Đa dạng loài bao gồm toàn bộ các loài sinh vật sống trên trái đất, từ vi khuẩn đến các loài động, thực vật và các loài nấm. Ở mức độ vi mô hơn, ĐDSH bao gồm cả sự khác biệt về gen giữa các loài, khác biệt về gen giữa các quần thể sống cách ly về địa lý cũng nhƣ sự khác biệt giữa các cá thể cùng chung sống trong một quần thể. ĐDSH còn bao gồm cả sự khác biệt giữa các quần xã mà trong đó các loài sinh sống, các HST nơi mà các loài cũng nhƣ các quần xã sinh vật tồn tại và cả sự khác biệt của các mối tƣơng tác giữa chúng với nhau[15]. ĐDSH có ý nghĩa rất to lớn với sự tồn tại của sự sống trên trái đất. Cụ thể: Giá trị bảo vệ nguồn gen động thực vật quý hiếm: ĐDSH đƣợc thể hiện với sự đa dạng về các loài động và thực vật, trong đó có các loài rất có giá trị. Chính vì vậy nếu gìn giữ đƣợc đa dạng sinh học chúng ta có thể lƣu giữ đƣợc nguồn gen này cho các thể hệ tƣơng lai. Bảo vệ tài nguyên đất và nước, giảm thiểu xói mòn và làm điều hòa khí hậu: Các quần xã sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ rừng đầu nguồn, những HST vùng đệm, giảm nhẹ mức độ lũ lụt và hạn hán cũng nhƣ duy trì chất lƣợng nƣớc. Tán cây và các lớp lá rụng dƣới đất ngăn cản sức rơi của những giọt mƣa làm giảm tác động của mƣa lên đất; rễ cây và các vi sinh vật đất làm thông thoáng không khí trong đất và giảm bớt khả năng xảy ra lũ lụt khi có mƣa lớn và làm cho dòng chảy chậm lại đến hàng ngày, hàng tuần sau khi mƣa. Quần xã thực vật có vai trò rất quan trọng trong việc điều hoà khí hậu địa phƣơng, khí hậu vùng và ngay cả khí hậu toàn cầu. Cung cấp các nguồn lợi kinh tế có giá trị: ĐDSH trực tiếp phục vụ đời sống của con ngƣời góp phần xoá đói, giảm nghèo… . Với vai trò quan trọng của ĐDSH nhƣ vậy nên tính cấp bách của việc bảo tồn đa dạng phải đƣợc đề cao. Bởi nếu bị hủy hoại thì cuộc sống của sinh vật sẽ bị phá hủy, trong đó có cuộc sống của con ngƣời. Chính vì vậy, việc duy trì ĐDSH chính là trách nhiệm của con ngƣời nếu muốn tồn tại. Các phƣơng án bảo vệ gìn giữ ĐDSH thực tế phải đƣợc đặt ra và đƣợc thực hiện trên phạm vi toàn cầu. 1.1.2 Bảo tồn đa dạng sinh học trong mối quan hệ với phát triển bền vững. Bảo tồn đa dạng sinh học là quá trình quản lý mối tác động qua lại giữa con ngƣời với các gen, các loài và các hệ sinh thái nhằm mang lại lợi ích lớn nhất cho thế hệ hiện tại và vẫn duy trì tiềm năng của chúng để đáp ứng nhu cầu và nguyện vọng của các thế hệ tƣơng lai. Để có thể tiến hành các hoạt động quản lý nhằm bảo tồn đa dạng sinh học, điều cần thiết là phải tìm hiểu những tác động tiêu cực, các nguy cơ mà loài hiện đang đối mặt và từ đó xây dựng các phƣơng pháp quản lý phù hợp nhằm giảm đi các tác động tiêu cực của các nguy cơ đó và đảm bảo sự phát triển của loài và hệ sinh thái đó trong tƣơng lai. Dƣới áp lực ngày càng tăng của sự thay đổi khá nhanh các điều kiện môi trƣờng đã khuyến khích tính thích nghi của loài đƣợc thể hiện. Đặt các quần thể bảo tồn trong quá trình chọn lọc tự nhiên và trong quá trình tiến hóa theo các hƣớng khác biệt chuẩn bị cho việc thích nghi rộng hơn của loài đối với các điều kiện môi trƣờng khác nhau. Ủy Ban Môi Trƣờng và Phát Triển Thế Giới ( Elliott, 1994) đã định nghĩa phát triển bền vững nhƣ sau : “ Phát triển bền vững là sự phát triển đáp ứng những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hƣởng đến khả năng phát triển của các thế hệ tƣơng lai”[4][13]. Phát triển bền vững là quá trình có sự kết hợp chặt chẽ, hợp lý, hài hoà giữa 3 mặt của sự phát triển, bao gồm: - Phát triển kinh tế - Phát triển xã hội - Bảo vệ môi trƣờng: Một yêu cầu đặt ra với phát triển bền vững đó là làm sao phát triển đƣợc nền kinh tế xã hội trong khi vẫn có thể giữ gìn, bảo vệ đƣợc thiên nhiên. Bảo tồn là để liên kết đƣợc việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc thù với những nhu cầu phát triển có thể chấp nhận đƣợc của một bộ phận dân cƣ mà cuộc sống của họ phụ thuộc vào việc khai thác tài nguyên đó [13, 15]. Để đảm bảo sự phát triển bền vững phải bảo tồn ĐDSH và biết cách sử dụng nó một cách hợp lý. Đối với các loại tài nguyên sinh học, là dạng tài nguyên có khả năng tái tạo đƣợc, điều quan trọng là tạo đƣợc sản lƣợng ổn định tối đa mà không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên cơ sở. Sản lƣợng này hoàn toàn có hạn và không thể khai thác quá khả năng chịu đựng, nếu không muốn làm giảm năng suất trong tƣơng lai. Vấn đề là phải biết kiềm chế, biết cách sử dụng một cách khôn khéo, và làm ổn định nhu cầu trong giới hạn cho phép bằng cách sớm ổn định dân số, nâng cao nhận thức của cộng đồng về ĐDSH, và tăng quyền chủ động của họ trong việc quản lý, sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên mà cuộc sống của họ phụ thuộc vào đó. Mục tiêu của bảo tồn, quản lý ĐDSH và sử dụng bền vững các tài nguyên sinh học là „nhằm giữ đƣợc sự cân bằng tối đa giữa bảo tồn sự đa dạng của thiên nhiên và tăng cƣờng chất lƣợng cuộc sống của con ngƣời‟. Để có thể thực hiện đƣợc mục tiêu nói trên, các chính phủ và mọi công dân, các tổ chức quốc tế, các tổ chức kinh doanh và các tổ chức phi chính phủ cần phải cộng tác chặt chẽ với nhau để tìm ra con đƣờng phát triển mà không làm đảo lộn các quá trình cơ bản của hành tinh và bảo tồn đƣợc sự ĐDSH. Mục tiêu quan trọng nhất của chiến lƣợc phát triển bền vững là càng bảo tồn ĐDSH đƣợc càng nhiều càng tốt (Holdgate, 1994)[15]. Bảo tồn và quản lý ĐDSH là sự cố gắng của loài ngƣời trong việc hoạch định và thực thi một số mục tiêu sau đây: - Gìn giữ và sử dụng hợp lý ĐDSH, các nguồn tài nguyên sinh học, và bảo đảm sự phân chia một cách công bằng lợi ích thu đƣợc từ các nguồn tài nguyên trên; - Phát triển khả năng con ngƣời, nguồn tài chính, cơ sở hạ tầng và thể chế để thực hiện đƣợc các mong muốn trên; - Tạo lập đựơc các thể chế phù hợp để thúc đẩy đƣợc sự cộng tác cần thiết giữa các tổ chức chính phủ, các cộng đồng, các tổ chức phi chính phủ, các cơ sở kinh doanh và các cá nhân có hƣởng lợi từ các nguồn tài nguyên nói trên. Một số ảnh hƣởng của các khu bảo tồn tới phát triển bền vững: - Bảo tồn hổ trợ phát triển cộng đồng xoá đói giảm nghèo. - Cung cấp và điều tiết nguồn tài nguyên nƣớc. - Góp phần phát triển nông nghiệp. - Phát triển nuôi trồng thuỷ sản - Phát triển du lịch - Bảo vệ môi trƣờng: các KBT là những bể hấp thụ CO2 có hiệu quả để góp phần làm giảm hiệu ứng khí nhà kính... 1.2. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI PHỤC VỤ BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG. 1.2.1. Vi khí hậu Theo I.A Golsberg ( ”Khí hậu nông nghiệp”, 1773), Vi khí hậu là khí hậu của lãnh thổ nhỏ, xuất hiện do ảnh hƣởng về sự khác biệt của địa hình, thực vật, trạng thái thổ nhƣỡng, hoặc do ảnh hƣởng của hồ nƣớc, của các công trình xây dựng và các đặc điểm khác của mặt đệm. Ví dụ xuất hiện vi khí hậu của một ki ruộng, của sƣờn đồi, của trảng rừng, của một vùng đầm lầy đã đƣợc rút cạn nƣớc, của một thành phố,...Quan điểm này đƣợc trích dẫn trong cuốn Vi khí hậu của Lê Văn Mai (2001)[24]. Theo “ Từ điển đa dạng sinh học & phát triển bền vững” của Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng ( NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001) thuật ngữ “Microclimate – vi khí hậu” là điều kiện khí hậu đƣợc xác lập trong một không gian tƣơng đối hẹp với giới hạn vài mét phía trên và phía dƣới cách khỏi mặt đất hoặc dƣới tán của thảm thực vật. Thảm thực vật, điều kiện đất đai, địa hình hẹp và những hoạt động công nghiệp có thể tạo nên sự khác nhau về vi khí hậu [ 4]. Ngoài ra, hiểu một cách ngắn gọn thì vi khí hậu là khí hậu khu vực nhỏ và hình thành chủ yếu do đặc điểm của địa hình và mặt trải dƣới, trong đó có mặt đất, lớp phủ thực vật, mặt nƣớc thuỷ vực. Vi khí hậu có quy mô ngang và quy mô thẳng đứng nhỏ. Việc nghiên cứu về vi khí hậu của một lãnh thổ có ý nghĩa thực tiễn rất to lớn: - Về mặt phục vụ sản xuất nông nghiệp, việc khảo sát vi khí hậu có thể chỉ ra khu vực thuận lợi nhất về mặt vi khí hậu đối với các loại thực vật phục vụ cho việc đề xuất biện pháp bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững. - Việc khảo sát chi tiết vi khí hậu của một khu vực giúp chúng ta lập đƣợc sơ đồ phân vùng vi khí hậu địa phƣơng trên phạm vi lãnh thổ đó. Từ đó có những giải pháp quy hoạch và phát triển nông lâm nghiệp. Trên thế giới, việc nghiên cứu và đánh giá ảnh hƣởng của khí hậu đến thảm thực vật tự nhiên và cây trồng đƣợc các tác giả tiến hành khá lâu và đã đạt đƣợc những kết quả nhất định: Năm 1900, W.Koppen (nhà khí hậu học ngƣời Đức) căn cứ vào bản đồ thực vật của Griesebach xây dựng để phân chia thế giới thành 6 đới khí hậu và 24 loại hình khí hậu. Ông đã dùng các chỉ tiêu: nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất, lƣợng mƣa ít nhất để phân chia và đánh giá tác động của khí hậu đến cây trồng. Ông đã gắn tên gọi các đới, các loại hình khí hậu của mình với các thảm thực vật [24]. Năm 1936, W.Koppen đã cải tiến cách phân loại của mình. Ông vẫn dùng chỉ tiêu nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất và lƣợng mƣa năm để phân chia thế giới thành 5 đới khí hậu chính phù hợp với 5 lớp phủ thực vật chính trên Trái Đất. Trong các đới khí hậu ông lại dùng chỉ tiêu mùa khô, mùa rét lạnh cũng nhƣ thời gian xuất hiện để chia thành 11 loại khí hậu khác nhau từ đới khí hậu nhiệt đới mƣa nhiều đến đới khí hậu băng tuyết [24]. Năm 1948, nhà khí hậu học Ivanôp đã dùng hệ số ẩm ƣớt K =r/E 0 (r là lƣợng mƣa năm, E0 là lƣợng bốc hơi năm) để phân chia ra 6 loại khí hậu cơ bản sau: - Khu vực rất ẩm ƣớt (K ≥ 1,5) tƣơng ứng với kiểu thảm thực vật - rừng nhiệt đới và á nhiệt đới xanh quanh năm, rừng ẩm ƣớt và đài nguyên ẩm ƣớt ở ôn đới. - Khu vực khá ẩm ƣớt (1 ≤ K ≤ 1,49) với kiểu thảm thực vật là rừng rụng lá về mùa khô ở nhiệt đới, rừng lá kim và lá rộng ôn đới. - Khu vực ẩm ƣớt trung bình (0,6 ≤ K ≤ 0,99). Ở nhiệt đới có thảo nguyên, rừng thƣa nhiệt đới; ở á nhiệt đới có rừng lá cứng; ở ôn đới có thảo nguyên rừng. - Khu vực hơi ẩm (0,3 ≤ K ≤ 0,59) với kiểu thảm là thảo nguyên rừng thƣa nhiệt đới khô ráo, rừng mọc ở vùng khô nhiệt đới thảo nguyên và đất cỏ ở á nhiệt đới. - Khu vực thiếu ẩm ƣớt (0,13 ≤ K ≤ 0,29) vùng bán hoang mạc và vùng quán mộc nơi khô có nhiều gai. - Khu vực khô ráo hoặc hoang mạc (0 < K ≤ 0,12). Nhƣ vậy theo cách phân loại của Ivanop thì chỉ có yếu tố ẩm ƣớt đƣợc coi trọng, ít xét đến yếu tố nhiệt. Do đó, một khu vực khí hậu có thể kéo dài từ nhiệt đới cho đến tận ôn đới. Tuy nhiên, ông đã thấy đƣợc thảm thực vật ở các khu vực khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào hệ quả khí hậu. Năm 1945, Gaussen đã tiếp thu những thành tựu của các nhà khoa học đi trƣớc, tiến hành khái quát hoá những mối quan hệ nhiệt ẩm và xây dựng đƣợc phƣơng trình cân bằng nƣớc cho thực vật trên cơ sở của nhiệt ẩm là nhân tố quan trọng nhất: r = 2t (r là tổng lƣợng mƣa tháng tính bằng minimét, t là nhiệt độ trung bình tháng tính bằng 0C). Theo ông chỉ số khô sinh khí hậu (K) đƣợc xác định nhƣ sau: + Tháng khô là tháng có lƣợng mƣa nhỏ hơn hai lần nhiệt độ trung bình tháng (r < 2t). + Tháng hạn là tháng có lƣợng mƣa nhỏ hơn nhiệt độ trung bình tháng (r < t). + Tháng kiệt là tháng hầu nhƣ không có mƣa (r ≈ 0). Chỉ số khô (K) của Gaussen đƣợc nhiều nhà thực vật công nhận khả năng ứng dụng thực tiễn. Năm 1961, Walter và Lieth đã dùng để giải thích, mô tả sự hình thành tự nhiên của thực vật trên thế giới. Kết quả đƣợc thể hiện bằng biểu đồ khí hậu với hai yếu tố chính đƣợc thể hiện là nhiệt độ và lƣợng mƣa Năm 1962, H.Walter đã tiến hành nghiên cứu sinh thái thảm thực vật rừng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ông cho rằng ở khu vực này lƣợng bức xạ dồi dào, nền nhiệt lƣợng cao. 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). Ông đã đƣa ra cách phân loại về mối quan hệ giữa kiểu thảm thực vật với số tháng khô hạn. Nhƣ vậy, trong một thời gian khá dài đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh khí hậu thảm thực vật nổi tiếng trên thế giới. Hầu hết trong tất cả các công trình nghiên cứu của các tác giả đều lựa chọn phức hệ nhiệt - ẩm làm chỉ tiêu phân đới, phân loại, phân kiểu sinh khí hậu. Với chỉ tiêu đó đã góp phần xác định bộ mặt của thảm thực vật tự nhiên một cách rõ nét nhất. Đồng thời đây cũng là những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá mức độ thích nghi sinh thái của khí hậu đối với cây trồng. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và đánh giá tài nguyên thiên nhiên nói chung, tài nguyên khí hậu nói riêng đã đƣợc Nhà nƣớc quan tâm ngay từ khi miền Bắc hoàn toàn giải phóng (1954) và đã thu đƣợc những kết quả quan trọng, góp phần vào sự nghiệp khôi phục kinh tế và xây dựng đất nƣớc sau chiến tranh. Trƣớc hết, phải kể đến chƣơng trình tiến bộ khoa học kĩ thuật trọng điểm cấp Nhà nƣớc mang mã số 42A: “Đánh giá tài nguyên và điều kiện thiên nhiên về khí tƣợng thuỷ văn phục vụ sản xuất và quốc phòng, trọng tâm là phục vụ nông nghiệp”. Với sự tham gia của nhiều chuyên gia, nhiều nhà khoa học và đƣợc sự chỉ đạo chặt chẽ của Uỷ ban Khoa học kĩ thuật Nhà nƣớc, đã đƣợc hoàn thành vào năm 1988. Kết quả nghiên cứu của chƣơng trình 42A là tiền đề cho một loạt các công trình nghiên cứu, điều tra khảo sát và đánh giá tài nguyên khí hậu tiếp theo. Các công trình 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 lƣợc 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); “Đánh giá khai thác và bảo vệ tài nguyên khí hậu và tài nguyên nƣớc ở Việt Nam” của Nguyễn Viết Phổ, Vũ Văn Tuấn (1993); “Khí hậu và tài nguyên khí hậu Việt Nam” của Nguyễn Đức Ngữ, Nguyễn Trọng Hiệu (2004). Ngoài ra, vấn đề nghiên cứu, đánh giá tài nguyên khí hậu Việt Nam còn đƣợc đề cập đến trong một số giáo trình về tự nhiên Việt Nam, kinh tế sinh thái, cơ sở sinh khí hậu của các tác giả: Nguyễn Đức Chính, Vũ Tự Lập, Lê Bá Thảo, Nguyễn Pháp, Nguyễn Khanh Vân [35]. 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 nhƣ: “Đánh giá điều kiện khí hậu vùng Bắc Trung Bộ phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp và du lịch” của Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Khanh Vân; “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. Trên địa bàn tỉnh Lào Cai có rất ít công trình nghiên cứu đánh giá cụ thể về tài nguyên khí hậu. Trong đó, khí hậu của Lào cai đƣợc nêu khái quát trong các công trình nghiên cứu của Vũ Tự Lập (1976) sau chuyến khảo sát Fanxipan[20]; đài khí tƣợng Lào Cai (1986) phân chia các vùng khí hậu tỉnh Lào Cai, sự phân hóa các điều kiện khí hậu theo đai cao phục vụ sản xuất nông, lâm nghiệp; Đặng Kim Nhung, Nguyễn Khanh Vân (1996, 2005) nghiên cứu phân loại sinh khí hậu phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp, du lịch và nghỉ dƣỡng ở Sapa. Vì vậy, đây là hƣớng nghiên cứu về khí hậu ứng dụng có ý nghĩa thực tiễn cao vào đời sống. 1.2.2. Đất Đất là lớp vở ngoài rất mỏng của thạch quyển (litthosphere) và có thể tách thành quyển riêng gọi là địa quyển (pedosphere). Cũng nhƣ các quyển khác, những đặc trƣng của đất đƣợc quy định bởi các phản ứng sinh thái và mối tƣơng tác của sinh vật cũng nhƣ của cả hệ sinh thái với các chu trình vật chất và năng lƣợng.[7] Theo Dacutraev (1979): Đất là vật thể thiên nhiên đƣợc hình thành qua một thời gian dài do kết quả tác động tổng hợp của 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian”[7]. Đất là môi trƣờng sống của sinh vật trên cạn, đặc biệt là thực vật và các loài động vật sống trong đất. Đất là tổ hợp của giá thể khoáng đƣợc nghiền vụn cùng với các sinh vật trong đất và những sản phẩm hoạt động sống của chúng. Đất đƣợc xem là một trong những hệ sinh thái quan trọng cấu trúc nên sinh quyển. Khi nghiên cứu về đất phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học, các chỉ số thƣờng đƣợc các nhà khoa học quan tâm đó là: Phẫu diện đất, thành phần cơ giới đất và tính chất hóa học của đất. + Phẫu diện đất : là mặt cắt thẳng đứng từ bề mă ̣t cắ t thẳ ng đƣ́ng tƣ̀ bề mă ̣t đấ t xuố ng tầ ng đá me ̣ . Các loại đất khác nhau có độ dày và đặc trƣng phẫu diện khác nhau . Phẫu diê ̣n đấ t là hình thái biể u hiê ̣n bên ngoài phản ánh quá trình hình thành , phát triển và tính chấ t của đấ t . Mô ̣t phẫu diê ̣n đầ y đủ thƣờng đƣơ ̣c chia thành các lớp chin ́ h tƣ̀ trên xuố ng dƣới nhƣ sau:  Lớp đấ t mă ̣t/ hay tầ ng mă ̣t : thƣờng đƣơ ̣c ký hiê ̣u là tầ ng A,  Lớp đấ t bên dƣới : thƣờng đƣơ ̣c ký hiê ̣u là tầ ng B  Lớp mẫu chấ t/ hay đá me ̣ đã bi ̣phân hóa phầ n nào, đƣơ ̣c ký hiê ̣u là tầ ng C.  Lớp đá me ̣ : cƣ́ng, chƣa phân hóa, đƣơ ̣c ký hiê ̣u là tầ ng D. + Thành phần cơ giới đất (hay chính là các thành phần các vật thể rắn vô cơ): đề cập đến các tỷ lệ khác nhau của ba loại hạt: cát, thịt và sét trong một loại đất nào đó. Thành phần hạt sẽ xác định kích thƣớc và số lƣợng các lỗ hổng giữa các hạt, mà sẽ là nơi đƣợc nƣớc hoặc không khí chiếm giữ. Theo tổ chức FAO, các loại đất tƣơng ứng với đƣờng kính (D) hạt nhƣ sau: Sét D < 0,002 mm Thịt 0,002 mm < D <0,02 mm Cát 0,02 mm < D < 2 mm Theo USDA Sét D < 0,002 mm Thịt 0,002 mm < D < 0,05 mm Cát 0,05 mm < D < 2 mm Thành phần cơ giới đất có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Các loại đặc tính đất liên quan đến thành phần cơ giới đất đƣợc trình bày trong bảng 1. Bảng 1: Một số đặc tính đất có liên quan đến thành phần cơ giới đất. Đặc tính đất Thành phần cơ giới Cát Thịt Sét rất tốt tốt Kém thấp trung bình Cao rất tốt tốt Kém dễ dàng trung bình Khó khăn nhanh trung bình chậm dễ dàng trung bình khó khăn Khả năng giữ nƣớc thấp trung bình cao Khả năng giữ dƣỡng đất thấp trung bình cao Thoáng khí Trao đổi cation Thoát nƣớc Khả năng bị nƣớc xói mòn Khả năng thấm nƣớc Cày đất Đất có thành phần cơ giới nhẹ có lƣợng cát cao, dễ cày, tốn ít năng lƣợng trong việc chuẩn bị đất hơn lƣợng đất có lƣợng sét cao . Nói chung, đất cát có ít các lổ hổng hơn nhƣng lổ hổng lại lớn hơn đất sét, do kích thƣớc của các hạt lớn hơn. Do đó, sau các cơn mƣa lớn, đất sét giữ lại đƣợc nhiều nƣớc hơn đất cát. + Tính chất hóa học của đất Các nguyên tố hoá học chứa chủ yếu trong phần khoáng, hữu cơ của đất. Nguồn gốc của chúng có từ đá và khoáng tạo thành đất. Trong đất gần một nửa là oxy (47,2%), tổng sắt nhôm là 13,0% và các nguyên tố Ca, Na, K, Mg mỗi loại 2-3%. Các nguyên tố còn lại ở trong đất chiếm gần 1%. Trong đất thành phần trung bình các nguyên tố hoá học khác với đất. Oxy, hydro (thành phần H2O) lớn hơn: cacbon 20 lần, nitơ 10 lần, lớn hơn đá và chứa trong chất hữu cơ. Đồng thời Al, Fe, Ca, K, và Mg ít hơn trong đá do đặc trƣng các nguyên tố này trong quá trình phân hoá và tạo thành đất. Các thành phần hoá học đất có liên quan chặt chẽ với nhau, nhất là ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất. Các giai đoạn sau của quá trình phát triển lại chịu sự chi phối của các quá trình lý hoá sinh học và hoạt động sản xuất của con ngƣời tác động lên môi trƣờng đất. Tính chất hóa học của đất đƣợc thể hiện chính ở 3 đặc điểm: pH, Khả năng trao đổi Cation, và các hợp chất dinh dƣỡng trong đất. Độ pH đất phản ánh mức độ đất chua (acid) hay kiềm. Tính kiềm hay acid của một dung dịch đƣợc xác định bởi nồng độ ion hydrogen của nó. pH = -log [ H+ ] Đa số các loại đất có ý nghĩa trong trồng trọt có giá trị pH trong khoảng 5-9. Đất ở các vùng có lƣợng mƣa cao và phá rừng mạnh nói chung đều chua do các cation nhƣ Ca2+, Mg2+, v.v… đã bị rửa trôi và có sự tập trung ion H+ trong các keo sét. pH của đất không phải là một giá trị cố định, nó có thể thay đổi theo thời gian.