Tài liệu Nghiên cứu sự thay đổi vài 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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********* Trương Ngọc Kiểm 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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội, 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********* Trương Ngọc Kiểm 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 Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 62420120 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. GS.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn 2. PGS.TS. Lê Thu Hà Hà Nội, 2015 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 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 1 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 Phụ lục 6: Một số hình ảnh nghiên cứu thực địa P-173 2 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CITES Convention of International Trade of Endangered species (Công ước về thương mại quốc tế các loài nguy cấp) DLST Du lịch sinh thái ĐDSH Đa dạng sinh học ĐHKHTN Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội GIS Geographic Information Systems (Hệ thống thông tin địa lý) HLS Hoàng Liên Sơn HST/HTV Hệ sinh thái / Hệ thực vật IUCN International Union for Conservation of Nature and Nature Rescources (Liên minh quốc tế bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên thiên nhiên) KBTTN Khu bảo tồn thiên nhiên KVNC Khu vực nghiên cứu NĐ 32 Nghị định 32/2006/NĐ-CP ngày 30/3/2006 về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý hiếm NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn RNĐTX Rừng nhiệt đới thường xanh SĐVN Sách đỏ Việt Nam TTV Thảm thực vật UBND Uỷ ban nhân dân UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (Tổ chức giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên hợp quốc) VQG Vườn Quốc gia 3 DANH MỤC HÌNH TT 1.1 Tên hình Biểu đồ sinh khí hậu khu vực Sapa- Hoàng Liên Sơn Trang 28 2.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu 32 2.2 Sơ đồ các tuyến nghiên cứu, điểm khảo sát thực địa 33 2.3 Cách đo các chỉ số của cây 37 2.4 Xác định thành phần cơ giới theo phương pháp ngoài đồng ruộng 38 2.5 Danh mục các nguồn cơ sở dữ liệu tra cứu thông tin thực vật 39 2.6 Sơ đồ tóm tắt phương pháp thành lập bản đồ 43 3.1 Biến trình năm của số giờ nắng trung bình tháng 45 3.2 Biến trình ngày đêm cường độ ánh sáng theo đai độ cao 47 3.3 Biến trình năm của nhiệt độ ở khu vực Hoàng Liên Sơn 47 3.4 Biến trình ngày đêm của nhiệt độ theo các đai độ cao 49 3.5 Biến trình năm của độ ẩm tương đối (% ) trung bình các tháng 51 3.6 Biến trình ngày đêm của độ ẩm tương đối (%) theo các đai độ cao 52 3.7 Biến trình năm của chế độ mây tổng quan trung bình (phần 10) 53 3.8 Biến trình năm của lượng mưa theo các đai độ cao (mm) 53 3.9 Biến trình ngày đêm tốc độ gió ở các đai độ cao (m/s) 55 3.10 Biểu đồ phân bố số loài thực vật theo các độ cao ở Hoàng Liên Sơn 104 3.11 Biểu đồ sự phân hóa số loài theo độ cao 106 3.12 Biểu đồ phân bố số loài quý hiếm theo độ cao 108 3.13 Biểu đồ sự biến đồi chiều cao cây gỗ theo độ cao 113 DANH MỤC BẢNG TT 2.1 Tên bảng Thời gian, lịch trình các đợt khảo sát thực địa 2.2 Thang phân chia dạng sống thực vật của Raunkiaer, 1934 40 3.1 Sự biến thiên cường độ chiếu sáng theo các đai độ cao 46 3.2 Trang 34 o 48 o Biến thiên nhiệt độ không khí ( C) trong năm theo các đai độ cao 3.3 Biến thiên nhiệt độ không khí ( C) ngày đêm theo các đai độ cao 49 3.4 Biên độ giảm nhiệt mỗi 100m độ cao giữa các đai 50 3.5 Biến thiên độ ẩm tương đối (%) ngày đêm theo các đai độ cao 51 3.6 Đặc điểm các đai khí hậu khu vực Hoàng Liên Sơn 56 3.7 Tổng hợp sự thay đổi của các nhân tố khí hậu theo độ cao 57 3.8 Hệ thống chỉ tiêu sinh khí hậu của thảm thực vật tự nhiên ở khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai) 59 3.9 Biến thiên pHKCl của đất theo các đai độ cao 69 4 3.10 Biến thiên hàm lượng mùn (%) trung bình theo đai độ cao 70 3.11 Biến thiên hàm lượng photpho tổng số (%) theo các đai độ cao 71 3.12 Biến thiên hàm lượng photpho dễ tiêu (%) trong đất theo đai độ cao 72 3.13 Biến thiên hàm lượng kali tổng số theo đai độ cao (mg/100 g đất) 73 3.14 Biến thiên hàm lượng Kali dễ tiêu theo đai độ cao (mg/ 100g đất) 74 3.15 Biến thiên hàm lượng Nitơ tổng số theo đai độ cao (%) 75 3.16 Biến thiên hàm lượng Nitơ dễ tiêu theo các đai độ cao (mgđl) 76 3.17 Biến thiên hàm lượng Sắt theo đai độ cao (mg/kg đất) 77 3.18 Biến thiên hàm lượng Nhôm trong đất theo đai độ cao (mg/kg đất) 78 3.19 Biến thiên hàm lượng Canxi trong đất theo đai độ cao (mgđl/100g) 79 3.20 Biến thiên hàm lượng Magie trong đất theo đai độ cao (mgđl/100g) 80 3.21 Tổng hợp xu hướng biến thiên các chỉ tiêu hoá học đất 81 3.22 Thành phần các bậc taxon của hệ thực vật bậc cao có mạch khu vực Hoàng Liên Sơn (tỉnh Lào Cai) 82 3.23 Tỷ trọng 2 lớp trong ngành Ngọc lan của hệ thực vật khu vực Hoàng Liên Sơn 83 3.24 Các họ đa dạng nhất của hệ thực vật Hoàng Liên Sơn 84 3.25 Các chi đa dạng nhất của hệ thực vật Hoàng Liên Sơn 85 3.26 Các chỉ số đa dạng của hệ thực vật khu vực Hoàng Liên Sơn 86 3.27 Chỉ số đa dạng của một số hệ thực vật của Việt Nam 86 3.28 Sự phân bố các kiểu thảm thực vật ở Hoàng Liên Sơn theo độ cao 98 3.29 Sự biến đổi trạng thái của thảm thực vật theo độ cao 103 3.30 Sự thay đổi thành phần các bậc taxon theo các độ cao ở khu vực núi Hoàng Liên Sơn (thuộc tỉnh Lào Cai) 104 3.31 Sự phân hoá thành phần các bậc taxon theo các đai độ cao ở khu vực Hoàng Liên Sơn 105 3.32 Sự phân hóa số loài theo độ cao ở dãy Hoàng Liên Sơn 106 3.33 Số loài chung nhau giữa các đai độ cao ở Hoàng Liên Sơn 107 3.34 Phân hoá số loài quý hiếm theo các đai độ cao ở Hoàng Liên Sơn 108 3.35 Phân hoá các loài đặc hữu theo các đai độ cao ở Hoàng Liên Sơn 109 3.36 Phân hoá phổ dạng sống theo các đai độ cao ở Hoàng Liên Sơn 110 3.37 Phân hoá nhóm cây chồi trên theo các đai độ cao ở Hoàng Liên Sơn 111 3.38 Sự thay đổi chiều cao cây gỗ theo độ cao 112 3.39 Tổng hợp biến đổi thành phần loài theo các đai độ cao 121 5 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. 6 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: Nghiên cứu sự phân hoá các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, độ 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 7 cao; lựa chọn các nhóm cây trồng phù hợp với điều kiện sinh thái của địa phương góp phần nâng cao thu nhập cho cộng đồng dân cư xung quanh vùng làm giảm sức ép của sự phát triển kinh tế - xã hội đối với rừng, góp phần giữ rừng và bảo vệ các loài thực vật quý hiếm đang tồn tại nơi đây. 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 Lần đầu tiên cung cấp dẫn liệu đầy đủ nhất và nhận xét về mối quan hệ giữa 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). 8 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. NGHIÊN CỨU VỀ QUY LUẬT ĐAI CAO Quy luật đai cao là quy luật phân hóa điều kiện tự nhiên và cảnh quan theo độ cao tuyệt đối của địa hình do sự phân hóa các nhân tố khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, chế độ mưa... theo độ cao so với mực nước biển. Quy luật đai cao là diễn ra ở tất cả các vùng núi tuy nhiên do đồi núi thường bị chia cắt mạnh, các đai cao có diện tích không lớn, tính chất mỗi đai lại phụ thuộc vào vị trí, độ cao, hình dáng và hướng sườn của dải núi hay khối núi cho nên mang tính chất địa phương sâu sắc. Do đó, khi nghiên cứu và xác định các đai cao thường xác định trên từng dải núi hay khối núi cụ thể nằm trong các khu địa lý tự nhiên và phải dựa vào đai cơ sở chân núi tức là đai ngang, đồng thời tính chất và số lượng các đai có liên quan chặt chẽ với đai cơ sở chân núi ở các đai vĩ độ, hướng sườn phơi nắng và đón gió....[73,74,45] 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. 9 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 (20003000m) 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 10 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: • Dưới 100m: á đai nhiệt đới ẩm điển hình, không có mùa đông rét; • 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]. 11 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: • Khu vực rất ẩm ướt (K ≥ 1,5) ứng với rừng nhiệt đới và á nhiệt đới xanh quanh năm, rừng ẩm ướt và đài nguyên ẩm ướt ở ôn đới. • Khu vực khá ẩm ướt (1 ≤ K ≤ 1,49) ứng với rừng rụng lá về mùa khô ở nhiệt đới, rừng lá kim và lá rộng ôn đới. • Khu vực ẩm ướt trung bình (0,6 ≤ K ≤ 0,99) ứng với thảo nguyên và rừng thưa nhiệt đới ở nhiệt đới và rừng lá cứng ở á nhiệt đới; thảo nguyên ở ôn đới. • Khu vực hơi ẩm (0,3 ≤ K ≤ 0,59) ứng với thảo nguyên và rừng thưa nhiệt đới khô ráo, rừng mọc ở vùng khô nhiệt đới, thảo nguyên và đất cỏ ở á nhiệt đới. • Khu vực thiếu ẩm ướt (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). 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 12 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]. 13 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 14 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 15