THÔNG TIN TÀI LIỆU
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vòng năm rừng sở liệu đặc biệt thể thay đổi mơi trường nhiễm khí quyển, vịng sinh trưởng rừng chứa thông tin điều kiện sinh trưởng theo năm định dạng vòng đặc biệt (Woo Jung Choi et al 2010) Vì vậy, việc xác định mối tương quan, sở liệu khí tượng thủy văn, lượng mưa năm cấu trúc vòng năm việc cấp thiết nên làm sớm tốt Biến đổi khí hậu biến đổi trạng thái khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động khí hậu trì khoảng thời gian dài, thường vài thập kỷ dài (Đinh Vũ Thanh cs, 2013) Những thay đổi bất thường khí hậu dễ nhận thấy khoảng thời gian đủ dài, lên đến 100 năm, mà sở liệu Việt Nam không đáp ứng Đề tài lấy vịng năm Thơng nhựa để nghiên cứu biến đổi khí hậu lịch sử miền Trung (rừng Phong Nha-Kẻ Bàng tỉnh Quảng bình), Pơ Mu miến Bắc (rừng thuộc tỉnh Lào Cai) Trong đó, giới có nhiều nghiên cứu mối quan hệ tiêu hóa học vật lý vịng năm Thơng, Sồi với yếu tố khí tượng thủy văn mưa, nhiệt độ, bốc hơi, hay đơn giản mưa axit, CO2 khơng khí, đạm lân đất dòng chảy … (Woo Jung Choi et al., 2012) Chính vậy, phương pháp khoa học đáng tin cậy để có sở liệu đầy đủ khí tượng thủy văn mà khứ, chiến tranh hay thiếu sót mà chưa đo đạc Đề tài triển khai với mong muốn có sở liệu đầy đủ tổng lượng mưa năm lịch sử Quảng Bình Lào Cai Mục tiêu đề tài làm rõ mối tương quan tiêu vịng năm (độ rộng, diện tích tiêu hóa học vịng năm cây) số liệu khí tượng thủy văn có, đặc biệt lượng mưa năm Từ đó, suy ngược lại, từ vịng năm rừng ta có sở liệu lượng mưa cách đầy đủ lịch sử Việt Nam Áp dụng mơ hình Cdendro (Cybis Electronik & Data AB, Lars-Ake Larsson, Thụy Điển) phần mềm SPSS (SPSS Inc., 1989-2007, Polar Engineering and consulting, IBM, Mỹ) cho phép xây dựng phương trình hồi quy tương quan Sau lấy làm phương trình để suy ngược yếu tố khí tượng thủy văn, đặc biệt tổng lượng mưa năm Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu mối liên hệ độ rộng vòng năm với biến đổi tiêu khí hậu 1.1.1 Trên giới Trên giới năm gần có nhiều cơng trình nghiên cứu mối liên hệ bề rộng vòng năm biến đổi tiêu khí hậu, xác định đặc điểm sinh thái rừng Các tác giả tới kết luận quan trọng là: biến đổi bề rộng vòng năm đồng điệu với chu kỳ biến đổi khí hậu, nghiên cứu quy luật biến động vịng năm xác định định tính định lượng nhân tố sinh thái giới hạn sinh trưởng rừng Từ xa xưa, người nhận thấy bề rộng vịng năm gỗ khơng ổn định mà biến đổi phù hợp với biến đổi môi trường Vào kỷ thứ 15, nhà bác học cổ Hy Lạp Leonade Vinci nhận thấy sinh trưởng rừng vùng khô hạn biến đổi theo chu kỳ phụ thuộc vào lượng mưa(Bitvinskas, 1974) Trong năm 1860- 1867, nghiên cứu lưu vực sông Enhixay, A Miden xác nhận: lên phương Bắc, nhiệt độ khơng khí giảm phù hợp với nó, sinh trưởng giảm theo A N Beketop nghiên cứu địa điểm trồng gỗ đóng tàu thuyền nhận thấy rằng, ảnh hưởng nhân tố khí hậu đến sinh trưởng rõ rệt (Bitvinkas, 1974) A Pakronhin(1869) nghiên cứu phương pháp xử lý vòng năm đề nghị đo bề rộng vịng năm theo hai đường kính vng góc Ơng cho ảnh hưởng đến bề rộng vòng năm bao gồm yếu tố khí hậu, tuổi cây, trùng, lửa rừng… Năm 1892, T N Svedop nghiên cứu đặc điểm biến động vòng năm hai keo trắng công viên thuộc Odecxa nhận thấy phù hợp chặt chẽ bề rộng vòng năm với lượng mưa năm Những vịng năm hẹp hình thành năm hạn lặp lại với chu kỳ năm Ông kết luận rằng: Nghiên cứu quy luật biến động vịng năm dự báo tượng thời tiết Đầu kỷ 20, A F Duglas tiến hành nghiên cứu với số lượng lớn vịng năm có tuổi thọ dài mẫu gỗ thu nhập kiến trúc cổ Mỹ kết luận rằng: biến động bề rộng vòng năm thể tính chu kỳ tự nhiên mà trước hết chu kỳ hoạt động mặt trời(Schulman, 1956) Ở Mỹ, nhà khoa học sử dụng số lượng lớn vịng năm kỹ thuật tính tốn tìm mối liên hệ định lượng biến động tượng tự nhiên biến động vòng năm gỗ E Schulman (1956) khả đánh giá xác suất xảy hạn hán thời kỳ khác vùng khô hạn miền tây nước Mỹ tầm quan trọng công việc nghiên cứu vòng năm kiểm tra lý thuyết biến động khí hậu Ơng xác lập phương trình tương quan bề rộng vịng năm với mực nước sơng Colorado, hệ số tương quan xác định 0,7 Ở Mỹ, tài liệu kết nghiên cứu vịng năm cơng bố đặn phịng thí nghiệm nghiên cứu vòng năm trường đại học tổng hợp Aizon V E Rudacop(1951 – Liên Xô) từ kết nghiên cứu vịng năm, nhận thấy gỗ coi “máy tự ghi” điều kiện tự nhiên Áp dụng phương pháp số tương đối Rudacop, nhà nghiên cứu sử dụng vòng năm nhiều lĩnh vực khác địa vật lý, khí hậu học, sinh thái học, lâm học v.v… Những thành tựu lĩnh vực nghiên cứu vòng năm thể sau: Nhờ sử dụng phương pháp ghép chéo vòng năm phương pháp cacbon phóng xạ tác giả xây dựng dãy dài vòng năm Đây tài liệu cho phép kéo dài dãy quan trắc điều kiện tự nhiên kỷ trước Ở Mỹ với việc sử dụng mẫu vòng năm thông vàng người ta lập dãy dài 4000 vòng năm, dãy dài tới 7167 vòng năm Ở Châu Âu người ta lập dãy dài 1000 vòng năm, xác lập liên hệ bề rộng vòng năm với nhiều yếu tố tự nhiên Đây sở khoa học quan trọng để nội suy điều kiện tự nhiên khứ, dự báo biến động sinh trưởng rừng tương lai Phát quy luật liên quan biến động sinh trưởng rừng với biến động điều kiện khí hậu Các nhà khoa học nhận thấy ảnh hưởng đến sinh trưởng gỗ điều kiện khí hậu mà điều kiện khí hậu số năm trước Ngồi ra, ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến sinh trưởng rừng thường phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm vùng địa lý, địa phương (Fritts, 1976; Monchanov, 1976) N M Boxeva (1986) xác lập số tương quan số tương đối sinh trưởng tổng hợp mưa từ tháng đến tháng 0.7 với nhiệt độ tháng 0,76 T T Bininskoe (1974); B I Kolumos (1966 ) ; C M Olenhin (1977; E.E komin (1978) ; V H Lovelius(1972) rằng: Hoạt động mặt trời nhân tố tự nhiên ảnh hưởng mạnh mẽ đến sinh trưởng rừng Bằng phương pháp khí hậu thực vật, Vương Văn Quỳnh (1990) nhận thấy biến động tăng trưởng phân hóa rừng lâm phần Pinus sylvestris Varônhezơ (Nga) chịu ảnh hưởng rõ rệt từ điều kiện khí hậu Ở lâm phần non, tăng trưởng rừng phụ thuộc chặt chẽ vào khí hậu Hoạt động mặt trời ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến tăng trưởng rừng Cây có cấp sinh trưởng tăng trưởng phụ thuộc vào hoạt động mặt trời Oberhuber (2002) thiết lập tương quan biến động nhiệt độ lượng mưa với biến động vịng năm lồi Pinus longaeva Ơng nhận thấy bề rộng vòng năm nhỏ ảnh hưởng nhiệt độ thấp Fritts (1972) phát thấy sinh trưởng loài Picea glauca dọc theo kênh đào dòng suối phụ thuộc vào lượng mưa hàng năm Vào năm khô hạn, tăng trưởng vòng năm nhiều so với năm có lượng mưa lớn Nhiều nhà nghiên cứu khẳng định có mối liên hệ chặt chẽ yếu tố khí hậu với sinh trưởng loài gỗ Khi nghiên cứu hai loài Abies lasiocarpa Pseudotsuga menziesli, Fritt Mayer (1980) nhận thấy tăng trưởng vịng năm chúng có mối liên hệ với nhiệt độ lượng mưa Đối với lồi Pseudotsuga menziesli, tăng trưởng đường kính có mối quan hệ tuyến tính dương với lượng mưa từ tháng năm trước đến tháng năm sau Ngược lại, số tăng trưởng đường kính lồi Abies lasiocarpa có quan hệ tuyến tính dương với lượng mưa tháng 11, 12 năm trước tháng 2, năm sau Rõ ràng lượng mưa lớn giúp cho loài Abies lasiocarpa tăng trưởng thời gian dài từ tháng 11 đến tháng Nghiên cứu Fritt Mayer cho thấy số tăng trưởng hai lồi có tương quan dương với nhiệt độ tháng (tháng cuối mùa tăng trưởng) Những trình diễn thể sinh vật chịu ảnh hưởng đồng thời không tất yếu tố khí tượng, mà cịn tồn yếu tố ngoại cảnh nói chung Sự sống thể tách rời yếu tố tổng hợp mơi trường sinh thái Ảnh hưởng yếu tố đến thể phụ thuộc vào giá trị tất yếu tố khác Cùng lượng mưa, trường hợp nhiệt độ không khí thấp xem đủ nước cho thực vật, trường hợp nhiệt độ khơng khí cao xem thiếu nước Hiệu sử dụng ánh sáng tăng lên giảm trường hợp đất bón phân, tưới nước đầy đủ nghèo chất dinh dưỡng khơ hạn…Nói chung, đánh giá vai trị yếu tố cần phải đặt mối quan hệ với yếu tố khác tồn mơi trường sinh thái Theo Eklund (1957), số tăng trưởng loài Picea excelsa phía bắc Thụy Điển từ năm 1900 – 1944 có quan hệ chặt chẽ với số yếu tố khí hậu theo dạng : Y = 99,41 + 0,9188x1 – 3,129x2 – 2,405x3 – 0,4282x4 x1 số ngày mưa từ 16 tháng đến 31 tháng cho năm t có nhiệt độ trung bình cao 16°C, x2 sản lượng hạt giống năm t, x3 sản lượng hạt giống năm t-1 x4 nhiệt độ hàng ngày cao năm t-1 Lượng mưa đưa vào phân tích hệ số hồi qui khơng có ý nghĩa thống kê nên bị loại bỏ Như vậy, bề rộng vòng năm gia tăng với gia tăng số ngày mưa từ 16 tháng đến 31 tháng Ngược lại, nâng cao sản lượng hạt giống năm thứ t t-1 nhiệt độ hàng ngày cao năm t-1 bề rộng vịng năm giảm Khi nghiên cứu loài Pinus halepensis miền Nam nước Pháp, Serre et at (1966) nhận thấy số vịng năm (Y) có quan hệ chặt chẽ với 21 năm liên tục mã hóa từ đến 21 (x1), số ngày sau ngày tháng mùa khô bắt đầu (x2), số ngày có tuyết rơi từ tháng 11 đến tháng (x3), tổng lượng mưa mùa khô (x4), tổng lượng mưa mùa mưa (x5) độ dốc lâm phần nghiên cứu (x6) Phương trình mối quan hệ có dạng: Y = 3.070 – 0.5965x1 – 0.01811x2 + 0.00208x3 - 0.00018x4 – 0.233392x5 + 0.01199x6 B ằng phương trình hồi qui tuyến tính, Schulman Bryson (1965) dự đốn vịng năm lồi Quercus rubra đạt tối đa thỏa mãn điều kiện sau: (1) suy giảm lượng nước bốc tháng 6, (2) nâng cao tổng lượng mưa tháng tháng 7, (3) giảm thấp nhiệt độ trung bình tháng năm trước nâng cao lượng nước bốc tháng năm trước Nhìn chung kết nghiên cứu quy luật biến động có tính chu kỳ nhiều năm vịng năm gỗ nước châu Âu, châu Mỹ cho thấy: biến động sinh trưởng rừng thể rõ tính chu kỳ quy định tính chu kỳ hoạt động mặt trời, chu kỳ hoạt động măt trời kéo theo chu kỳ trình sinh học khác rừng Các nghiên cứu cho thấy dự báo trình diễn hệ sinh thái rừng kết phân tích tính chu kỳ thân q trình ấy, hay kết phân tích tính chu kỳ trình tự nhiên mối quan hệ chặt chẽ chúng với tượng diễn hệ sinh thái rừng Ở Canada, Hàn Quốc nhiều tổ chức quốc gia khác giới nghiên cứu đến đối tượng vòng năm Thông đỏ Sồi liên quan tới lịch sử thay đổi môi trường (Woo Jung Choi and Dinh Viet Hung, 2010-2013) Ở Hàn Quốc, hai phần đất bề mặt bao phủ rừng, lồi thơng đỏ (Pinus densiflora) lồi sồi (Quercus variabilis, Q serrata, Q mongolica) hai loài kim tròn Sinh trưởng bị ảnh hưởng số nhân tố môi trường biến đổi khí hậu bao gồm nhiệt độ, mưa nhiễm khơng khí (Chmura et al 2011; Giradin et al 2008) Vì vậy, thơng tin sinh trưởng vai trị sinh lý học lồi thơng lồi sồi tới thay đổi mơi trường khơng thể thiếu hiểu biết biến đổi khí hậu ảnh hưởng bới vòng năm rừng Những thay đổi lịch sử vòng năm rừng đánh giá từ diện tích vịng vân gỗ hàng năm sinh trưởng tốt sản xuất diện tích vịng rộng, việc điều tra số lồi diện tích vịng năm liên quan tới thay đổi mơi trường nhiệt độ, mưa nhiễm khơng khí cung cấp thơng tin mà nhân tố mơi trường đóng vai trị bật mô sinh trưởng (Choi et al 2005b) Tuy nhiên, diện tích vịng năm không cung cấp chứng sinh lý học (ví dụ quang hợp) phản ánh trồng tới nhân tố môi trường Ở Hàn Quốc, ảnh hưởng axit hóa đất tới việc suy giảm diện tích rừng tự nhiên nghiên cứu thành công (Kwang Seung Lee and Dinh Viet Hung) Nghiên cứu sâu vào phân tích tỷ lệ Ca/Al, thực tế số liệu lưu trữ tỉ lệ Ca/Al đất Việt Nam cịn q ít, nên tương lai đề cập đến nghiên cứu Cây Pơ Mu nhà khoa học Nhật khám phá cuối thập niên 1990 có vòng phát triển dựa hai mùa mưa nắng nhận thấy rõ Qua mẫu (lấy máy khoan tay nhỏ vặn đục vào thân cây) từ 36 thân Fokienia, nhóm nghiên cứu ơng Buckley tái tạo lại thời tiết xác khứ 700 năm cách ngày tận kỷ 13 Kết cho thấy có liên hệ chặt chẽ (closed correlation) hạn hán vùng có Fokienia sống lưu vực sơng Cửu Long mơ hình thời tiết El Nino Trong nghiên cứu khác, Teak biết đến thẩm định khí hậu khứ vào năm 1931 nhà thực vật học người Hà Lan H Beriage xác định tuổi qua vòng thân teak Java trở lại khứ đến tận năm 1514 Ở Indonesia nơi có nhiều teak rừng nhiệt đới, cổ xưa dùng thành công để tái tạo lại nhiệt độ mặt nước biển Thái Bình Dương gần Indonesia, thời tiết tượng El Nino khứ 1.1.2 Tại Việt Nam Trước nước ta, vòng năm sử dụng lĩnh vực điều tra rừng Người ta sử dụng vòng năm tư liệu quan trọng để nghiên cứu quy luật biến động vòng năm theo tuổi cá thể quần thể rừng Kết nghiên cứu vận dụng vào xây dựng phương pháp dự báo sinh trưởng theo tuổi rừng lâm phần (Vũ Tiến Hinh Phạm Ngọc Giao,1992) Trong năm trở lại người ta bắt đầu áp dụng phương pháp phân tích vịng năm vào nghiên cứu sinh thái rừng Bộ môn Quản lý tài nguyên môi trường thuộc trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, nghiên cứu ảnh hưởng tiêu khí hậu đến sinh trưởng số loài rừng phổ biến Việt Nam như: thông, pơmu, trám… Đinh Quỳnh Phương (1993) nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ hoạt động mặt trời đến tăng trưởng thông đuôi ngựa lâm trường Ba Vì kết luận: biến động vịng năm thơng ngựa Ba Vì mang tính chu kỳ, độ dài trung bình chu kỳ 10,75 năm Tác giả chứng minh liên hệ chặt chẽ chu kỳ tăng trưởng rừng với chu kỳ hoạt động mặt trời Liên hệ tăng trưởng hoạt động mặt trời nửa đầu chu kỳ có dạng hàm logarit với hệ số tương quan r = 0,98, nửa sau chu kỳ có dạng hàm parapol với hệ số tương quan chặt r = 0,99 Nguyễn Diệu Phương (1995) với đề tài nghiên cứu: “Đánh giá sớm khả sinh trưởng thông đuôi ngựa Tam Đảo- Vĩnh Phúc” bước đầu kết luận rằng: khả sinh trưởng rừng cao bề rộng vịng năm ổn định, hệ số biến động bề rộng vòng năm thấp Bề rộng vòng năm giảm theo tuổi, có khả sinh trưởng cao, bề rộng vịng năm giai đoạn tuổi non có xu hướng tăng lên, khả sinh trưởng rừng cao tốc độ thời gian kéo dài xu hướng tăng lên, bề rộng vòng năm lớn Trong trình phát triển rừng có tượng chuyển từ cấp sinh trưởng sinh trưởng sang cấp sinh trưởng khác Những có phẩm chất tốt có khả chuyển từ cấp thấp lên cấp cao ngược lại Xu hướng tăng lên hay giảm bề rộng vòng năm tiêu đặc trưng cho khả sinh trưởng rừng, tiêu không phụ thuộc vào tuổi mà phụ thuộc vào phẩm chất di truyền Nguyễn Sơn Lai (1994), Phạm Mạnh Hà (1994) Khi nghiên cứu mối quan hệ tiêu khí hậu cường độ hoạt động mặt trời với biến động vòng năm thông đuôi ngựa thu số kết sau: Biến động bề rộng vòng năm có xu hướng giảm theo tuổi, mức độ giảm theo tuổi phụ thuộc vào cấp sinh trưởng rừng Mức độ liên hệ biến động vòng năm với tiêu khí hậu giảm dần từ cấp sinh trưởng cao đến cấp sinh trưởng thấp Có thể sử dụng hệ số biến động bề rộng vòng năm làm tiêu phản ánh cường độ phân hóa 10 rừng Biến đổi hệ số biến động bề rộng vịng năm thể rõ tính nhịp điệu, với độ dài chu kỳ từ 8- 11 năm tương đối phù hợp với nhịp điệu biến đổi cường độ hoạt động mặt trời Nguyễn Thị Khánh (1997) khẳng định bề rộng vòng năm Pơ mu biến động với nhịp điệu 12 năm, 20 năm, 27- 30 năm Độ dài chu kỳ 12 năm pơ mu biến đổi theo quy luật hàm tuần hồn, mơ biến hàm số Tác giả sử dụng hàm chu kỳ để dự đoán số tương đối bề rộng vòng năm… Trần Thị Tuyết Hằng (1998) với đề tài: “Nghiên cứu nhịp điệu sinh trưởng đường kính thơng ngựa ảnh hưởng yếu tố khí hậu nhằm phục vụ cho kinh doanh rừng trồng lâm trường Tam Đảo – Vĩnh Phúc” phát tính nhịp điệu sinh trưởng phân hóa rừng lâm phần thông đuôi ngựa, xác định mối quan hệ định lượng chúng với biến động khí hậu cường độ hoạt động mặt trời Phạm Trọng Nhân, Nguyễn Văn Thêm, Nguyễn Duy Quang nghiên cứu “ Phản ứng Thơng ba khí hậu khu vực Bảo Lộc, Di Linh Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng” rút số kết luận: (1) Bề rộng vàng năm số bề rộng vịng năm Thơng ba có tượng tự tương quan tính nhạy cảm cao (2) Phản ứng Thơng ba với khí hậu thay đổi tùy theo nơi Tại khu vực Bảo Lộc, Thơng ba có phản ứng rõ rệt nhiệt độ khơng khí số nắng tháng Tại khu vực Di Linh, nhiệt độ không khí tháng 2, độ ẩm khơng khí tháng có ảnh hưởng rõ rệt đến tăng trưởng Thông ba Tại khu vực Đà Lạt, Thông ba phản ứng rõ rệt với nhiệt độ khơng khí tháng 6, lượng mưa tháng 10 độ ẩm khơng khí tháng 12 (3) Tăng trưởng bề rộng vịng năm Thơng ba dự đoán dựa theo mối quan hệ với yếu tố khí hậu tổng số cấp thời tiết tổng hợp Thông ba Bảo Lộc, Di Linh Đà Lạt sinh trưởng tốt tổng số cấp thời tiết tổng hợp tương ứng lớn 6, 12 Khi nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố khí hậu đến tăng trưởng Du Sam khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng, Nguyễn Văn Nhẫn thấy rằng: Phản 63 Quảng Bình (Số liệu chuỗi 50 năm từ 1961 đến 2010) thể có ý nghĩa vào tháng (sig.=0,022
Ngày đăng: 15/06/2023, 15:19
Xem thêm: