Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. KHÁI QUÁT VỀ PHÂN ĐAI Ở DÃY HOÀNG LIÊN
Các yếu tố thuộc về địa hình, ngoại mạo, khí hậu, thổ nhƣỡng, thủy văn có vai trị quan trọng trong việc hình thành thảm thực vật. Khí hậu thƣờng có sự phân hóa theo vĩ độ và độ cao địa hình mà quan trong nhất là sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và lƣợng mƣa…Do đó sự thay đổi độ cao địa hình sẽ có ảnh hƣởng rõ nét đến các đặc điểm cấu trúc thảm thực vật và ở mỗi đai cao khác nhau thƣờng có các thảm thực vạt đặc trƣng. Sự thay đổi của khí hậu mang tính quy luật và phụ thuộc chặt chẽ vào vị trí, độ cao và hƣớng của dải núi nên mang tính địa phƣơng sâu sắc.
Đã có nhiều nhà khoa học đã phân đai độ cao theo các tiêu chuẩn khác nhau nên có sự chênh lệch về các mốc độ cao địa hình giữa các đai theo các quan điểm khác nhau.
Dựa trên các nhân tố sinh thái phát sinh địa lý địa hình, Thái Văn Trừng (1999), đã xác định: độ cao 0 đến 700 m ở miền Bắc và từ 0 đến 1000m ở miền Nam là đai nhiệt vùng thấp, độ cao 700m đến 1800m ở miền Bắc và 1000m đến 1800m ở miền Nam là đai á nhiệt đới núi thấp tầng dƣới, độ cao 1800 đến 2600m là đai ôn ấm núi thấp tầng trên, độ cao trên 2600m là đai ôn lạnh núi vừa tầng dƣới.
Nguyễn Vạn Thƣờng (1995) khi xây dựng bản đồ thảm thực vật Bắc Trung bộ đã chia 4 vùng sinh thái căn cứ vào độ cao so với mặt nƣớc biển: 3 vùng dƣới 700m (nhiệt đới ẩm, nhiệt đới ẩm có nửa mùa khơ và nhiệt đới hơi khơ có mùa mƣa rõ rệt) và vùng 800 – 1500 m(nhiệt đới ẩm…)
Trên cơ sở sự phân hóa các yếu tố của khí hậu, Vũ Tự Lập (2006) đã chia khí hậu của Việt Nam thành các đai và á đai. Theo đó Việt Nam gồm 3 đai độ cao trên núi từ 0 – 600m (gồm 3 á đai), 600- 2600m (gồm 3 á đai), trên 2600m. Trong đó á đai á nhiệt đới điển hình đƣợc tác giả xác định độ cao từ 1000 tới 1600 m.
Dãy Hoàng Liên trải dài từ độ cao hơn 300m (khu vực Bản Hồ) đến hơn 3000m ( đỉnh Phansipăng cao 3143m) nên có sự phân hóa rất rõ nét các điều kiện khí hậu theo các
đai độ cao khác nhau. Ở các độ cao dƣới 700m khí hậu thuận lợi, đất đai phì nhiêu có nhiều điều kiện cho thảm thực vật phát triển, tuy nhiên do sự tác động của con ngƣời nên các kiểu rừng tự nhiên đã bị chặt phá để thay thế bằng các kiểu rừng thứ sinh hoặc nƣơng rẫy. Ở độ cao trên 2800m, điều kiện khí hậu và địa hình khắc nghiệt nên thảm thực vật khơng có sự phân hóa nhiều và tƣơng đối đồng nhất.
Dựa theo quan điểm phân đai tự nhiên của Vũ Tự Lập (1995) và quan điểm sinh thái phát sinh của Thái Văn Trừng (1999)[33] và dựa trên các điều kiện thực tế tại dãy Hoàng Liên, Trƣơng Ngọc Kiểm (2007)[15] đã chia cố định 4 đai độ cao ở dãy Hoàng Liên để bƣớc đầu nghiên cứu sự thay đổi thảm cấu trúc thảm thực vât. Đó là các đai độ cao dƣới 700m, đai độ cao từ 700m đến 1600m, đai độ cao từ 1600m đến 2600m, và đai độ cao trên 2600m.
Cùng năm 2007, Nguyễn An Thịnh trong nghiên cứu sinh thái cảnh quan của mình đã nghiên cứu cảnh quan theo 05 đai và đƣợc phân cấp nhƣ sau:
- Đai độ cao dƣới 700m. - Đai độ cao từ 700 – 1700m. - Đai độ cao từ 1700 – 2400m. - Đai độ cao từ 2400 – 2800m. - Đai độ cao trên 2800m.
Khi nghiên cứu thảm thực vật ở dãy Hồng Liên thì Nguyễn Quốc Trị (2009) đã tìm hiểu theo 5 độ cao, trong đó mỗi đai có phạm vi đồng đều là 500m chiều cao, cụ thể tác giả chia thành các đai độ cao dƣới 500m, từ 500m – 1000m, từ 1000m – 1500m, từ 1500m – 2000m, từ 2000m – 2500m và trên 2500m. Và trong nghiên cứu này, tác giả đã kết luận ranh giới chuyển tiếp á đai ở độ cao 2000m.
Dựa trên những nghiên cứu của các tác giả trƣớc đây, và căn cứ theo số liệu phân hóa khí hậu theo địa hình, chúng tơi quyết định chia thành 5 đai nghiên cứu nhƣ sau:
- Đai độ cao dƣới 700m.
- Đai độ cao từ 1600 đến 2200m. - Đai độ cao từ 2200 đến 2800m. - Đai độ cao trên 2800m.
3.2. SỰ THAY ĐỔI VI KHÍ HẬU THEO ĐAI ĐỘ CAO Ở DÃY HỒNG LIÊN
Địa hình của Dãy Hoàng Liên rất rộng lớn và hiểm trở. Nên để thực hiện một tuyến nghiên cứu đi qua toàn bộ các đai độ cao mà chúng tơi mong muốn là rất khó khăn. Do đó, chúng tơi lựa chọn tuyến thu mẫu tại huyện Sapa là tuyến thu mẫu chính. Ƣu thế của tuyến này là thể hiện đƣợc lát cát về địa hình của dãy Hồng Liên từ địa điểm thấp nhất là xã Bản Hồ (380m) tới đỉnh cao nhất là Phanxipăng có độ cao là 3143m. Vì vậy, tuyến khảo sát bao gốm đƣợc các địa điểm nghiên cứu thể hiện đƣợc các nhân tố sinh thái thay đổi theo đai độ cao.
Ngồi ra, chúng tơi cũng rất quan tâm tới sự thay đổi của các nhân tố này diễn ra trong một ngày để thấy rõ hơn.
Tuy nhiên, do khơng có số liệu đầy đủ nên đối với việc phân tích biến trình thay đổi theo năm và theo các đai độ cao chúng tôi chỉ lựa chọn các khu vực đặc trƣng cho 03 đai độ cao. Đại diện cho khu vực núi thấp là khu vực trạm Lào cai (103,625 m) , Khu vực đai núi trung bình là ở khu vực Sapa (1584,209m), khu vực đai núi cao Hoàng Liên Sơn (2800m). Kết quả nghiên cứu về 3 đại diện trên sẽ cho kết quả đặc trƣng về khí hậu trong năm của khu vực dãy Hoàng Liên phân bố theo đai độ cao.
3.2.1. Nhiệt độ
3.2.1.1. Biến trình năm của nhiệt độ theo các đai độ cao (Hình 2)
Hình 2. Biến trình năm của nhiệt độ (0C) Đai núi thấp: Đai núi thấp:
+ T0tb: 20 – 23 0C, nhiệt độ khu vực này trung bình ở nền nhiệt độ nóng + Nhiệt độ thấp nhất (tháng 1) = 16o C; + Nhiệt độ cao nhất (tháng 7) = 27,7o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 11,7 o C. Đai núi trung bình:
+ T0tb: 14 – 16 0C, nền nhiệt khu vực này khá mát mẻ quanh năm + Nhiệt độ thấp nhất (tháng 1) = 8,5o C; + Nhiệt độ cao nhất (tháng 7) = 19,8o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 11,3 o C. Đai núi cao:
+ T0tb: 12 – 13 0C, nền nhiệt khu vực này khá lạnh + Nhiệt độ thấp nhất (tháng 1) = 7,1o
C; + Nhiệt độ cao nhất (tháng 6,7,8) = 16,4o
+ Biên độ nhiệt là ∆T = 9,3 o
C.
Từ biểu đồ hình 02 ta thấy rằng, nền nhiệt ở dãy Hoàng Liên Sơn (thuộc địa phận tỉnh Lào Cai) thay đổi theo đai độ cao, càng lên cao nhiệt độ càng giảm. Trong đó, đai núi thấp có nền nhiệt cao nhất và đai núi cao có nền nhiệt thấp nhất trong cả 3 khu vực. Điều này có thể đƣợc giải thích bởi độ cao địa hình, khi càng lên cao khơng khí càng lỗng và nhiệt độ càng giảm đi. Ngồi ra, với bề mặt địa hình khá bằng phẳng thì đai núi thấp hấp thụ đƣợc lƣợng nhiệt mặt trời lớn hơn so với khu vực núi trung bình và cao. Hơn nữa, độ che phủ của thảm thực vật ở đai cao cũng một phần làm giảm nhiệt khơng khí.
Nhiệt độ trung bình của đai núi thấp cao hơn của đai núi trung bình khoảng 7 0
C, và nhiệt độ trung bình tại đai núi trung bình cao hơn nhiệt độ trung bình tại đai núi cao khoảng 3 0
C. Qua kết quả trên, có thể nhận thấy rằng, khơng chỉ nền nhiệt càng lên cao càng giảm mà mức độ chênh lệch cũng sẽ giảm dần. Do vậy có thể dự đốn là khi lên các đai độ cao càng cao thì khoảng chênh lêch nhiệt độ trung bình năm sẽ càng nhỏ.
Cũng theo biểu đồ cho thấy nhiệt độ sẽ bắt đầu tăng từ tháng 4 đến tháng 10, và từ tháng 11 đến tháng 1 nhiệt độ sẽ giảm đi. Trong đó, tháng 1 là tháng lạnh nhất trong năm, tháng 7 là tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm.
3.2.1.2. Biến trình ngày đêm của nhiệt độ theo các đai độ cao (Hình 3)
0 20 40 60 ºC <700m 28 28 27 27 26 26 26 28 36 29 35 35 36 39 35 33 32 31 29 29 28 28 28 28 700m-1600m 20 21 20 21 20 21 21 21 27 23 31 27 29 27 36 35 29 26 23 23 21 21 21 20 1600m-2200m 21 20 20 18 20 20 21 20 20 22 22 28 25 31 25 24 23 23 22 24 21 22 22 20 2200m-2800m 16 15 17 17 16 16 16 17 17 18 18 20 19 19 19 20 21 19 18 17 19 17 18 17 >2800m 13 13 12 13 12 13 13 13 13 16 16 15 15 15 15 14 14 14 14 13 13 13 15 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4
Hình 3. Biến trình ngày đêm của nhiệt độ (0C)
So sánh nhiệt độ giữa các đai đại diện ta thấy rằng, càng lên đai cao nền độ nhiệt càng giảm dần. Khoảng nhiệt độ trung bình của các khu vực cách nhau trung bình từ 3 đến 5 0
C.
Từ hình 3 cho thấy nhiệt độ ở khu vực dƣới 700m là nơi có nền nhiệt độ cao nhất so với 4 khu vực cịn lại, và nơi có nền nhiệt thấp nhất là ở khu vực cao trên 2800m. Nhiệt độ cao nhất đƣợc đo ở khu vực dƣới 700m vào 14h là 39 0C, nhiệt độ thấp nhất đƣợc đo ở độ cao trên 2800m vào 3h là 120
C
Ngoài ra, hai khu vực thuộc đai cao trên 2400m có biên độ nhiệt dao động về ngày đêm rất thấp, khá ổn định. Trong khi đó, tại 3 khu vực cịn lại là khu vực đai dƣới 2400m có biên độ dao động nhiệt lớn giữa ngày và đêm. Đặc biệt. mức độ dao động nhiệt ngày đêm ở đai 700m đến 1600m là cao nhất so với các khu vực còn lại. Dao động nhiệt ngày đêm ở các trạm một phần là do nhiệt độ ban đêm thƣờng thấp hơn so với nhiệt độ ban ngày khi có ánh sáng mặt trời sƣởi ấm. Ngồi ra, các trạm có thuộc đai cao có nền nhiệt độ khá ổn định bởi điều kiện nhiệt độ thấp, gió lớn và mây mù bao phủ cho nên vào ban ngày nhiệt độ cũng không tăng lên nhiều. Trong khi, ba đai độ cao thấp hơn, vào ban ngày sẽ đƣợc mặt trời cung cấp một nền lƣợng nhiệt lớn, tăng dần vào buổi trƣa và đầu chiều.
Đối với mỗi khu vực, thì đặc điểm của nền nhiệt độ cũng có những điểm khác nhau. Cụ thể:
Khu vực dưới 700m: là nơi có nền nhiệt độ cao nhất trong 5 khu vực nghiên cứu
thì có các chỉ số đáng chú ý sau + Nhiệt độ trung bình: 30 - 31 0 C; + Nhiệt độ thấp nhất( 6h) = 25,2o C; + Nhiệt độ cao nhất (14h) = 38,7o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 12,9 o C.
Cũng cần nói thêm rằng, vào những ngày chúng tơi nghiên cứu thực địa có thời tiết nóng. Ban ngày có nhiệt độ rất cao, nắng gắt nhƣng đến buổi chiều tối lại trở về nền nhiệt độ dễ chịu hơn. Khu vực 700m đến 1600m: + Nhiệt độ trung bình: 24 - 250 C; + Nhiệt độ thấp nhất (5h) = 19,6o C; + Nhiệt độ cao nhất (15h) = 36o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 16,4 o C.
Biên độ dao động nhiệt đƣợc đo ở khu vực này là cao nhất. Theo ghi nhận của chúng tơi thì vào ban ngày nơi đây rất nắng nóng, trong khi đêm lại nhiều sƣơng mù và có mƣa nhẹ. Chính vì đặc điểm khí hậu trong ngày đó đã đem đến kết quả dao động nhiệt lớn nhất. Tuy vậy, nhìn chung trong ngày nghiên cứu nền nhiệt ở đây khá mát mẻ.
Khu vực 1600m – 2200m: + Nhiệt độ trung bình: 22 - 23 0 C; + Nhiệt độ thấp nhất (4h) = 14,2o C; + Nhiệt độ cao nhất (14h) = 31,2o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 13 o C.
Biên độ nhiệt khu vực này cũng khá cao. Vào thời gian khảo sát thực địa của chúng tôi nơi đây khá nhiêu sƣơng mù vào buổi sáng, tới 9h mà sƣơng mù vẫn chƣa tan hết. Đồng thời có hiện tƣợng mƣa phùn nhẹ diễn ra nên nền nhiệt mát lạnh.
Khu vực 2200m – 2800m: + Nhiệt độ trung bình:17 – 18 0C; + Nhiệt độ thấp nhất (2h) = 15,3o C; + Nhiệt độ cao nhất (17h) = 21,2o C; + Biên độ nhiệt là ∆T = 5,9 o C.
Nền nhiệt thấp, sƣơng mù nhiều và mƣa nên nhiệt độ khu vực này đƣợc xếp vào lạnh.
Khu vực cao trên 2800m
+ Nhiệt độ trung bình: 13 - 14 0 C + Nhiệt độ thấp nhất( 3h) = 12,2o C + Nhiệt độ cao nhất (11h) = 16,2o C + Biên độ nhiệt là ∆T = 4 o C
Biên độ nhiệt khu vực có độ cao trên 2800m là thấp nhất. Với độ cao trên 2800m, khu vực nơi đây bao trùm toàn bộ là sƣơng giá rét, nền nhiệt rất thấp. Sự dao động nhiệt độ ngày đêm khơng đáng kể, vì vậy có thể xếp nền nhiệt tại đai này là rất lạnh.
3.2.2. Chế độ bức xạ
3.2.2.1. Biến trình năm của số giờ nắng theo đai độ cao (Hình 4)
Hình 4. Biến trình năm của số giờ nắng
Đai núi thấp:
+ Số giờ nắng cao nhất (tháng 5): 6,1h/ ngày; + Số giờ nắng thấp nhất (tháng 1): 2,6 h/ ngày. Đai núi trung bình:
+ Số giờ nắng cao nhất (tháng 4): 5,6 h/ngày; + Số giờ nắng thấp nhất (tháng 10): 3,1 h/ ngày. Đai núi cao:
+ Số giờ nắng cao nhất (tháng 3): 6 h/ ngày; + Số giờ nắng thấp nhất (tháng 6,7): 2,5 h/ngày.
Thời kỳ có số giờ nắng lớn là mùa hè, tháng có giá trị cực đại là tháng 5, khoảng 160 – 190 giờ/tháng. Các tháng cuối mùa đơng có trị số trung bình thấp nhất, khoảng 75 – 85 giờ/tháng.
Nhìn vào đồ thị ở hình 4 ta thấy rằng có hai nhóm chỉ số giờ nắng đƣợc hình thành. Cụ thể, vào các tháng đơng xn (từ tháng 12 đến hết tháng 4) thì số giờ nắng có quy luật tăng dần theo đai độ cao. Vào các tháng hè thu cịn lại thì quy luật đó bị đảo ngƣợc nghĩa là càng xuống các đai thấp thì số giờ nắng càng cao. Vào những tháng mùa khơ, khi ít có mƣa mùa bao phủ thì với càng với các đai cao số giờ đƣợc chiếu nắng sẽ nhiều hơn các đai thấp. Ngƣợc lại vào mùa mƣa, khi mà mây mù bao phủ nhiều trên các ngọn núi núi số giờ nắng ở các khu vực đai cao trở lên hiếm hoi hơn so với các đai thấp.
Hình 5. Biên độ ngày đêm cƣờng độ ánh sáng theo đai độ cao (lux)
Cƣờng độ cao nhất tại các khu vực: + Dƣới 700m (12h): 19870 lux + 700m – 1600m (15h): 19950 lux + 1600m – 2200m (13h): 1506 lux + 2200m – 2800m (9h): 7170 lux + Trên 2800m (12h) : 19240 lux
Khu vực có cƣờng độ ánh sáng cao nhất trong ngày nghiên cứu là khu vực đai độ cao 700m đến 1600m với chỉ số là 19950lux, trong khi đó cƣờng độ ánh sáng cao nhất trong ngày của khu vực đai độ cao 1600m đến 2200m chỉ có 1506 lux thơi.
Theo đồ thị ta thấy rằng, ở khu vực độ cao dƣới 1600m và cao trên 2800m có biến thiên về cƣờng độ ánh sáng ngày đêm rất lớn. Hai khu vực còn lại là các đai cao từ 1600m đến 2800m thì cƣờng độ ánh sáng vào ban ngày tăng lên không lớn. Tại ngày nghiên cứu, mƣa phùn khá nhiều, ít nắng do vậy biến trình về cƣờng độ ánh sáng ngày đêm thay đổi
không rõ ràng theo đai độ cao. Tuy nhiên, xét tổng quan thì với khu vực ở đai độ cao thấp có cƣờng độ ánh sáng trong ngày lớn hơn so với các đai cao.