Báo cáo tóm tắt đề tài - Nghiên cứu đánh giá tài nguyên sinh khí hậu phục vụ bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học vùng trung du miền núi bắc bộ

ển nơng thơn BXQH Bức xạ quang hợp KT - XH Kinh tế - xã hội ĐKTN Điều kiện tự nhiên SKH Sinh khí hậu SDHL Sử dụng hợp lý TDMNBB Trung du miền núi Bắc Bộ TNTN Tài nguyên thiên nhiên TTV Thảm thực vật PE Polyetylen TNST Thích nghi sinh thái 1 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Cáác dẫn liệu khoa học về khí hậu khơng chỉ cĩ ý nghĩa nâng cao hiệu quả kinh tế nơng nghiệp và mơi trường, mà cịn giúp cho người sản xuất nơng nghiệp cĩ biện pháp kỹ thuật phù hợp vàgiúp cho các nhà quản lý trong việc thương mại nơng nghiệp và quản lý rủi ro. Cho đến nay, ở Việt Nam, chưa cĩ cơng trình nào nghiên cứu đa dạng sinh học cho vùng trung du miền núi Bắc Bộ. Hơn nữa, các cơng trình này lại được nghiên cứu một cách khá độc lập với tài nguyên sinh khí hậu của vùng lãnh thổ. Vùng trung du miền núi Bắc Bộ (TDMNBB) cĩ nhiều tiềm năng cho phát triển, cĩ ý nghĩa quan trọng về kinh tế, chính trị, an tồn sinh thái và quốc phịng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, vùng TDMNBB phải chịu ảnh hưởng khá nặng nề của các thiên tai do tác động của biến đổi khí hậu. Trong “Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội vùng TDMNBB đến năm 2020” đã nêu rõ: “Xây dựng một vùng sản xuất nơng nghiệp sinh thái bền vững trên cơ sở sản xuất nơng lâm kết hợp để bảo vệ và phát triển nguồn tài nguyên rừng, bảo vệ mơi trường sinh thái. Phát huy lợi thể của mỗi tiểu vùng để tiếp tục hình thành và phát triển các vùng chuyên canh tập trung với quy mơ thích hợp.” Chính vì vậy, chúng tơi lựa chọn đề tài Nghiên cứu đánh giá tài nguyên sinh khí hậu phục vụ bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học vùng trung du miền núi Bắc Bộ. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được những đặc thù tài nguyên sinh khí hậu vùng TDMNBB. Thành lập được các bản đồ sinh khí hậu vùng TDMNBB Đề xuất đượccác giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu ở vùng TDMNBB cho việc bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học. Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu cơ sở lý luận và tổng quan một số cơng trình nghiên cứu tiêu biểu về sinh khí hậu và đa dạng sinh học 2) Thu thập, xử lý và tổng hợp nguồn tài liệu về vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 3) Nghiên cứu hiện trạng và đặc điểm thảm thực vật vùng nghiên cứu. 2 4) Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tiềm tàng của tài nguyên sinh khí hậu đến sự tồn tại và phát triển của thảm thực vật. 5) Nghiên cứu tài nguyên sinh khí hậu và thành lập bản đồ sinh khí hậu vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 6) Đề xuất các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu và bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học vùng Trung du miền núi Bắc Bộ Những đĩng gĩp chủ yếu của đề tài: Bên cạnh việc xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh khí hậu, đề tài cịn đi sâu đánh giá tài nguyên SKH, đặc biệt là thành lập bản đồ sinh khí hậu vùng TDMNBB. Đề tài là cơng trình nghiên cứu khoa học đầu tiên ở Việt Nam vận dụng kết quả nghiên cứu sinh khí hậu vào việc ứng dụng bảo tồn đa dạng sinh học một cách hệ thống, sâu sắc và tồn diện. Thời gian thực hiện: 2015 – 2018 Kinh phí: 1.760.000.000 VND Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các cơng trình nghiên cứu về SKH và bảo tồn và phát triển thảm thực vật 1.1. 1. Các cơng trình nghiên cứu về sinh khí hậu Trên thế giới, việc nghiên cứu SKH thảm thực vật tự nhiên, với các cơng trình của C.W.Thorthwaite (1931), Gaussen (1967), Kưppen (1931), Alisov (1954), De Candolle (1874)... Đặc biệt, phân loại khí hậu Kưppen là một trong những hệ thống phân loại khí hậu được sử dụng rộng rãi nhất. Việc nghiên cứu, phân vùng khí hậu cĩ ý nghĩa sử dụng hợp lý và hiệu quả tài nguyên khí hậu. Ở Việt Nam, cĩ các cơng trình tiêu biểu của Vũ Tự Lập (1976), Đào Thế Tuấn (1987), Lâm Cơng Định(1992), Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004), Nguyễn Khanh Vân (2006). Bên cạnh đĩ, hướng nghiên cứu sinh khí hậu đối với phát triển nơng lâm nghiệp đang được phát triển mạnh: Kiều Quốc Lập(2009), Đỗ Thị Vân Hương (2009), Dương Văn Khảm (2012) Tĩm lại, trong các nghiên cứu về sinh khí hậu, các nhà nghiên cứu đều cho rằng, 3 chế độ khí hậu đĩng vai trị rất quan trọng trong sự hình thành và phát triển TTV. 1. 1.2. Các cơng trình nghiên cứu về bảo tồn và phát triển thảm thực vật Mặc dù việc trồng rừng đang được nhiều nước quan tâm và phát triển mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu của cuộc sống. Tuy nhiên, vẫn cịn cĩ các ý kiến khác nhau về vấn đề trồng rừng: Baur (1976),Catinot (1965), Risa Richards P.W (1952),Berward Rollet (1974) , Budowski (1955), Bava(1954), Atinơt (1965)Ở Việt Nam, việc bảo tồn và phát triển thảm thực vật được rất nhiều người quan tâm nghiên cứu: Nguyễn Duy Chuyên (1995), Nguyễn Xuân Quát (2002), Trịnh Đức Huy (1988), Lê Hồng Phúc (1996), Lâm Phúc Cố (1994), Lê Đồng Tấn (2000), Phạm Ngọc Thường (2003), Lê Ngọc Cơng (2004), Lâm Phúc Cố (1994), Nguyễn Thế Hưng (2001, Trần Hữu Viên (2012) 1.1.3. Những cơng trình nghiên cứu về các giải pháp phục hồi rừng Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình diễn thế thứ sinh thảm thực vật. Tuy nhiên, đến những năm 1980 của Thế kỉ XX mới được thực hiện một cách mạnh mẽ bởi nhiều nhà nghiên cứu: Lâm Phúc Cố (1994), Phùng Ngọc Lan (1986), Trần Đình Lý (1995), Đặng Kim Vui (2003), Nguyễn Thế Hưng (2003), Nguyễn Văn Trương (1982), Phạm Minh Nguyệt (1971), Vũ Tiến Hinh (1988), Lê Đồng Tấn (1995), Hồng Chung (1974), Phùng Tửu Bơi, Nguyễn Bá Quyền (1982), Bảo Huy, Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Ngọc Lung (1995), Đồng Sỹ Hiền (1995), Trịnh Đức Huy (1987), Đinh Hữu Khánh (2004) 1.2. Cơ sở khoa học của đề tài 1.2.1. Các khái niệm cơ bản liên quan đến đề tài Báo cáo tổng hợp đề cấp đến một số khái niệm cơ bản liên quan đến đề tài: Khí hậu, Sinh khí hậu học, Biến đổi khí hậu, Thảm thực vật, Rừng, Giá trị mơi trường rừng, Tái sinh rừng, Phục hồi rừng, Suy thối rừng, Rừng nguyên sinh, Rừng nghèo và rừng phục hồi ,Đa dạng sinh học, Bảo tồn tại chỗ (In-situ), Bảo tồn chuyển chỗ (Ex-situ), Thối hĩa đất, Sa mạchĩa,Khả năng giữ nước củađất, Độ ẩm của đất, Xĩi mịn đất, Cơ chế phát triển sạch – Clean Development Mechanism 1.2.2. Cơ sở của việc đánh giá thích nghi sinh thái của các lồi cây trồng đối với tài nguyên sinh khí hậu. 1.2. 2.1. Các quy luật sinh thái cơ bản 4 Các quy luật này là cơ sở cho việc lựa chọn chỉ tiêu phân loại sinh khí hậu, cho việc lựa chọn trọng số trong đánh giá tính thích nghi của sinh vật và phân chia các mức độ thích nghi của sinh vật với điều kiện sinh khí hậu cụ thể: (i) Quy luật về sự tác động tổng hợp; (ii) Quy luật về sự tác động tổng hợp phản ánh bản chất c; (iv) Quy luật về sự tác động tổn; (v) Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật với mơi trường 1. 2.2.2. Lí luận chung về đánh giá tài nguyên sinh khí hậu Đánh giá tài nguyên khí hậu thực chất là việc xem xét, xác định và phân loại giá trị của loại tài nguyên này trên mỗi vùng lãnh thổ đối với một số yêu cầu KT-XH nhất định; từ đĩ cĩ thể đưa ra những kiến nghị về khả năng khai thác và sử dụng hợp lí (SDHL) tài nguyên khí hậu cho mục đích nào đĩ. Việc đánh giá tài nguyên khí hậu phải tuân thủ các nguyên tắc cơ bản sau: (i) Phải đảm bảo tính khoa học của việc đánh giá thơng qua việc xác định giá trị và quy luật phân hố tài nguyên khí hậu; (ii) Coi các thơng tin khí hậu đúc kết được từ số liệu quan trắc nhiều năm của các trạm khí tượng là cơ sở chủ yếu của việc đánh giá; (iii) Đảm bảo mối liên hệ chặt chẽ và nhất quán giữa giátrị, quy luật phân hố tài nguyên khí hậu và các yêu cầu của hoạt động sản xuất, đời sống con người thơng qua kết quả của việc đánh giá 1.3. Tổng quan về điều kiện tự nhiên - xã hội vùng Trung du miền núi Bắc Bộ. 1.3.1. Điều kiện tự nhiên, KT - XH khu vực Đơng Bắc vùng TDMNBB. 1.3.1.1. Điều kiện tự nhiên Nhĩm nhân tố địa chất, địa hình:Cấu trúc địa chất của mỗi khu vực trong Vùng mang đặc điểm, tính chất riêng biệt và cĩ sự phân hĩa mạnh mẽ theo phương Đơng - Tây, Bắc - Nam. Địa hình của vùng đa dạng bao gồm nhiều kiểu địa hình: thung lũng, đồng bằng, các dạng địa hình đồi, núi thấp, núi trung bình, núi cao trong đĩ luơn cĩ sự xen kẽ giữa địa hình núi đất với địa hình núi và cao nguyên đá vơi. Nhĩm nhân tố thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật: Bên cạnh hệ thống sơng ngịi, hệ thống hồ - đầm trong khu vực cũng rất phong phú. Thổ nhưỡng thể hiện ở sự phân hĩa theo quy luật đai cao rõ nét, với 4 đai thổ nhưỡng: đất feralit đỏ vàng núi thấp (<600-700m), đất mùn đỏ vàng núi trung bình (700- 1700m), đất mùn alit núi cao (1.700-2.800m) và đất mùn thơ than bùn núi cao (>2.800m). 5 Thảm thực vật đa dạng và cĩ sự phân hĩa, với đặc điểm và cấu trúc riêng biệt. Vai trị của biển: Địa hình lại cĩ dạng thoải dần ra phía biển, thuận lợi đĩn giĩ từ vịnh Bắc Bộ qua duyên hải Quảng Ninh và đồng bằng sơng Hồng. 1.3.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội Trong những năm qua, ngành lâm nghiệp vùng Đơng Bắc cĩ nhiều nỗ lực nhằm phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, dần dần khơi phục vốn rừng đã bị mất. Trong vùng đã hình thành một số vùng rừng nguyên liệu cho cơng nghiệp chế biến giấy, ván nhân tạo, cột trụ mỏ Nhờ đĩ mà đến nay độ che phủ rừng của vùng đã tăng lên đáng kể. 1.3.2. Điều kiện tự nhiên, KT - XH khu vực Tây Bắc vùng Trung du miền núi Bắc Bộ. 1.3.2.1. Điều kiện tự nhiên  Nhĩm nhân tố địa chất, địa hình: Khuất sau khu Hồng Liên Sơn, cĩ núi cao vây bọc xung quanh, nên khu Tây Bắc bị che khuất cả hai luồng giĩ mùa chính và đều bị hiệu ứng “phơn” làm biến tính, khiến cho mùa đơng rất khơ hanh và mùa hè cĩ giĩ Lào nĩng bỏng. Ở vùng Tây Bắc, khĩ khăn lớn nhất là thiếu nước, vì thế phải chú ý khai thác nước ngầm tại các vùng đá vơi và xây dựng các hồ chứa tại miền núi. Nhĩm nhân tố thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật: Rừng ở Tây Bắc bị phá hoại rất nghiêm trọng, cỏ tranh, lau lách, cây bụi bạt ngàn, rừng tốt chỉ lác đác từng vệt nhỏ. Các quần hệ rừng kín và quần hệ trảng bụi, trảng cỏ ở đất địa đới là những quần hệ mang tính chất nguyên sinh. Các quần hệ cịn lại là hậu quả của sự tác động của con người. 1.3.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội Vùng Tây Bắc cĩ quỹ đất chưa sử dụng cịn lớn cùng với các vùng tiểu khí hậu nhiệt đới và ơn đới để phát triển đa dạng nơng nghiệp, trong đĩ cĩ những loại cây đặc sản cĩ giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, Tây Bắc là vùng cĩ xuất phát điểm thấp trong cả nước về điều kiện kinh tế - xã hội. Hầu hết địa bàn cĩ điều kiện kinh tế - xã hội đặc biệt khĩ khăn, đồng bào dân tộc thiểu số chiếm tỷ lệ cao. 6 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.Phương pháp nghiên cứu thảm thực vật 2.1.1. Phương pháp kế thừa số liệu kết hợp với khảo sát tổng thể hiện trường 2.1.2. Phương pháp tuyến điều tra và ơ tiêu chuẩn Tuyến điều tra cĩ chiều rộng 4m. Khoảng cách giữa các tuyến điều tra là 50 m. Dọc theo tuyến điều tra, bố trí các ơ tiêu chuẩn, diện tích các ơ tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại thảm thực vật. Trên các ơ tiêu chuẩn bố trí các thứ cấp cấp 1 - ơ dạng bản (ODB) và các ơ thứ cấp cấp 2. 2.1.3. Phương pháp phân tích mẫu thực vật Xác định tên khoa học, tên địa phương các lồi cây theo các tài liệu của Nguyễn Tiến Bân (1997), Phạm Hồng Hộ (1991 - 1993), theo cuốn “Tên cây rừng Việt Nam” của Bộ NN&PTNN (2000), Danh lục tài liệu thực vật Việt Nam Hình 2. 1: Sơ đồ thiết lập các tuyến điều tra Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm trong nghiên cứu thực địa 7 2.1.4. Phương pháp nghiên cứu năng lực tái sinh của thảm thực vật Xác định mật độ cây tái sinh tính theo cơng thức: N / ha = 10.000 n S  Trong đĩ: n: Tổng số cá thể của lồi trong các ơ tiêu chuẩn.; S: Tổng diện tích các ơ tiêu chuẩn (ha). Phương pháp xác định sự phân bố của cây tái sinh theo mặt phẳng ngang: Sử dụng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác giữa số trung bình khoảng cách từ một cây được chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất với trị số bình quân lý thuyết theo cơng thức: Q =  x2 )x(E x Trong đĩ, x : Trị số trung bình của n lần quan sát; : Mật độ cây gỗ trên đơn vị diện tích (cây/m2). Cây gỗ cĩ kiểu phân bố tập trung nếu Q 1, phân bố cĩ dạng nanh sấucĩ cạnh bằng nhau, nếu Q = 2,1419. Khi dung lượng mẫu đủ lớn, cĩ thể sử dụng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn để đánh giá U = 26136,0 n).5,0.x(  Trong đĩ, n: Số khoảng cách giữa 2 cây.Mật độ cây gỗ trên một m2 (cây/m2) = 10000 (Ncây/ha) Nếu U 1,96: phân bố ngẫu nhiên, U > 1,96: phân bố đều; U < -1,96: phân bố cụm. 2.1.5. Phương pháp dùng tốn thống kê để xử lí số liệu Các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học. Sử dụng phần mềm Excell để xử lý và mơ hình hố số liệu. 2.1.6. Phương pháp nghiên cứu sinh khối, khả năng tích lũy cacbon của thảm thực vật + Tổng sinh khối tươi của thảm thực vật cây bụi được tính như sau: Tổng sinh khối tươi = TDM(l) + TDM(tc) + TDM(r) + TDM(c) + TDM(tm). Trong đĩ, TFW(l), TFW (tc), TFW (r), TFW (c), TFW (tm) lần lượt là sinh khối tươi của lá, thân cành, rễ, cỏ và thảm mục đo đếm trong OTC (tấn/ha). - Xác định tỷ lệ sinh khối khơ/sinh khối tươi: Sấy mẫu bằng tủ sấy ở nhiệt độ 1050C cho đến khi trọng lượng khơng đổi. Tỷ lệ sinh khối khơ/ sinh khối tươi của các mẫu phân tích được tính theo cơng thức: K (%) = (FW-DW/FW).100 8 Trong đĩ: K là tỷ lệ sinh khối khơ/sinh khối tươi (%); FW là trọng lượng tươi của mẫu; DW là trọng lượng khơ kiệt của mẫu (trọng lượng sau khi sấy). + Tổng sinh khối khơ của thảm thực vật cây bụi (TDB) được tính như sau: TDB tấn/ha = TDM(l) +TDM(tc) +TDM(r) +TDM(c) +TDM(tm) - Xác định hàm lượng cacbon: hàm lượng cacbon (CS) trong sinh khối: CS = (TDMl +TDMtc +TDMr +TDMc +TDMtm)*0.5 (tấnC/ha) 2.1.7. Phương pháp nghiên cứu độ ẩm đất và khả năng trữ nước của thảm thực vật Trong mỗi ơ tiêu chuẩn (OTC), bố trí các điểm lấy mẫu đất, sao cho các mẫu này đại diện được cho OTC.Các mẫu đất được sấy trong phịng thí nghiệm ở 105oC cho đến khi trọng lượng khơng đổi. Tính độ ẩm đất theo cơng thức : X% = [(W1 – W2)/ W2].100. Trong đĩ: W1 - Khối lượng của đất ở trạng thái tự nhiên; W2 - Khối lượng của đất khơ. 2.1.8. Phương pháp tính tốn xác định cường độ xĩi mịn Thể tích đất bị mất đi:V = h (m) x 10000 m2 (Theo đơn vị m3). Trong đĩ, h: chiều dày lớp đất bị xĩi mịn (m). Khối lượng đất bị mất đi: M = V x d (Đơn vị tấn/ha). Trong đĩ, V: Thể tích đất bị mất đi; d: Dung trọng đất. 2.2. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu sinh khí hậu 2.2.1. Quan điểm hệ thống và tổng hợp Nghiên cứu tài nguyên SKH lãnh thổ - các đơn vị sinh khí hậu vùng nghiên cứu, cần vận dụng quan điểm hệ thống để xem xét mối quan hệ tương hỗ mật thiết của các nhân tố tự nhiên hình thành đơn vị sinh khí hậu. 2.2.2. Quan điểm lãnh thổ Trong quá trình nghiên cứu cần đặt đối tượng trong một khơng gian lớn hơn, thì cĩ thể hiểu, phân tích các vấn đề một cách chính xác và chắc chắn hơn. 2.2.3. Quan điểm phát triển bền vững Một trong những vấn đề được chú trọng trong phát triển bền vững ở vùng nghiên cứu là “cải thiện chất lượng mơi trường, bảo vệ và phát triển rừng, bảo tồn đa dạng sinh học”, “từng bước thực hiện tăng trưởng xanh, phát triển kinh tế các bon thấp”. 2.3. Phương pháp đánh giá tính thích nghi sinh thái của một số lồi cây trồng đối với 9 điều kiện sinh khí hậu 2.3.1.Phương pháp thu thập, phân tích, xử lí tài liệu 2.3.2.Phương pháp tham vấn chuyên gia 2.3.3. Phương pháp phân loại sinh khí hậu 2.3.4. Phương pháp đánh giá tính thích nghi sinh thái cây trồng Nguyên tắc lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá:(i) Các chỉ tiêu lựa chọn phải phản ánh mối quan hệ của chúng đối với chủ thể; (ii) Số lượng các yếu tố, chỉ tiêu được lựa chọn phải ít hơn hoặc bằng số lượng tính chất của các chủ thể đánh giá; (iii) Ưu tiên lựa chọn các chỉ tiêu cĩ sự phân hĩa khơng gian. 2.3.5. Phương pháp phân tích thống kê 2.3.6. Phương pháp bản đồ và thơng tin địa lý (GIS) Bản đồ sinh khí hậu được thành lập bằng phần mềm Mapinfor và được quản lý trong cơ sở dữ liệu GIS. Chương 3 ĐẶC TRƯNG CỦA THẢM THỰC VẬT VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI BẮC BỘ 3.1. Cấu trúc khơng gian của các kiểu thảm thực vật Độ phủ chung của rừng nghèo sau khai thác: 90%; của rừng non phục hồi: 80%: của thảm cây bụi cao:70%; của thảmcây bụi thấp: 40%. Sự phân tầng của các thảm thực vật rất khác nhau (Bảng 3,1) Bảng 3.1: Cấu trúc thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ Tầng Rừng nghèo sau khai thác Rừng non phục hồi Thảm cây bụi cao Thảm cây bụi thấp 1 Tầng cây gỗ lớn Tầng cây gỗ Tầng cây gỗ Tầng cây bụi 2 Tầng cây gỗ nhỏ Tầng cây bụi Tầng cây bụi Tầng cỏ, quyết 3 Tầng cây bụi Tầng cỏ quyết Tầng cỏ, quyết 4 Tầng cỏ, quyết 3.2. Danh mục một số lồi thực vật quý hiếm cần bảo tồn trong một số kiểu thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ (Nghiên cứu đại diện tại Hà Giang và Sơn La). Trong kiểu thảm rừng ở tỉnh Hà Giang, cĩ 29 lồi thực vật cần được bảo tồn. Thảm cây bụi cao ở tỉnh Hà Giang cĩ 18 lồi; Thảm cây bụi thấp cĩ 8 lồi quý hiếm. 10 Ở tỉnh Sơn La, trong một số kiểu TTV rừng đã xác định được 17 lồi thực vật quý hiếm; Trong các thảm cây bụi, đã xác định được 13 lồi thực vật cần được bảo tồn, với các mức độ nguy cấp khácnhau. 3.3. Năng lực tái sinh của các thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 3.3.1. Mật độ của các lồi cây gỗ tái sinh trong kiểu TTV rừng vùng TDMNBB Bảng 3.2: Mật độ của các lồi cây gỗ tái sinh trong kiểu TTV vùng TDMNBB Khu vực Đơng Bắc TT Thảm thực vật rừng Thảm thực vật cây bụi 1 Xã Thần Sa (Võ Nhai, Thái Nguyên) 6599 xã Thuận Hịa (Vị Xuyên, Hà Giang) 3600 2 Xã Thanh Đức (Vị Xuyên, Hà Giang) 5399 xã Khe Mo (Đồng Hỷ, Thái Nguyên) 1800 3 Xã Sín Chải (Vị Xuyên, Hà Giang) 4199 xã Phương Tiến (Vị Xuyên, Hà Giang) 2200 Trung bình 5399 2533 Khu vực Tây Bắc TT Thảm thực vật rừng Thảm thực vật cây bụi 1 Xã Co Mạ (Thuận Châu, Sơn La) 4600 Xã Mường Cai (Sơng Mã, Sơn La) 2980 2 Xã Đứa Mịn (Sơng Mã, Sơn La) 5800 Xã Mường Sai (Sơng Mã, Sơn La) 800 3 Xã Nậm Mằn (Sơng Mã, Sơn La) 3500 Xã Chiềng Khương (Sơng Mã, Sơn La) 4500 Trung bình 4633 2760 3.3.2. Quy luật phân bố của các lồi cây gỗ tái sinh trong các kiểu thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 3.3.2.1. Quy luật phân bố của các lồi cây gỗ tái sinh trong thảm thực vật ở khu vực Đơng Bắc Trong các thảm thực vật tứ sinh, cây tái sinh cĩ kiểu phân bố ngẫu nhiên và kiểu phân bố cụm. Đây là cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh cây tái sinh theo diễn thế cĩ lợi. Sự khác biệt về năng lực tái sinh khơng chỉ thể hiện về mật độ cây gỗ tái sinh giữa các thảm thực vật, mà cịn thể hiện ở sự khác biệt về mật độ cây gỗ tái sinh ngay trong mỗi điểm nghiên cứu, với các vị trí địa hình khác nhau. 3.4. Xu hướng biến đổi về thành phần lồi thực vật trong quá trình diễn thế phục hồi rừng của thảm thực vật cây bụi vùng TDMNBB Ở khu vực Đơng Bắc, trong quá trình diễn thế, thảm cây bụi cĩ nguồn gốc sau canh tác nương rẫy cĩ sự thay đổi 69 lồi (18 lồi bị đào thải và 51 lồi mới xuất hiện); Thảm cây bụi cĩ nguồn gốc sau khai thác cĩ sự thay đổi 62 lồi (27 lồi bị đào thải 11 và 35 lồi mới xuất hiện) Ở khu vực Tây Bắc, quá trình phục hồi rừng từ thảm thực vật cây bụi sau nương rẫy, cĩ sự thay đổi 49 lồi thực vật (19 lồi bị đào thải và 30 lồi mới xuất hiện); Phục hồi rừng từ thảm thực vật cây bụi sau khai thác, cĩ sự thay đổi 48 lồi (19 lồi bị đào thải và 29 lồi mới xuất hiện).. 3.5. Xây dựng đường cacbon cơ sở cho thảm thực vật cây bụi vùng TDMNBB. Bảng 3.8: Cấu trúc lượng cac bon được tích lũy trong sinh khối của thảm thực vật cây bụi sau nương rẫy ở khu vực Đơng Bắc Số năm bỏ hĩa Lượng Cacbon Cây bụi, cây gỗ nhỏ Cỏ Rễ Thảm mục Tổng Thân, cành Lá 2 Tấn /ha 0,93 0,27 0,90 0,72 1,04 3,86 Tỷ lệ (%) 23,96 7,11 23,37 18,74 26,82 100,00 3 Tấn /ha 1,25 0,38 0,90 0,80 1,13 4,46 Tỷ lệ (%) 28,05 8,55 20,09 17,99 25,32 100,00 4 Tấn /ha 2,68 0,69 0,95 2,09 1,38 7,79 Tỷ lệ (%) 34,37 8,92 12,20 26,78 17,73 100,00 5 Tấn /ha 4,22 0,93 1,07 2,91 1,62 10,74 Tỷ lệ (%) 39,28 8,64 9,98 27,05 15,05 100,00 Trung bình Tấn /ha 2,27 0,57 0,95 1,63 1,29 6,71 Tỷ lệ (%) 33,79 8,49 14,23 24,27 19,23 100,00 Bảng 3.10: Cấu trúc lượng cac bon được tích lũy trong sinh khối của thảm thực vật cây bụi sau khai thác ở khu vực Đơng Bắc Số năm bỏ hĩa Cây bụi, cây gỗ nhỏ Cỏ Rễ Thảm mục Tổng Thân, cành Lá 3 Tấn /ha 1,51 0,47 1,04 0,96 1,37 5,35 Tỷ lệ (%) 28,28 8,78 19,42 17,97 25,55 100,00 4 Tấn /ha 2,79 0,72 1,01 2,20 1,44 8,15 Tỷ lệ (%) 34,27 8,80 12,35 26,96 17,62 100,00 5 Tấn /ha 4,63 1,00 1,10 3,12 1,62 11,48 Tỷ lệ (%) 40,33 8,72 9,58 27,22 14,15 100,00 Trung bình Tấn /ha 2,98 0,73 1,05 2,09 1,48 8,33 Tỷ lệ (%) 35,77 8,76 12,59 25,16 17,72 100,00 Bảng 3.12: Cấu trúc lượng cac bon được tích lũy trong sinh khối của TTV cây bụi sau khai thác ở khu vực Tây Bắc Số năm bỏ hĩa Lượng C tích lũy Cây bụi, cây gỗ nhỏ Cỏ Rễ Thảm mục Tổng Thân, cành Lá 3 Tấn /ha 1,28 0,45 0,69 1,08 1,25 4,75 Tỷ lệ (%) 27,01 9,55 14,46 22,69 26,29 100,00 4 Tấn /ha 2,99 0,76 0,94 2,36 1,45 8,50 12 Tỷ lệ (%) 35,16 8,93 11,01 27,80 17,10 100,00 5 Tấn /ha 4,26 1,03 1,15 3,23 1,70 11,37 Tỷ lệ (%) 37,46 9,02 10,10 28,44 14,97 100,00 6 Tấn /ha 4,20 1,40 1,36 3,25 1,64 11,85 Tỷ lệ (%) 35,41 11,83 11,51 27,40 13,85 100,00 Trung bình Tấn /ha 3,18 0,91 1,03 2,48 1,51 9,12 Tỷ lệ (%) 34,90 9,98 11,34 27,20 16,58 100,00 Bảng 3.14: Cấu trúc lượng cac bon được tích lũy trong sinh khối của thảm thực vật cây bụi sau nương rẫy ở khu vực Tây Bắc Số năm bỏ hĩa Lượng cac bon tích lũy Cây bụi, cây gỗ nhỏ Cỏ Rễ Thảm mục Tổng Thân, cành Lá 3 Tấn /ha 1,07 0,38 0,59 0,91 1,21 4,16 Tỷ lệ (%) 25,77 9,13 14,09 21,98 29,03 100,00 4 Tấn /ha 2,46 0,64 0,78 1,83 0,97 6,68 Tỷ lệ (%) 36,86 9,54 11,75 27,38 14,46 100,00 5 Tấn /ha 4,00 1,02 1,09 3,01 1,61 10,73 Tỷ lệ (%) 37,30 9,48 10,13 28,09 14,99 100,00 Trung bình Tấn /ha 2,51 0,68 0,82 1,92 1,26 7,19 Tỷ lệ (%) 34,94 9,43 11,40 26,69 17,54 100,00 3.6. Các chỉ tiêu sinh trưởng của cây gỗ trong quá trình phục hồi rừng của TTV cây bụi 3.6.1. Sự biến đổi về các chỉ tiêu sinh trưởng của cây gỗ trong quá trình diễn thế phục hồi rừng của TTV cây bụi ở khu vực Đơng Bắc Giai đoạn thảm thực vật cây bụi: + Cây gỗ tăng trưởng được 1,21m.chiều cao/năm; và1.11cm đường kính / năm + Các lồi cây gỗ cĩ tốc độ sinh trưởng nhanh gồm: Liquidambar formosana , Antidesma bunius, Litsea. Cubeba, Oroxylum indicum, Castanopsis lecomtei  Giai đoạn rừng non: + Cây gỗ tăng trưởng được 1.12 m chiều cao/ năm và1.02 cm đường kính / năm. + Các lồi cây gỗ cĩ tốc độ sinh trưởng nhanh gồm: Choerospondias axillaris , Dillenia heterosepala,Machilus bonii, Sterospermum neuranthum, Canarium album. 3.6.2.Sự biến đổi về các chỉ tiêu sinh trưởng của cây gỗ trong diễn thế phục hồi rừng của thảm thực vật cây bụi ở khu vực Tây Bắc 13 Giai đoạn thảm cây bụi cao: - Tốc độ tăng trưởng về chiều cao : 0,55 - 1,10 m/năm; Trung bình: 0,93 m/ năm - Tốc độ tăng trưởng về đường kính: 0,65 - 1,10 cm/năm; Trung bình: 0,88 m/ năm Giai đoạn rừng non phục hồi: - Tốc độ tăng trưởng về chiều cao: 0,70 - 1,10 m/năm; Trung bình: 0,90 m/ năm - Tốc độ tăng trưởng về đường kính: 0,65 - 1,10 cm/năm.; Trung bình: 0.88 cm/ năm Rừng nghèo sau khai thác - Tốc độ tăng trưởng về chiều cao: 0,80 - 1,15 m/năm. Trung bình: 0,93 m/ năm - Tốc độ tăng trưởng về đường kính: ,80 - 1,15 cm/năm; Trung bình: 0,95 m/ năm 3.7. Khả năng giữ nước của một số kiểu thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ Xác định khả năng trữ nước của thảm thực vật rừng ở độ sâu 45cm; cịn ở thảm cây bụi ở độ sâu 30cm. Khả năng trữ nước của các kiểu thảm thực vật rất khác biệt (Hình 3.1, 3.2) 3.7.1.Khả năng trữ nước của kiểu thảm thực vật ở khu vực Đơng Bắc Hình 3.1: Khả năng trữ nước của kiểu thảm thực vật ở khu vực Đơng Bắc 1561.85 1394.27 1254.95 855.03 671.25 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Rừng nghèo sau khai thác Rừng non phục hồi sau khai thác Rừng non phục hồi sau nương rẫy Thảm cây bụi cao Thảm cây bụi thấp 14 Hình 3.2: Khả năng trữ nước của kiểu thảm thực vật ở khu vực Tây Bắc 3.8. Cường độ xĩi mịn đất trong các thảm thực vật vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 3.8.1. Cường độ xĩi mịn đất trong các TTV ở khu vực Đơng Bắc vùng TDMNBB Rừng nghèo SKT Rừng non PHTN Thảm cây bụi cao Thảm cây bụi thấp Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Đạo Đức 26,85 Đạo Đức 56,23 Minh Tân 79,89 Minh Tân 170,50 Tùng Bá 30,10 Tùng Bá 74,20 Tùng Bá 88,32 Tùng Bá 148,26 Trung bình 28,48 65,22 64,11 156,63 3.8.2. Cường độ xĩi mịn đất trong thảm thực vật ở khu vực Tây Bắc Rừng nghèo SKT Rừng non PHTN Thảm cây bụi cao Thảm cây bụi thấp Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Địa điểm Xĩi mịn Chiềng Ban 35,70 Chiềng Ban 70,53 Chiềng Ngân 89,08 Chiềng Ngân 188,77 Chiềng Mai 31,54 Chiềng Mai 79,30 Chiềng Ban 69,29 Chiềng Ban 181,96 Trung bình 33,62 74,92 79,19 185,37 1506.39 1338.27 1254.95 764.93 624.27 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Rừng nghèo sau khai thác Rừng non phục hồi sau khai thác Rừng non phục hồi sau nương rẫy Thảm cây bụi cao Thảm cây bụi thấp 15 Chương 4 TÀI NGUYÊN SINH KHÍ HẬU VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI BẮC BỘ 4.1. Các nhân tố hình thành khí hậu vùng TDMNBB 4.1.1. Các nhân tố hình thành khí hậu khu vực Đơng Bắc Đặc điểm các yếu tố khí hậu ở đây cho thấy, vùng Đơng Bắc cĩ kiểu khí hậu đặc sắc: khí hậu nhiệt đới giĩ mùa cĩ mùa đơng lạnh. Các nhân tố hình thành khí hậu vùng Đơng Bắc bao gồm 3 nhĩm: (i) Bức xạ Mặt trời; (ii) Hồn lưu khí quyển và (iii) Nhĩm nhân tố bề mặt đệm. - Chế độ bức xạ Mặt Trời: Cán cân bức xạ vùng Đơng Bắc luơn luơn cĩ trị số dương, dao động từ 55 – 70kcal/cm2. - Hồn lưu khí quyển: Vùng Đơng Bắc cĩ chế độ hồn lưu giữa các mùa rõ rệt. Chế độ giĩ mùa thể hiện sự đối lập ở giữa mùa Đơng và mùa Hè của các luồng khơng khí chủ yếu thịnh hành theo mùa, kèm theo đĩ là sự thay đổi về nền nhiệt ẩm.. - Nhĩm yếu tố bề mặt đệm: Sự tác động tổng hợp của các nhân tố bề mặt đệm bao gồm địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn, sinh vật, biển, kết hợp với yếu tố hồn lưu giĩ mùa trên nền khí hậu nhiệt đới đã hình thành nên cho vùng kiểu khí hậu riêng biệt, đặc sắc. Đĩ là kiểu khí hậu nhiệt đới ẩm giĩ mùa , cĩ mùa đơng lạnh với ba tháng lạnh điển hình cĩ nhiệt độ dưới 180C. 4.1.2. Các nhân tố hình thành khí hậu khu vực Tây Bắc Vùng Tây Bắc nước ta cĩ khí hậu nhiệt đới chịu ảnh hưởng của giĩ mùa. Chế độ giĩ mùa cĩ sự tương phản rõ rệt: Mùa hè giĩ mùa Tây Nam nĩng khơ, mưa nhiều, mùa đơng giĩ mùa Đơng Bắc lạnh, khơ, ít mưa. Chế độ giĩ tạo ra thời tiết cĩ phần khắc nghiệt, gây nên khơ nĩng, hạn hán, sương muối gây trở ngại cho sản xuất và sinh hoạt. - Bức xạ Mặt Trời, vùng Tây Bắc cĩ tiềm năng bức xạ Mặt Trời ở mức trung bình so với cả nước. Tổng xạ trung bình ngày lớn nhất vào khoảng 5,234 kWh/m2/ngày và trung bình trong năm là 3,489 kWh/m2/ngày.. - Hồn lưu giĩmùa: Chế độ giĩ mùa cĩ sự tương phản rõ rệt. Mùa hè với giĩ mùa Tây Nam, kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, thời tiết nĩng ẩm, mưa nhiều. Mùa đơng với giĩ mùa Đơng Bắc, kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, cĩ thời tiết lạnh, khơ và ít mưa. 16 Khu vực Tây Bắc cĩ địa hình cao nhất, bị chia cắt nhất và hiểm trở, tạo nên sự khác biệt về chế độ khí hậu so với vùng Đơng Bắc Bộ là mùa đơng đến chậm hơn và ít chịu ảnh hưởng của giĩ mùa Đơng Bắc hơn. 4.2. Tài nguyên sinh khí hậu vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 4.2.1. Các giá trị trung bình tháng, mùa, năm của các đặc trưng khí hậu vùng TDMNBB (Giai đoạn 1980 – 2013) Trên cơ sở bộ số liệu khí tượng được quan trắc tại các trạm khí tượng trong vùng nghiên cứu, đã xử lý và tính tốn các giá trị trung bình tháng, mùa, năm của từng yêu tố khí hậu. 4.2.2. Nghiên cứu, tính tốn, phân tích một số chỉ tiêu khí hậu đặc trưng vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 4.2.2.1. Nghiên cứu, tính tốn, phân tích diễn biến số giờ nắng năm. a) Diễn biến của số giờ nắng Khu vực Đơng Bắc Số giờ nắng trung bình năm ở vùng Đơng Bắc cĩ sự chênh lệch khá lớn giữa các tỉnh (1250 đến 1900 giờ). Biến trình năm của số giờ nắng 1 cực đại vào các tháng đầu mùa hè (tháng 4-5), đạt cực tiểu vào cuối mùa đơng (tháng I và II). Số giờ nắng ở khu vực Đơng Bắc được đánh giá là thấp nhất so với các tỉnh ở khu vực Bắc Bộ. Vùng Đơng Bắc cĩ số giờ nắng trung bình năm trên 1800 giờ. Tuần cĩ số giờ nắng cao nhất (trên 70 giờ) thường là tuần thứ 11. Thời kỳ ít nắng nhất trong năm, khoảng từ 30 - 40 giờ/tuần là thời kỳ tuần 18, 19. Thời gian cịn lại trong năm cĩ số giờ nắng xấp xỉ 50 giờ/tuần.  Khu vực Tây Bắc Trung bình năm ở đây cĩ số giờ nắng trên 1800 giờ/ năm. Nắng nhiều vào tháng III đến tháng V, số giờ nắng trung bình đạt từ 180 đến trên 200 giờ, trong đĩ nắng nhiều nhất thường vào tháng IV. Số giờ nắng trung bình năm cĩ sự chênh lệch khá lớn giữa các tỉnh (từ 1330 đến 2100 giờ). 17 Số giờ nắng đạt giá trị cao nhất, trên 60 giờ/tuần vào khoảng tuần thứ 7 đến tuần thứ 14. Tuần cĩ số giờ nắng cao nhất (trên 70 giờ) thường là tuần thứ 11. Thời kỳ ít nắng nhất trong năm, khoảng từ 30 - 40 giờ/tuần (tuần 18, 19). Thời gian cịn lại trong năm cĩ số giờ nắng xấp xỉ 50 giờ/tuần. Số giờ nắng trung bình hàng ngày lên cao nhất vào các tháng III, IV, V (cĩ thể đạt xấp xỉ 6 - 7 giờ). 4.2.2.2.Nghiên cứu, tính tốn, phân tích diễn biến bức xạ quang hợp năm. Lượng bức xạ quang hợp trung bình năm khu vực Tây Bắc phân bố tương đối khá đơng đều giữa các tỉnh (từ 64- 72 Kcal/cm2).Lượng bức xạ quang hợp trung bình năm ở khu vực Đơng Bắc phân bố tương đối đơng đều giữa các tỉnh (từ 55- 67 Kcal/cm2). 4.2.2.3. Nghiên cứu, tính tốn, phân tích diễn biến nhiệt độ khơng khí (nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tối thấp trung bình, nhiệt độ tối cao trung bình). Nhiệt độ khơng khí trun