Kéo dài chuỗi số liệu lƣợng mƣa thông qua một số đặc điểm vòng năm cây Pơ mu ở Lào Ca

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành chƣơng trình đào tạo đại học chuyên ngành Khoa học môi
trƣờng tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp. Đƣợc sự đồng ý của trƣờng Đại học
Lâm Nghiệp, Khoa Quản lý tài nguyên Rừng & Môi Trƣờng, tôi nhận thực hiện
đề tài:
“Kéo dài chuỗi số liệu lƣợng mƣa thơng qua một số đặc điểm vịng
năm cây Pơ mu ở Lào Cai”
Sau thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp hết sức khẩn trƣơng và nghiêm
túc. Với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng với sự tận tình hƣớng dẫn và chỉ
bảo của cơ Th.s Kiều Thị Dƣơng và TS. Đinh Việt Hƣng, các thầy cô giáo trong
trƣờng, các bạn học, đến nay tơi đã hồn thành khóa luận tốt nghiệp.
Qua đây tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trƣờng Đại học Lâm
Nghiệp đã giúp đỡ trong q trình học tập, tơi cũng đặc biệt cảm ơn cô Kiều Thị

Dƣơng, thầy Đinh Việt Hƣng đã giành nhiều thời gian quý báu để giúp đỡ, chỉ
bảo, hƣớng dẫn khoa học trong quá trình thực hiện và hồn thiện khóa luận. Tơi
cũng xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ phịng Nơng nghiệp huyện Văn Bàn tỉnh
Lào Cai, trạm khí tƣợng thủy văn Sa Pa tỉnh Lào Cai, các cán bộ Viện Môi
Trƣờng Nông Nghiệp cùng tất cả bạn bè đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện
và hồn thành khóa luận.
Tuy bản thân đã có nhiều cố gắng, song do thời gian cũng nhƣ khả năng
tiếp cận thông tin về đối tƣợng ít nhiều bị hạn chế, nên khóa luận khơng tránh
khỏi những thiếu sót nhất định. Vì vậy, tơi mong nhận đƣợc những ý kiến đóng
góp của các thầy cơ giáo để khóa luận hồn thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Hà Huy Bắc
1


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 2
1.1. Cơ sở khoa học phƣơng pháp phân tích vịng năm ........................................ 2
1.2. Điều kiện để thực hiện phƣơng pháp phân tích vịng năm hiệu quả .............. 3
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 4

1.4. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam.............................................................. 10
CHƢƠNG II. MỤC TIÊU, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 15
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 15
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 15
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 15
2.2. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................... 15
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 15
2.4. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 15
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 16
2.5.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu ..................................................................... 16
2.5.2. Phƣơng pháp lấy mẫu thực địa .................................................................. 16

2.5.3. Phƣơng pháp mơ hình ............................................................................... 16
2.5.4. Phƣơng pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ....................................... 21
2.5.5. Phƣơng pháp nội nghiệp............................................................................ 24
CHƢƠNG III. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 25
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 25
3.1.1. Vị trí địa lí ................................................................................................. 25
3.1.2. Khí hậu - thuỷ văn .................................................................................... 25
3.1.3. Địa hình, địa mạo ..................................................................................... 26
3.1.4. Tài nguyên ................................................................................................. 26
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 28
2

3.2.1. Sản xuất Nông – Lâm Nghiệp ................................................................... 28
3.2.2. Dân số, Lao động ...................................................................................... 29
3.2.3. Y tế, Giáo dục............................................................................................ 29
3.2.4. Thông tin, văn nghệ, thể thao .................................................................... 30
CHƢƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 32
4.1. Một số đặc điểm hình thái, sinh thái của cây Pơ mu tại huyện Văn Bàn tỉnh
Lào Cai ................................................................................................................ 32
4.1.1. Một số đặc điểm chung ............................................................................. 32
4.1.2. Đặc điểm hình thái .................................................................................... 33
4.1.3. Đặc điểm sinh thái và phân bố .................................................................. 33

4.1.4. Bộ phận dùng và công dụng ...................................................................... 34
4.1.5. Các mối đe doạ và biện pháp bảo tồn đã thực hiện................................... 34
4.2. Đặc điểm cấu trúc vòng năm cây Pơ mu...................................................... 35
4.2.1 Đặc điểm hình thái trong vịng năm cây Pơ mu ......................................... 35
4.2.2. Kết quả đo một số chỉ tiêu trong vòng năm cây Pơ mu ............................ 37
4.3. Tƣơng quan giữa độ rộng, tỷ trọng trong vòng năm cây Pơ Mu với lƣợng
mƣa ...................................................................................................................... 40
4.3.1. Số liệu lƣợng mƣa tại trạm Sapa của Lào Cai........................................... 40
4.3.2. Sự phù hợp giữa biến động các yếu tố của vòng năm và biến động lƣợng
mƣa ...................................................................................................................... 43
4.3.3. Tƣơng quan hồi quy giữa độ rộng, tỷ trọng với lƣợng mƣa ..................... 44
4.3.4. Phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính giữa tổng lƣợng mƣa năm với độ

rộng, tỷ trọng của vòng năm cây Pơ Mu ............................................................. 46
4.4. Kết quả nội suy số liệu lƣợng mƣa lùi về quá khứ. ..................................... 47
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ BIỂU

3


DANH LỤC TỪ VIẾT TẮT

PCCCR

Phòng cháy chữa cháy rừng

PCGD

Phổ cập giáo dục

SKSS

Sức khỏe sinh sản

VHTT

Văn hóa thơng tin

THCS

Trung học cơ sở

T

Tháng

UBND

Ủy ban nhân dân

TB

Trung bình

4


DANH LỤC CÁC BẢNG

TT

Bảng

Tên bảng

1

4.1

Kết quả tính thống kê độ rộng từ năm 1961 tới 2010

38

2

4.2

Kết quả đo tỷ trọng

40

3

4.3

4

4.4

Số liệu tổng hợp lƣợng mƣa tại trạm khí tƣợng thủy văn Sapa
từ 1961-2010
Số liệu nội suy lƣợng mƣa từ năm 1616 tới năm 2015

5

Trang

41
47


DANH LỤC CÁC HÌNH

TT

Hình

Tên hình

1

2.1.

Thớt gỗ Pơ mu trƣớc khi photoshop

17

2

2.2.

Thớt gỗ Pơ mu sau photoshop

17

3

2.3.

4

2.4.

5

2.5.

6

2.6.

7

2.7.

Mơ hình Cdendro tính tốn độ rộng của từng vòng năm

21

8

2.8.

Thớt gỗ trƣớc khi cắt đƣa vào xác định tỷ trọng gỗ

22

9

2.9.

10

2.10.

11

2.11. Xác định khối lƣợng của mẫu gỗ (g)

24

12

2.12. Xác định thể tích mẫu gỗ

24

13

4.1.

Hình ảnh cây Pơ mu

32

14

4.2.

Một số hình mẫu thớt gỗ giải tích ở vị trí lấy mẫu

36

15

4.3.

Bề mặt thớt gỗ sau khi làm nhẵn

36

16

4.4.

17

4.5.

18

4.6.

19

4.7.

Biểu đồ tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và độ rộng

46

20

4.8.

Biểu đồ tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và tỷ trọng

46

21

4.9.

Biểu đồ biến động lƣợng mƣa từ năm 1616 tới 2010

48

Hình ảnh khởi động phần mềm Coorecoder 7.3 và add file ảnh cần
số hóa

Hình ảnh thớt gỗ Pơ mu đƣợc Zoom bằng phần mềm
CooRecorder
Hình ảnh thớt gỗ sau khi đo khoảng cách vịng năm.
Hình ảnh biểu diễn độ rộng vòng năm cây bằng phần mềm
CDendro

Thanh gỗ xẻ xuyên tâm đƣợc chia đoạn 1 cm theo 2 chiều
Đông- Tây
Tách mẫu gỗ từ tâm ra phần vỏ mỗi đoạn có chiều dài 1cm
bằng dao mỏng chuyên dụng

Biểu đồ giá trị độ rộng trong 50 năm từ năm 1961 đến năm

2010
Liên hệ giữa biến động độ rộng vòng năm và biến động lƣợng mƣa
năm
Biểu đồ liên hệ giữa biến động tỷ trọng và biến động lƣợng
mƣa

6

Trang

18
19

19
20

23
23

39
43
44


TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên đề tài thực hiện: “KÉO DÀI CHUỖI SỐ LIỆU LƢỢNG MƢA THÔNG
QUA MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÒNG NĂM CÂY PƠ MU Ở LÀO CAI”
2. Sinh viên thực hiện: Hà Huy Bắc

Mã sinh viên: 1253060811

3. Giáo viên hƣớng dẫn: Ths. Kiều Thị Dƣơng
TS. Đinh Việt Hƣng
4. Mục tiêu
- Mục tiêu chung: Sử dụng vòng năm cây gỗ để nội suy/kéo dài chuỗi số
liệu khí tƣợng thủy văn tại Lào Cai phục vụ đánh giá biến đổi khí hậu ở Việt
Nam nói chung và Lào Cai nói riêng.

- Mục tiêu cụ thể:
+ Xác định mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu của vòng năm cây Pơ Mu
(độ rộng, tỷ trọng) trong vòng năm cây với các số liệu lƣợng mƣa thu thập đƣợc
tại trạm khí tƣợng thủy văn ở Lào Cai.
+ Phục hồi và kéo dài chuỗi số liệu lƣợng mƣa năm trong lịch sử ở trạm
khí tƣợng thủy văn tại Sapa Lào Cai.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp thu thập dữ liêu: Dựa trên các nghiên cứu và báo cáo sẵn
có trên thế giới và tại Việt Nam.
- Phƣơng lấy mẫu thực địa: Sử dụng phƣơng pháp lấy mẫu điểm để lấy
mẫu thớt gỗ tại Văn Bàn Lào Cai.
- Phƣơng pháp mơ hình: Ứng dụng mơ hình Cdendro (của Thụy Điển) để

đọc ảnh của thớt gỗ, đo độ rộng vòng năm của thớt gỗ.
- Phƣơng pháp phân tích trong phịng thí nghiệm: Phân tích tỷ trọng trong
vịng năm của cây Pơ mu.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm R và các hàm tính tốn
trong excel để tính các giá trị trung bình, sai tiêu chuẩn và phân tích tƣơng quan

7


6. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, sinh thái của cây Pơ mu tại
huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai.

- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc vòng năm của cây Pơ mu tại huyện Văn
Bàn tỉnh Lào Cai.
- Xác định mối tƣơng quan giữa độ rộng, tỷ trọng vòng năm của cây Pơ
mu với lƣợng mƣa trong khu vực nghiên cứu.
- Kéo dài/nội suy dãy số liệu lƣợng mƣa lùi về quá khứ.
7. Kết quả đạt đƣợc
- Cây Pơ mu là một trong những loài cây quý hiếm đang trên đà suy thoái
ở Việt Nam hiện nay. Tuy nhiên cây Pơ mu vẫn chịu nhiều tác động của thời tiết
và khí hậu ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của cây nó. Cần đi sâu
nghiên cứu hơn nữa về các đặc tính sinh thái, ảnh hƣởng của thời tiết khí hậu
đến sinh trƣởng phát triển của cây Pơ Mu để có biện pháp bảo bảo tồn, nhân
giống loài Pơ Mu trên phạm vi cả nƣớc.

- Độ rộng trung bình của vịng năm cây Pơ Mu ở Lào Cai là 0,91mm. Giá
trị độ rộng nhỏ nhất là 0,28 mm vào năm 1973, và giá trị lớn nhất là 2,17mm
vào năm 2010. Tỷ trọng trong vòng năm cây gỗ Pơ mu ở Lào Cai giao động
trong khoảng 0.63- 0.77 g/cm3.
- Qua chuỗi số liệu 50 năm từ 1961 đến 2010, kết quả nghiên cứu của đề
tài đã chỉ ra mối tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và độ rộng là khá chặt chẽ, và là
mối tƣơng quan thuận (R2= 0.62, P< 0.05)
- Qua chuỗi số liệu 10 năm một lần, kết quả của đề tài cũng cho thấy mối
tƣơng quan giữa lƣợng mƣa và tỷ trọng là rất chặt, và là mối tƣơng quan nghịch
(R2= 0.87, P< 0.05)
- Từ đó, đề tài xây dựng đƣợc phƣơng trình tƣơng quan giữa một bên là
tổng lƣợng mƣa, một bên là cả độ rộng và tỷ trọng, và đã tìm ra đƣợc phƣơng

trình tuyến tính nhƣ sau: Y= 3553.03+16.38*X1 -1319.38*X2 với R2 = 0.95

8


Trong đó:
Y: là lƣợng mƣa trung bình 10 năm tại trạm Sapa (mm)
X1: là độ rộng của 10 vòng năm của cây Pơ mu (mm)
X2: là tỷ trọng của 10 vịng năm của cây Pơ mu (g/cm3)
Sau khi có phƣơng trình tƣơng quan giữa các biến, đề tài đã xây dựng
đƣợc bảng số liệu kết quả nội suy lƣợng mƣa theo giai đoạn mƣời năm một từ số
liệu 10 năm một của độ rộng và tỷ trọng cho thấy sự thay đổi của lƣợng mƣa

trong cả một giai đoạn dài 400 năm trong lịch sử. Từ đó có thể nhận thấy lƣợng
mƣa trong giai đoạn từ năm 1616 tới năm 2015 có xu hƣớng giảm.

9


ĐẶT VẤN ĐỀ
Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình
và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thƣờng là
vài thập kỷ hoặc dài hơn (Đinh Vũ Thanh và cộng sự, 2013). Những thay đổi
của khí hậu mà chúng ta có thể thấy và nhận biết đƣợc tác động của nó thƣờng
phải diễn ra trong thời gian dài mà các số liệu khí tƣợng của Việt Nam hiện nay

cịn chƣa đáp ứng đƣợc. Trong khi đó, trên thế giới đã có khá nhiều nghiên cứu
về mối quan hệ giữa các chỉ tiêu hóa học và vật lý của vịng năm cây Thơng, cây
Sồi với các yếu tố khí tƣợng thủy văn nhƣ mƣa, nhiệt độ, bốc hơi, hay đơn giản
nhƣ mƣa axit, CO2 trong khơng khí, đạm và lân trong đất và dòng chảy… (Woo
Jung Choi và cộng sự, 2012). Chính vì vậy, đây cũng sẽ là phƣơng pháp khoa
học đáng tin cậy để có đƣợc một cơ sở liệu đầy đủ về khí tƣợng thủy văn mà
trong quá khứ, do chiến tranh hay một sự thiếu sót nào đó mà chúng ta chƣa đo
đạc đƣợc. Đề tài “Kéo dài chuỗi số liệu lƣợng mƣa thông qua một số đặc
điểm vòng năm cây Pơ mu ở Lào Cai” đƣợc thực hiện với mong muốn xây
dựng lại đƣợc một cơ sở dữ liệu đầy đủ về tổng lƣợng mƣa năm trong lịch sử tại
Lào Cai.
Mục tiêu của đề tài này là làm rõ mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu của

vòng năm cây (độ rộng, tỷ trọng trong vịng năm cây) với các số liệu khí tƣợng
thủy văn hiện có, đặc biệt lƣợng mƣa năm. Từ đó, suy ngƣợc lại, từ vịng năm
cây rừng ta có thể có đƣợc một bộ cơ sở dữ liệu cơ bản về lƣợng mƣa một cách
đầy đủ nhất trong lịch sử ở Lào Cai nói riêng và Việt Nam nói chung. Áp dụng
mơ hình Cdendro (Cybis Electronik & Data AB, Lars-Ake Larsson, Thụy Điển)
và phần mềm R cùng các hàm trong tốn học cho phép xây dựng đƣợc các
phƣơng trình hồi quy tƣơng quan. Sau này sẽ lấy làm phƣơng trình cơ bản để có
thể suy ngƣợc ra các yếu tố khí tƣợng thủy văn, đặc biệt là tổng lƣợng mƣa năm.

1

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học phƣơng pháp phân tích vịng năm
Sự biến đổi theo mùa của khí hậu là nguyên nhân của nhiều hiện tƣợng ở
thực vật; trong đó có sự thay đổi vịng năm. Vào những năm có khí hậu thuận lợi,
hoạt động của tƣợng tầng trên thân cây gỗ diễn ra mạnh hơn. Kết quả là hình
thành các lớp vịng năm rộng với các tế bào gỗ có kích thƣớc lớn, vách tế bào
mỏng, hàm lƣợng lignin thấp, gỗ có màu sáng hơn. Ngƣợc lại, vào những năm có
khí hậu khơng thuận lợi, hoạt động của tƣợng tầng trên thân cây gỗ diễn ra yếu
hơn. Kết quả là hình thành các tế bào gỗ có kích thƣớc nhỏ, lớp vịng năm hẹp với
vách tế bào dày, hàm lƣợng lignin cao, gỗ có màu tối hơn. Nhƣ vậy, trong một
năm tƣợng tầng tạo ra những lớp gỗ khác hẳn nhau về tính chất. Tập hợp các lớp

gỗ hình thành trong thời gian một năm đƣợc gọi là vòng năm (Tree – ring).
Ở vùng ơn đới, các yếu tố khí tƣợng có biến trình tuần hồn một cực đại
một cực tiểu, nghĩa là có một mùa thuận lợi và một mùa không thuận lợi. Vì thế,
vịng năm trên thân cây gỗ thƣờng có hai lớp phân biệt rõ ràng. Lớp gỗ sáng
màu nằm ở phía trong của lớp vịng năm đƣợc hình thành vào mùa xuân và mùa
hè; do đó ngƣời ta gọi lớp gỗ này là gỗ sớm. Một lớp gỗ xẫm màu hơn nằm ở
phía ngồi của lớp vịng năm đƣợc hình thành vào mùa thu; do đó ngƣời ta gọi
lớp gỗ này là gỗ muộn. Ở vùng nhiệt đới và xích đạo, biến trình các yếu tố khí
tƣợng thƣờng có hai cực đại và hai cực tiểu, nghĩa là trong một năm có hai mùa
thuận lợi và khơng thuận lợi. Vì vậy, vịng năm có thể gồm bốn lớp, trong đó có
hai lớp màu sáng hơn xen kẽ với hai lớp màu nâu xẫm hơn. Tuy nhiên, do tính
phân mùa của khí hậu kém hơn, nên vịng năm thể hiện cũng kém rõ ràng hơn.

Bên cạnh sự thay đổi của lớp vòng năm, các hiện tƣợng khác nhƣ mùa sai quả,
sức phá hoại của sâu bệnh, cháy rừng… cũng biến đổi theo nhịp điệu biến đổi
của khí hậu. Tất nhiên cấu trúc của lớp vòng năm và các hiện tƣợng khác của
thực vật chịu tác động khơng chỉ của khí hậu mà còn của nhiều yếu tố khác nhƣ
sâu hại, lửa, địa hình, hƣớng phơi, tính chất của đất, tuổi cây… Nhƣng so với
2


khí hậu, mức độ ảnh hƣởng của các yếu tố phi khí hậu kém sâu sắc hơn. Nhƣ
vậy, sinh trƣởng và phát triển của thực vật diễn ra nhƣ thế nào đƣợc xem là tấm
gƣơng phản ánh những biến đổi của khí hậu và các yếu tố khác của mơi trƣờng.
Nói một cách khác, mọi sự biến đổi của mơi trƣờng đều đƣợc ghi lại trên cấu

trúc của các lớp vòng năm. Chúng biểu hiện ở độ rộng hẹp, màu sắc, tính chất
vật lý, hóa học gỗ hay trên sản lƣợng hoa quả. Do đó thơng qua việc phân tích
mối liên hệ giữa bề rộng vòng năm (hoặc sản lƣợng hoa quả, mức độ tái sinh của
thực vật) với sự biến đổi của các yếu tố khí hậu, chúng ta có thể khám phá đƣợc
yếu tố khí hậu và thời gian mà nó có ảnh hƣởng rõ rệt tới cây gỗ. Mặt khác, vì
những biến đổi của các hiện tƣợng tự nhiên thƣờng mang tính qui luật, nên
chúng ta có thể thơng qua hiện tƣợng biến đổi các lớp vịng năm để dự đoán
những hiện tƣợng tự nhiên sẽ xảy ra. Sau cùng, khi biết đƣợc những yếu tố khí
hậu và thời gian ảnh hƣởng của chúng đến thực vật, chúng ta có thể chủ động đề
ra những biện pháp gây trồng, nuôi dƣỡng và khai thác thảm thực vật sao cho có
lợi nhất.
1.2. Điều kiện để thực hiện phƣơng pháp phân tích vịng năm hiệu quả

+ Ranh giới vịng năm rõ ràng. Đây là điều kiện tiên quyết đảm bảo hiệu
quả của phƣơng pháp. Ranh giới vòng năm ở đây cần đƣợc hiểu là một lớp tế
bào có tính chất đặc trƣng và có thể phân biệt rõ ràng với lớp tế bào kế cận. Tính
chất đặc trƣng có thể là màu sắc, hệ số phản xạ, kích thƣớc tế bào, bề dày thành
tế bào, hàm lƣợng nhựa…Khi xác định đƣợc ranh giới vòng năm, chúng ta sẽ
xác định đƣợc tuổi vịng năm và thời gian hình thành nó. Xác định khơng chính
xác vịng năm dẫn đến xác định không đúng điều kiện tự nhiên xảy ra trong thời
gian hình thành nó. Thơng tin nhiễu loạn nhƣ thế sẽ dẫn đến việc phân tích vịng
năm khơng đem lại kết qủa mong muốn.
+ Dấu hiệu đƣợc lựa chọn làm thông tin phản ánh cấu trúc vòng năm phải
biến đổi rõ rệt theo thời gian. Nếu dấu hiệu đƣợc chọn không biến đổi hoặc biến
đổi ít theo thời gian, nghĩa là nó chịu ảnh hƣởng của các yếu tố ngoại cảnh

khơng rõ rệt, thì việc phân tích sẽ khơng có kết quả. Các dấu hiệu thƣờng đƣợc
3


chọn lựa là bề rộng vòng năm, tỉ lệ gỗ muộn, hệ số phản xạ, tỷ trọng gỗ, hàm
lƣợng nhựa, tỉ lệ các bon phóng xạ …
+ Sự biến đổi của dấu hiệu chọn lựa phải đồng điệu hay tƣơng đồng ở
phần lớn cây mẫu. Sự biến đổi đồng điệu chứng tỏ ảnh hƣởng rõ ràng của môi
trƣờng đến dấu hiệu quan sát. Đây là cơ sở để xác lập mối liên hệ giữa các yếu
tố môi trƣờng với các hiện tƣợng của thực vật.
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới trong những năm gần đây đã có nhiều cơng trình nghiên cứu

về mối liên hệ giữa bề rộng vòng năm và biến đổi của các chỉ tiêu khí hậu, xác
định đặc điểm sinh thái của cây rừng. Các tác giả đã cùng đi 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 có thể xác định về định tính cũng nhƣ
định lƣợng các nhân tố sinh thái giới hạn sinh trƣởng của cây rừng.
Từ xa xƣa, con ngƣời đã nhận thấy rằng bề rộng vòng năm của cây gỗ
không ổn định mà biến đổi phù hợp với sự biến đổi của môi trƣờng.
Vào thế kỷ thứ 15, nhà bác học cổ Hy Lạp Leonade Vinci đã nhận thấy sự
sinh trƣởng của cây rừng ở vùng khô hạn biến đổi theo những chu kỳ phụ thuộc
vào lƣợng mƣa (Bitvinskas, 1974).
Trong những năm 1860- 1867, khi nghiên cứu ở lƣu vực sông Enhixay, A.
Miden xác nhận: càng lên phƣơng Bắc, nhiệt độ khơng khí càng giảm và phù

hợp với nó, sinh trƣởng cũng giảm theo. A. N. Beketop khi nghiên cứu địa điểm
trồng cây gỗ đóng tàu thuyền đã nhận thấy rằng, ảnh hƣởng của các nhân tố khí
hậu đến sinh trƣởng rất rõ rệt (Bitvinkas, 1974). A. Pakronhin (1869) khi nghiên
cứu phƣơng pháp xử lý vòng năm đã đề nghị đo bề rộng vịng năm theo hai
đƣờng kính vng góc nhau. Ơng cho rằng ảnh hƣởng đến bề rộng vịng năm
bao gồm các yếu tố khí hậu, tuổi cây, côn trùng, lửa rừng…
Năm 1892, T. N. Svedop khi nghiên cứu đặc điểm biến động vòng năm
hai cây keo trắng ở một công viên thuộc Odecxa nhận thấy sự phù hợp chặt chẽ
của bề rộng vòng năm với lƣợng mƣa năm. Những vòng năm hẹp nhất đƣợc
4

hình thành trong những năm hạn và lặp lại với chu kỳ 9 năm. Ông kết luận rằng:
Nghiên cứu quy luật biến động vịng năm có thể dự báo đƣợc các hiện tƣợng của
thời tiết.
Đầu thế kỷ 20, A. F. Duglas đã tiến hành nghiên cứu với số lƣợng rất lớn
vịng năm ở các cây có tuổi thọ dài và của các mẫu gỗ thu nhập trong những
kiến trúc cổ ở Mỹ đã kết luận rằng: biến động của bề rộng vịng năm thể hiện
tính chu kỳ của tự nhiên mà trƣớc hết là chu kỳ hoạt động của mặt trời
(Schulman, 1956). Ở Mỹ, các nhà khoa học đã sử dụng số lƣợng lớn vịng năm
và kỹ thuật tính tốn hiện đại để tìm mối liên hệ định lƣợng giữa biến động các
hiện tƣợng tự nhiên và biến động vòng năm cây gỗ.
E. Schulman (1956) đã chỉ ra khả năng đánh giá xác suất xảy ra hạn hán
trong các thời kỳ khác nhau ở những vùng khô hạn miền tây nƣớc Mỹ và tầm

quan trọng của công việc nghiên cứu vịng năm trong kiểm tra lý thuyết biến
động khí hậu. Ông cũng xác lập đƣợc phƣơng trình tƣơng quan giữa bề rộng
vịng năm với mực nƣớc sơng Colorado, hệ số tƣơng quan xác định đƣợc là 0,7.
Ở Mỹ, những tài liệu và kết quả nghiên cứu vịng năm đƣợc cơng bố đều đặn do
phịng thí nghiệm nghiên cứu vịng năm của trƣờng đại học tổng hợp Aizon.
V. E. Rudacop (1951 – Liên Xơ) từ kết quả nghiên cứu vịng năm, nhận
thấy cây gỗ có thể coi là “máy tự ghi” điều kiện tự nhiên. Áp dụng phƣơng pháp
chỉ số tƣơng đối của Rudacop, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vòng năm trong
nhiều lĩnh vực khác nhƣ địa vật lý, khí hậu học, sinh thái học, lâm học v.v…
Những thành tựu trong lĩnh vực nghiên cứu vòng năm đƣợc thể hiện nhƣ
sau:
Nhờ sử dụng phƣơng pháp ghép chéo vòng năm và phƣơng pháp cacbon

phóng xạ các tác giả đã xây dựng đƣợc những dãy dài các vòng năm. Đây là
những tài liệu cho phép kéo dài các dãy quan trắc điều kiện tự nhiên về những
thế kỷ trƣớc. Ở Mỹ với việc sử dụng mẫu vòng năm của các cây thông vàng
ngƣời ta đã lập đƣợc những dãy dài trên 4000 vòng năm, dãy dài nhất tới 7167
vòng năm. Ở Châu Âu ngƣời ta đã lập đƣợc những dãy dài trên 1000 vòng năm,
5


đã xác lập đƣợc liên hệ của bề rộng vòng năm với nhiều yếu tố tự nhiên. Đây là
cơ sở khoa học quan trọng để nội suy điều kiện tự nhiên trong quá khứ, dự báo
biến động của nó cũng nhƣ sinh trƣởng cây rừng trong tƣơng lai.
Phát hiện đƣợc quy luật liên quan giữa biến động của sinh trƣởng cây rừng

với biến động của điều kiện khí hậu. Các nhà khoa học nhận thấy rằng ảnh
hƣởng đến sinh trƣởng cây gỗ khơng chỉ có điều kiện khí hậu hiện tại mà cả điều
kiện khí hậu của một số năm trƣớc. Ngoài ra, ảnh hƣởng của điều kiện tự nhiên
đến sinh trƣởng cây rừng thƣờng phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm của từng
vùng địa lý, từng địa phƣơng (Fritts, 1976; Monchanov, 1976).
N. M. Boxeva (1986) đã xác lập đƣợc hê số tƣơng quan giữa chỉ số tƣơng
đối của sinh trƣởng và tổng hợp mƣa từ tháng 6 đến tháng 8 là 0.7 và với nhiệt
độ tháng 7 là 0,76.
T. T. Bininskoe (1974); B. I. Kolumos (1966) ; C. M. Olenhin (1977; E.E
komin (1978) ; V. H. Lovelius (1972) đã chỉ ra rằng: Hoạt động của mặt trời là
nhân tố tự nhiên ảnh hƣởng mạnh mẽ đến sinh trƣởng cây rừng.
Bằng phƣơng pháp khí hậu thực vật, Vƣơng Văn Quỳnh (1990) đã nhận

thấy rằng biến động của tăng trƣởng và phân hóa cây rừng của các lâm phần
Pinus sylvestris ở Varônhezơ (Nga) chịu ảnh hƣởng rất rõ rệt từ các điều kiện
khí hậu. Ở các lâm phần non, tăng trƣởng cây rừng phụ thuộc chặt chẽ vào khí
hậu. Hoạt động của mặt trời ảnh hƣởng trực tiếp và gián tiếp đến tăng trƣởng
cây rừng. Cây có cấp sinh trƣởng kém thì tăng trƣởng phụ thuộc ít hơn vào hoạt
động của mặt trời. Oberhuber (2002) đã thiết lập tƣơng quan giữa biến động
nhiệt độ và lƣợng mƣa với biến động của vịng năm của lồi Pinus longaeva.
Ơng nhận thấy rằng bề rộng vòng năm nhỏ là do ảnh hƣởng của nhiệt độ thấp.
Fritts (1972) phát hiện thấy sự sinh trƣởng của loài Picea glauca dọc theo các
con kênh đào và các dòng suối phụ thuộc vào lƣợng mƣa hàng năm. Vào những
năm khơ hạn, tăng trƣởng của vịng năm kém hơn nhiều so với những năm có
lƣợng mƣa lớn. Nhiều nhà nghiên cứu đều khẳng định rằng có một mối liên hệ

chặt chẽ giữa các yếu tố khí hậu với sinh trƣởng của các loài cây gỗ. Khi nghiên
6


cứu hai loài Abies lasiocarpa và Pseudotsuga menziesli, Fritt và Mayer (1980)
đã nhận thấy rằng tăng trƣởng vòng năm của chúng có mối liên hệ với nhiệt độ
và lƣợng mƣa. Đối với lồi Pseudotsuga menziesli, tăng trƣởng đƣờng kính có
mối quan hệ tuyến tính dƣơng với lƣợng mƣa từ tháng 7 năm trƣớc đến tháng 2
năm sau. Ngƣợc lại, chỉ số tăng trƣởng đƣờng kính của lồi Abies lasiocarpa có
quan hệ tuyến tính dƣơng với lƣợng mƣa của các tháng 11, 12 năm trƣớc và
tháng 2, 3 và 6 năm sau. Rõ ràng lƣợng mƣa lớn giúp cho loài Abies lasiocarpa
tăng trƣởng trong một thời gian dài từ tháng 11 đến tháng 2. Nghiên cứu của

Fritt và Mayer cũng cho thấy chỉ số tăng trƣởng của cả hai loài trên đều có
tƣơng quan dƣơng với nhiệt độ tháng 8 (tháng cuối mùa tăng trƣởng). Những
quá trình diễn ra trong cơ thể sinh vật chịu ảnh hƣởng đồng thời không chỉ của
tất cả các yếu tố khí tƣợng, mà cịn của tồn bộ các yếu tố ngoại cảnh nói chung.
Sự sống của cơ thể không thể tách rời một yếu tố nào đó trong tổng hợp mơi
trƣờng sinh thái. Ảnh hƣởng của một yếu tố đến cơ thể phụ thuộc vào giá trị của
tất cả các yếu tố khác. Cùng một lƣợng mƣa, trong trƣờng hợp nhiệt độ khơng
khí thấp có thể xem là đủ nƣớc cho thực vật, nhƣng trong trƣờng hợp nhiệt độ
khơng khí cao có thể xem là thiếu nƣớc. Hiệu quả sử dụng ánh sáng có thể tăng
lên hoặc giảm đi trong trƣờng hợp đất đƣợc bón phân, tƣới nƣớc đầy đủ hoặc
nghèo chất dinh dƣỡng và khơ hạn…Nói chung, khi đánh giá vai trị của một
yếu tố nào đó cần phải đặt nó trong mối quan hệ với các yếu tố khác của tồn bộ

mơi trƣờng sinh thái. Theo Eklund (1957), chỉ số tăng trƣởng của lồi Picea
excelsa ở phía bắc Thụy Điển từ năm 1900 – 1944 có quan hệ chặt chẽ với một
số yếu tố khí hậu theo dạng : Y = 99,41 + 0,9188x1 – 3,129x2 – 2,405x3 –
0,4282x4 trong đó X1 là số ngày mƣa từ 16 tháng 5 đến 31 tháng 7 cho những
năm t có nhiệt độ trung bình cao nhất là 16°C, x2 là sản lƣợng hạt giống của năm
t, x3 là sản lƣợng hạt giống của năm t-1 và x4 là nhiệt độ hàng ngày cao nhất của
năm t-1. Lƣợng mƣa cũng đƣợc đƣa vào phân tích nhƣng do hệ số hồi qui của
nó khơng có ý nghĩa thống kê nên đã bị loại bỏ. Nhƣ vậy, bề rộng vòng năm gia
tăng cùng với sự gia tăng số ngày mƣa từ 16 tháng 5 đến 31 tháng 7. Ngƣợc lại,
7

khi nâng cao sản lƣợng hạt giống năm thứ t và t-1 và nhiệt độ hàng ngày cao
nhất của năm t-1 thì bề rộng vịng năm sẽ giảm. Khi nghiên cứu loài Pinus
halepensis ở miền Nam nƣớc Pháp, Serre et at. (1966) nhận thấy chỉ số vịng
năm (Y) có quan hệ chặt chẽ với 21 năm liên tục đƣợc mã hóa từ 1 đến 21 (x1),
số ngày sau ngày 1 tháng 1 khi mùa khô bắt đầu (x2), số ngày có tuyết rơi từ
tháng 11 đến tháng 3 (x3), tổng lƣợng mƣa trong mùa khô (x4), tổng lƣợng mƣa
trong mùa mƣa (x5) và độ dốc của các lâm phần nghiên cứu (x6). Phƣơng trình
mối quan hệ có dạng: Y = 3.070 – 0.5965x1 – 0.01811x2 + 0.00208x3 0.00018x4 – 0.233392x5 + 0.01199x6. Bằng phƣơng trình hồi qui tuyến tính,
Schulman và Bryson (1965) đã dự đốn đƣợc vịng năm của lồi Quercus
rubra đạt tối đa khi thỏa mãn các điều kiện sau: (1) sự suy giảm lƣợng nƣớc
bốc hơi trong tháng 6, (2) sự nâng cao tổng lƣợng mƣa trong tháng 5 và tháng
7, (3) sự giảm thấp nhiệt độ trung bình tháng 5 của năm trƣớc và sự nâng cao

lƣợng nƣớc bốc hơi tháng 4 năm trƣớc
Nhìn chung kết quả nghiên cứu quy luật biến động có tính chu kỳ nhiều
năm của vòng năm cây gỗ ở các nƣớc châu Âu, châu Mỹ cho thấy: trong biến
động của sinh trƣởng cây rừng thể rõ tính chu kỳ và nó đƣợc quy định bởi tính
chu kỳ của hoạt động mặt trời, chu kỳ của hoạt động măt trời kéo theo chu kỳ
của các quá trình sinh học khác của rừng. Các nghiên cứu cũng cho thấy có thể
dự báo đƣợc các quá trình diễn ra trong hệ sinh thái rừng trên kết quả phân tích
tính chu kỳ của bản thân các q trình ấy, hay kết quả phân tích tính chu kỳ của
các quá trình tự nhiên và mối quan hệ chặt chẽ giữa chúng với các hiện tƣợng
diễn ra trong hệ sinh thái rừng.
Ở Canada, Hàn Quốc và rất nhiều tổ chức quốc gia khác trên thế giới đã
và đang nghiên cứu đến đối tƣợng vịng năm của cây Thơng đỏ và cây Sồi liên

quan tới lịch sử về thay đổi môi trƣờng (Woo Jung Choi and Dinh Viet Hung,
2010-2013). Ở Hàn Quốc, hai phần 3 đất bề mặt đƣợc bao phủ bởi rừng, và lồi
thơng đỏ (Pinus densiflora) và loài sồi (Quercus variabilis, Q. serrata và Q.
mongolica) là hai lồi lá kim và lá trịn. Sinh trƣởng của cây bị ảnh hƣởng bởi
8


một số nhân tố mơi trƣờng nhƣ biến đổi khí hậu bao gồm nhiệt độ, mƣa và ơ
nhiễm khơng khí (Chmura et al. 2011; Giradin et al. 2008). Vì vậy, thơng tin
trong sự sinh trƣởng và về vai trị sinh lý học của lồi thơng là lồi sồi tới thay
đổi môi trƣờng là không thể thiếu trong sự hiểu biết về biến đổi khí hậu ảnh
hƣởng bới vịng năm cây rừng. Những thay đổi của lịch sử trong vòng năm cây

rừng đƣợc đánh giá từ diện tích vịng vân gỗ hàng năm của cây nhƣ một sự sinh
trƣởng của cây tốt hơn sản xuất ra một diện tích vịng rộng, và do đó việc điều
tra một số lồi trong diện tích vịng năm của cây liên quan tới thay đổi mơi
trƣờng nhƣ nhiệt độ, mƣa và ơ nhiễm khơng khí có thể cung cấp thơng tin mà
trong đó nhân tố mơi trƣờng đóng một vai trị nổi bật hoặc mơ phỏng về sự sinh
trƣởng của cây (Choi et al. 2005b). Tuy nhiên, diện tích vịng năm cây khơng
cung cấp các bằng chứng về sinh lý học (ví dụ nhƣ quang hợp) phản ánh của cây
trồng tới các nhân tố về mơi trƣờng.
Ở Hàn Quốc, ảnh hƣởng của axit hóa trong đất tới việc suy giảm diện tích
rừng tự nhiên đã đƣợc nghiên cứu thành công (Kwang Seung Lee and Dinh Viet
Hung). Nghiên cứu này đi sâu vào phân tích tỷ lệ Ca/Al, nhƣng thực tế số liệu
lƣu trữ về tỉ lệ Ca/Al trong đất của Việt Nam cịn q ít, nên có thể trong tƣơng

lai sẽ đề cập đến nghiên cứu này.
Cây Pơ Mu đƣợc các nhà khoa học Nhật khám phá cuối thập niên 1990 là
có các vịng phát triển dựa trên hai mùa mƣa và nắng nhận thấy đƣợc rõ. Qua
các mẫu (lấy bằng máy khoan tay nhỏ vặn đục vào thân cây) từ 36 thân cây
Fokienia, nhóm nghiên cứu của ông Buckley đã tái tạo lại thời tiết chính xác
nhất trong quá khứ hơn 700 năm cách ngày nay cho đến tận thế kỷ 13. Kết quả
cho thấy có sự liên hệ chặt chẽ (closed correlation) giữa hạn hán trong vùng có
cây Fokienia sống ở lƣu vực sơng Cửu Long và mơ hình thời tiết El Nino
Trong một nghiên cứu khác, Teak đƣợc biết đến trong sự thẩm định khí
hậu quá khứ vào năm 1931 khi nhà thực vật học ngƣời Hà Lan H. Beriage xác
định tuổi cây qua các vòng trên thân cây teak ở Java trở lại quá khứ đến tận năm
1514. Ở Indonesia nơi có nhiều teak trong rừng nhiệt đới, các cây cổ xƣa này đã

9


đƣợc dùng thành công để tái tạo lại nhiệt độ mặt nƣớc biển ở Thái Bình Dƣơng
gần Indonesia, thời tiết và hiện tƣợng El Nino trong quá khứ.
1.4. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
Trƣớc đây nƣớc ta, vòng năm đƣợc sử dụng trong lĩnh vực điều tra rừng.
Ngƣời ta sử dụng vòng năm nhƣ một tƣ liệu quan trọng để nghiên cứu quy luật
biến động vòng năm theo tuổi của cá thể và quần thể rừng. Kết quả nghiên cứu
đƣợc vận dụng vào xây dựng các phƣơng pháp dự báo sinh trƣởng theo tuổi của
cây rừng và lâm phần (Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao, 1992).
Trong những năm trở lại đây ngƣời ta đã bắt đầu áp dụng phƣơng pháp

phân tích vịng năm vào nghiên cứu sinh thái rừng. Bộ môn Quản lý tài nguyên
và môi trƣờng thuộc trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, đã nghiên cứu ảnh
hƣởng của các chỉ tiêu khí hậu đến sinh trƣởng một số loài cây rừng phổ biến ở
Việt Nam nhƣ: thông, pơmu, trám…
Đinh Quỳnh Phƣơng (1993) khi nghiên cứu ảnh hƣởng của chu kỳ hoạt
động của mặt trời đến tăng trƣởng thơng đi ngựa ở lâm trƣờng Ba Vì đã kết
luận: biến động vịng năm thơng đi ngựa ở Ba Vì mang tính chu kỳ, độ dài
trung bình các chu kỳ là 10,75 năm. Tác giả chứng minh liên hệ chặt chẽ của
các chu kỳ tăng trƣởng của cây rừng với chu kỳ hoạt động của mặt trời. Liên
hệ tăng trƣởng và hoạt động của mặt trời ở nửa đầu của chu kỳ có dạng hàm
logarit với hệ số tƣơng quan r = 0,98, ở nửa sau của chu kỳ có dạng hàm
parapol với hệ số tƣơng quan chặt r = 0,99.

Nguyễn Diệu Phƣơng (1995) với đề tài nghiên cứu: “Đánh giá sớm khả
năng sinh trưởng thông đuôi ngựa tại Tam Đảo- Vĩnh Phúc” đã bƣớc đầu kết
luận rằng: khả năng sinh trƣởng cây rừng càng cao thì bề rộng vòng năm càng
ổn định, hệ số biến động bề rộng vòng năm càng thấp. Bề rộng vòng năm của
cây giảm theo tuổi, ở những cây có khả năng sinh trƣởng cao, bề rộng vịng năm
trong giai đoạn tuổi non có xu hƣớng tăng lên, khả năng sinh trƣởng của cây
rừng càng cao thì tốc độ và thời gian kéo dài xu hƣớng tăng lên, của bề rộng
vòng năm càng lớn. Trong q trình phát triển của rừng có hiện tƣợng cây
10


chuyển từ cấp sinh trƣởng sinh trƣởng này sang cấp sinh trƣởng khác. Những

cây có phẩm chất tốt có khả năng chuyển từ cấp thấp lên cấp cao và ngƣợc lại.
Xu hƣớng tăng lên hay giảm đi của bề rộng vòng năm là các chỉ tiêu đặc trƣng
cho khả năng sinh trƣởng của cây rừng, những chỉ tiêu này không phụ thuộc vào
tuổi cây mà chỉ phụ thuộc vào phẩm chất di truyền của nó.
Nguyễn Sơn Lai (1994), Phạm Mạnh Hà (1994). Khi nghiên cứu mối
quan hệ của các chỉ tiêu khí hậu và cƣờng độ hoạt động của mặt trời với biến
động vịng năm cây thơng đi ngựa đã thu đƣợc một số kết quả sau: Biến động
của bề rộng vịng năm có xu hƣớng giảm theo tuổi, mức độ giảm theo tuổi phụ
thuộc vào cấp sinh trƣởng của cây rừng. Mức độ liên hệ giữa biến động vòng
năm với các chỉ tiêu khí hậu giảm dần từ cấp sinh trƣởng cao đến cấp sinh
trƣởng thấp. Có thể sử dụng hệ số biến động bề rộng vòng năm làm chỉ tiêu
phản ánh cƣờng độ phân hóa cây rừng. Biến đổi của hệ số biến động bề rộng

vòng năm thể hiện rõ tính nhịp điệu, với độ dài chu kỳ từ 8- 11 năm và tƣơng
đối phù hợp với nhịp điệu biến đổi của cƣờng độ hoạt động mặt trời.
Nguyễn Thị Khánh (1997) đã khẳng định bề rộng vòng năm cây Pơ mu
biến động với các nhịp điệu 12 năm, 20 năm, 27- 30 năm. Độ dài chu kỳ 12
năm cây pơ mu biến đổi theo quy luật hàm tuần hồn, có thể mơ phỏng sự
biến đó bằng hàm số. Tác giả đã sử dụng hàm chu kỳ để dự đốn chỉ số tƣơng
đối của bề rộng vịng năm…
Trần Thị Tuyết Hằng (1998) với đề tài: “Nghiên cứu nhịp điệu sinh
trưởng đường kính thơng đi ngựa dưới ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu
nhằm phục vụ cho kinh doanh rừng trồng tại lâm trường Tam Đảo – Vĩnh Phúc”
đã phát hiện tính nhịp điệu của sinh trƣởng và phân hóa của cây rừng trong các
lâm phần thơng đi ngựa, xác định mối quan hệ định lƣợng của chúng với biến

động khí hậu và cƣờng độ hoạt động của mặt trời.
Phạm Trọng Nhân, Nguyễn Văn Thêm, Nguyễn Duy Quang khi nghiên
cứu về “Phản ứng của Thông ba lá đối với khí hậu ở khu vực Bảo Lộc, Di Linh
và Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng” đã rút ra một số kết luận: (1) Bề rộng vàng năm và
11


chỉ số bề rộng vịng năm của Thơng ba lá có hiện tƣợng tự tƣơng quan và tính
nhạy cảm rất cao. (2) Phản ứng của Thơng ba lá với khí hậu thay đổi tùy theo
nơi ở của nó. Tại khu vực Bảo Lộc, Thơng ba lá có phản ứng rõ rệt nhất đối với
nhiệt độ khơng khí và số giờ nắng tháng 3. Tại khu vực Di Linh, nhiệt độ khơng
khí tháng 2, 3 và độ ẩm khơng khí tháng 5 có ảnh hƣởng rõ rệt nhất đến tăng

trƣởng của Thông ba lá. Tại khu vực Đà Lạt, Thông ba lá phản ứng rõ rệt nhất
với nhiệt độ khơng khí tháng 1 và 6, lƣợng mƣa tháng 10 và độ ẩm khơng khí
tháng 12. (3) Tăng trƣởng bề rộng vịng năm của Thơng ba lá có thể đƣợc dự
đốn dựa theo mối quan hệ với những yếu tố khí hậu hoặc tổng số cấp thời tiết
tổng hợp. Thông ba lá ở Bảo Lộc, Di Linh và Đà Lạt chỉ sinh trƣởng tốt khi
tổng số cấp thời tiết tổng hợp tƣơng ứng lớn hơn 6, 9 và 12.
Khi nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố khí hậu đến tăng trƣởng của
Du Sam tại khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng, Nguyễn Văn Nhẫn đã thấy
rằng: Phản ứng tăng trƣởng bề rộng vòng năm của Du Sam biểu hiện chặt chẽ
nhất với nhiệt độ khơng khí tháng 12, lƣợng mƣa tháng 3, độ ẩm khơng khí
trung bình tháng 8 và tháng 9, số giờ nắng tháng 1, hệ số thủy nhiệt tháng 3, 8, 9
và 11. Tăng trƣởng bề rộng vịng năm của Du Sam có thể đƣợc dự đốn dựa

theo nhiệt độ khơng khí trung bình tháng 12, lƣợng mƣa tháng 3 và độ ẩm khơng
khí trung bình tháng 8.
Khi Nguyễn Văn Thêm nghiên cứu “Phản ứng của Bạch Tùng đối với
những yếu tố khí hậu ở khu vực Núi Ơng tỉnh Bình Thuận” đã kết luận: Chuỗi bề
rộng vòng năm và chỉ số tăng trƣởng bề rộng vòng năm của Bạch tùng có hiện
tƣợng tự tƣơng quan và tính nhạy cảm rất cao. Phản ứng tăng trƣởng bề rộng
vòng năm của Bạch tùng chỉ biểu hiện rõ rệt với nhiệt độ khơng khí trung bình
tháng 1, 1-4, 5- 10 và 11-3; lƣợng mƣa tháng 4 và 1-4; độ ẩm khơng khí trung
bình của tháng 1 và 10; số giờ nắng tháng 1 và 9.
Võ Hồng Dƣơng với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí
hậu đến sinh trưởng của Thông ba lá (Pinus keysia) ở Lạc Dương tỉnh Lâm
Đồng” đã chỉ ra: Bề rộng vòng năm của Thơng ba lá có hiện tƣợng tự tƣơng

quan rất cao và thay đổi rõ rệt từ năm này đến năm khác. Sự biến đổi bề rộng
12


vịng năm của Thơng ba lá có thể mơ tả bằng mơ hình mũ sau đây: Y =
2,60492*exp(-0,08265*t) + 0,30, với R2 = 0,9063; Se = ± 0,046. Giữa biến
động chỉ số bề rộng vịng năm của Thơng ba lá với biến động của chỉ số nhiệt độ
khơng khí trung bình tháng tồn tại mối liên hệ âm (r < 0); trong đó chỉ số bề
rộng vịng năm của Thơng ba lá chỉ tồn tại quan hệ âm chặt chẽ với biến động
của chỉ số nhiệt độ khơng khí tháng 6 (r = -0,513), tháng 10 (r = -0,509) và
tháng 12 (r = -0,443). Giữa sinh trƣởng đƣờng kính của Thông ba lá với lƣợng
mƣa tồn tại mối liên hệ rất yếu; trong đó sự gia tăng lƣợng mƣa trung bình tháng

1, 3, 4, 6-8 có khuynh hƣớng làm gia tăng sinh trƣởng của Thông ba lá. Ngƣợc
lại, sự gia tăng lƣợng mƣa vào tháng 2, 5 và 9-12 lại dẫn đến sự suy giảm sinh
trƣởng của Thông ba lá. Sinh trƣởng đƣờng kính của Thơng ba lá có quan hệ
chặt chẽ với tổ hợp nhiệt độ của ba tháng 6, 10 và 12 theo phƣơng trình: Y =
14.2093 - 4.10463*T6 - 5.20818*T10 - 3.87814*T12, với R2 = 35,7%; P =
0,0429; Se = ± 0,0451. Sinh trƣởng của Thông ba lá có mối quan hệ dƣơng
với hệ số thủy nhiệt của tháng 1, 3-7 và 9; quan hệ âm với hệ số thủy nhiệt
của tháng 2, 8 và 10-12.
Vào đầu năm 2009, nhà khoa học ngƣời Mỹ Brendan Buckley ở Phịng thí
nghiệm Vịng cây (Tree ring Laboratory) của cơ quan nổi tiếng Lamont-Doherty
Earth Observatory đã cùng một đồng nghiệp Việt Nam, và cùng với hai nhà
khoa học đồng nghiệp ngƣời Nhật ở Đại học Ehime, tìm đƣợc trong rừng quốc

gia Bidoup - Núi Bà thuộc tỉnh Lâm Đồng, gần Đà Lạt, nhiều cây thông đã sống
cách đây gần ngàn năm. Các cây thơng này thuộc một lồi cây thơng hiếm, có
nguy cơ tuyệt chủng (Sách Đỏ Việt Nam) gọi là Fokienia hodginsii (cây Pơ
Mu). Từ các mẫu lấy ở thân cây Pơ Mu, ông Buckley đã tái tạo lại thời tiết gió
mùa ở lục địa Á châu trong quá khứ đến tận thế kỷ 14 và từ đó chứng minh là
nền văn minh Khmer rực rỡ ở Angkor đã sụp đổ vì nạn hạn hán và mơi trƣờng
thủy lợi. Đây là một khám phá quan trọng trong lịch sử khí hậu gió mùa và hiện
tƣợng El Nino ở Đơng Nam Á (Nguyễn Đức Hiệp, 2010)
Nhận định chung: Từ những thông tin tóm lƣợc của những nghiên cứu
về ảnh hƣởng của các yếu khí tƣợng với vịng năm cây gỗ có thể nhận thấy:
13

1. Ảnh hƣởng của khí hậu đến tăng trƣởng của cây gỗ có thể đƣợc làm rõ
trên cơ sở phƣơng pháp niên đại thực vật và khí hậu thực vật. Nội dung cơ bản
của hai phƣơng pháp này là phân tích mối liên hệ giữa biến động của chỉ số khí
hậu với biến động của chỉ số vịng năm trên thân cây gỗ. Những mối liên hệ chặt
chẽ giữa chỉ số khí hậu với biến động chỉ số vịng năm đƣợc sử dụng để phân
tích khơng chỉ ảnh hƣởng của các yếu tố khí hậu đến tăng trƣởng của cây gỗ, mà
cịn dự đốn khuynh hƣớng tăng trƣởng của cây gỗ và biến động của các yếu tố
khí hậu.
2. Cho đến nay những nghiên cứu về mối tƣơng quan giữa vịng năm cây
gỗ và khí hậu chỉ tập trung chủ yếu vào những vấn đề sau đây: xác định khu
phân bố, sinh khối và tăng trƣởng, phân loại cấp đất và lập địa, thử nghiệm các

phƣơng thức khai thác - tái sinh tự nhiên, trồng rừng và phòng chống cháy rừng
… Nhận thấy rằng, những kết quả nghiên cứu trên đây đã làm sáng tỏ nhiều vấn
đề về sinh thái rừng. Mặc dù vậy, cho đến nay chúng ta vẫn chƣa thể hiểu rõ vai
trị của các yếu tố khí hậu đối với sự phát triển của vòng năm cây rừng. Mặt
khác, vòng năm cây rừng lâu năm còn là nơi lƣu trữ những dữ liệu về khí hậu
trong quá khứ. Vì lý do đó, đề tài này đã đƣợc đặt ra nhằm giải quyết hai mục
tiêu cơ bản sau đây:
(1). Làm rõ ảnh hƣởng của các yếu tố lƣợng mƣa với một số đặc điểm vật
lý trong vòng năm cây Pơ mu ở Lào Cai
(2). Trên cơ sở đó tiens hành xác định mối tƣơng quan giữa lƣợng mƣa
và một số đặc điểm trong vịng năm từ đó kéo dài đƣợc chuỗi số liệu lƣợng mƣa
lùi về quá khứ theo tuổi của cây.

14


CHƢƠNG II
MỤC TIÊU, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Sử dụng vòng năm cây gỗ để nội suy/kéo dài chuỗi số liệu khí tƣợng thủy
văn tại Lào Cai phục vụ đánh giá biến đổi khí hậu ở Việt Nam nói chung và Lào
Cai nói riêng.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể

- Xác định mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu của vòng năm cây Pơ Mu (độ
rộng, tỷ trọng) trong vòng năm cây với các số liệu lƣợng mƣa thu thập đƣợc tại
trạm khí tƣợng thủy văn ở Lào Cai.
- Phục hồi và kéo dài chuỗi số liệu lƣợng mƣa năm trong lịch sử ở trạm
khí tƣợng thủy văn tại Sapa Lào Cai.
2.2. Địa điểm nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu thuộc xã Liêm Phú, Huyện Văn Bàn, Tỉnh Lào Cai.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, sinh thái của cây Pơ mu tại
huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai.
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc vòng năm của cây Pơ mu tại huyện Văn
Bàn tỉnh Lào Cai.

- Xác định mối tƣơng quan giữa độ rộng, tỷ trọng vòng năm của cây Pơ
mu với lƣợng mƣa trong khu vực nghiên cứu.
- Kéo dài/nội suy dãy số liệu lƣợng mƣa lùi về quá khứ.
2.4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài sẽ nghiên cứu lùi lại nhiều năm trong quá khứ, từ 50 năm của cây
Pơ Mu ở Lào Cai. Các chỉ tiêu vật lý (độ rộng, tỷ trọng) của từng vòng năm cây
sẽ đƣợc chọn cùng với tuổi của cây. Số liệu khí tƣợng thủy văn ở Lào Cai lấy ở
trạm Sa Pa. Trong phạm vi cho phép, đề tài sẽ nghiên cứu sâu về tƣơng quan
giữa các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây với tổng lƣợng mƣa năm.
15

2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.5.1. Phương pháp kế thừa số liệu
- Thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội của
huyện theo phƣơng pháp kế thừa tài liệu.
- Thu thập các báo cáo khoa học, các kết quả nghiên cứu tại địa phƣơng
và tại những vùng có điều kiện tƣơng tự.
- Thu thập các số liệu khí tƣợng thủy văn tại trạm Sa Pa của tỉnh Lào Cai
Chỉ tiêu nghiên cứu khí tƣợng bao gồm nhiệt độ khơng khí, lƣợng mƣa, độ ẩm
khơng khí, số giờ nắng. Các số liệu khí tƣợng của 12 tháng trong năm đƣợc thu
thập tại Trạm Khí Tƣợng - Thủy Văn Sapa từ năm 1961 đến năm 2010 (50
năm).
- Thu thập các tài liệu nghiên cứu liên quan về đặc điểm hình thái và sinh

thái cây Pơ mu tại địa bàn Lào Cai.
- Thu thập các tài liệu nói về 2 cuộc chiến tranh và sau hịa bình lập lại ở
các vùng đất này đặc biệt là các mốc thời gian và các tác động; các tài liệu về
các khu cơng nghiệp và thủy điện có ảnh hƣởng đến các khu rừng đó … để xét
về sự ảnh hƣởng theo thời gian trong lịch sử đến sinh trƣởng của cây.
2.5.2. Phương pháp lấy mẫu thực địa
Đề tài sử dụng phƣơng pháp lấy mẫu điểm. Mẫu thớt gỗ cây Pơ Mu đƣợc
lấy tại khu rừng thuộc xã Liêm Phú, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai. Cây Pơ mu
đƣợc chọn sẽ đƣợc chặt, tiến hành dùng cƣa cắt thành các thớt gỗ để lấy mẫu tại
vị trí 1.3m (chiều cao ngang ngực) sau đó làm nhẵn bề mặt của từng thớt gỗ và
chụp ảnh hoặc scan máy lớn để đƣa vào mơ hình máy tính xử lý. u cầu chụp
ảnh khi cây gỗ cịn tƣơi để vịng năm khơng bị thay đổi.

2.5.3. Phương pháp mơ hình
Ứng dụng mơ hình Cdendro (của Thụy Điển) để đọc ảnh của thớt gỗ, có
xét đến độ phân giải của màn hình máy tính và ảnh (chụp hoặc scan), qua một
công cụ xử lý bằng con chuột nhƣ là số hóa bản đồ để tính tốn độ rộng (khoảng
cách chiều ngang trong một vịng năm) và diện tích (diện tích của một vịng
16