Đánh giá biến đổi khí hậu trong lịch sử thông qua các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây thông nhựa ở tỉnh quảng bình và cây pơ mu ở tỉnh lào cai

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu thu thập, kết quả nghiên cứu tính toán, các
thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ dẫn có nguồn gốc. Công trình
nghiên cứu của bản luận văn tốt nghiệp này chưa có công trình nghiên cứu nào
khác. Nếu có trường hợp sai phạm nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày

tháng 11 năm 2015
Tác giả

Đào Công Hòa


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình đào tạo thạc sĩ chuyên ngành Quản lý tài nguyên
Rừng & Môi Trường tại trường Đại học Lâm Nghiệp. Được sự đồng ý của trường
Đại học Lâm Nghiệp, Khoa sau đại học, tôi nhận thực hiện đề tài:
“Đánh giá biến đổi khí hậu trong lịch sử thông qua các chỉ tiêu vật lý của
vòng năm cây Thông nhựa ở tỉnh Quảng Bình và cây Pơ Mu ở tỉnh Lào Cai”
Sau thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp hết sức khẩn trương và nghiêm túc.
Với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng với sự tận tình hướng dẫn và chỉ bảo của
thầy giáo TS. Đinh Việt Hưng, các thầy cô giáo trong trường, các đồng nghiệp, đến
nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Qua đây tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Lâm
Nghiệp đã giúp đỡ trong quá trình học tập, tác giả cũng đặc biệt cảm ơn thầy giáo
TS. Đinh Việt Hưng đã giành nhiều thời gian quý báu để giúp đỡ, chỉ bảo, hướng
dẫn khoa học trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn. Tác giả cũng xin gửi

lời cảm ơn đến các cán bộ phòng Nông nghiệp huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai, Huyện
Quảng Trạch tỉnh Quảng Bình, các trạm khí tượng thủy văn Tuyên Hóa, Ba Đồn,
Đồng Hới tỉnh Quảng Bình, các trạm khí tượng thủy văn Bắc Hà, Sa Pa tỉnh Lào
Cai, các cán bộ Viện Môi Trường Nông Nghiệp cùng tất cả bạn bè, đồng nghiệp đã
giúp đỡ tác giả trong thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tuy bản thân đã có nhiều cố gắng, song do thời gian cũng như khả năng tiếp
cận thông tin về đối tượng ít nhiều bị hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi những
thiếu sót nhất định. Vì vậy, tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp của các
thầy cô giáo, đồng nghiệp và các nhà khoa học.
Hà Nội, ngày

tháng 11 năm 2015

Tác giả

Đào Công Hòa


iii

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... ix
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................................3
1.1. Nghiên cứu mối liên hệ giữa độ rộng vòng năm với biến đổi các chỉ tiêu khí
hậu ...............................................................................................................................3
1.1.1. Trên thế giới ......................................................................................................3
1.1.2. Tại Việt Nam .....................................................................................................8
1.2. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu .................................................................12
Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU...............................................................................................15
2.1. Mục tiêu .............................................................................................................15
2.1.1. Mục tiêu chung ................................................................................................15
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................................15
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................15
2.3. Nội Dung nghiên cứu .........................................................................................15
2.3.1. Nghiên cứu mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây thông
nhựa (độ rộng và diện tích vòng năm) với các số liệu KTTV hiện có, đặc biệt là
lượng mưa năm ở Quảng Bình .................................................................................15
2.3.2. Nghiên cứu mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây Pơ Mu
(độ rộng và diện tích vòng năm) với các số liệu KTTV hiện có, đặc biệt là lượng
mưa năm ở Lao Cai ..................................................................................................16


iv

2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................16
2.4.1. Phương pháp thu thập các thông tin, số liệu, kết quả nghiên cứu đã có theo
phương pháp kế thừa: ................................................................................................16
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu thực địa: .......................................................................16
2.4.3. Phương pháp mô hình: ....................................................................................17
2.4.4. Phương pháp phân tích thống kê: ....................................................................18
Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN

CỨU ..........................................................................................................................19
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội Xã Quảng Sơn, huyện Quảng Trạch, Tỉnh
Quảng Bình ...............................................................................................................19
3.1.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................19
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................23
3.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội Xã Liêm Phú, Huyện Văn Bàn, Tỉnh Lào Cai
...................................................................................................................................26
3.2.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................26
3.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................29
3.2.3. Đánh gia tiềm năng của xã ..............................................................................31
Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................................33
4.1. Giới thiệu một số đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh thái của cây Thông và cây
Pơ mu ........................................................................................................................33
4.1.1. Cây thông ........................................................................................................33
4.1.2. Cây Pơ Mu ......................................................................................................37
4.2. Tương quan giữa độ rộng, diện tích trong vòng năm cây Thông và cây Pơ Mu
với nhiệt độ và lượng mưa ........................................................................................40
4.2.1. Tương quan giữa độ rộng, diện tích trong vòng năm cây Thông với nhiệt độ
và lượng mưa .............................................................................................................40
4.2.2. Tương quan giữa độ rộng, diện tích trong vòng năm cây Pơ Mu với nhiệt độ
và lượng mưa .............................................................................................................55


v

4.3. Phương trình tương quan tuyến tính giữa nhiệt độ với độ rộng vòng năm cây
Thông ........................................................................................................................62
4.4. Phương trình tương quan tuyến tính giữa nhiệt độ, lượng mưa với độ rộng và
diện tích của vòng năm cây Thông: ..........................................................................65
4.4.1. Tương quan giữa nhiệt độ với độ rộng và khoảng diện tích cây thông ..........67

4.4.2. Tương quan giữa lượng mưa với độ rộng và diện tích ...................................68
4.5. Phương trình tương quan tuyến tính giữa nhiệt độ, lượng mưa với độ rộng và
diện tích của vòng năm cây Pơ Mu: ..........................................................................69
4.5.1. Tương quan giữa nhiệt độ với độ rộng và diện tích ........................................70
4.5.2. Tương quan giữa lượng mưa với độ rộng và diện tích ...................................71
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................72
1. Kết luận .................................................................................................................72
2. Tồn tại ...................................................................................................................74
3. Kiến nghị ...............................................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO


vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nguyên nghĩa

KTTV

Khí tượng thủy văn

UBND

Ủy ban nhân dân

PCCCR

Phòng cháy chữa cháy rừng

THCS

Trung học cơ sở

VHTT

Văn hóa thể thao


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

STT
4.1
4.2

4.3

4.4
4.5
4.6

4.7

Kết quả tính thống kê độ rộng
Kết quả tính toán thống kê số liệu khí tượng thủy văn 3 trạm
Tuyên Hóa, Ba Đồn, Đồng Hới thuộc tỉnh Quảng Bình

Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa độ rộng và nhiệt độ trung
bình năm
Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa bình quân di động của độ
rộng và nhiệt độ trung bình năm
Kết quả tính tương quan theo các hàm mô phỏng
Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa khoảng diện tích và nhiệt
độ trung bình 50 năm
Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa bình quân di động của
khoảng diện tích và nhiệt độ trung bình 50 năm

Trang
41
42

43

43
45
47

47

4.8

Kết quả tính tương quan theo các hàm mô phỏng

48

4.9

Số liệu lượng mưa trạm Tuyên Hóa

51

4.10

Số liệu lượng mưa trạm Ba Đồn

52

4.11

Số liệu lượng mưa trạm Đồng Hới

54

4.12

Kết quả tính thống kê độ rộng

56

4.13

4.14

4.15

Kết quả tính toán thống kê số liệu khí tượng thủy văn 2 trạm Bắc
Hà và Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai

Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa độ rộng và nhiệt độ trung
bình năm
Kết quả tính toán hệ số tương quan giữa bình quân di động của độ
rộng và nhiệt độ trung bình năm

57

58

58

4.16

Số liệu lượng mưa trạm Bắc Hà

59

4.17

Số liệu lượng mưa trạm Sa Pa

61

4.18

Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa độ rộng vòng năm cây

62

viii

thông nhựa và nhiệt độ trạm Tuyên Hóa thuộc tỉnh Quảng Bình
4.19

4.20

4.21

4.22

4.23

4.24

4.25

4.26

Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa độ rộng vòng năm và
nhiệt độ trạm Ba Đồn
Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa độ rộng vòng năm của
cây thông nhựa và nhiệt độ trạm Đồng Hới thuộc tỉnh Quảng Bình
Kết quả tính toán độ rộng, diện tích vòng năm của cây thông nhựa
và nhiệt độ, lượng mưa tại Quảng Bình
Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa nhiệt độ với độ rộng và
khoảng diện tích vòng năm cây thông nhựa
Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa lượng mưa với độ rộng
và khoảng diện tích vòng năm cây thông nhựa
Kết quả tính toán độ rộng, diện tích vòng năm của cây Pơ mu và

nhiệt độ, lượng mưa tại Lào Cai
Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa nhiệt độ với độ rộng và
khoảng diện tích vòng năm cây Pơ mu
Kết quả tính SPSS hồi quy tuyến tính giữa lượng mưa với độ rộng
và khoảng diện tích vòng năm cây Pơ mu

63

64

65

67

68

69

70

71


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên bảng

STT

Trang

2.1

Mô phỏng tính độ rộng vòng năm bằng phần mềm Cdendro

17

4.1

Cây Thông tại Việt Nam

33

4.2

Cây Thông nhựa

34

4.3

Rừng thông ở Quảng Bình

36

4.4

Thành phần hóa học của cây thông

37

4.5

Cây Pơ mu tại Việt Nam

38

4.6

Giá trị độ rộng trong 50 năm từ năm 1961 đến năm 2010

42

4.7

Tương quan tuyến tính

44

4.8

Tương quan Logarithmic

45

4.9

Tương quan Polynomial

45

4.10

Tương quan độ rộng và nhiệt độ theo thời gian

46

4.11

Tương quan tuyến tính

48

4.12

Tương quan Logarithmic

49

4.13

Tương quan Polynomial

49

4.14

Tương quan khoảng diện tích và nhiệt độ theo thời gian

50

4.15

Giá trị độ rộng trong 50 năm từ năm 1961 đến năm 2010

57


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Vòng năm cây rừng là một cơ sở dữ liệu đặc biệt thể hiện sự thay đổi môi
trường như ô nhiễm trong khí quyển, bởi vì các vòng sinh trưởng của cây rừng chứa
các thông tin về điều kiện sinh trưởng theo từng năm của một định dạng vòng đặc
biệt (Woo Jung Choi et al. 2010). Vì vậy, việc xác định mối tương quan, giữa cơ sở
dữ liệu về khí tượng thủy văn, nhất là lượng mưa năm và cấu trúc vòng năm là một
việc rất cấp thiết và nên làm càng sớm càng tốt.
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, thường là vài
thập kỷ hoặc dài hơn (Đinh Vũ Thanh và cs, 2013). Những thay đổi bất thường về
khí hậu chỉ dễ nhận thấy trong một khoảng thời gian đủ dài, có thể lên đến 100 năm,
mà cơ sở dữ liệu của Việt Nam không đáp ứng được. Đề tài này sẽ lấy vòng năm
của cây Thông nhựa để nghiên cứu về biến đổi khí hậu trong lịch sử ở miền Trung
(rừng Phong Nha-Kẻ Bàng ở tỉnh Quảng bình), và cây Pơ Mu ở miến Bắc (rừng
thuộc tỉnh Lào Cai)
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 vòng năm cây Thông, cây Sồi với các yếu tố khí
tượng thủy văn như mưa, nhiệt độ, bốc hơi, hay đơn giản như mưa axit, CO2 trong
không khí, đạm và lân trong đất và dòng chảy … (Woo Jung Choi et al., 2012)

Chính vì vậy, đây cũng sẽ là phương pháp khoa học đáng tin cậy để có được một cơ
sở liệu đầy đủ về khí tượng thủy văn mà trong quá khứ, do chiến tranh hay một sự
thiếu sót nào đó mà chúng ta chưa đo đạc được. Đề tài này được triển khai với
mong muốn có được một cơ sở dữ liệu đầy đủ về tổng lượng mưa năm trong lịch sử
tại Quảng Bình và Lào Cai. Mục tiêu của đề tài này là làm rõ mối tương quan giữa
các chỉ tiêu của vòng năm cây (độ rộng, diện tích và các chỉ tiêu hóa học trong vòng
năm cây) và các số liệu khí tượng thủy văn hiện có, đặc biệt là lượng mưa năm. Từ
đó, suy ngược lại, từ vòng năm cây rừng ta có thể có được một bộ cơ sở dữ liệu cơ
bản về lượng mưa một cách đầy đủ nhất trong lịch sử ở Việt Nam.


2

Áp dụng mô hình Cdendro (Cybis Electronik & Data AB, Lars-Ake Larsson, Thụy
Điển) và phần mềm SPSS (SPSS Inc., 1989-2007, Polar Engineering and
consulting, IBM, Mỹ) cho phép xây dựng được các phương trình hồi quy tương
quan. Sau này sẽ lấy làm phương trình cơ bản để có thể suy ngược ra các yếu tố khí
tượng thủy văn, đặc biệt là tổng lượng mưa năm.


3

Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nghiên cứu mối liên hệ giữa độ rộng vòng năm với biến đổi các chỉ tiêu khí hậu
1.1.1. Trên thế giới
Trên thế giới trong những năm gần đây đã có nhiều công 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 vòng năm có thể xác định về định tính cũng như định lượng các nhân tố sinh
thái giới hạn sinh trưởng của cây rừng.
Từ xa xưa, con người 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 trường.
Vào thế kỷ thứ 15, nhà bác học cổ Hy Lạp Leonade Vinci đã nhận thấy sự
sinh trưởng của cây rừng ở vùng khô hạn biến đổi theo những chu kỳ phụ thuộc vào
lượng mưa(Bitvinskas, 1974).
Trong những năm 1860- 1867, khi nghiên cứu ở lưu vực sông Enhixay, A.
Miden xác nhận: càng lên phương Bắc, nhiệt độ không khí càng giảm và phù hợp
với nó, sinh trưởng cũng giảm theo. A. N. Beketop khi nghiên cứu địa điểm trồng
cây gỗ đóng tàu thuyền đã nhận thấy rằng, ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến
sinh trưởng rất rõ rệt (Bitvinkas, 1974). A. Pakronhin(1869) khi nghiên cứu phương
pháp xử lý vòng năm đã đề nghị đo bề rộng vòng năm theo hai đường kính vuông
góc nhau. Ông cho rằng ảnh hưởng đến bề rộng vòng 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 lượng mưa năm. Những vòng năm hẹp nhất được hình thành
trong những năm hạn và lặp lại với chu kỳ 9 năm. Ông kết luận rằng: Nghiên cứu
quy luật biến động vòng năm có thể dự báo được các hiện tượng của thời tiết.


4

Đầu thế kỷ 20, A. F. Duglas đã tiến hành nghiên cứu với số lượng rất lớn
vòng 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 vòng năm thể hiện tính chu kỳ
của tự nhiên mà trước hết là chu kỳ hoạt động của mặt trời(Schulman, 1956). Ở Mỹ,
các nhà khoa học đã sử dụng số lượng lớn vòng năm và kỹ thuật tính toán hiện đại

để tìm mối liên hệ định lượng giữa biến động các hiện tượng 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 nước Mỹ và tầm quan
trọng của công việc nghiên cứu vòng năm trong kiểm tra lý thuyết biến động khí
hậu. Ông cũng xác lập được phương trình tương quan giữa bề rộng vòng năm với
mực nước sông Colorado, hệ số tương quan xác định được là 0,7. Ở Mỹ, những tài
liệu và kết quả nghiên cứu vòng năm được công bố đều đặn do phòng thí nghiệm
nghiên cứu vòng năm của trường đại học tổng hợp Aizon.
V. E. Rudacop(1951 – Liên Xô) từ kết quả nghiên cứu vòng năm, nhận thấy
cây gỗ có thể coi là “máy tự ghi” điều kiện tự nhiên. Áp dụng phương pháp chỉ số
tương đối của Rudacop, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vòng năm trong nhiều lĩnh
vực khác như địa vật lý, khí hậu học, sinh thái học, lâm học v.v…
Những thành tựu trong lĩnh vực nghiên cứu vòng năm được thể hiện như sau:
Nhờ sử dụng phương pháp ghép chéo vòng năm và phương pháp cacbon
phóng xạ các tác giả đã xây dựng được 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
trước. Ở Mỹ với việc sử dụng mẫu vòng năm của các cây thông vàng người ta đã
lập được những dãy dài trên 4000 vòng năm, dãy dài nhất tới 7167 vòng năm. Ở
Châu Âu người ta đã lập được những dãy dài trên 1000 vòng năm, đã xác lập được
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
như sinh trưởng cây rừng trong tương lai.
Phát hiện được quy luật liên quan giữa biến động của sinh trưởng cây rừng với
biến động của điều kiện khí hậu. Các nhà khoa học nhận thấy rằng ảnh hưởng đến


5

sinh trưởng cây gỗ không chỉ có điều kiện khí hậu hiện tại mà cả điều kiện khí hậu

của một số năm trước. Ngoài ra, ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sinh trưởng
cây rừng thường phức tạp, phụ thuộc vào đặc điểm của từng vùng địa lý, từng địa
phương (Fritts, 1976; Monchanov, 1976).
N. M. Boxeva (1986) đã xác lập được hê số tương quan giữa chỉ số tương đối
của sinh trưởng và tổng hợp mưa 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 hưởng mạnh mẽ đến sinh trưởng cây rừng.
Bằng phương pháp khí hậu thực vật, Vương Văn Quỳnh (1990) đã nhận thấy
rằng biến động của tăng trưởng và phân hóa cây rừng của các lâm phần Pinus
sylvestris ở Varônhezơ (Nga) chịu ảnh hưởng rất rõ rệt từ các điều kiện khí hậu. Ở
các lâm phần non, tăng trưởng cây rừng phụ thuộc chặt chẽ vào khí hậu. Hoạt động
của mặt trời ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến tăng trưởng cây rừng. Cây có cấp
sinh trưởng kém thì tăng trưởng phụ thuộc ít hơn vào hoạt động của mặt trời.
Oberhuber (2002) đã thiết lập tương quan giữa biến động nhiệt độ và lượng mưa với
biến động của vòng năm của loài Pinus longaeva. Ông nhận thấy rằng bề rộng
vòng năm nhỏ là do ảnh hưởng của nhiệt độ thấp. Fritts (1972) phát hiện thấy sự
sinh trưởng của loài Picea glauca dọc theo các con kênh đào và các dòng suối phụ
thuộc vào lượng mưa hàng năm. Vào những năm khô hạn, tăng trưởng của vòng
năm kém hơn nhiều so với những năm có lượng mưa lớn. Nhiều nhà nghiên cứu
đều khẳng định rằng có một mối liên hệ chặt chẽ giữa các yếu tố khí hậu với sinh
trưởng của các loài cây gỗ. Khi nghiên cứu hai loài Abies lasiocarpa và Pseudotsuga
menziesli, Fritt và Mayer (1980) đã nhận thấy rằng tăng trưởng vòng năm của
chúng có mối liên hệ với nhiệt độ và lượng mưa. Đối với loài Pseudotsuga
menziesli, tăng trưởng đường kính có mối quan hệ tuyến tính dương với lượng mưa
từ tháng 7 năm trước đến tháng 2 năm sau. Ngược lại, chỉ số tăng trưởng đường
kính của loài Abies lasiocarpa có quan hệ tuyến tính dương với lượng mưa của các

6

tháng 11, 12 năm trước và tháng 2, 3 và 6 năm sau. Rõ ràng lượng mưa lớn giúp
cho loài Abies lasiocarpa tăng trưởng trong một thời gian dài từ tháng 11 đến tháng
2. Nghiên cứu của Fritt và Mayer cũng cho thấy chỉ số tăng trưởng của cả hai loài
trên đều có tương quan dương với nhiệt độ tháng 8 (tháng cuối mùa tăng trưởng).
Những quá trình diễn ra trong cơ thể sinh vật chịu ảnh hưởng đồng thời không chỉ
của tất cả các yếu tố khí tượng, mà còn của toàn 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 môi
trường sinh thái. Ảnh hưởng của một yếu tố đến cơ thể phụ thuộc vào giá trị của tất
cả các yếu tố khác. Cùng một lượng mưa, trong trường hợp nhiệt độ không khí thấp
có thể xem là đủ nước cho thực vật, nhưng trong trường hợp nhiệt độ không khí cao
có thể xem là thiếu nước. Hiệu quả sử dụng ánh sáng có thể tăng lên hoặc giảm đi
trong trường hợp đất được bón phân, tưới nước đầy đủ hoặc nghèo chất dinh dưỡng
và khô hạn…Nói chung, khi đánh giá vai trò của một yếu tố nào đó cần phải đặt nó
trong mối quan hệ với các yếu tố khác của toàn bộ môi trường sinh thái. Theo
Eklund (1957), chỉ số tăng trưởng của loài 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 mưa 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 lượng hạt giống của năm t, x3 là sản lượng hạt giống của năm t-1 và
x4 là nhiệt độ hàng ngày cao nhất của năm t-1. Lượng mưa cũng được đưa vào phân
tích nhưng do hệ số hồi qui của nó không có ý nghĩa thống kê nên đã bị loại bỏ.
Như vậy, bề rộng vòng năm gia tăng cùng với sự gia tăng số ngày mưa từ 16 tháng
5 đến 31 tháng 7. Ngược lại, khi nâng cao sản lượng hạt giống năm thứ t và t-1 và
nhiệt độ hàng ngày cao nhất của năm t-1 thì bề rộng vòng năm sẽ giảm. Khi nghiên
cứu loài Pinus halepensis ở miền Nam nước Pháp, Serre et at. (1966) nhận thấy chỉ
số vòng năm (Y) có quan hệ chặt chẽ với 21 năm liên tục được 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 lượng mưa trong mùa khô (x4), tổng lượng mưa

trong mùa mưa (x5) và độ dốc của các lâm phần nghiên cứu (x6). Phương trình mối


7

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 và

Bryson (1965) đã dự đoán được vòng năm của loài Quercus rubra đạt tối đa khi
thỏa mãn các điều kiện sau: (1) sự suy giảm lượng nước bốc hơi trong tháng 6,
(2) sự nâng cao tổng lượng mưa trong tháng 5 và tháng 7, (3) sự giảm thấp nhiệt
độ trung bình tháng 5 của năm trước và sự nâng cao lượng nước bốc hơi tháng 4
năm trước
Nhìn chung kết quả nghiên cứu quy luật biến động có tính chu kỳ nhiều năm
của vòng năm cây gỗ ở các nước châu Âu, châu Mỹ cho thấy: trong biến động của
sinh trưởng cây rừng thể rõ tính chu kỳ và nó được 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 được các quá
trình diễn ra trong hệ sinh thái rừng trên kết quả phân tích tính chu kỳ của bản thân
các quá 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 tượng 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 tượng vòng năm của cây Thông đỏ và cây Sồi liên quan tới
lịch sử về thay đổi môi trường (Woo Jung Choi and Dinh Viet Hung, 2010-2013). Ở
Hàn Quốc, hai phần 3 đất bề mặt được bao phủ bởi rừng, và loài thông đỏ (Pinus
densiflora) và loài sồi (Quercus variabilis, Q. serrata, và Q. mongolica) là hai loài lá
kim và lá tròn. Sinh trưởng của cây bị ảnh hưởng bởi một số nhân tố môi trường
như biến đổi khí hậu bao gồm nhiệt độ, mưa và ô nhiễm không khí (Chmura et al.

2011; Giradin et al. 2008). Vì vậy, thông tin trong sự sinh trưởng và về vai trò sinh
lý học của loài thông là loài sồi tới thay đổi môi trường là không thể thiếu trong sự
hiểu biết về biến đổi khí hậu ảnh hưởng bới vòng năm cây rừng. Những thay đổi
của lịch sử trong vòng năm cây rừng được đánh giá từ diện tích vòng vân gỗ hàng
năm của cây như một sự sinh trưởng của cây tốt hơn sản xuất ra một diện tích vòng
rộng, và do đó việc điều tra một số loài trong diện tích vòng năm của cây liên quan
tới thay đổi môi trường như nhiệt độ, mưa và ô nhiễm không khí có thể cung cấp
thông tin mà trong đó nhân tố môi trường đóng một vai trò nổi bật hoặc mô phỏng


8

về sự sinh trưởng của cây (Choi et al. 2005b). Tuy nhiên, diện tích vòng năm cây
không cung cấp các bằng chứng về sinh lý học (ví dụ như quang hợp) phản ánh của
cây trồng tới các nhân tố về môi trường.
Ở Hàn Quốc, ảnh hưởng của axit hóa trong đất tới việc suy giảm diện tích
rừng tự nhiên đã được nghiên cứu thành công (Kwang Seung Lee and Dinh Viet
Hung). Nghiên cứu này đi sâu vào phân tích tỷ lệ Ca/Al, nhưng thực tế số liệu lưu
trữ về tỉ lệ Ca/Al trong đất của Việt Nam còn quá ít, nên có thể trong tương lai sẽ đề
cập đến nghiên cứu này.
Cây Pơ Mu được các nhà khoa học Nhật khám phá cuối thập niên 1990 là có
các vòng phát triển dựa trên hai mùa mưa và nắng nhận thấy được 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 lưu vực
sông Cửu Long và mô hình thời tiết El Nino
Trong một nghiên cứu khác, Teak được biết đến trong sự thẩm định khí hậu
quá khứ vào năm 1931 khi nhà thực vật học người 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 xưa này đã được dùng
thành công để tái tạo lại nhiệt độ mặt nước biển ở Thái Bình Dương gần Indonesia,
thời tiết và hiện tượng El Nino trong quá khứ.
1.1.2. Tại Việt Nam
Trước đây nước ta, vòng năm được sử dụng trong lĩnh vực điều tra rừng.
Người ta sử dụng vòng năm như một tư 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 được vận
dụng vào xây dựng các phương pháp dự báo sinh trưởng theo tuổi của cây rừng và
lâm phần (Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao,1992).
Trong những năm trở lại đây người ta đã bắt đầu áp dụng phương pháp phân
tích vòng năm vào nghiên cứu sinh thái rừng. Bộ môn Quản lý tài nguyên và môi
trường thuộc trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, đã nghiên cứu ảnh hưởng của


9

các chỉ tiêu khí hậu đến sinh trưởng một số loài cây rừng phổ biến ở Việt Nam như:
thông, pơmu, trám…
Đinh Quỳnh Phương (1993) khi nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ hoạt động
của mặt trời đến tăng trưởng thông đuôi ngựa ở lâm trường Ba Vì đã kết luận: biến
động vòng năm thông đuôi 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
trưởng của cây rừng với chu kỳ hoạt động của mặt trời. Liên hệ tăng trưởng và
hoạt động của mặt trời ở nửa đầu của chu kỳ có dạng hàm logarit với hệ số tương
quan r = 0,98, ở nửa sau của 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 năng
sinh trưởng thông đuôi ngựa tại Tam Đảo- Vĩnh Phúc” đã bước đầu kết luận rằng:
khả năng sinh trưởng 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 trưởng cao, bề rộng vòng năm trong giai đoạn tuổi
non có xu hướng tăng lên, khả năng sinh trưởng của cây rừng càng cao thì tốc độ và
thời gian kéo dài xu hướng tăng lên, của bề rộng vòng năm càng lớn. Trong quá
trình phát triển của rừng có hiện tượng cây chuyển từ cấp sinh trưởng sinh trưởng
này sang cấp sinh trưởng khác. Những cây có phẩm chất tốt có khả năng chuyển từ
cấp thấp lên cấp cao và ngược lại. Xu hướng tăng lên hay giảm đi của bề rộng vòng
năm là các chỉ tiêu đặc trưng cho khả năng sinh trưởng 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 cường độ hoạt động của mặt trời với biến động vòng
năm cây thông đuôi ngựa đã thu được một số kết quả sau: Biến động của bề rộng
vòng năm có xu hướng giảm theo tuổi, mức độ giảm theo tuổi phụ thuộc vào cấp
sinh trưởng của cây rừng. Mức độ liên hệ giữa biến động vòng năm với các chỉ 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 chỉ tiêu phản ánh cường độ phân hóa cây


10

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 tương đối phù hợp với nhịp điệu biến đổi của cường
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 hoàn, có thể mô phỏng sự biến đó bằng
hàm số. Tác giả đã sử dụng hàm chu kỳ để dự đoán chỉ số tương đối của bề rộng
vòng năm…
Trần Thị Tuyết Hằng (1998) với đề tài: “Nghiên cứu nhịp điệu sinh trưởng
đường kính thông đuôi 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 trưởng và phân hóa của cây rừng trong các lâm phần thông đuôi
ngựa, xác định mối quan hệ định lượng của chúng với biến động khí hậu và cường
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 chỉ số bề
rộng vòng năm của Thông ba lá có hiện tượng tự tương quan và tính nhạy cảm rất
cao. (2) Phản ứng của Thông ba lá với khí hậu thay đổi tùy theo nơi ở của nó. Tại
khu vực Bảo Lộc, Thông ba lá có phản ứng rõ rệt nhất đối với nhiệt độ không khí và
số giờ nắng tháng 3. Tại khu vực Di Linh, nhiệt độ không khí tháng 2, 3 và độ ẩm
không khí tháng 5 có ảnh hưởng rõ rệt nhất đến tăng trưởng của Thông ba lá. Tại
khu vực Đà Lạt, Thông ba lá phản ứng rõ rệt nhất với nhiệt độ không khí tháng 1 và
6, lượng mưa tháng 10 và độ ẩm không khí tháng 12. (3) Tăng trưởng bề rộng vòng
năm của Thông ba lá có thể được dự đoán 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 trưởng tốt khi tổng số cấp thời tiết tổng hợp tương ứng lớn hơn
6, 9 và 12.
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố khí hậu đến tăng trưởng của Du
Sam tại khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng, Nguyễn Văn Nhẫn đã thấy rằng: Phản


11

ứng tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du Sam biểu hiện chặt chẽ nhất với nhiệt độ
không khí tháng 12, lượng mưa tháng 3, độ ẩm không khí trung bình tháng 8 và
tháng 9, số giờ nắng tháng 1, hệ số thủy nhiệt tháng 3, 8, 9 và 11. Tăng trưởng bề
rộng vòng năm của Du Sam có thể được dự đoán dựa theo nhiệt độ không khí trung
bình tháng 12, lượng mưa tháng 3 và độ ẩm không 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 Ông tỉnh Bình Thuận” đã kết luận: Chuỗi bề

rộng vòng năm và chỉ số tăng trưởng bề rộng vòng năm của Bạch tùng có hiện
tượng tự tương quan và tính nhạy cảm rất cao. Phản ứng tăng trưởng bề rộng vòng
năm của Bạch tùng chỉ biểu hiện rõ rệt với nhiệt độ không khí trung bình tháng 1, 14, 5- 10 và 11-3; lượng mưa tháng 4 và 1-4; độ ẩm không khí trung bình của tháng 1
và 10; số giờ nắng tháng 1 và 9.
Võ Hồng Dương 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 Thông ba lá có hiện tượng tự tương quan rất cao và
thay đổi rõ rệt từ năm này đến năm khác. Sự biến đổi bề rộng vòng năm của Thông
ba lá có thể mô tả bằng mô 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 vòng năm của Thông
ba lá với biến động của chỉ số nhiệt độ không khí trung bình tháng tồn tại mối liên
hệ âm (r < 0); trong đó chỉ số bề rộng vòng năm của Thông ba lá chỉ tồn tại quan hệ
âm chặt chẽ với biến động của chỉ số nhiệt độ không khí tháng 6 (r = -0,513), tháng
10 (r = -0,509) và tháng 12 (r = -0,443). Giữa sinh trưởng đường kính của Thông ba
lá với lượng mưa tồn tại mối liên hệ rất yếu; trong đó sự gia tăng lượng mưa trung
bình tháng 1, 3, 4, 6-8 có khuynh hướng làm gia tăng sinh trưởng của Thông ba lá.
Ngược lại, sự gia tăng lượng mưa vào tháng 2, 5 và 9-12 lại dẫn đến sự suy giảm
sinh trưởng của Thông ba lá. Sinh trưởng đường kính của Thông ba lá có quan hệ
chặt chẽ với tổ hợp nhiệt độ của ba tháng 6, 10 và 12 theo phương trình: Y =
14.2093 - 4.10463*T6 - 5.20818*T10 - 3.87814*T12, với R2 = 35,7%; P =
0,0429; Se = ± 0,0451. Sinh trưởng của Thông ba lá có mối quan hệ dương với


12

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 người Mỹ Brendan Buckley ở Phòng thí
nghiệm Vòng 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 người Nhật ở Đại học Ehime, tìm được 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 thông này thuộc một loài cây thông 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 môi trường thủy lợi. Đây là một khám
phá quan trọng trong lịch sử khí hậu gió mùa và hiện tượng El Nino ở Đông Nam Á
(Nguyễn Đức Hiệp, 2010).
1.2. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu
Từ trái đất nhìn lên chúng ta sẽ thấy mặt trời không ngừng chuyển động.
Hàng ngày mặt trời di chuyển từ đông sang tây, hàng năm đi từ bắc vào nam và sau
đó lại từ nam ra bắc. Chuyển động của mặt trời được nhìn thấy từ trái đất như vậy
được gọi là chuyển động biểu kiến. Sự thay đổi vị trí biểu kiến của mặt trời đã tạo
nên sự biến đổi có chu kỳ hàng ngày của nhiều hiện tượng tự nhiên trên trái đất như
ánh sáng, nhiệt độ, lượng mây, tốc độ gió, tốc độ phong hoá của đất đá, các hoạt
động của động vật, thực vật… Những hiện tượng trên đây xảy ra trong thời gian dài
tạo nên sự phân mùa trong năm của khí hậu. Tính phân mùa của khí hậu là đặc
trưng cho tất cả các miền trên trái đất, nhưng mức độ biểu hiện tính phân mùa của
khí hậu thay đổi tùy theo vị trí địa lý và tình trạng mặt đệm. Tính phân mùa ở nơi có
vĩ độ cao có biểu hiện rõ ràng hơn những nơi có vĩ độ thấp. Miền ven biển có khí
hậu ôn hòa hơn ở những những vùng sâu trong lục địa. Vùng núi cao có khí hậu sâu
sắc hơn vùng thấp. Nói chung, sự biến đổi theo mùa của khí hậu là nguyên nhân của
nhiều hiện tượng ở thực vật; trong đó có sự thay đổi vòng năm. Vào những năm có


13

khí hậu thuận lợi, hoạt động của tượng tầng trên thân cây gỗ diễn ra mạnh hơn. Kết
quả là hình thành các lớp vòng năm rộng với các tế bào gỗ có kích thước lớn, vách

tế bào mỏng, hàm lượng lignin thấp, gỗ có màu sáng hơn. Ngược lại, vào những
năm có khí hậu không thuận lợi, hoạt động của tượng tầng trên thân cây gỗ diễn ra
yếu hơn. Kết quả là hình thành các tế bào gỗ có kích thước nhỏ, lớp vòng năm hẹp
với vách tế bào dày, hàm lượng lignin cao, gỗ có màu tối hơn. Như vậy, trong một
năm tượng tầng tạo ra những lớp gỗ khác hẳn nhau về tính chất. Tập hợp các lớp gỗ
hình thành trong thời gian một năm được gọi là vòng năm (Tree – ring).
Ở vùng ôn đới, các yếu tố khí tượng có biến trình tuần hoàn một cực đại một
cực tiểu, nghĩa là có một mùa thuận lợi và một mùa không thuận lợi. Vì thế, vòng
năm trên thân cây gỗ thường có hai lớp phân biệt rõ ràng. Lớp gỗ sáng màu nằm ở
phía trong của lớp vòng năm được hình thành vào mùa xuân và mùa hè; do đó
người ta gọi lớp gỗ này là gỗ sớm. Một lớp gỗ xẫm màu hơn nằm ở phía ngoài của
lớp vòng năm được hình thành vào mùa thu; do đó người ta gọi lớp gỗ này là gỗ
muộn. Ở vùng nhiệt đới và xích đạo, biến trình các yếu tố khí tượng thường có hai
cực đại và hai cực tiểu, nghĩa là trong một năm có hai mùa thuận lợi và không thuận
lợi. Vì vậy, vòng 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 vòng năm thể hiện cũng kém rõ ràng hơn. Bên cạnh sự thay đổi của lớp vòng
năm, các hiện tượng khác như 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 tượng khác của thực vật chịu tác động không chỉ của khí hậu
mà còn của nhiều yếu tố khác như sâu hại, lửa, địa hình, hướng phơi, tính chất của
đất, tuổi cây…Nhưng so với khí hậu, mức độ ảnh hưởng của các yếu tố phi khí hậu
kém sâu sắc hơn. Như vậy, sinh trưởng và phát triển của thực vật diễn ra như thế
nào được xem là tấm gương phản ánh những biến đổi của khí hậu và các yếu tố
khác của môi trường. Nói một cách khác, mọi sự biến đổi của môi trường đều được
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 lượng hoa quả. Do đó thông qua việc phân


14

tích mối liên hệ giữa bề rộng vòng năm (hoặc sản lượng 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 được
yếu tố khí hậu và thời gian mà nó có ảnh hưởng rõ rệt tới cây gỗ. Mặt khác, vì
những biến đổi của các hiện tượng tự nhiên thường mang tính qui luật, nên chúng ta
có thể thông qua hiện tượng biến đổi các lớp vòng năm để dự đoán những hiện
tượng tự nhiên sẽ xảy ra. Sau cùng, khi biết được những yếu tố khí hậu và thời gian
ảnh hưởng của chúng đến thực vật, chúng ta có thể chủ động đề ra những biện pháp
gây trồng, nuôi dưỡng và khai thác thảm thực vật sao cho có lợi nhất.
Phương pháp phân tích vòng năm chỉ có thể thực hiện một cách hiệu quả với những
điều kiện sau đây:
+ Ranh giới vòng năm rõ ràng. Đây là điều kiện tiên quyết đảm bảo hiệu quả
của phương pháp. Ranh giới vòng năm ở đây cần được hiểu là một lớp tế bào có
tính chất đặc trưng và có thể phân biệt rõ ràng với lớp tế bào kế cận. Tính chất đặc
trưng có thể là màu sắc, hệ số phản xạ, kích thước tế bào, bề dày thành tế bào, hàm
lượng nhựa…Khi xác định được ranh giới vòng năm, chúng ta sẽ xác định được
tuổi vòng năm và thời gian hình thành nó. Xác định không chính xác vòng năm dẫn
đến xác định không đúng điều kiện tự nhiên xảy ra trong thời gian hình thành nó.
Thông tin nhiễu loạn như thế sẽ dẫn đến việc phân tích vòng năm không đem lại kết
qủa mong muốn.
+ Dấu hiệu được lựa chọn làm thông tin phản ánh cấu trúc vòng năm phải
biến đổi rõ rệt theo thời gian. Nếu dấu hiệu được chọn không biến đổi hoặc biến đổi
ít theo thời gian, nghĩa là nó chịu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh không rõ rệt,
thì việc phân tích sẽ không có kết quả. Các dấu hiệu thường được chọn lựa là bề
rộng vòng năm, tỉ lệ gỗ muộn, hệ số phản xạ, tỷ trọng gỗ, hàm lượng nhựa, tỉ lệ các
bon phóng xạ …
+ Sự biến đổi của dấu hiệu chọn lựa phải đồng điệu hay tương đồng ở phần
lớn cây mẫu. Sự biến đổi đồng điệu chứng tỏ ảnh hưởng rõ ràng của môi trường đến
dấu hiệu quan sát. Đây là cơ sở để xác lập mối liên hệ giữa các yếu tố môi trường
với các hiện tượng của thực vật.

15

Chương 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu
2.1.1. Mục tiêu chung
Bước đầu nghiên cứu mối tương quan giữa một số chỉ tiêu vật lý của vòng
năm cây với các yếu tố khí tượng thủy văn nhằm phục vụ đánh giá biến đổi khí hậu
ở Việt Nam.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
Xác định mối tương quan giữa các chỉ tiêu của vòng năm cây (độ rộng, diện
tích vòng năm cây) với các số liệu khí tượng thủy văn hiện có, đặc biệt là lượng
mưa năm ở khu vực Quảng bình và Lào Cai.
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài sẽ nghiên cứu lùi lại nhiều năm trong quá khứ, có thể từ 20 đến 50
năm (tùy thuộc vào tuổi của cây) với cây Thông nhựa ở Quảng Bình và cây Pơ Mu
ở Lào Cai. Nghiên cứu 2 chỉ tiêu vật lý là độ rộng, diện tích của từng vòng năm cây
sẽ được chọn cùng với tuổi của cây. Số liệu khí tượng thủy văn ở Quảng Bình được
lấy ở 3 trạm Tuyên Hóa, Ba Đồn và Đồng Hới, còn số liệu khí tượng thủy văn ở
Lào Cai lấy ở 2 trạm Bắc Hà và Sa Pa. Trong phạm vi cho phép, tôi sẽ nghiên cứu
sâu về tương quan giữa độ rộng, diện tích của vòng năm cây với nhiệt độ trung bình
tháng, nhiệt độ trung bình năm và tổng lượng mưa năm.
2.3. Nội Dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây
thông nhựa (độ rộng và diện tích vòng năm) với các số liệu KTTV hiện có, đặc
biệt là lượng mưa năm ở Quảng Bình
- Thu thập số liệu KTTV hiện có tại các trạm KTTV trong tỉnh Quảng Bình

- Xác định các chỉ tiêu vật lý trong vòng năm của cây thông nhựa ở tỉnh
Quảng Bình
- Xác định tính chất đất khu vực sinh trưởng cây thông nhựa ở tỉnh Quảng Bình


16

- Xác định mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý trong vòng năm của cây thông
nhựa với các yếu tố KTTV, đặc biệt là lượng mưa năm ở tỉnh Quảng Bình
2.3.2. Nghiên cứu mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý của vòng năm cây Pơ
Mu (độ rộng và diện tích vòng năm) với các số liệu KTTV hiện có, đặc biệt là
lượng mưa năm ở Lao Cai
- Thu thập số liệu KTTV hiện có tại các trạm KTTV trong tỉnh Lao Cai
- Xác định các chỉ tiêu vật lý trong vòng năm của cây Pơ Mu ở tỉnh Lao Cai
- Xác định tính chất đất khu vực sinh trưởng cây Pơ Mu ở tỉnh Lao Cai
- Xác định mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý trong vòng năm của cây
Pơ Mu với các yếu tố KTTV, đặc biệt là lượng mưa năm ở tỉnh Lao Cai
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập các thông tin, số liệu, kết quả nghiên cứu đã có theo
phương pháp kế thừa:
- Thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội của
huyện theo phương pháp phỏng vấn và kế thừa tài liệu.
- Thu thập các báo cáo khoa học, các kết quả nghiên cứu tại địa phương và
tại những vùng có điều kiện tương tự.
- Thu thập các số liệu khí tượng thủy văn tại các trạm Tuyên Hóa, Ba Đồn,
Đồng Hới của tỉnh Quảng Bình và các trạm Bắc Hà, Sa Pa của tỉnh Lào Cai.
- Thu thập các tài liệu nói về 2 cuộc chiến tranh và sau hòa 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
công nghiệp và thủy điện có ảnh hưởng đến các khu rừng đó … để xét về sự ảnh
hưởng theo thời gian trong lịch sử đến sinh trưởng của cây.

2.4.2. Phương pháp lấy mẫu thực địa:
Đề tài sử dụng phương pháp lấy mẫu điểm. Mẫu thớt gỗ của cây Thông nhựa
được lấy ở rừng Phong Nha-Kẻ Bàng thuộc tỉnh Quảng Bình; mẫu thớt gỗ cây Pơ
Mu được lấy tại huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai. Các mẫu được lấy tại vị trí 1.3m
(chiều cao ngang ngực). Sau đó chụp ảnh hoặc scan máy lớn để đưa vào mô hình
máy tính xử lý.