Đặt vấn đề Hiện nay rừng tự nhiên của nước ta nói chung và tỉnh Lâm Đồng nói riêng đã bị thu hẹp đáng kể. Vì thế, khu phân bố của nhiều loài cây gỗ quý, hiếm hoặc có giá trị cao về kinh tế cũng đã bị thu hẹp. Điều đó có thể dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng đối với nhiều loài cây gỗ. Nhận thức rõ hậu quả xấu do sự suy giảm rừng tự nhiên và sự tuyệt chủng của những loài cây gỗ quý, ngành lâm nghiệp nước ta đã đặt ra nhiệm vụ cấp bách là nghiên cứu những giải pháp bảo tồn và phục hồi lại những kiểu rừng đặc sắc và những quần thể loài cây gỗ quý, hiếm hoặc có giá trị cao về kinh tế.
Để bảo tồn và phát triển rừng, khoa học và thực tiễn cần phải có những kiến thức tốt về đặc tính sinh thái học của những loài cây gỗ và những kiểu rừng khác nhau (Thái Văn Trừng, 1999; Nguyễn Văn Thêm, 2002). Xác định đặc tính sinh thái học và kỹ thuật trồng rừng từ những loài cây gỗ lớn và có giá trị cao về khoa học và kinh tế là một nhiệm vụ quan trọng của lâm học. Những mô hình dự đoán tăng trưởng của các loài cây gỗ có thể được xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa chúng với các yếu tố khí hậu. Tuy vậy, để đạt mục đích này, lâm học cần phải hiểu rõ những mối quan hệ giữa tăng trưởng của các loài cây gỗ với các yếu tố khí hậu (Fritts, 1976; Cook, 1987, 1990; Kimmins, 1998).
Tăng trưởng bề rộng vòng năm của cây gỗ là dấu hiệu rõ nét về ảnh hưởng của tuổi, khí hậu và những yếu tố môi trường khác (địa hình, đất, sinh vật, con người…). Vì thế, nhiều nhà nghiên cứu (Fritts, 1965, 1971, 1974, 1976; Bitvinskas, 1974; Cook, 1987, 1990) đã sử dụng phương pháp niên đại thực vật và khí hậu thực vật để xác định niên đại của các lớp vòng năm và ảnh hưởng của những yếu tố khí hậu đến sinh trưởng của các loài cây gỗ. Hai phương pháp này cũng đã được sử dụng để xác định đặc điểm vật hậu, kết cấu loài cây gỗ, biến động hàm lượng các bon trong tăng trưởng vòng năm và khôi phục biến động của những yếu tố khí hậu trong quá khứ (Briffa và Jones, 1990; Cook và Kairiukstis, 1990; Yadav và 2 Bhattacharyya, 1996). Ở Việt Nam, phương pháp niên đại thực vật và khí hậu thực vật đã được ứng dụng để xác định ảnh hưởng của khí hậu đến sinh trưởng của Thông ba lá (Pinus keysiya ex Gordon) (Nguyễn Văn Thêm, 2003; Phạm Trọng Nhân và ctv, 2011), Du sam (Nguyễn Văn Nhẫn, 2011; 2012) và Bạch tùng (Nguyễn Văn Thêm, 2012).
Kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng và lá kim, hơi ẩm, á nhiệt đới núi thấp (Rkh) thuộc tỉnh Lâm Đồng được hình thành bởi nhiều loài cây gỗ khác nhau. Trong kiều rừng này, Du sam (Keteleeria evelyniana Masters), Bạch tùng (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub) và Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii Hook.) là những loài cây gỗ quý, hiếm và có giá trị cao về kinh tế. Tại Lâm Đồng, ba loài cây gỗ này bắt gặp nhiều ở rừng tự nhiên tại huyện Lạc Dương, Đơn Dương, Di Linh, Đức Trọng và Bidoup Núi Bà. Theo tiêu chuẩn phân hạng những loài nguy cấp của Liên minh bảo tồn thiên nhiên quốc tế (IUCN, 2001), Du sam và Bạch tùng thuộc nhóm loài rất nguy cấp (VU A1cd), còn Đỉnh tùng thuộc nhóm loài nguy cấp (EN C2a) (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999).
Theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Thủ tướng chính phủ, ba loài cây gỗ này đã được xếp vào nhóm IIA và cấp V của Sách đỏ Việt Nam (Nguyễn Đức Tố Lưu và Philip Ian Thomas, 2004; Nguyễn Tiến Hiệp và ctv, 2005). Để bảo tồn và phát triển ba loài cây gỗ này, lâm học cần phải hiểu rõ những đặc tính sinh thái, kỹ thuật trồng và nuôi dưỡng chúng. Trước đây đã có một số nghiên cứu về ảnh hưởng của khí hậu đến tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam (Nguyễn Văn Nhẫn, 2012) và Bạch tùng (Nguyễn Văn Thêm, 2012). Tuy vậy, những nghiên cứu này vẫn chưa làm sáng tỏ vai trò của những yếu tố khí hậu đối với sinh trưởng của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng.
Những nghiên cứu này cũng chưa xây dựng được những mô hình dự đoán tăng trưởng của ba loài cây gỗ này dựa theo biến động của các yếu tố khí hậu. Vì thế, cho đến nay lâm học vẫn chưa hiểu rõ mối quan hệ giữa sinh trưởng của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng với các yếu tố khí hậu và những yếu tố môi trường khác. Bởi vì ba loài cây gỗ này có kích thước lớn, tuổi thọ cao và vòng năm biểu hiện rất rõ ràng, nên chúng là những loài 3 cây gỗ thích hợp để phân tích mối quan hệ giữa tăng trưởng bề rộng vòng năm với khí hậu và những yếu tố môi trường khác. Xuất phát từ những vấn đề đặt ra trên đây, nghiên cứu này sử dụng phương pháp niên đại thực vật và khí hậu thực vật để xác định thời gian hình thành các vòng năm và phân tích phản ứng tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng với biến động của những yếu tố khí hậu ở khu vực Đức Trọng và Đà Lạt thuộc tỉnh Lâm Đồng.
Từ những mối liên hệ này, xây dựng những mô hình dự đoán sinh trưởng của ba loài cây gỗ này dựa theo những yếu tố khí hậu. Mục tiêu nghiên cứu 2. Mục tiêu tổng quát Xác định mối quan hệ giữa tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng với biến động của những yếu tố khí hậu. Mục tiêu cụ thể (1) Phân tích những đặc trưng khí hậu để làm cơ sở cho việc phân cấp chế độ khô ẩm ở khu vực nghiên cứu.
(2) Xác định những tháng mà điều kiện khí hậu có ảnh hưởng rõ rệt đến tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng. (3) Phân tích ảnh hưởng của khí hậu đến tăng trưởng của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng trong những điều kiện môi trường khác nhau. (4) Xây dựng những mô hình dự đoán tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng theo những yếu tố khí hậu. Đối tƣợng và vị trí nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là quần thể Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng.
Ba quần thể này mọc tự nhiên trong kiểu Rkh. Địa điểm nghiên cứu được đặt tại khu vực Đức Trọng và Đà Lạt thuộc tỉnh Lâm Đồng. Tọa độ địa lý: 108022’13’’ - 108030’24’’ kinh độ Đông; 11046’15’’ - 11055’27’’ vĩ độ Bắc. Độ cao địa hình từ 1.700 m so với mặt nước biển.
Đất vàng đỏ phát triển trên đá granit. Khu vực nghiên cứu có khí hậu ôn hòa núi cao. Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm là 180C, cao nhất 18,90C, thấp nhất là 16,90C. Lượng mưa trung bình năm là 1.823 4 mm, cao nhất 2.357 mm, thấp nhất 1.
Độ ẩm không khí trung bình là 84%, cao nhất 88%, thấp nhất 80%. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là biến động bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng trong mối quan hệ với biến động của 6 yếu tố khí hậu: nhiệt độ không khí trung bình tháng (T, 0C); tổng lượng mưa tháng (M, mm); độ ẩm không khí trung bình tháng (Rh%); tổng số giờ nắng trong tháng (N, giờ); tổng lượng nước bốc hơi trong tháng (P, mm) và hệ số thủy nhiệt trong tháng (K). Địa điểm nghiên cứu được đặt tại khu vực Đà Lạt và Đức Trọng thuộc tỉnh lâm Đồng. Thời gian nghiên cứu từ năm 2013 – 2016.
Ý nghĩa của đề tài Về lý luận, nghiên cứu này cung cấp những căn cứ khoa học để xác định đặc tính sinh thái của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng. Về thực tiễn, nghiên cứu này cung cấp những hàm dự đoán tăng trưởng và một số căn cứ khoa học để xây dựng những biện pháp lâm sinh và bảo tồn Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng. Những điểm mới của luận án Luận án đã xây dựng ba chuỗi chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa đối với Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng ở khu vực Đức Trọng và Đà Lạt thuộc tỉnh Lâm Đồng. Luận án đã chỉ ra rằng ba yếu tố khí hậu kiểm soát chặt chẽ tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam là nhiệt độ không khí vào tháng 4, lượng mưa vào tháng 5 và lượng nước bốc hơi vào tháng 10.
Sự nâng cao nhiệt độ không khí vào tháng 4 có ảnh hưởng xấu đối với tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam. Trái lại, sự nâng cao lượng mưa vào tháng 5 và lượng nước bốc hơi vào tháng 10 là điều kiện tốt đối với tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam. Ba yếu tố khí hậu kiểm soát chặt chẽ tăng trưởng bề rộng vòng năm của Bạch tùng là lượng mưa vào tháng 11, số giờ nắng vào tháng 1 và tháng 4. Sự nâng cao của ba yếu tố này đều dẫn đến ảnh hưởng xấu đối với tăng trưởng bề rộng vòng năm của Bạch tùng.
Ba yếu tố khí hậu kiểm soát chặt chẽ tăng trưởng bề rộng vòng năm của Đỉnh tùng là lượng mưa 5 vào tháng 1, nhiệt độ không khí trung bình vào tháng 1 – 4 và số giờ nắng vào tháng 11. Sự nâng cao lượng mưa vào tháng 1 và nhiệt độ không khí trung bình vào tháng 1 – 4 là điều kiện xấu đối với tăng trưởng bề rộng vòng năm của Đỉnh tùng. Trái lại, nắng nhiều vào tháng 11 là điều kiện tốt đối với tăng trưởng bề rộng vòng năm của Đỉnh tùng. Luận án đã chỉ ra rằng độ cao địa hình có ảnh hưởng đến phản ứng của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng với khí hậu.
Khi sống ở độ cao 1.600 m so với mặt nước biển, cả ba loài cây gỗ này phản ứng với sự thay đổi của các yếu tố khí hậu rõ rệt hơn so với độ cao dưới 1. Luận án đã xây dựng ba mô hình ước lượng tăng trưởng bề rộng vòng năm của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng dựa trên biến động của những yếu tố khí hậu. 6 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Đặc điểm phân loại và sinh thái của Du sam, Bạch tùng và Đỉnh tùng 1.
Đặc điểm phân loại và sinh thái của Du sam Du sam (Keteleeria evelyniana Masters) thuộc chi Du sam của họ Thông (Pinaceae). Du sam là cây gỗ lớn, chiều cao đạt tới 40 m, đường kính ngang ngực đạt tới gần 200 cm. Vỏ thân màu xám nâu, nứt dọc, cành non màu vàng nhạt hoặc màu tro. Tán hình gần tròn hoặc tròn.
