Đai cao là các dải sinh vật và khí hậu xếp chồng lên nhau theo độ cao trên sườn núi. Trung bình cứ lên cao 100 m, nhiệt độ giảm khoảng 0,6°C, nên leo từ chân lên đỉnh một ngọn núi cao giống như đi từ vùng nhiệt đới về phía cực: rừng nóng ẩm, rồi rừng mát, rồi cây bụi lùn, đồng cỏ núi cao, cuối cùng là đá và băng. Ở Việt Nam, sách Địa lý 12 chia ba đai: nhiệt đới gió mùa ở chân núi, cận nhiệt đới gió mùa trên núi, và ôn đới gió mùa trên núi ở độ cao trên 2.600 m, chỉ có ở dãy Hoàng Liên Sơn.
Humboldt và bức vẽ núi Chimborazo
Tháng 6/1802, nhà tự nhiên học Đức Alexander von Humboldt cùng nhà thực vật Pháp Aimé Bonpland leo lên núi lửa Chimborazo ở Ecuador, khi ấy được xem là ngọn núi cao nhất thế giới. Họ không lên tới đỉnh, nhưng đạt độ cao kỷ lục thời đó, và trên đường đi ghi chép tỉ mỉ cây cỏ, nhiệt độ, áp suất ở từng độ cao.
Năm 1807, Humboldt in một bức tranh mặt cắt núi, ghi tên các loài cây ở đúng độ cao chúng mọc, bên cạnh là các cột số đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất. Bức tranh ấy cho thấy lần đầu tiên một ý tưởng rõ ràng: sự phân bố sinh vật không ngẫu nhiên mà đi theo khí hậu, và trên núi khí hậu đổi theo độ cao. Nhiều người coi đó là điểm khởi đầu của địa lý sinh vật học hiện đại.
Một chi tiết thú vị: năm 2019, một nhóm nhà khoa học đối chiếu sổ tay và mẫu vật của Humboldt phát hiện nhiều loài cây trong bức vẽ thực ra được thu ở một ngọn núi lân cận chứ không phải Chimborazo. Điều này làm phức tạp những so sánh "hai trăm năm trước và nay" về việc cây cối dịch chuyển lên cao, và cho thấy dữ liệu lịch sử phải được kiểm kỹ trước khi dùng.
Leo một nghìn mét bằng đi bao xa về phía cực
Năm 1889, nhà sinh học Mỹ C. Hart Merriam khảo sát vùng núi San Francisco Peaks ở bang Arizona. Từ đáy hẻm núi Grand Canyon nóng như sa mạc lên tới đỉnh núi lạnh gần như vùng lãnh nguyên, ông thấy các dải cây cỏ, thú, chim nối tiếp nhau giống hệt khi đi từ Mexico lên tới miền bắc Canada. Merriam gọi chúng là các "đới sống".
Ở vùng ôn đới, nhiệt độ trung bình giảm khoảng 0,5–0,7°C cho mỗi độ vĩ, tức chừng 110 km về phía cực. Lên cao 1.000 m làm nhiệt độ giảm khoảng 6°C, nên về mặt nhiệt độ, một nghìn mét độ cao gần tương đương đi về phía cực cả nghìn cây số. Đây là phép so sánh gần đúng, nhưng đủ để thấy vì sao trên một ngọn núi vài nghìn mét lại có cả một "lục địa thu nhỏ".
Ba đai cao của Việt Nam
| Đai | Độ cao ở miền Bắc | Độ cao ở miền Nam | Đặc điểm chính |
|---|---|---|---|
| Nhiệt đới gió mùa | Dưới 600–700 m | Dưới 900–1.000 m | Nóng, mùa hè trên 25°C; đất phù sa ở đồng bằng, đất feralit ở đồi núi thấp |
| Cận nhiệt đới gió mùa trên núi | Từ 600–700 m tới 2.600 m | Từ 900–1.000 m tới 2.600 m | Mát hơn, không tháng nào trên 25°C; từ khoảng 1.600–1.700 m trở lên mây mù nhiều, rêu và địa y phủ thân cây |
| Ôn đới gió mùa trên núi | Trên 2.600 m | Không có | Nhiệt độ trung bình năm dưới 15°C, mùa đông có thể dưới 5°C; đất mùn thô; chỉ ở Hoàng Liên Sơn |
Theo sách Địa lý 12. Đai ở miền Nam cao hơn miền Bắc vì miền Nam gần xích đạo hơn và không có gió mùa đông bắc lạnh, nên chân núi nóng hơn và các ranh giới nhiệt độ bị đẩy lên cao.
Đỉnh Fansipan cao khoảng 3.143 m là nơi rõ nhất để thấy đai ôn đới. Trên các sườn cao, cây thấp dần, thân xoắn vì gió, cành phủ rêu và địa y; lên gần đỉnh, rừng nhường chỗ cho trảng trúc lùn và cây bụi. Mùa đông, băng giá và có năm cả tuyết rơi trên đỉnh.
Kilimanjaro: năm đai trên một ngọn núi
Kilimanjaro ở Tanzania cao khoảng 5.895 m, đứng gần như đơn độc giữa đồng bằng gần xích đạo. Người leo núi đi qua năm đai rõ rệt chỉ trong năm, sáu ngày:
- Chân núi, dưới khoảng 1.800 m: đồng cỏ khô và đất canh tác, nương chuối, cà phê của người dân.
- Rừng núi, khoảng 1.800–2.800 m: rừng ẩm, nhiều mây, nơi khỉ colobus và nhiều loài chim sinh sống, là nguồn nước chính của cả vùng.
- Cây bụi và đồng cỏ núi cao, khoảng 2.800–4.000 m: cây thạch nam cao, cỏ bụi, và những cây cúc khổng lồ, cây lô biên khổng lồ hình hoa thị lạ mắt.
- Hoang mạc núi cao, khoảng 4.000–5.000 m: ban ngày nắng gắt, ban đêm băng giá; chỉ còn rêu, địa y, vài bụi cỏ.
- Đỉnh, trên 5.000 m: đá, sỏi và những sông băng còn sót lại đang thu nhỏ dần.
Ranh giới các đai chỉ là ước lượng, khác nhau giữa sườn nam ẩm và sườn bắc khô hơn.
Núi nhiệt đới không hoàn toàn giống vùng cực
Phép so sánh "lên núi như về phía cực" chỉ đúng về nhiệt độ trung bình. Mọi thứ khác đều khác.
- Ngày và đêm: ở vùng cực, mùa hè ngày dài cả tháng, mùa đông đêm dài cả tháng. Trên núi cao nhiệt đới, ngày nào cũng gần 12 tiếng. Nhà thực vật Thuỵ Điển Olov Hedberg, khi nghiên cứu núi cao Đông Phi, tả khí hậu ấy là "mùa hè mỗi ngày, mùa đông mỗi đêm": trưa nắng ấm, đêm băng giá, quanh năm như vậy.
- Ánh nắng: trên cao không khí loãng, tia cực tím mạnh hơn nhiều so với vùng cực.
- Không khí loãng: ít oxy và CO₂ hơn, ảnh hưởng tới cả động vật lẫn thực vật.
Vì vậy sinh vật núi cao nhiệt đới có những thích nghi riêng. Cây cúc khổng lồ trên Kilimanjaro và núi Kenya, cây Espeletia ở vùng đồng cỏ núi cao Andes, dù không họ hàng gần, đều có dáng giống nhau: thân cột, lá xếp thành hoa thị lớn ở ngọn, lá già khô không rụng mà bọc quanh thân như áo len, hoa thị khép lại ban đêm để giữ ấm chồi non. Đây là cách sống sót qua "mùa đông mỗi đêm".
Giới hạn rừng: nơi cây gỗ dừng lại
Trên mọi ngọn núi đủ cao đều có một đường mà phía trên đó cây gỗ không mọc được nữa, gọi là giới hạn rừng. Ở vùng nhiệt đới, giới hạn này thường ở khoảng 3.500–4.000 m; càng về phía cực càng thấp, tới vùng cận Bắc Cực thì gần như sát mực nước biển.
Nhà sinh thái Thuỵ Sĩ Christian Körner và cộng sự đo nhiệt độ đất ở giới hạn rừng khắp thế giới và thấy một điều bất ngờ: dù ở vĩ độ nào, giới hạn rừng đều nằm quanh nơi nhiệt độ trung bình của mùa sinh trưởng chỉ khoảng 6–7°C. Dưới ngưỡng đó, cây gỗ không thể biến đường quang hợp thành mô gỗ mới đủ nhanh. Cây bụi, cỏ sát mặt đất thì vẫn sống được vì mặt đất được nắng sưởi ấm hơn không khí cách vài mét.
Các khối núi lớn, rộng thường có đai cao hơn các ngọn núi nhỏ, đơn độc, vì khối núi lớn tự hấp thụ và giữ nhiệt nhiều hơn. Trên các núi nhỏ gần biển, các đai thường bị "nén" xuống thấp hơn.
Góc nhìn hôm nay: đai cao đang dịch chuyển
Khi khí hậu ấm lên, nhiều loài cây, chim, côn trùng ở các núi trên thế giới đang được ghi nhận dịch chuyển lên cao hơn so với vài chục năm trước. Nhưng núi có giới hạn: loài sống sát đỉnh không còn chỗ nào để lên. Đó là lý do các nhà sinh thái đặc biệt quan tâm tới các loài đặc hữu đỉnh núi, chủ đề của bài về những "hòn đảo trên trời".
Nếu có dịp lên Fansipan, Bạch Mộc Lương Tử hay các đỉnh cao ở Tây Nguyên, hãy để ý cây đổi dạng thế nào sau mỗi vài trăm mét: lá to thành lá nhỏ, thân thẳng thành thân xoắn, rêu dày dần. Mang theo áo ấm và nước, đi theo đường mòn có người dẫn, không hái cây, không bẻ cành mang về. Muốn đọc thêm, có thể tìm phần đai cao trong sách Địa lý 12, và cuốn Alpine Plant Life của Christian Körner cho người muốn đi sâu.
Câu hỏi thường gặp
Đai cao là gì?
Đai cao là các dải khí hậu, đất và sinh vật nối tiếp nhau theo độ cao trên sườn núi. Nguyên nhân chính là nhiệt độ giảm khi lên cao, trung bình khoảng 0,6°C cho mỗi 100 m.
Việt Nam có mấy đai cao?
Theo sách Địa lý 12, Việt Nam có ba đai: nhiệt đới gió mùa ở chân núi, cận nhiệt đới gió mùa trên núi và ôn đới gió mùa trên núi. Đai ôn đới chỉ có ở độ cao trên 2.600 m thuộc dãy Hoàng Liên Sơn.
Vì sao càng lên cao càng lạnh?
Không khí trên cao loãng hơn, giữ nhiệt kém, và bề mặt đất mới là thứ hấp thụ nắng rồi sưởi ấm lớp không khí sát nó. Càng xa mặt đất thấp, không khí càng lạnh, trung bình giảm khoảng 6°C cho mỗi 1.000 m.
Vì sao đai cao ở miền Nam cao hơn miền Bắc?
Miền Nam gần xích đạo hơn và không chịu gió mùa đông bắc lạnh, nên nhiệt độ ở chân núi cao hơn. Các ranh giới nhiệt độ vì vậy bị đẩy lên cao, ví dụ đai nhiệt đới ở miền Nam lên tới 900–1.000 m so với 600–700 m ở miền Bắc.
Giới hạn rừng trên núi là gì?
Giới hạn rừng là độ cao mà phía trên đó cây gỗ không mọc được nữa, chỉ còn cây bụi, cỏ và rêu. Nó thường nằm ở nơi nhiệt độ trung bình mùa sinh trưởng khoảng 6–7°C, cao khoảng 3.500–4.000 m ở vùng nhiệt đới và thấp dần về phía cực.
