uftai-ve-tai-day26300

Đầu thế kỷ thứ XX, đánh dấu sự kiện các công trình nghiên cứu sinh thái học, đã tích hợp các vấn đề địa lý học và sinh học: Cowles 1899 đã nghiên cứu về diễn thế thực vật trên dải cồn cá

g

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

DOÃN THỊ TRƯỜNG NHUNG

NGHIÊN CỨU SINH THÁI CẢNH QUAN TỈNH SƠN LA PHỤC VỤ QUY HOẠCH, PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

DOÃN THỊ TRƯỜNG NHUNG

NGHIÊN CỨU SINH THÁI CẢNH QUAN TỈNH SƠN LA PHỤC VỤ QUY HOẠCH, PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 9 42 01 20

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1 GS TSKH Trần Đình Lý

2 TS Hà Quý Quỳnh

Hà Nội - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, chưa từng được người khác công bố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả

DOÃN THỊ TRƯỜNG NHUNG

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án “Nghiên cứu sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La phục vụ quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội”, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của các thầy hướng dẫn là GS.TSKH Trần Đình Lý và TS Hà Quý Quỳnh Tôi cũng đã nhận được sự động viên và giúp đỡ tận tình của PGS.TS Nguyễn Văn Sinh, Viện trưởng Viện Sinh thái

và Tài nguyên sinh vật, cùng sự giúp đỡ quý báu từ các nhà khoa học, cán bộ của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, các bạn đồng nghiệp

về sự giúp đỡ này.

Tôi cũng xin cảm ơn Phòng Sinh thái Viễn thám, Phòng Thực vật, Phòng Động vật, Phòng Quản lý tổng hợp, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật và toàn thể các đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thiện luận án Xin cảm ơn Đề tài cấp Nhà nước thuộc chương trình KHCN Vũ trụ VT01/14-15 do

TS Hà Quý Quỳnh làm chủ nhiệm, đã cho tôi tham gia thực hiện đề tài và sử dụng

số liệu của đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ UBND tỉnh Sơn La, Sở KH&CN Sơn

La, Chi cục Kiểm lâm Sơn La, bà con nhân dân đã cung cấp thông tin và hỗ trợ tôi trong thời gian thực hiện đề tài luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu và toàn thể Hội đồng Sư phạm Trường THPT Thái Phiên - thành phố Hải Phòng đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình, bố,

mẹ, chồng, các con và các anh em đã động viên và tạo tất cả các điều kiện thuận lợi

để tôi hoàn thành luận án

Doãn Thị Trường Nhung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Phạm vi nghiên cứu 2

4 Những điểm mới của luận án 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2

5.1 Ý nghĩa khoa học 2

5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

6 Bố cục của luận án 3

Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Những lĩnh vực khoa học liên quan đến sinh thái cảnh quan 4

1.1.1 Sinh thái học 4

1.1.2 Hệ sinh thái 6

1.1.2.1 Khái niệm hệ sinh thái 6

1.1.2.2 Thành phần của hệ sinh thái 7

1.1.2.3 Cấu trúc của hệ sinh thái 8

1.1.2.4 Chức năng của hệ sinh thái 8

1.1.2.5 Tính chất của hệ sinh thái 9

1.1.3 Cảnh quan học 10

1.1.3.1 Khái niệm cảnh quan 10

1.1.3.2 Nhân tố thành tạo cảnh quan 11

1.1.3.3 Hệ thống phân loại cảnh quan 12

1.1.3.4 Cấu trúc, động lực cảnh quan 13

1.1.3.5 Chức năng cảnh quan 15

1.1.4 Sinh địa quần học 16

1.2 Một số nghiên cứu về sinh thái cảnh quan 17

1.2.1 Khái niệm sinh thái cảnh quan 17

1.2.1.1 Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan chú trọng đến đặc trưng sinh thái học của cảnh quan 17

1.2.1.2 Các định nghĩa chú trọng đến đặc trưng nhân văn của cảnh quan 19

1.2.1.3 Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan của các nhà cảnh quan học Xô Viết và Việt Nam 20

1.2.1.4 Các định nghĩa tích hợp về sinh thái cảnh quan 21

1.2.2 Cấu trúc và chức năng của sinh thái cảnh quan 22

1.2.3 Phân biệt khái niệm “Sinh thái cảnh quan” và “Cảnh quan sinh thái” 24

1.2.3.1 Về “Sinh thái cảnh quan” 24

1.2.3.2 Về “Cảnh quan sinh thái” 25

1.2.4 Tình hình nghiên cứu sinh thái cảnh quan 26

1.2.4.1 Trên thế giới 26

1.2.4.2 Ở Việt Nam 27

1.3 Các công trình nghiên cứu liên quan tới đề tài luận án tại tỉnh Sơn La 30

1.4 Cơ sở lý luận 32

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1 Nội dung nghiên cứu 35

2.2 Quan điểm nghiên cứu 35

2.2.1 Quan điểm hệ thống 35

2.2.2 Quan điểm tổng hợp 36

2.2.3 Quan điểm lãnh thổ 36

2.2.4 Quan điểm lịch sử 37

2.2.5 Quan điểm liên ngành và phát triển bền vững 37

2.3 Phương pháp nghiên cứu 38

2.3.1 Phương pháp khảo sát ngoài thực địa 38

2.3.2 Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu 39

2.3.3 Phương pháp Bản đồ và Hệ thông tin địa lí 39

2.3.4 Phương pháp chuyên gia 40

2.3.5 Nhóm phương pháp nghiên cứu, đánh giá sinh thái cảnh quan 40

2.4 Các bước nghiên cứu 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Điều kiện tự nhiên, các yếu tố sinh thái nhân văn - nhân tố hình thành sinh thái cảnh quan 42

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 42

3.1.1.1 Vị trí địa lý 42

3.1.1.2 Địa chất - Địa hình 42

3.1.1.3 Khí hậu - thủy văn 49

3.1.1.4 Thổ nhưỡng 56

3.1.1.5 Thảm thực vật 60

3.1.2 Các yếu tố sinh thái nhân văn 69

3.1.2.1 Về dân số, dân tộc 69

3.1.2.2 Về tình hình xóa đói giảm nghèo và giải quyết việc làm 70

3.1.2.3 Về cơ cấu kinh tế 70

3.1.2.4 Các tác động nhân sinh đến môi trường tự nhiên 71

3.2 Phân loại hệ thống sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La 74

3.3 Biến động sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian 111

3.3.1 Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2005 112

3.3.2 Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2015 115

3.3.3 Biến động sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian 118

3.4 Định hướng khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội 121

3.4.1 Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Sơn La 121

3.4.2 Định hướng không gian các đơn vị sinh thái cảnh quan cho bảo tồn, sử dụng hợp lý tài nguyên 123

3.4.2.1 Ngành nông nghiệp 124

3.4.2.2 Ngành lâm nghiệp 125

3.4.2.3 Phát triển các khu bảo tồn 127

3.4.2.4 Ngành công nghiệp 130

3.4.2.5 Ngành du lịch, thương mại, dịch vụ 131

3.4.2.6 Phát triển đô thị 133

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139

KẾT LUẬN 139

KIẾN NGHỊ 140

CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN 141

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hệ thống phân vị và chỉ tiêu phân loại cảnh quan áp dụng cho tỉnh

Sơn La 33

Bảng 3 1 Bảng phân loại đất tỉnh Sơn La 56

Bảng 3.2 Thống kê các đơn vị Sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La 104

Bảng 3.3 Diện tích các loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2005 112

Bảng 3.4 Diện tích các loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2015 115

Bảng 3.5 Biến động diện tích các đơn vị sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian 118

Bảng 3.6 Hiện trạng và định hướng sử dụng lãnh thổ tỉnh Sơn La 133

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Bản đồ mô hình số độ cao tỉnh Sơn La sau trang 47 Hình 3.2 Bản đồ địa hình tỉnh Sơn La sau trang 47 Hình 3.3 Bản đồ sinh khí hậu tỉnh Sơn La sau trang 49 Hình 3.4 Bản đồ đất tỉnh Sơn La sau trang 56 Hình 3.5.Bản đồ thảm thực vật tỉnh Sơn La sau trang 61

Hình 3.6 Loại sinh thái cảnh quan rừng cây lá rộng 97

Hình 3.7 Loại STCQ rừng hỗn giao cây lá rộng, lá kim 98

Hình 3.8 Loại sinh thái cảnh quan rừng cây lá rộng trên núi đá vôi 98

Hình 3.9 Loại sinh thái cảnh quan rừng hỗn giao tre, nứa 99

Hình 3.10 Loại sinh thái cảnh quan rừng trồng, rừng cây lá kim 99

Hình 3.11 Loại sinh thái cảnh quan cây bụi 100

Hình 3.12 Loại sinh thái cảnh quan thảm cây trồng gồm nhiều loại khác nhau 100

Hình 3.13 Loại sinh thái cảnh quan thổ cư 101

Hình 3.14 Loại STCQ thuỷ văn 101

Hình 3.15 Sơ đồ phân loại hệ thống STCQ tỉnh Sơn La 103

Hình 3.16 Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2005 sau trang 111 Hình 3.17 Biểu đồ diện tích các loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2005 114

Hình 3.18 Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2015 sau trang 114 Hình 3.19 Biểu đồ diện tích các loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2015 117

Hình 3.20 Biểu đồ biến động diện tích các loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian 120

Hình 3.21 Bản đồ hiện trạng và định hướng sử dụng lãnh thổ tỉnh Sơn La sau trang 125

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐDSH Đa dạng sinh học GIS Geographic Information System HST Hệ sinh thái

KT - XH Kinh tế - xã hội NCS Nghiên cứu sinh PTBV Phát triển bền vững STCQ Sinh thái cảnh quan

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Tỉnh Sơn La thuộc vùng Tây Bắc, có vị trí địa lí quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội (KT - XH), an ninh quốc phòng cấp vùng và Quốc gia Đồng thời, với vị trí đầu nguồn của Sông Đà và Sông Mã, đây là địa bàn phòng hộ xung yếu cho vùng đồng bằng Bắc Bộ và 2 công trình thủy điện lớn nhất Việt Nam Với địa hình núi thấp, cao nguyên và thung lũng chiếm ưu thế, tài nguyên đất, khí hậu phong phú, kho tàng tri thức bản địa đặc sắc…Tỉnh Sơn La có nhiều triển vọng

để phát triển kinh tế nông, lâm nghiệp, thương mại và du lịch, đem lại hiệu quả về

KT - XH và môi trường

Tuy nhiên, công tác bảo vệ nguồn tài nguyên ở Sơn La còn thấp, ảnh hưởng rất lớn đến các địa phương khác thuộc vùng hạ du Sông Đà và Sông Mã Trong 10 năm qua, những biến đổi trong sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở Sơn

La diễn ra mạnh mẽ Trên địa bàn tỉnh, thoái hóa đất ngày càng trầm trọng, tài nguyên nước suy giảm, ô nhiễm do mất rừng và sử dụng hóa chất nông nghiệp, tai biến thiên nhiên xảy ra nhiều hơn, gây thiệt hại ngày càng nặng nề [84] Vì vậy, chiến lược phát triển KT - XH lâu dài của tỉnh cần xem xét theo chức năng từng vùng lãnh thổ, theo hướng nhanh và bền vững

Nghiên cứu sinh thái cảnh quan (STCQ) là phương pháp tiếp cận tổng hợp và

đa ngành, từ nghiên cứu thành phần loài sinh vật, đặc điểm môi trường sống, điều kiện sinh thái, địa lý và vùng phân bố Nghiên cứu STCQ nhằm hiểu rõ các nguồn tài nguyên và điều kiện tự nhiên; mối quan hệ tác động qua lại giữa các thành phần

tự nhiên; đặc điểm và chức năng của từng đơn vị lãnh thổ làm cơ sở cho việc đề xuất những biện pháp khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên bền vững Vì vậy, việc nghiên cứu STCQ tỉnh Sơn La nhằm định hướng khai thác, cải tạo và phục hồi chức năng sinh thái của lãnh thổ tại tỉnh Sơn La là cần thiết trong giai đoạn hiện nay

Đứng trước thực tế đó nghiên cứu sinh chọn đề tài: “Nghiên cứu sinh thái

cảnh quan tỉnh Sơn La phục vụ quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội”, góp phần

phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh Sơn La

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

2.1 Phân loại được hệ thống STCQ tỉnh Sơn La và thành lập được bản đồ STCQ tỉnh Sơn La

2.2 Làm rõ được sự biến động STCQ tỉnh Sơn La theo thời gian (2005 - 2015) 2.3 Xác lập được cơ sở khoa học dựa trên nghiên cứu STCQ phục vụ định hướng

sử dụng hợp lý lãnh thổ trong nông, lâm nghiệp và bảo tồn

3 Phạm vi nghiên cứu

- Ranh giới lãnh thổ nghiên cứu được xác định trên cơ sở Bản đồ địa hình tỷ

lệ 1:100.000 và Bản đồ hành chính năm 2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường

- Lãnh thổ nghiên cứu là toàn bộ tỉnh Sơn La có diện tích tự nhiên 14.125,0 km², tọa độ địa lý: 20°39’ - 22°02’ vĩ độ Bắc và 103°11’ - 105°02’ kinh độ Đông Tính đến năm 2015, tỉnh Sơn La có 12 đơn vị hành chính cấp huyện và 204 đơn vị hành chính cấp xã [20]

- Nghiên cứu cơ sở khoa học về STCQ và phân loại STCQ, định hướng không gian các đơn vị STCQ cho bảo tồn và sử dụng hợp lý tài nguyên

4 Những điểm mới của luận án

- Đã xây dựng được hệ thống phân loại STCQ tỉnh Sơn La trên cơ sở kế thừa

có chọn lọc các kết quả nghiên cứu của cảnh quan học và sinh thái học

- Xây dựng được bản đồ STCQ tỉnh Sơn La tỷ lệ 1:100.000

- Bước đầu làm rõ giá trị dịch vụ của các đơn vị STCQ là cơ sở cho đề xuất không gian bảo tồn và sử dụng hợp lý tài nguyên

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

5.1 Ý nghĩa khoa học

- Các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung về lý thuyết nghiên cứu STCQ phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ thiên nhiên

6 Bố cục của luận án

Luận án ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và Kiến nghị, có 3 chương chính:

Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học về vấn đề nghiên cứu

(32 trang)

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu (09 trang)

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (100 trang)

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ

VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những lĩnh vực khoa học liên quan đến sinh thái cảnh quan

1.1.1 Sinh thái học

Sinh thái học (Ecology) bắt nguồn từ ngôn ngữ Hy Lạp “Oikos” có nghĩa

là nơi sống, nhà ở, “Logos” là môn học, khoa học Theo nghĩa này, sinh thái học có nghĩa là khoa học về nơi ở của sinh vật Cho đến nay, nhiều định nghĩa về sinh thái học ra đời, nhưng đều thống nhất rằng: Sinh thái học là khoa học chuyên ngành sinh học nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ giữa các sinh vật với môi trường Sinh thái học được nghiên cứu ở các cấp độ khác nhau từ cá thể, quần thể, quần xã, cho đến các hệ sinh thái và sinh quyển [42] Do tập trung vào mối tương tác giữa sinh vật với môi trường của chúng, sinh thái học được coi là khoa học tổng hợp và đa ngành, bao gồm nhiều mảng kiến thức của địa lý học, địa chất học, khí tượng học, thổ nhưỡng học, di truyền học, hóa học, vật lý, toán học và khoa học thống kê [42]

Ernst Haeckel (1866) đã đưa ra định nghĩa đầu tiên về sinh thái học là “khoa học bao hàm nhiều khái niệm về mối quan hệ giữa sinh vật với môi trường” Warming (1895) lần đầu tiên xuất bản cuốn “Sinh thái học thực vật” và lập giáo trình đại học đầu tiên về sinh thái học thực vật [51, 52, 63, 72]

Mặc dù được công nhận phát triển vào nửa sau thế kỷ XIX, tuy nhiên, nhiều nghiên cứu về sinh thái học tổng hợp đã xuất hiện ở thời cổ đại Aristot và Theophrastus đã thực hiện các quan sát về dòng di cư của động vật và thực vật, hiện nay còn lưu lại những dẫn liệu mang tính chất sinh thái học khá rõ nét Ở Châu Âu,

từ thế kỷ XVIII - XIX, được xem là thời kỳ “phục hưng sinh học”, tuy chưa chính thức dùng tên gọi “sinh thái học”, nhưng nhiều nhà khoa học đã có nhiều công bố đáng kể về sinh thái học Đầu thế kỷ XVIII, nhà vi sinh vật học Hà Lan là Leeuvenhoek đã nghiên cứu chuỗi thức ăn và quy luật điều chỉnh số lượng quần thể Các nhà khoa học của thế kỷ thứ XIX là Alexander von Humboldt (1769 - 1859), Charles Darwin (1809 - 1882), Alfred Russel Wallace (1823 - 1913) và Karl Möbius (1825 - 1908) đã có những đóng góp quan trọng trong nghiên cứu và giải thích về mối quan hệ giữa các nhóm sinh vật với môi trường Các nhà tự nhiên học

người Đức đóng vai trò tiên phong sáng lập, còn các nhà động vật và thực vật học người Anh và Hoa Kỳ đóng vai trò kế cận, phát triển và hoàn thiện lý luận sinh thái học [72]

Trong thời kì phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới, vấn đề “không gian sinh thái” được coi là hạn chế lớn nhất của sinh thái học Lịch sử phát triển của sinh thái học chỉ ra rằng, hầu hết các nguyên lý sinh thái đều có tính chất phi không gian

Ví dụ, quan hệ vật ăn thịt - con mồi là quan hệ sinh học thuần túy với điều kiện giả thiết xảy ra trong một không gian bất kỳ, thuyết diễn thế sinh thái được xây dựng cho một hệ sinh thái đồng nhất Tuy nhiên, nếu xem xét sâu hơn, ảnh hưởng không gian luôn là yếu tố khách quan, do đó, tiếp cận không gian là việc cần thiết trong các nghiên cứu sinh thái học [72]

Đầu thế kỷ thứ XX, đánh dấu sự kiện các công trình nghiên cứu sinh thái học, đã tích hợp các vấn đề địa lý học và sinh học: Cowles (1899) đã nghiên cứu về diễn thế thực vật trên dải cồn cát ven hồ Michigan (Hoa Kỳ); Clements (1916) đã nghiên cứu về quy luật phát triển của sinh vật quần lạc trong mối quan hệ với nhân

tố thổ nhưỡng Đây được xem là những nghiên cứu sinh thái đầu tiên tiếp cận không gian Gause (1934) đã khẳng định mối quan hệ cạnh tranh khác loài là một nguyên nhân gây ra sự phân hóa không gian Khái niệm hệ sinh thái ra đời có ảnh hưởng quyết định đến việc hình thành STCQ Đối tượng nghiên cứu của sinh thái học là các hệ sinh thái, theo Tansley (1935), sinh thái học là một tập hợp các vật sống (thực vật, động vật, vi sinh vật) và môi trường phi sinh học nơi chúng sinh sống (khí hậu, đất) [72]

Phần lớn các nhà STCQ trên thế giới đều khẳng định STCQ lý thuyết có nguồn gốc từ sinh thái học truyền thống và hiện nay, sinh thái học hiện đại đang có ảnh hưởng rất lớn đến định hướng nghiên cứu STCQ ứng dụng Trong đó, hai đóng góp quan trọng nhất của sinh thái học là:

- Định nghĩa về hệ sinh thái đã tạo ra mối liên kết giữa các yếu tố phi sinh học (đối tượng nghiên cứu của các nhà địa lý) và các yếu tố sinh học (đối tượng nghiên cứu của các nhà sinh thái học) Các nhà sinh thái học Xô Viết và Đông Âu trước đây thường sử dụng khái niệm sinh địa quần lạc trong nghiên cứu sinh thái học Trong khi đó, các nhà sinh thái học Tây Âu và Bắc Mỹ chấp nhận hệ sinh thái

là đối tượng nghiên cứu, đồng thời kế thừa và tiếp tục phát triển: “Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm các quá trình vật lý, hóa học, sinh học hoạt động trong một không gian và thời gian nào đó” (Linderman, 1942) [115]; “…Là một đơn vị bất kỳ bao gồm tất cả các vật sống (thực vật, động vật, vi sinh vật) trong một khu vực nhất định có sự tương tác với môi trường vật lý bằng các dòng năng lượng tạo nên cấu trúc dinh dưỡng xác định, sự đa dạng về loài và chu trình tuần hoàn vật chất” (Odum, 1953); “…Là một hệ thống chức năng bao gồm tập hợp các vật sống (thực vật, động vật, vi sinh vật) và môi trường tự nhiên (khí hậu, đất) tương tác qua lại” (Whittaker, 1975) [72] Chính quan điểm về hệ sinh thái của Tansley (1935), Troll

đã sáng tạo thuật ngữ STCQ vào năm 1939 [72]

- Xét về khía cạnh ứng dụng, những bài toán ứng dụng của sinh thái học là nền tảng để phát triển các nghiên cứu STCQ ứng dụng trong nghiên cứu STCQ

tự nhiên, đặc biệt phổ biến ở Bắc Mỹ Sinh thái học, xét về bản chất cũng là một ngành khoa học ứng dụng cao, chú trọng tới các vấn đề quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường Các hướng nghiên cứu ứng dụng cụ thể bao gồm, bảo tồn thiên nhiên, quản lý nơi sống của sinh vật, giảm thiểu các tác động sinh thái do

ô nhiễm môi trường, phục hồi hệ sinh thái, tái tạo loài, sinh thái học biển, quản lý rừng (là những ứng dụng trực tiếp của sinh thái); phát triển đô thị, các vấn đề nông nghiệp, sức khỏe cộng đồng (là những ý tưởng và phân tích sinh thái học)

Kế thừa các nguyên lý cơ bản và các bài toán ứng dụng của sinh thái học, STCQ tập trung nghiên cứu tương tác giữa cấu trúc không gian và các quá trình hệ sinh thái, bao gồm các nguyên nhân và hệ quả sinh thái học do phân hóa cảnh quan

ở các tỷ lệ khác nhau Điều đó tạo ra hai đặc trưng quan trọng của STCQ, phân biệt với sinh thái học và cảnh quan học:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc cảnh quan tới các quá trình HST;

- Nghiên cứu sinh thái học trên các đơn vị không gian có quy mô thường lớn hơn so với các nghiên cứu sinh thái học truyền thống trước đây [72]

1.1.2 Hệ sinh thái

1.1.2.1 Khái niệm hệ sinh thái

Hệ sinh thái (HST) là một khái niệm tương đối rộng HST coi các đơn vị sinh thái là một tổ hợp các yếu tố có quan hệ với nhau theo các chức năng thống nhất Vì vậy, quy mô của HST có thể rất khác nhau, từ một cái ao, một thửa ruộng, một khu rừng đến một vùng rộng lớn hay cả sinh quyển

Khái niệm HST đã đưa thế giới sinh học và vật lý vào một thể thống nhất, con người có thể mô tả, đánh giá và quản lý hệ này HST là nơi mà các dạng sống

và môi trường xung quanh có tác động qua lại với nhau; nó đóng vai trò như một đơn vị thể tích của Trái đất với sự biến động theo không gian, thời gian và mức độ Các HST bao gồm các thành phần hữu sinh và vô sinh, phân biệt nhờ cấu trúc và chức năng khác nhau của chúng

Vũ Trung Tạng (2000) [63] đã định nghĩa hệ sinh thái như sau: “Hệ sinh thái

là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã ở đó tồn tại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá năng lượng”

1.1.2.2 Thành phần của hệ sinh thái

Hệ sinh thái gồm hai hợp phần căn bản là quần xã sinh vật và môi trường mà sinh vật tồn tại Một HST hoàn chỉnh có các thành phần chính sau đây:

- Những chất vô cơ (C, N, CO2, H2O,…) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất trong hệ sinh thái;

- Những chất hữu cơ (protein, gluxit, lipid, các chất mùn…);

- Khí hậu, bao gồm nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các yếu tố vật lý khác;

- Đất, bao gồm thành phần đất, các đặc tính lý hóa học của đất;

- Các sinh vật, đây là thành phần sống của HST Bao gồm 3 nhóm:

Nhóm sinh vật sản xuất: Gồm các sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là cây xanh và

các vi khuẩn hóa tổng hợp Chúng có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô

cơ nhờ quang hợp hoặc hóa tổng hợp

Sinh vật tiêu thụ: Gồm các sinh vật dị dưỡng, chủ yếu là các động vật Chúng

sử dụng chất hữu cơ được tạo thành nhờ sinh vật sản xuất Động vật ăn trực tiếp

thực vật là sinh vật tiêu thụ bậc I Động vật ăn thịt các động vật tiêu thụ bậc I là sinh vật tiêu thụ bậc II Quá trình tương tự sẽ có các sinh vật tiêu thụ bậc III

Sinh vật phân hủy: Gồm các sinh vật dị dưỡng như vi khuẩn, nấm Chúng

phân hủy chất thải và xác chết của các sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, biến đổi các chất hữu cơ

1.1.2.3 Cấu trúc của hệ sinh thái

Hai hợp phần căn bản của HST là quần xã sinh vật và môi trường sống của

nó cùng các mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau giữa sinh vật với sinh vật, giữa sinh vật với môi trường và tác động của môi trường lên sinh vật Các yếu tố cấu thành HST rất khác nhau, mối quan hệ tác động qua lại giữa các yếu tố cũng phức tạp, do đó cấu trúc HST cũng khác nhau Có thể nghiên cứu các HST theo các kiểu cấu trúc như: Cấu trúc không gian (theo chiều ngang và chiều thẳng đứng, theo tầng

và theo phiến), cấu trúc chu kỳ, cấu trúc mạng lưới dinh dưỡng, cấu trúc đặc tính sinh sản, cấu trúc quần tụ (sống theo đàn, theo đám), cấu trúc do hoạt động cạnh tranh…

1.1.2.4 Chức năng của hệ sinh thái

Chức năng cơ bản của HST là thực hiện vòng tuần hoàn vật chất, trao đổi năng lượng và trao đổi thông tin để tái tổ hợp các quần xã sinh vật thích nghi với điều kiện môi trường tạo thế cân bằng động trong quá trình phát triển Cần nhấn mạnh một số điểm như sau:

- Tuần hoàn vật chất là vòng cơ sở: Trong HST thường xuyên có sự trao đổi vật chất đi từ môi trường vô sinh đi vào cơ thể sinh vật, rồi từ cơ thể sinh vật này qua sinh vật khác theo chuỗi thức ăn, rồi từ cơ thể sinh vật đi trở lại môi trường Người ta gọi đó là vòng sinh địa hóa Có rất nhiều loại vòng tuần hoàn vật chất khác nhau nhưng nhìn chung đều gồm các khâu quan trọng là: tổng hợp chất hữu cơ, sử dụng chất hữu cơ và phân giải chất hữu cơ

- Thực vật xanh sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để tổng hợp chất vô

cơ thành chất hữu cơ - nguồn chất sống cơ bản Ta gọi đó là quá trình quang hợp Nguồn năng lượng để thực hiện quá trình biến đổi chất vô cơ thành chất hữu cơ

nhận được từ các phản ứng oxi hóa các chất vô cơ vi khuẩn thực hiện gọi là quá trình hóa tổng hợp

- Dòng tuần hoàn vật chất khác với dòng tuần hoàn năng lượng là vật chất được HST sử dụng lại còn năng lượng thì không được sử dụng lại mà nó phát tán và mất đi dưới dạng nhiệt vào vũ trụ Vì vậy, dòng tuần hoàn vật chất là vòng kín còn dòng tuần hoàn năng lượng là vòng hở

1.1.2.5 Tính chất của hệ sinh thái

Hệ sinh thái có nhiều tính chất Phần này muốn đề cập đến ba tính chất quan trọng nhất là:

1) HST là một hệ thống luôn luôn vận động và biến đổi không ngừng, trạng thái tĩnh chỉ là tương đối và tạm thời HST gồm hai phần cơ bản là quần xã sinh vật, môi trường và các mối quan hệ tác động qua lại giữa các yếu tố cấu thành của HST Một HST có hai mặt: mặt tĩnh và mặt động Mặt tĩnh là tương đối và tạm thời Mặt động là liên tục và không ngừng Mặt tĩnh tương đối của HST là các yếu tố vật chất cấu thành hệ thống như động vật, thực vật, vi sinh vật, các chất hữu cơ và vô cơ ở môi trường Mối tác động qua lại giữa các thành phần của hệ thường xuyên, liên tục

là mặt động Các mối tác động qua lại đó thể hiện trong dòng tuần hoàn vật chất, dòng năng lượng, dòng thông tin Kết quả quá trình vận động của ba dòng trên dẫn đến tái tổ hợp lại các quần xã sinh vật mới, làm thay đổi cấu trúc và chức năng của

hệ cũ, tạo lập hệ mới

2) HST là một hệ thống cân bằng động có khả năng tự điều chỉnh Mặc dù, HST luôn luôn vận động và biến đổi không ngừng nhưng nó cũng có khả năng tự điều chỉnh để tái lập thế cân bằng khi bị tác động của một hay nhiều nhân tố nào đó Chúng ta biết rằng trong HST có nhiều thành phần đi vào như ánh sáng mặt trời, nước, không khí, các chất khoáng, các sinh vật du nhập và các thành phần đi ra như nhiệt, các khí như: CO2, O2, H2O, các khí thải, chất mùn, chất hữu cơ vụn nát, các loài cây gỗ bị khai thác, các động vật bị săn bắt hay di cư đi nơi khác Ở một thời điểm nhất định các mối tác động qua lại giữa các yếu tố đi ra và các yếu tố đi vào hệ sinh thái đạt được sự cân bằng Nếu có tác động của một hay nhiều nhân tố nào đó vào hệ sinh thái dẫn đến mất cân bằng thì hệ tự điều chỉnh để duy trì trạng thái ổn

định của hệ để hệ có thể tồn tại và phát triển đi lên, người ta gọi đó là trạng thái nội cân bằng động của HST Ở trạng thái này thì sản xuất entropi là cực tiểu Nếu HST

ở thế càng mất cân bằng thì entropi càng lớn Đặc tính tự điều chỉnh cân bằng của HST được thể hiện ở khả năng thích nghi của HST

3) Một HST có tính đa dạng càng cao thì tính bền vững càng lớn Tính đa dạng của HST thể hiện ở nhiều mặt như hình thái, cấu trúc và chức năng vận chuyển vật chất và năng lượng…Nhưng rõ nhất mà ta có thể tính toán được là tính

đa dạng loài trong quần xã sinh vật Như chúng ta đã biết trong một quần xã sinh vật tự nhiên nếu điều kiện môi trường thuận lợi và đa dạng thì số lượng loài lớn, số

cá thể trong mỗi loài nhỏ, hệ số đa dạng cao Khi điều kiện không thuận lợi hay ở môi trường có tính chất cực đoan thì số lượng loài trong quần xã ít nhưng số lượng

cá thể của từng loài có thể cao và hệ số đa dạng thấp, sản xuất entropi tăng Một quần xã sinh vật có nhiều loài thì mạng lưới thức ăn càng phức tạp và tạo ra mối quan hệ tương hỗ có tính bền vững trong hệ sinh thái Vì vậy, sự đa dạng về loài trong quần xã đó có quan hệ trực tiếp dẫn đến tính ổn định và bền vững động của HST

1.1.3 Cảnh quan học

1.1.3.1 Khái niệm cảnh quan

Khái niệm cảnh quan (CQ) được sử dụng lần đầu tiên vào đầu thế kỉ XX Hiện nay, ở Nga và các nước khác thuộc Liên Xô trước đây, trong khoa học địa lí tồn tại 3 quan niệm về CQ tùy theo ý và nội dung người ta muốn diễn đạt: cảnh quan là khái niệm chung (Minkov, Armand, ), đồng nghĩa với tổng thể địa lí thuộc các đơn vị khác nhau; là khái niệm loại hình (Polunov, Gvozdetxki, ); là khái niệm

cá thể (Xontxev, Ixatsenko, Vũ Tự Lập) [72] Dù theo khía cạnh nào thì CQ vẫn được xem là tổng thể tự nhiên, còn sự khác biệt của các quan niệm trên ở chỗ coi

CQ là đơn vị thuộc cấp phân vị nào, CQ được xác định và thể hiện trên bản đồ theo cách thức nào, theo cách quy nạp hay diễn giải [32] Tại Việt Nam, có nhiều nhà khoa học có quan điểm cảnh quan là khái niệm loại hình Tiêu biểu như Phạm Hoàng Hải và nnk (1997) [26]; Nguyễn Cao Huần (2005) [32]; Nguyễn An Thịnh (2014) [73] Trong quan niệm loại hình, đơn vị phân loại CQ thể hiện được rõ nét cả

2 quy luật địa đới và phi địa đới, đồng thời là địa hệ tự nhiên cấp cơ sở có cấu trúc

hình thái riêng Điều này, thể hiện một trong những đặc tính của tập hợp - đặc tính nổi bật chỉ có trong hệ thống các cấp, mà mỗi cấp có tính chất riêng cho sự liên kết tương hỗ của các yếu tố hợp thành Quan niệm này có lợi thế trong phân loại và thành lập bản đồ CQ phục vụ các mục đích ứng dụng thực tiễn Tuy nhiên, khi có yếu tố chưa định lượng được, cần phải công nhận tính đồng nhất tương đối để có thể ghép vào một nhóm, một dạng có thể định lượng được, đưa ra các phương án khả

dĩ, tính toán được nhiều vấn đề, nhiều mặt để bố trí sản xuất hợp lí [26]

Về bản chất, CQ là tổng thể tự nhiên phức tạp, vừa có tính đồng nhất, vừa có tính bất đồng nhất Tính đồng nhất của CQ được hiểu ở chỗ, một lãnh thổ mà trong phạm vi của nó, các thành phần và tính chất của mối quan hệ giữa các thành phần coi như không đổi, nghĩa là đồng nhất Tính bất đồng nhất được biểu thị ở 2 mặt: (i)

CQ bao gồm nhiều thành phần khác nhau về bản chất (địa hình, khí hậu, thủy văn, đất, thực vật) tạo nên (ii) Mỗi thành phần trong CQ tồn tại ở nhiều dạng khác nhau Chính những điều nói trên, đòi hỏi các nhà địa lí khi nghiên cứu, đánh giá CQ phải xuất phát từ quan điểm tổng hợp và quan điểm hệ thống [32]

Trong luận án này nghiên cứu sinh quan niệm CQ là khái niệm loại hình,

“CQ là một phần trọn vẹn của bề mặt Trái đất có địa mạo, cấu trúc, hình thái xác định trong quá trình phát triển và các mối quan hệ nhân quả của tổng hợp các nhân tố tác động” [97]

1.1.3.2 Nhân tố thành tạo cảnh quan

Trong nhiều công trình nghiên cứu, các tác giả đều quan tâm phân tích đặc điểm, vai trò các nhân tố thành tạo CQ và mối quan hệ giữa chúng Vì sự phân hóa của các đơn vị phân loại CQ vừa phụ thuộc vào sự phân hóa của các nhân tố thành tạo CQ, vừa phụ thuộc và mối quan hệ và tương tác giữa các hợp phần với nhau Theo tiếp cận sinh thái, các nhân tố thành tạo cảnh quan được chia thành 2 nhóm: nhóm nguyên sinh và nhóm thứ cấp Dựa vào mức độ tác động của các nhân tố có thể nhóm các nhân tố thành 3 nhóm: các thành phần cứng, các thành phần động và các thành phần tích cực [105]

Tại Châu Âu, quan điểm CQ là địa tổng thể đầy đủ được áp dụng để thành lập bản đồ sinh thái cảnh quan Zonneveld (1995) [125] đã đồng nhất đất đai với

CQ nhằm thể hiện tổng hợp các mối quan hệ tương tác và mối quan hệ phát sinh giữa các nhân tố và thuộc tính đất đai Ở Bắc Mĩ, quan niệm về CQ đơn giản hơn nên không phải toàn bộ các nhân tố mà chỉ những nhân tố được quan tâm nghiên cứu mới được xem xét

Ở Việt Nam, Nguyễn An Thịnh (2014) [72] cho rằng các nhân tố thành tạo

CQ là những nhân tố không gian, thời gian trong nội tại và bên ngoài CQ có vai trò hình thành cấu trúc, chức năng và chế độ động lực trong CQ Khác với các hợp phần CQ chỉ được xem xét trong cùng một hệ thống, các nhân tố thành tạo CQ được xem xét ở cả hệ thống được nghiên cứu và hệ thống lớn hơn CQ được cấu tạo bởi các thành phần có quan hệ chặt chẽ với nhau về mặt vật chất và năng lượng

Nhân tố thành tạo CQ được định nghĩa là: Các thực thể địa lí độc lập tương đối nhưng tác động lẫn nhau thành tạo môi trường địa phương trong CQ, bao gồm mẫu chất (hệ tầng, đá mẹ, trầm tích), địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật (đối với CQ tự nhiên và bán tự nhiên) hoặc lớp phủ sử dụng đất (đối với CQ văn hóa) Mối liên hệ giữa các nhân tố thông qua các quá trình hệ sinh thái trong cấu trúc đứng, cấu trúc ngang và cấu trúc thời gian của CQ Theo khái niệm này thì các nhân tố thành tạo CQ bao gồm: (i) Nhóm nhân tố vùng: bao gồm 3 nhân

tố có ảnh hưởng trực tiếp tới hình thành các nhân tố cảnh quan là địa chất - kiến tạo, kiểu khí hậu và khu hệ sinh vật; (ii) Nhân tố con người [72]

Đối với tỉnh Sơn La, luận án đã phân tích đặc điểm phân hóa, vai trò của các nhân tố thành tạo CQ và mối quan hệ, tác động giữa chúng, đồng thời, sắp xếp các nhân tố thành tạo CQ thành từng nhóm Nhóm nhân tố vô sinh bao gồm: nền địa chất, địa hình và các quá trình địa mạo, khí hậu, thủy văn Nhóm nhân tố hữu sinh bao gồm thổ nhưỡng và thế giới sinh vật; thời gian và hoạt động của con người

1.1.3.3 Hệ thống phân loại cảnh quan

Nghiên cứu sử dụng hợp lí các thể tổng hợp lãnh thổ tự nhiên không thể tiến hành trên phạm vi rộng lớn, mà phải chia thành các lãnh thổ nhỏ hơn Hệ thống phân vị cảnh quan được ra đời cùng với sự xuất hiện các quan niệm về CQ Kết quả phân loại CQ sẽ là những căn cứ quan trọng để thành lập Bản đồ CQ cho một vùng lãnh thổ được xác định Tùy theo quan niệm của mỗi người và lãnh thổ nghiên cứu

mà các hệ thống phân loại được hình thành Hệ thống phân loại của các đơn vị đồng phụ thuộc, Ixatsenko (1976) [34], với 8 cấp phân vị: Nhóm kiểu - Kiểu - Phụ kiểu - Lớp - Phụ lớp - Loại - Phụ loại - Thể loại Hệ thống phân loại của Gvozaexki (1961) gồm 5 cấp phân vị: Lớp - Kiểu - Phụ kiểu - Nhóm - Loại Ngoài ra, có nhiều hệ thống phân loại khác như: hệ thống phân loại cảnh quan của Nhicolaev, Polunov, Mitchell và Howard… [27]

Ở Việt Nam, nhiều hệ thống phân loại cảnh quan khác nhau được xây dựng phù hợp với mục tiêu và lãnh thổ nghiên cứu Vũ Tự Lập (1976) [38] đã đưa ra hệ thống phân loại CQ địa lí Miền Bắc Việt Nam gồm 16 cấp phân vị, lớn nhất là “Địa

lí quyển”, cấp nhỏ nhất là “Điểm địa lí” Mỗi đơn vị đều có chỉ tiêu xác định, rất thuận lợi trong phân vùng ở mọi tỷ lệ trên mọi quy mô lãnh thổ Hệ thống phân loại của Nguyễn Cao Huần (2005) [32] đã sử dụng hệ thống phân loại gồm 6 cấp phân vị: Hệ CQ - Phụ hệ CQ - Lớp CQ - Kiểu CQ - Hạng CQ - Loại CQ Phạm Hoàng Hải và nnk (1997) [27] đã xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan áp dụng cho lãnh thổ Việt Nam ở tỷ lệ bản đồ 1:1.000.000 gồm 7 cấp phân vị: Hệ CQ - Phụ hệ CQ - Lớp CQ - Phụ lớp CQ - Kiểu CQ - Phụ kiểu CQ - Loại CQ Hệ thống phân loại CQ

có nhiều cấp tương ứng mức độ phân loại các thành phần CQ theo các yếu tố cùng

tỷ lệ bản đồ Đơn vị phân loại cảnh quan ở cấp càng thấp thì sự tham gia của các yếu tố của các thành phần cảnh quan càng nhiều

1.1.3.4 Cấu trúc, động lực cảnh quan

Cấu trúc đứng: là đặc điểm kết hợp giữa các nhân tố cảnh quan thông qua

mối liên hệ và tác động tương hỗ giữa các thành phần cấu tạo riêng biệt, gồm: địa chất - địa hình - khí hậu - thủy văn - thổ nhưỡng - sinh vật Các nhân tố này có mối liên hệ với nhau, sự biến đổi của một nhân tố kéo theo sự biến đổi của các nhân tố khác theo phản ứng dây chuyền Tác động này là động lực phát triển của các CQ địa

lí Do các nguyên nhân khác nhau, sự thay đổi cấu trúc đứng sẽ tạo ra sự thay đổi các chức năng của cảnh quan so với chức năng nguyên thủy của nó Mỗi cấp phân

vị trong hệ thống phân loại cảnh quan đều có cấu trúc thẳng đứng riêng Vì vậy, xác định cấu trúc thẳng đứng của một địa tổng thể thuộc cấp phân vị nào đó không phải

là nghiên cứu địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn chung chung mà phải xác định rõ đơn vị địa chất nào, đơn vị địa hình nào… tương đương với cấp phân vị của địa

tổng thể đang xét [38] Phân tích cấu trúc đứng được sử dụng trong luận án thực chất là phân tích đặc điểm phân hóa và mối quan hệ giữa các nhân tố thành tạo trong hệ thống phân loại CQ tỉnh Sơn La

Cấu trúc ngang: được hình thành từ tính chất của hệ thống tự nhiên Theo

đó, mỗi hệ thống bậc cao được cấu thành từ các hệ thống bậc thấp hơn Mỗi hệ thống bậc thấp là thành phần cấu trúc của hệ thống bậc cao hơn Các hệ thống bậc thấp hơn trong cùng một hệ thống bậc cao cũng có những mối liên quan chặt chẽ với nhau Sự biến động của một hệ thống này sẽ ảnh hưởng đến trạng thái và tính chất của các hệ thống khác trên quan hệ nhân quả thông qua sự trao đổi vật chất và năng lượng nội tại giữa các hệ thống cùng cấp

Cùng với tác động biến đổi trong cấu trúc đứng, những biến động của cấu trúc ngang tạo nên động lực phát triển của các cảnh quan Vì vậy, trong nghiên cứu cấu trúc ngang của cảnh quan, việc xác định hệ thống phân loại cùng chỉ tiêu chẩn đoán các cấp phân vị và thành lập bản đồ CQ là các nội dung quan trọng Cũng như cấu trúc thẳng đứng của CQ, mỗi cấp phân vị có cấu trúc ngang riêng, cần tìm hiểu

số lượng các cấp dưới cấp đang xét và các đặc trưng địa lí của chúng

Cấu trúc thời gian: thể hiện những nét quan trọng nhất của biến đổi trạng

thái CQ Phân tích cấu trúc thời gian thực chất là phân tích biến đổi CQ theo thời gian Tuy nhiên, đây là nội dung rộng và phức tạp, vì vậy trong phạm vi luận án chỉ

đề cập khái quát động lực phát triển CQ thông qua phân tích sự biến đổi CQ theo mùa và sự biến đổi CQ dưới sự tác động của tai biến thiên nhiên và con người

Động lực cảnh quan: trong quá trình hình thành và phát triển, các CQ luôn

chịu sự tác động của nhiều yếu tố tự nhiên như: năng lượng bức xạ mặt trời, chế độ nhiệt, cơ chế hoạt động của gió mùa và hoạt động khai thác lãnh thổ của con người Tác động này, làm gia tăng các quá trình tích tụ và trao đổi vật chất - năng lượng trong CQ Tuy nhiên, yếu tố động lực có tính chất quyết định nhất đến biến đổi CQ chính là các hoạt động khai thác lãnh thổ của con người Một mặt, những tác động tích cực của con người như trồng và bảo vệ rừng, xây hồ chứa nước, tạo cân bằng

tự nhiên, tăng sinh khối CQ, cải thiện tốt môi trường khu vực Mặt khác, những tác động tiêu cực như phá rừng, làm thoái hóa đất, biến đổi, suy thoái CQ theo chiều

hướng xấu, phá vỡ cấu trúc CQ, xóa bỏ khả năng tự điều chỉnh của các địa hệ tự nhiên cũng như các địa hệ nhân sinh, gây mất cân bằng sinh thái

Biến đổi cảnh quan: là hiện tượng CQ bị thay đổi theo hướng đạt được cấu

trúc mới hoặc mất đi cấu trúc cũ dưới ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh hoặc nội tại Xét về cơ chế động lực, biến đổi CQ là quá trình gồm chuỗi 3 sự kiện: các yếu tố tác động đến CQ; thay đổi cấu trúc CQ; thay đổi chức năng và các quá trình trong CQ [72] Biến đổi thuận nghịch là sự biến đổi với sự trở lại trạng thái ban đầu sau lần tác động không có sự tái tạo CQ về chất lượng chỉ thực hiện chức năng biến đổi trạng thái CQ Biến đổi không thuận nghịch hay còn gọi là tiến bộ thể hiện sự biến đổi theo một hướng nhất định mà không quay trở lại trạng thái ban đầu

1.1.3.5 Chức năng cảnh quan

Chức năng của cảnh quan có nhiều quan niệm khác nhau Theo Ixatsenko (1976) [33], chức năng cảnh quan là “tổng hợp các quá trình trao đổi, biến đổi vật chất và năng lượng trong cảnh quan” Forman (1981) [106] lại xác định “chức năng cảnh quan là dòng năng lượng, dinh dưỡng khoáng và sinh vật giữa các yếu tố cảnh quan” Bên cạnh đó, chức năng của cảnh quan còn được hiểu là lợi ích mà con người thu được từ các thuộc tính và quá trình của CQ (Niemann, 1977; De Groot, 1992) Do đó, có nhiều hệ thống phân loại chức năng CQ [72] Các chức năng của cảnh quan gồm chức năng tự nhiên, chức năng KT - XH, chức năng bảo vệ môi trường

Như vậy, tiềm năng của một đơn vị cảnh quan chính là khả năng đơn vị CQ

đó phục vụ và đáp ứng đối với nhu cầu của quá trình tự nhiên khác và con người Một CQ có thể đảm nhận nhiều chức năng khác nhau Việc sử dụng CQ phù hợp với chức năng tự nhiên cũng như chức năng KT - XH, sẽ đảm bảo sự phát triển bền vững cho mối quan hệ giữa tự nhiên và con người Chức năng CQ được xác định trên cơ sở phân tích đặc điểm, cấu trúc CQ Mỗi đơn vị CQ có thể có nhiều chức năng và nhiều đơn vị CQ có thể cùng một chức năng Nếu con người sử dụng CQ phù hợp với chức năng của nó chính là hướng sử dụng hợp lí CQ và CQ có khả năng phát triển bền vững, lâu dài Nếu con người sử dụng CQ không phù hợp với khả năng đáp ứng của CQ thì CQ sẽ bị suy giảm và không bền vững [72]

1.1.4 Sinh địa quần học

Trên cơ sở kế thừa quan niệm về sinh vật quần lạc (biocoenosis) của Möbius

(1877) và thuyết hệ sinh rừng của Morozov (1912), nhà địa sinh vật và cổ địa lý người Nga, Sukachev (1947) [122] phát triển khái niệm sinh địa quần lạc

(biogeocenos) gần tương tự với khái niệm hệ sinh thái của Tansley Thuyết sinh địa quần lạc học (biogeocenos) của Sukachev xác định đối tượng chính là các sinh địa

quần lạc, được sử dụng phổ biến ở Liên Xô và các nước Đông Âu Làm rõ mối quan

hệ tương tác giữa đá mẹ, đất, khí quyển với thảm thực vật, quần thể động vật và vi sinh vật được xác định là mục tiêu chính và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của khoa học này

Sinh vật quần lạc được định nghĩa là “tất cả các sinh vật sống tương tác với nhau trong một nơi sống đặc biệt (hoặc sinh cảnh)” (Möbius, 1877) Khái niệm này tương tự với quần xã sinh vật: chẳng hạn Forman (1981) [106] coi sinh vật quần lạc

là “một tập hợp hoặc quần xã của các loài động vật và thực vật có nhu cầu sinh thái giống nhau cùng phân bố trong một khu vực cụ thể” Kendeigh & Charles (1961)

phân chia sinh vật quần lạc thành 3 kiểu: động vật quần lạc (zoocoenosis) chỉ quần

xã động vật; thực vật quần lạc (phytocoenosis) chỉ quần xã thực vật, vi sinh vật quần lạc (microbiocoenosis) chỉ quần xã vi sinh vật trong một hệ sinh thái [72]

Sinh địa quần lạc được định nghĩa là “tổng hợp trên một bề mặt nhất định các hiện tượng tự nhiên theo một kiểu chỉnh hợp với dòng trao đổi và chuyển hóa vật chất giữa các điều kiện tự nhiên đó (đá mẹ, thảm thực vật, thế giới động vật, thế giới vi sinh vật, đất và điều kiện khí hậu - thủy văn), có đặc thù riêng về tác động tương hỗ của các bộ phận tổ thành và có kiểu trao đổi vật chất và năng lượng xác định giữa chúng với nhau và với các hiện tượng tự nhiên khác và là một thể thống nhất biện chứng có mâu thuẫn nội tại đang ở trong sự vận động không ngừng” (Sukachev, 1947) [122] Hiểu một cách đơn giản, sinh địa quần lạc bao gồm sinh vật quần lạc và nơi sống Bản chất của mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của sinh địa quần lạc là quá trình tích lũy, chuyển hóa vật chất và năng lượng (Sukachev gọi đó là quá trình sinh địa quần lạc), quyết định cho sự phát sinh, tăng trưởng, phát triển và diễn thế của hệ sinh thái rừng

Khái niệm sinh vật quần lạc có ý nghĩa quan trọng đối với sinh thái học trong khi đó, khái niệm sinh địa quần lạc lại đóng vai trò quan trọng đối với STCQ Trong sinh thái học, khái niệm sinh vật quần lạc cho phép làm rõ mối quan hệ qua lại giữa các sinh vật trong một khu vực địa lý Sinh vật quần lạc được coi là một quần xã sinh vật đặc biệt hoặc các sinh vật quần lạc thích nghi với các điều kiện ưu thế trong một khu vực nhất định Tansley (1935) [123] cũng cho rằng, hệ sinh thái bao gồm một quần xã sinh vật (hoặc sinh vật quần lạc) cùng với môi trường vật lý của chúng (hoặc sinh cảnh theo quan điểm của nhiều nhà sinh thái học) Trong khi đó, khái niệm sinh địa quần lạc học được các nhà STCQ Bắc Mỹ hiện đại đánh giá là gần tương tự với khái niệm STCQ mà Troll (1939) [100] đề xuất

1.2 Một số nghiên cứu về sinh thái cảnh quan

1.2.1 Khái niệm sinh thái cảnh quan

Thuật ngữ và khái niệm đầu tiên về Sinh thái cảnh quan (gọi đầy đủ là sinh

thái học cảnh quan, tiếng Anh - Landscape ecology) được nhà địa lý người Đức

Troll (1939) [100] sáng tạo ra trong công trình “Quy hoạch hàng không và khoa học môi trường đất” Tuy nhiên, Troll không cho rằng STCQ là một bộ môn khoa học mới, mà chỉ nhìn nhận là một hướng nghiên cứu mối quan hệ giữa các quần xã sinh vật với môi trường trong phạm vi một CQ ở các quy mô không gian khác nhau

Mặc dù Troll được coi là cha đẻ của STCQ nhưng bản thân ông chưa đưa ra được một định nghĩa đầy đủ về STCQ Do có nhiều cách tiếp cận khác nhau nên quan niệm và lý luận cụ thể về STCQ hiện nay chưa thực sự thống nhất Có rất nhiều các công trình nghiên cứu về STCQ mặc dù có nhiều sự khác biệt nhưng tất

cả các công trình đó đều có điểm chung về tính liên ngành địa lý học - sinh thái học

và chú trọng nhiều đến các đặc trưng sinh thái học và nhân văn của cảnh quan [12, 72]

1.2.1.1 Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan chú trọng đến đặc trưng sinh thái học của cảnh quan

Các định nghĩa theo hướng này tập trung vào luận điểm STCQ là khoa học tổng hợp và liên ngành nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc cảnh quan và các quá trình hệ sinh thái trong phạm vi cảnh quan

“STCQ là khoa học nghiên cứu cấu trúc không gian, đặc điểm phát triển và động lực của không gian bất đồng nhất, tương tác không gian và thời gian, quan hệ trao đổi trong cảnh quan, ảnh hưởng của không gian bất đồng nhất đến các quá trình sinh học và phi sinh học, quản lý không gian bất đồng nhất” [72];

“STCQ là khoa học nghiên cứu quan hệ không gian giữa các yếu tố cảnh quan hoặc các hệ sinh thái, dòng năng lượng, dinh dưỡng khoáng và dòng chảy sinh vật; động lực sinh thái của cảnh quan theo thời gian” (Forman & Godron, 1986) [106];

Theo Deconov (1990), “STCQ là một hướng mới trong nghiên cứu cảnh quan học, xem xét môi trường hình thành của cảnh quan hiện đại, trong đó bao gồm

cả cảnh quan nhân sinh và cảnh quan tự nhiên Ở đây, con người được bao hàm như một bộ phận hợp phần của cảnh quan dưới dạng các sản phẩm của hoạt động kinh tế

và lấy yếu tố ngoại cảnh hình thành cảnh quan” [72];

Theo Wiens (1995), “STCQ là khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc cảnh quan tới các quá trình hệ sinh thái” [72];

Còn Turner (1989) cho rằng “STCQ là khoa học nghiên cứu cấu trúc cảnh quan có ảnh hưởng như thế nào đến sự đa dạng và sự phân bố của các quần thể sinh vật” [72];

“STCQ là tổng thể hiện tại, có cấu trúc cảnh quan địa lý và có chức năng sinh thái của các hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên tổng thể lãnh thổ đó STCQ được phân biệt theo cấu trúc cảnh quan và theo chức năng hệ sinh thái khác nhau trên các phần lãnh thổ khác nhau” (Nguyễn Thế Thôn, 1993) [74];

Theo Pickett & Cadenasso (1995), “STCQ là khoa học nghiên cứu ảnh hưởng tương hỗ của cấu trúc không gian đến các hệ sinh thái, thúc đẩy hướng phát triển mô hình hoá và lý thuyết quan hệ không gian, tập hợp các kiểu dữ liệu mới về cấu trúc không gian và động lực học,…Những vấn đề ít được quan tâm trong sinh thái học” [72];

“STCQ nghiên cứu cảnh quan theo ba hướng: (i) cấu trúc, quá trình và biến đổi; (ii) đặc điểm không gian, đặc tính và thứ bậc; (iii) tương tác giữa các nhân tố khác nhau trong một cảnh quan” (Bastian & Steinhardt, 2010) [96];

Điểm chung nhất của các định nghĩa này là tập trung vào hai khía cạnh quan trọng sau đây về quan hệ tương tác giữa sinh vật và môi trường, cho phép xác định được sự khác biệt về nội dung nghiên cứu của STCQ với sinh thái học truyền thống

Trước hết, nghiên cứu STCQ được thực hiện trên phạm vi không gian rộng hơn nhiều so với các nghiên cứu sinh thái truyền thống Điều này xuất phát từ thực

tế lựa chọn đối tượng nghiên cứu: nếu như đối tượng nghiên cứu của sinh thái học

là một hệ sinh thái thì STCQ hướng tới đối tượng nghiên cứu là một hệ thống gồm nhiều hệ sinh thái tương tác với nhau trong phạm vi của một hoặc nhiều đơn vị CQ

Thứ hai, mặc dù cùng định hướng nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường nhưng cách thức nghiên cứu của sinh thái học và sinh thái học cảnh quan có sự khác biệt Sinh thái học nghiên cứu tương tác trực tiếp giữa các yếu tố môi trường vật lý, hóa học, sinh học với sinh vật; kết quả tác động biểu hiện ở độ phong phú, độ đa dạng, các đặc trưng phân bố của quần xã sinh vật STCQ cũng nghiên cứu tương tác giữa các yếu tố môi trường và sinh vật theo cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua yếu tố trung gian là cấu trúc cảnh quan thể hiện đặc trưng phân hóa lãnh thổ nghiên cứu

Sinh thái học cung cấp phương pháp luận nghiên cứu thực nghiệm hợp phần sinh học trong cấu trúc cảnh quan Sự phát triển của STCQ không chỉ dựa trên những sáng tạo khái niệm khoa học mới, mà còn kết hợp sử dụng và phát triển các khái niệm sinh thái học truyền thống Chẳng hạn, các khái niệm của sinh thái học về nơi sống, quần thể, quần xã cũng đồng thời là những khái niệm cơ bản của STCQ

Sự sáng tạo còn được thể hiện ở việc liên kết các khái niệm sinh thái học với địa lý học mà trước đây thường ít được chú trọng Chẳng hạn, cảnh quan (đối tượng nghiên cứu đặc thù của địa lý học) được định nghĩa theo hướng sinh thái học là khu vực địa lý chứa các hệ sinh thái [72]

1.2.1.2 Các định nghĩa chú trọng đến đặc trưng nhân văn của cảnh quan

Con người với các hoạt động phát triển của mình đã và đang tạo ra những ảnh hưởng thống trị tới tất cả các cảnh quan lục địa và đại dương trên Trái đất Do

đó, các đặc trưng nhân văn luôn được xem là một trong những nội dung quan trọng nhất trong các định nghĩa về STCQ Theo hướng này, các định nghĩa tập trung vào

luận điểm STCQ là khoa học tổng hợp và liên ngành nghiên cứu mối quan hệ giữa con người và cảnh quan Đây là một trong những luận điểm trung tâm, công nhận vai trò của con người trong cảnh quan, lựa chọn nghiên cứu theo phương pháp luận tổng hợp và tiếp cận liên ngành “STCQ là một chuyên ngành trẻ của sinh thái học hiện đại nghiên cứu mối quan hệ giữa con người với các cảnh quan tự nhiên và cảnh quan kỹ thuật” (Naveh & Lieberman, 1984) [119] “STCQ nghiên cứu: (i) cấu trúc không gian; (ii) quy mô không gian rộng hơn so với các nghiên cứu sinh thái học truyền thống; (iii) vai trò của con người trong thành tạo, tác động tới cấu trúc và quá trình cảnh quan” (Cushman & McGarigal, 2003) [102] Trong nhiều công trình nghiên cứu STCQ điển hình tại khu vực Tây Âu, Địa Trung Hải hay Đông Á hoạt động nhân sinh là nội dung nghiên cứu trung tâm Nói cách khác, STCQ còn được gọi là khoa học “hướng nhân” với cách tiếp cận tổng hợp và liên ngành trong nghiên cứu quan hệ tương tác giữa xã hội con người (đối tượng của các khoa học xã hội và nhân văn) với các không gian sinh tồn, các không gian mở rộng và các cảnh quan được con người xây dựng Những lý luận khoa học theo tiếp cận nhân văn đóng vai trò thiết yếu đối với công tác quy hoạch sử dụng đất và quản lý đất đai, định hướng phát triển bền vững ở nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt tại Châu Âu [72]

1.2.1.3 Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan của các nhà cảnh quan học Xô Viết

và Việt Nam

Cho đến tận những năm 1970, các nghiên cứu cảnh quan mới được mở rộng theo hướng sinh thái hóa cảnh quan học, nghiên cứu địa sinh thái (nền tảng của hướng nghiên cứu sinh thái học các cảnh quan tự nhiên), hay nghiên cứu các cảnh quan tự nhiên bị biến đổi bởi hoạt động kinh tế của con người theo các mức độ khác nhau - còn gọi là cảnh quan nhân sinh (nền tảng của hướng nghiên cứu sinh thái học các cảnh quan văn hóa)

Theo các định hướng của cảnh quan học Xô Viết, các định nghĩa về STCQ tập trung làm rõ luận điểm STCQ là một chuyên ngành mới của cảnh quan học Nhà địa lý học Xô Viết Deconov (1990) định nghĩa: “STCQ là một hướng mới trong nghiên cứu cảnh quan học, xem xét môi trường hình thành của cảnh quan hiện đại, trong đó bao gồm cả cảnh quan nhân sinh và cảnh quan tự nhiên Ở đây con người

được bao hàm như một bộ phận hợp thành của cảnh quan dưới dạng các sản phẩm của hoạt động kinh tế và là yếu tố ngoại cảnh hình thành cảnh quan” [72]

Tất cả các định nghĩa quan trọng nhất về STCQ ở Việt Nam đều được đưa ra bởi các nhà địa lý học Theo quan điểm của nhiều nhà địa lý Việt Nam, STCQ là một hướng nghiên cứu cảnh quan học ứng dụng, chú trọng các đặc trưng sinh thái của các cảnh quan nhiệt đới gió mùa Việt Nam Trong Hội thảo quốc gia lần thứ nhất về STCQ tại Việt Nam, Phạm Hoàng Hải (1992) đã đưa ra định nghĩa như sau: STCQ là một hướng nghiên cứu cảnh quan ứng dụng, trong đó đã có sự chú trọng đặc biệt đến khía cạnh các đặc trưng sinh thái của các địa tổng thể Đối tượng nghiên cứu là các đơn vị STCQ cụ thể, có nguyên tắc, phương pháp nghiên cứu riêng và đặc biệt có quy luật phân hóa các đối tượng đó theo không gian lãnh thổ [27]

1.2.1.4 Các định nghĩa tích hợp về sinh thái cảnh quan

Theo Wu (2009), “STCQ nghiên cứu quan hệ giữa cấu trúc không gian và quá trình HST ở các quy mô khác nhau Các nội dung chủ đạo gồm: đặc tính bất đồng nhất không gian, tương tác cấu trúc - quá trình - quy mô, quy mô không gian; tương tác con người - đất đai; độ bền vững cảnh quan STCQ cung cấp cơ sở lý luận tổng hợp và kỹ thuật thích hợp phục vụ nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên và kinh

tế - xã hội trong cảnh quan khác nhau, phục vụ cho mục tiêu bảo tồn đa dạng sinh học, quản lý hệ sinh thái, quy hoạch, thiết kế cảnh quan và khoa học bền vững” [72];

“STCQ là khoa học nghiên cứu đặc điểm biến đổi không gian trong các cảnh quan theo nhiều quy mô khác nhau, bao gồm các nguyên nhân tự nhiên và xã hội cũng như các hệ quả của cảnh quan bất đồng nhất Khoa học này có tính chất liên ngành rộng Những vấn đề khái niệm và lý luận cốt lõi của STCQ liên kết với khoa học tự nhiên với khoa học nhân văn Những nội dung chủ đạo của STCQ bao gồm: cấu trúc không gian hoặc cấu trúc cảnh quan, các kiểu loại cảnh quan khác nhau, từ cảnh quan rừng nguyên sinh (cảnh quan thuần tuý tự nhiên) tới cảnh quan đô thị (cảnh quan văn hoá bị biến đổi mạnh nhất); mối quan hệ giữa cấu trúc và các quá trình trong cảnh quan; ảnh hưởng của quy mô nghiên cứu và các yếu tố xáo động trong cảnh quan” [72];

“STCQ là các hệ sinh thái có lãnh thổ của cảnh quan, trong đó các cá thể sinh vật tồn tại và phát triển trong môi trường các hợp phần tự nhiên của cảnh quan, giữa tất cả chúng có mối quan hệ chặt chẽ và chịu sự tác động qua lại lẫn nhau trong phạm vi lãnh thổ của cảnh quan” (Nguyễn Thế Thôn, 1993) [74]

“STCQ là khoa học nghiên cứu đặc điểm và ảnh hưởng của cấu trúc cảnh quan tới sinh vật và con người, chức năng cảnh quan và các quá trình HST trong cảnh quan” (Nguyễn An Thịnh, 2014) [72] Theo định nghĩa này, nghiên cứu STCQ luôn gồm hai nhiệm vụ chính, nghiên cứu tính đặc thù về phân hóa cảnh quan và là nhiệm vụ đầu tiên, tạo cơ sở cho nhiệm vụ nghiên cứu tiếp theo về mối quan hệ với sinh vật - con người, các quá trình hệ sinh thái trong cảnh quan

Như vậy, STCQ có hai khía cạnh cơ bản là: lãnh thổ CQ và HST của cảnh quan Hai khía cạnh này độc lập với nhau nhưng liên kết chặt chẽ với nhau trong cùng lãnh thổ thống nhất Những vấn đề lý thuyết STCQ cũng chính là sự thống nhất các lý thuyết CQ và lý thuyết HST Như vậy, theo nghiên cứu, STCQ là khoa học nghiên cứu, giải thích các mối quan hệ tác động qua lại của hệ thống gồm các yếu tố vô sinh và hữu sinh trong không gian xác định của CQ

Trong nghiên cứu cảnh quan học và STCQ, hợp phần cảnh quan được xem xét ở các khía cạnh khác nhau Trong quá trình phát triển lý luận cảnh quan học, hai hướng tiếp cận chủ đạo được nêu ra: hướng thứ nhất chú trọng tới các bộ phận cấu tạo nên cảnh quan; hướng thứ hai chú trọng tới tính tổng thể của cảnh quan Theo

đó, cảnh quan được coi là một địa tổng thể được cấu tạo từ các hợp phần cảnh quan; còn các hợp phần cảnh quan được chú trọng nghiên cứu ở vai trò thành tạo cảnh quan Trong khi đó, STCQ chú trọng nhiều tới đặc điểm sinh thái học của các hợp phần cảnh quan; từng hợp phần cảnh quan được xem xét cụ thể ở khía cạnh là môi trường thành phần của sinh vật, tương tác với sinh vật theo các quy luật sinh thái học [72]

1.2.2 Cấu trúc và chức năng của sinh thái cảnh quan

Cấu trúc của STCQ bao gồm cấu trúc của CQ và cấu trúc của HST lồng vào nhau trong một thể thống nhất Trước hết, cấu trúc STCQ gồm có các thành phần địa lý tự nhiên của cảnh quan, bao gồm: nền đá, địa hình, thổ nhưỡng, sinh vật, thủy

văn, khí hậu, sau đó là các thành phần cấu trúc HST, bao gồm vật chất vô cơ-hữu

cơ, sinh vật cung cấp, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy

Chức năng của STCQ là đa chức năng, bao gồm chức năng tự nhiên của CQ

và chức năng sinh thái của các HST Các thành phần cấu trúc của cảnh quan có vai trò bình đẳng trong hoạt động địa hệ thống của cảnh quan, nghĩa là bất kỳ một thành phần nào thay đổi đều làm cho các thành phần khác biến đổi, làm cho CQ và toàn

bộ chức năng của CQ thay đổi

Chức năng của CQ chính là sự vận động trao đổi vật chất và năng lượng của các thành phần cấu trúc cảnh quan được gây ra bởi các lực tự nhiên của Trái đất Khi CQ thay đổi thì vai trò, chức năng của CQ đối với các lãnh thổ tự nhiên khác cũng thay đổi

Chức năng sinh thái là sự hoạt động HST, với vai trò là môi trường sống, là năng suất sinh học, là đa dạng loài sinh vật trong hệ sinh thái, là sự hoạt động của nhiều loài sinh vật và con người Chức năng sinh thái là sự vận động, chuyển hoá vật chất và năng lượng trong HST Sự chuyển hoá này được thể hiện bởi năng suất sinh học Còn chức năng KT - XH của STCQ là chức năng cung cấp tài nguyên, là chức năng sinh thái của cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế, thẩm mỹ và có ý nghĩa môi trường, xã hội Như vậy, STCQ có các chức năng sau đây:

- Chức năng tự nhiên của CQ là sự tồn tại và biến đổi các thành phần cấu trúc của cảnh quan như khí hậu, thủy văn, sinh vật, đất, địa hình và địa chất do chúng tác động qua lại lẫn nhau

- Chức năng môi trường sống tự nhiên và nhân tạo thuộc các thành phần cấu trúc CQ như đã kể ở trên Con người và sinh vật sống nhờ nền địa chất, địa hình, đất, sinh vật, nước, không khí

- Chức năng năng suất sinh học của đa dạng các loài sinh vật trong quần xã dựa trên hoạt động của HST Sự chuyển hóa vật chất và năng lượng trong HST được biểu hiện bởi năng suất sinh học của quần xã trong HST Chức năng này có ý nghĩa quan trọng đối với năng suất cây trồng, vật nuôi và các sinh vật tự nhiên liên quan đến môi trường và cuộc sống của con người

- Chức năng KT - XH bao gồm sự cung cấp tài nguyên của môi trường thuộc các thành phần cấu trúc lãnh thổ Chức năng này đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của xã hội loài người như phát triển các ngành kinh tế nông, lâm, ngư, công nghiệp, thương mại và du lịch

STCQ được phân loại theo các chức năng sử dụng KT - XH và môi trường như đã kể trên và khi được thiết lập theo các chức năng sử dụng nó được gọi là STCQ ứng dụng Nói tóm lại, STCQ có cấu trúc, chức năng của cảnh quan và cấu trúc, chức năng của HST đang tồn tại và phát triển thống nhất với nhau trên cùng một lãnh thổ môi trường [29]

1.2.3 Phân biệt khái niệm “Sinh thái cảnh quan” và “Cảnh quan sinh thái”

Theo tác giả Nguyễn Thế Thôn (1993) [74] trong bài báo có tên “Bàn về sinh thái - cảnh quan và cảnh quan - sinh thái” có chỉ ra như sau:

1.2.3.1 Về “Sinh thái cảnh quan”

- Chúng ta đều biết, sinh thái học là khoa học các mối quan hệ tương hỗ của

cá thể sinh vật và quần xã sinh vật với môi trường xung quanh, ảnh hưởng của môi trường xung quanh (môi trường chung và các nhân tố riêng biệt của môi trường) lên

cá thể sinh vật Nghiên cứu sinh thái học trong cảnh quan là nghiên cứu mối quan

hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi trường cảnh quan tức là giữa sinh vật và các hợp phần tự nhiên riêng biệt cũng như tác động tổng hợp qua lại giữa sinh vật với tất cả các hợp phần ấy của cảnh quan

- Nghiên cứu tổng hợp tác động qua lại của các hợp phần vật chất vô cơ và hữu cơ ở trên các cảnh quan thực chất là nghiên cứu hệ sinh thái hay của tập hợp sinh vật trên các cảnh quan Hệ sinh thái thuộc sinh thái học mang tính không gian nhưng không hẳn mang tính lãnh thổ Khi hệ sinh thái mang tính lãnh thổ nghĩa là

có sự phân bố theo lãnh thổ thì nó là địa hệ và trong trường hợp sự phân bố đó nằm trong sự phù hợp với tính đồng nhất của cảnh quan thì đó chính là STCQ Nghiên cứu sinh thái trong mối liên quan giữa sinh thái và cảnh quan là khoa học về STCQ Như vậy, STCQ là một khoa học mà đối tượng nghiên cứu của nó là hệ sinh thái của cảnh quan và nó là tổng thể tự nhiên Nghiên cứu STCQ là nghiên cứu chức năng của hệ sinh thái cụ thể trong cảnh quan Khái niệm STCQ ngày nay được dùng

rộng rãi trong nghiên cứu địa lý và sinh vật học, trong đó nội dung sinh thái được quan tâm đầy đủ nhất và nhiệm vụ chủ yếu của nó là giải quyết các vấn đề sinh thái của cảnh quan, quy hoạch phát triển sinh thái cho cảnh quan, nâng cao năng suất các hệ sinh thái trên các cảnh quan và các vấn đề sinh thái nhân văn, điều khiển, bảo

vệ và cải tạo môi trường Các bản đồ STCQ ở nhiều vùng đã được xây dựng trên đó phản ánh khá chi tiết thảm thực vật với nghĩa như bản đồ thảm thực vật có các đối tượng thực vật cụ thể trên nền của các yếu tố cảnh quan như địa hình, đất

Như vậy, chúng ta có thể hiểu STCQ là môn khoa học trung gian giữa sinh thái và cảnh quan mà nội dung thuộc về sinh thái được chú trọng hơn về các vấn đề sinh thái cụ thể trong cảnh quan, trung tâm của sự phản ánh là các hệ sinh thái bên trong lãnh thổ của cảnh quan

1.2.3.2 Về “Cảnh quan sinh thái”

Nghiên cứu cảnh quan với toàn bộ chức năng sinh thái của chúng đó là khoa học của cảnh quan sinh thái Vậy, cảnh quan sinh thái là cảnh quan có cùng chức năng sinh thái của các hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên cảnh quan Các cấp phân vị của cảnh quan sinh thái là các cấp phân vị của cảnh quan được nghiên cứu sâu về mặt chức năng sinh thái, nó gắn chặt với các cấp phân vị của cảnh quan, nằm trong khoa học về cảnh quan Cảnh quan sinh thái có cảnh quan sinh thái chung và cảnh quan sinh thái ứng dụng Cảnh quan sinh thái chung trên cơ

sở cảnh quan chung được thể hiện chức năng sinh thái chung của các hệ sinh thái theo một cấp phân vị trong đó được chú trọng về trữ lượng, sinh khối, chất lượng của sinh vật trong quá trình phát triển của chúng được tính bằng tấn/ha, hoặc bằng

m3/ha, cây/ha…Còn cảnh quan sinh thái ứng dụng tên cơ sở cảnh quan ứng dụng có cùng chức năng sinh thái của hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên cảnh quan, được sử dụng hoặc được thiết lập, cải tạo cho các mục đích kinh tế khác nhau, tức là được phân loại về mặt ứng dụng Ví dụ, cảnh quan sinh thái lâm nghiệp bao gồm cảnh quan sinh thái rừng đầu nguồn, cảnh quan sinh thái rừng khai thác Cảnh quan sinh thái nông nghiệp bao gồm cảnh quan sinh thái nương rẫy, cảnh quan sinh đồng ruộng,… Vì vậy, cảnh quan sinh thái càng nghiên cứu chi tiết đi gần tới sự trùng hợp với STCQ

Rõ ràng sự khác biệt giữa STCQ và cảnh quan sinh thái là một bên nghiên cứu hệ sinh thái và chức năng của hệ sinh thái cụ thể trong các cảnh quan (các HST

có thể bao trùm hoặc không bao trùm lên toàn bộ CQ), còn một bên nghiên cứu cảnh quan và chức năng sinh thái tổng hợp của tất cả các hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên toàn bộ cảnh quan Cả hai khoa học đều là khoa học trung gian giữa sinh thái và cảnh quan, trong đó STCQ thuộc về sinh thái còn cảnh quan sinh thái

1990 đến những năm đầu thế kỷ XXI, đây là giai đoạn phát triển mở rộng của STCQ trên phạm vi toàn thế giới, được đánh dấu bằng sự kiện tái thành lập các chi hội STCQ quốc tế có truyền thống lâu đời của Châu Âu là CHLB Đức, Séc và Slovakia; sự phát triển mạnh mẽ ở của trung tâm nghiên cứu STCQ Đông Nam Á, thành lập trung tâm STCQ châu Đại Dương, khu vực Mỹ Latinh và Châu Phi Chi hội STCQ Quốc tế tại Việt Nam (VN - IALE) cũng được thành lập trong giai đoạn này (năm 1992) Xu hướng phát triển mở rộng này làm hình thành nhiều trung tâm nghiên cứu STCQ độc lập, đồng thời có sự gắn kết chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu với phương pháp luận tổng hợp, liên ngành và định hướng đối tượng nghiên cứu là sinh vật và con người

Nếu như mục đích của nghiên cứu cảnh quan là tìm ra đơn vị cảnh quan đồng nhất theo các lớp khác nhau trong không gian thì các nhà STCQ đang tích cực nghiên cứu và xây dựng các kiểu đa dạng sinh học

Việc sinh thái hoá cảnh quan bắt đầu thực hiện từ nửa cuối thập kỷ 60 thế kỷ

XX ở Viện Sinh học Cảnh quan thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Tiệp Khắc (1967) Hội nghị lần thứ V (1974) đã nảy sinh ý đồ thành lập Hiệp hội Quốc tế về STCQ IALE (International Association Landscapes Ecology), hội thảo đầu tiên tổ chức ở Đan Mạch vào năm 1984 Như chúng ta thấy, sinh thái hoá cảnh quan là xác định các đặc tính, chỉ tiêu sinh thái của cảnh quan nhằm bảo vệ và làm cho môi trường

tốt lên [72]

1.2.4.2 Ở Việt Nam

Trước năm 1992, các công trình nghiên cứu các tổng hợp lãnh thổ tại Việt Nam chủ yếu dựa trên nền tảng lý luận cảnh quan học Xô Viết Tùy vào từng giai đoạn phát triển và để đáp ứng nhu cầu thực tiễn mà nội dung các công trình nghiên cứu cảnh quan được thể hiện dưới các tiêu đề khác nhau, chẳng hạn “phân vùng địa

lý tự nhiên”, “cảnh quan địa lý”, “nghiên cứu cảnh quan”, “cơ sở cảnh quan”, “phân vùng cảnh quan”, “phân tích cảnh quan”,…Vũ Tự Lập (1976) đã nghiên cứu và xây dựng bản đồ cảnh quan địa lý miền Bắc Việt Nam theo quan niệm cảnh quan là đơn

vị cá thể Quan niệm cảnh quan là đơn vị kiểu loại được các nhà khoa học thuộc Viện Địa lý (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và Khoa Địa lý (Đại học Quốc gia Hà Nội) áp dụng xây dựng nhiều bản đồ cảnh quan ở các tỷ lệ khác nhau (Nguyễn Thành Long, 1993; Nguyễn Cao Huần, 2000, 2005; Phạm Hoàng Hải

và nnk., 1997; Nguyễn An Thịnh, 2007) [44; 31; 32; 27; 71] Kinh nghiệm nghiên cứu thực tiễn về cảnh quan học đã tạo điều kiện cho các nhà cảnh quan học Việt Nam tích lũy đủ kiến thức tổng hợp và liên ngành về sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường các lãnh thổ của Việt Nam Trong bối cảnh đất nước đổi mới, phát triển kinh tế nhanh, nhiều vấn đề môi trường và sinh thái cấp bách nảy sinh dẫn tới xu thế tất yếu là cảnh quan học phải tiếp cận với các bộ môn khoa học khác có liên quan, quan trọng nhất là hướng tiếp cận sinh thái học, kinh tế

và các khoa học xã hội - nhân văn trong nghiên cứu CQ

Quá trình hình thành, phát triển lý luận và thực tiễn trong nghiên cứu STCQ tại Việt Nam được phân chia thành bốn thời kỳ:

- Thời kỳ Pháp thuộc (trước năm 1954)

Hầu hết các công trình nghiên cứu ở thời kỳ này đều đề cập tới đặc điểm riêng của từng nhân tố tự nhiên, có rất ít công trình nghiên cứu tổng hợp hoặc quy luật phân hóa lãnh thổ tự nhiên Quan điểm về phân vùng tự nhiên và nhân văn, khái niệm về cảnh quan chưa định hình rõ trong thời kỳ này

- Thời kỳ 1954 - 1975

Trong thời kỳ này, hướng nghiên cứu cảnh quan đã được hình thành rõ ràng Một số tác giả đã quan tâm tới phát hiện sự phân hóa lãnh thổ ảnh hưởng đến sinh vật, cụ thể là tới cấu trúc thảm thực vật (nghiên cứu của Trần Ngũ Phương, Thái Văn Trừng) hay phân bố địa lý của động vật (nghiên cứu của Đặng Ngọc Thanh) [72] Hầu hết các công trình nghiên cứu được dựa trên quan điểm cá thể (nghiên cứu phân vùng) Nghiên cứu hệ sinh thái của các nhà sinh thái học chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hướng nghiên cứu sinh địa quần lạc học của trường phái Sukachev

- Thời kỳ 1976 - 1991

Mặc dù có cùng mục đích nghiên cứu tự nhiên phục vụ hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ thiên nhiên nhưng các nhà sinh thái học và sinh học tiếp cận theo hướng hoàn toàn khác các nhà địa lý Trong khi các nhà địa lý nghiên cứu tự nhiên (chủ yếu là các yếu tố phi sinh học) với đối tượng nghiên cứu là cảnh quan ở các cấp phân vị khác nhau, các nhà sinh thái học và sinh học tập trung phân tích các đối tượng sinh học với đơn vị nghiên cứu cơ bản là hệ sinh thái Các công trình tiêu biểu theo hướng này gồm: nghiên cứu và định hướng bảo vệ, sử dụng hợp

lý các hệ sinh thái cửa sông Việt Nam (Vũ Trung Tạng và nnk., 1971) [61]; phân tích và lập bản đồ các kiểu hệ sinh thái rừng Việt Nam trên quan điểm sinh thái phát sinh (Thái Văn Trừng, 1998) [76]; nghiên cứu cấu trúc sinh thái của khu hệ cá cửa sông ven biển Việt Nam (Vũ Trung Tạng và nnk., 1982) [62]; nghiên cứu sử dụng hợp lý các hệ sinh thái trung du (Lê Trọng Cúc, 1983, 1985) [17; 18]; nghiên cứu các hệ sinh thái rừng ngập mặn Việt Nam, phân tích tác động của con người, tác động của biến đổi khí hậu tới các hệ sinh thái này, đề xuất định hướng sử dụng hợp

lý và bảo tồn (Phan Nguyên Hồng, 1991) [29]

Trong thời kỳ này, lý luận và định hướng nghiên cứu cảnh quan học và sinh thái học đã trở nên rõ ràng, quy mô nghiên cứu cũng được trải rộng từ cấp toàn quốc, cấp vùng Một số nghiên cứu tổng hợp đã có sự tham gia kết hợp của các chuyên gia về địa lý học, sinh thái học, sinh học và nhiều lĩnh vực khác Công trình xác lập vùng chuyên canh cà phê tỉnh Đắk Lắk được coi là nghiên cứu STCQ đầu tiên của Việt Nam

- Thời kỳ đương đại (từ 1992 đến nay)

Sự kiện đáng chú ý nhất trong thời kỳ này là Chi hội STCQ Quốc tế tại Việt Nam (VN - IALE) trực thuộc Hội Địa lý Việt Nam ra đời vào năm 1992 và được Hiệp hội STCQ Quốc tế thông cáo trên bản tin số 10, tập 1 tháng 4/1992 Sự kiện này có ý nghĩa to lớn, góp phần phát triển hướng nghiên cứu STCQ ở Việt Nam và trao đổi thông tin khoa học với các nhà STCQ trên thế giới Các báo cáo trong hội thảo đầu tiên về STCQ tại Việt Nam đã thể hiện các hướng nghiên cứu chính bao gồm: lý luận về STCQ; xác định các tác động nhân sinh trong STCQ; sinh thái học các hợp phần trong cảnh quan; STCQ ứng dụng trong sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ thiên nhiên

Hiện nay có nhiều luồng quan điểm trái chiều đối với khoa học STCQ tại Việt Nam Một số tác giả cho rằng, tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu STCQ thực sự nào; về cơ bản các công trình đã từng công bố chỉ là cảnh quan học hoặc sinh thái học thuần túy Một số tác giả khác có quan điểm ngược lại, cho rằng STCQ ở Việt Nam đã phát triển từ rất sớm Tuy nhiên, khi xem xét đến khía cạnh nội hàm của các công trình, có thể thấy rõ rằng, STCQ tại Việt Nam chỉ bắt đầu vào năm 1985, thời điểm mà Phạm Quang Anh và các nhà khoa học địa lý, địa chất và sinh vật thuộc Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội công bố kết các quả nghiên cứu hệ sinh thái cà phê Đắk Lắk dựa vào các thực nghiệm sinh thái học trên đơn vị STCQ Sau đó, nội dung nghiên cứu STCQ thực sự trở nên rõ ràng kể từ thời điểm Việt Nam gia nhập Hiệp hội STCQ Quốc tế vào năm 1992 Các nghiên cứu trong thời kỳ này theo định hướng và quy mô nghiên cứu phù hợp với nhu cầu phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường ở các cấp lãnh thổ Hầu hết các nghiên cứu STCQ tại Việt Nam được thực hiện theo hướng phân tích cấu trúc cảnh quan, đánh giá cảnh quan, xác định các mô hình kinh tế sinh thái Các công trình quan tâm tới phân tích

động lực cảnh quan, chức năng cảnh quan, lượng giá dịch vụ cảnh quan, mô hình hóa biến đổi cảnh quan hiện nay chưa có nhiều Kiến thức tổng hợp về sinh thái học

và cảnh quan học chưa được sử dụng nhiều trong công tác tổ chức lãnh thổ và quy hoạch sử dụng đất Chưa có nhiều công trình lý luận và ứng dụng thực tiễn về quy hoạch và thiết kế cảnh quan [72] Trong thực tiễn triển khai nghiên cứu, phải nói rằng hướng nghiên cứu STCQ rất được các nhà địa lý Việt Nam chú trọng

1.3 Các công trình nghiên cứu liên quan tới đề tài luận án tại tỉnh Sơn La

Nhiều công trình đi trước liên quan tới nội dung của luận án, thuộc nhiều lĩnh vực, được thực hiện trong những thời gian khác nhau Các tác giả nghiên cứu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Sơn La và nhóm các công trình thực hiện trên lãnh thổ tỉnh Sơn La Cụ thể như sau:

Lê Thái Bạt (1995) [1] đã cung cấp các kết quả đánh giá về chất lượng đất, định hướng sử dụng đất trên quan điểm phát triển bền vững và sinh thái học Tác giả dựa trên các kết quả thu thập về điều kiện tự nhiên và hiện trạng sử dụng đất tại tỉnh Sơn La Lãnh thổ Sơn La được tác giả phân chia thành 4 vùng với 11 tiểu vùng sinh thái nông nghiệp

Nguyễn Thế Thôn (1995) [8] đã cung cấp những thông tin về điều kiện tự nhiên, KT - XH của Sơn La ở tỷ lệ 1:1.000.000 Trong đó, bản đồ cảnh quan sinh thái và đánh giá cảnh quan sinh thái trên cơ sở nguyên tắc cá thể đã xác định mức

độ thuận lợi cho nhiều loại cây trồng trên cơ sở tổng hợp các điều kiện tự nhiên, làm tiền đề cho hoạt động quy hoạch nông, lâm nghiệp sau này

Vũ Tự Lập và nnk (1996) [39] đã xây dựng 5 bản đồ chuyên đề cho tỉnh Sơn

La, tỷ lệ 1:1.000.000 Kết quả của đề tài đã thể hiện thông tin về 52/85 cảnh quan địa lí của khu vực Tây Bắc với các quy hoạch cụ thể cho hoạt động sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, trung tâm công nghiệp và đô thị Đồng thời, do đặc trưng về địa hình bị chia cắt mạnh, phần lớn diện tích của tỉnh được định hướng trở thành các vùng chức năng khôi phục - khai thác rừng và vùng khôi phục - bảo vệ rừng Các khu vực được ưu tiên đầu tư phát triển nông nghiệp dọc Quốc lộ 6, hiện nay nằm trong vùng kinh tế động lực của tỉnh Kết quả nghiên cứu có tính khái quát cao, dữ