Tiếp Nhận Quan Điểm Sinh Thái Trong Nghiên Cứu Cảnh Quan

Chương 3

CẢNH QUAN SINH THÁI

Mục tiêu của chương

- Cung cấp cho học viên những hiểu biết cơ bản về cảnh quan sinh thái; các hệ thống phân loại cảnh quan, thành lập bản đồ cảnh quan sinh thái trong các công trình nghiên cứu ứng dụng.

- Rèn luyện các kỹ năng phân tích, so sánh các nhân tố sinh thái trong thành tạo cảnh quan sinh thái; kỹ năng vận dụng các nguyên tắc, phương pháp trong việc thành lập bản đồ cảnh quan sinh thái phục vụ cho việc đề xuất quy hoạch sử dụng hợp lý lãnh thổ.

- Giúp cho học viên có ý thức trong nghiên cứu cảnh quan sinh thái phục vụ mục tiêu sử dụng hợp lý lãnh thổ theo quan điểm phát triển bền vững.

3.1. TIẾP NHẬN QUAN ĐIỂM SINH THÁI TRONG NGHIÊN CỨU CẢNH QUAN

Sinh thái hóa cảnh quan được xem là một hướng nghiên cứu mới của khoa học cảnh quan; nghiên cứu sự phân hóa các đơn vị cảnh quan sinh thái theo một hệ thống phân loại, kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu cảnh quan và hệ sinh thái, thể hiện xu thế sinh thái hóa cảnh quan và hướng nghiên cứu cảnh quan ứng dụng xem xét môi trường hình thành cảnh quan nhân sinh, cảnh quan văn hóa. Nghiên cứu cảnh quan sinh thái chú ý vấn đề sinh thái môi trường, sử dụng hợp lý tài nguyên, tối ưu hóa cảnh quan.

3.1.1. Nhận biết về quần thể, quần xã và hệ sinh thái

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 129 trang tài liệu này.

Sinh thái học (Ecology) là khoa học nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường. Mối quan hệ này được thực hiện thông qua trao đổi vật chất và năng lượng. Sự trao đổi vật chất và năng lượng được diễn ra dưới dạng các vòng tuần hoàn (các chu trình sinh - địa - hóa). Các cấp độ nghiên cứu của sinh thái học: Cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái.

- Quần thể (Population) là tập hợp những cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một không gian nhất định, ở một thời điểm nhất định. Ví dụ: Tập hợp các cá thể loài cá chép ở Hồ Tây, năm 2018.

Quần thể được đặc trưng bởi các đặc tính: Sự phân bố không gian của cá thể; mật độ, số lượng cá thể; thành phần tuổi và giới tính; tính đa dạng di truyền; sự sinh trưởng và biến động cá thể…

- Quần xã sinh vật (Biocenose) là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau cùng sinh sống trên một khu vực nhất định, ở một thời điểm nhất định. Khu vực sinh sống của quần xã được gọi là sinh cảnh.

Quần xã được hình thành trong một quá trình lịch sử, liên hệ bởi những mối quan hệ về sinh thái và nơi ở, biểu hiện đặc tính thích nghi giữa sinh vật với môi trường. Quần xã và nơi sống của quần xã (sinh cảnh) là hai thành phần của một khối thống nhất không tách rời nhau, tác động lẫn nhau tạo thành một hệ thống tương đối ổn định và bền vững gọi là hệ sinh thái.

- Hệ sinh thái (Ecosystem) là một hệ thống bao gồm quần xã sinh vật và môi trường tác động lẫn nhau mà ở đó thực hiện vòng tuần hoàn vật chất và năng lượng. Hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm quần xã và sinh cảnh của nó. Tập hợp nhiều hệ sinh thái tạo thành một hệ thống lớn hơn, cấp cao nhất là sinh quyển (Biosphere).

Hệ sinh thái được phân chia thành:

+ Hệ sinh thái tự nhiên (Natural Ecosystem): Không hoặc ít bị tác động của con người. Ví dụ: Hệ sinh thái rừng tự nhiên, hệ sinh thái núi cao, các đại dương…

+ Hệ sinh thái nhân tạo (Anthropogenic Ecoystem): Chịu tác động của hoạt động sản xuất và sinh sống của con người. Ví dụ: Hệ sinh thái nông nghiệp, đồng ruộng, rừng trồng…

Hệ sinh thái bao gồm các cấp khác nhau:

+ Hệ sinh thái vĩ mô (Macro Ecosystem): Là các hệ sinh thái lớn, cao nhất là sinh quyển (Biosphere). Sinh quyển bao gồm các sinh

đới trên cạn (Biom) như rừng nhiệt đới, rừng taiga, thảo nguyên, savan,… và các đới thủy sinh (Aquticzone) ở đại dương.

+ Hệ sinh thái trung mô (Mezo Ecosystem): Là các hệ sinh thái vừa như một khu rừng ngập mặn, một vùng biển, đầm phá…

+ Hệ sinh thái vi mô (Micro Ecosystem): Là các hệ sinh thái nhỏ như một cái hồ, một đồng cỏ, một gốc cây…

Hệ sinh thái càng lớn thì quần xã càng đa dạng, có sinh cảnh rộng; chu trình chuyển hóa vật chất, năng lượng càng phức tạp và ngược lại.

Trong tất cả các hệ sinh thái đều có hai nhân tố cấu thành:

+ Nhân tố phi sinh học (môi trường) gồm các nhân tố vật lý như ánh sáng, nhiệt độ, lượng mưa…; nhân tố hóa học như trữ lượng O2, C, CO2, P, N…

+ Nhân tố sinh học là các cơ thể sống, gồm các cá thể, quần thể, quần xã.

3.1.2. Phân biệt hệ sinh thái và địa tổng thể

Thập niên 1960, nổi lên quan điểm “Môi trường sống dựa trên các nguyên tắc sinh thái và cảnh quan địa lý”.

Theo A.G Isatsenko (1991), “Việc sinh thái hóa cảnh quan là sử dụng phương pháp nghiên cứu hệ sinh thái trong nghiên cứu cảnh quan, xem cảnh quan là một hệ sinh thái” (hệ sinh thái là một hệ thống, một đơn vị chức năng chính trong sinh quyển, bao gồm quần xã sinh vật và môi trường sống). Từ đó, xuất hiện thuật ngữ: Hệ địa - sinh thái (Geo-Biosystem).

Theo Vũ Tự Lập (1999), tự nhiên là một thể thống nhất với 2 cấu trúc: Thẳng đứng và ngang (các bộ phận nhỏ hơn: Miền núi, đồng bằng…), vì thế dùng thuật ngữ tự nhiên là hợp lý nhất. Nhưng tự nhiên là một hệ thống phức tạp, bao gồm cả vô cơ và hữu cơ nên cần có chuyên ngành nghiên cứu sâu.

Xuất phát từ ngành nào thì thuật ngữ mang dấu ấn của ngành ấy. Ngành Địa lý không nghiên cứu toàn thể và sâu trong lòng Trái đất mà chỉ nghiên cứu lớp vỏ cảnh quan (đối tượng nghiên cứu). Lớp vỏ cảnh quan địa lý có sự phân dị thành các thể tổng hợp địa lý (Geocomplex) còn được gọi là hệ địa lý (Geosystem). Sự đóng góp của Địa lý là hiểu biết các thành phần vô cơ, các chu trình sinh - địa - hóa, sự tuần hoàn nước,… trong lớp vỏ cảnh quan.

Ngành Sinh vật, song song với phân loại sinh vật, còn nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường (Sinh thái học). Trên Trái đất, hệ sinh thái cấp cao nhất là Sinh quyển (Biosphere). Sinh quyển phân hóa thành các hệ sinh thái (Ecosystem). Trong các hệ sinh thái có các chu trình vật chất, năng lượng, chuỗi thức ăn… Sinh thái học đi sâu nghiên cứu thành phần hữu cơ là những đóng góp cho ngành sản xuất nông - lâm nghiệp…

Do tự nhiên là sự thống nhất phức tạp giữa môi trường vô cơ và hữu cơ mà không riêng một ngành nào nghiên cứu kỹ. Để ghi nhận đóng góp liên ngành, Hội nghị Địa lý quốc tế gọi lớp vỏ cảnh quan là Địa-Sinh quyển (Geo-Biosphere). Địa-Sinh quyển phân hóa thành các đơn vị hệ Địa-Sinh thái (Geo-Biosystem), còn gọi là đơn vị cảnh quan sinh thái (Landscape Ecology).

3.2. NHẬN THỨC VỀ SINH THÁI HÓA CẢNH QUAN

Sinh thái hóa cảnh quan là hướng sử dụng các phương pháp nghiên cứu hệ sinh thái trong nghiên cứu cấu trúc cảnh quan, tìm hiểu và xây dựng các nguyên tắc về các kiểu đa dạng sinh học, ảnh hưởng của cấu trúc cảnh quan đến các quá trình sinh thái, diễn biến các quá trình sinh thái và diễn thế sinh thái của cảnh quan - khoa học tổng hợp liên ngành phục vụ quy hoạch.

Hiện nay, ở Việt Nam tồn tại hai quan điểm về thuật ngữ tên gọi môn cảnh quan học.

a. Quan điểm thứ nhất “Cảnh quan sinh thái”

Đại diện cho quan điểm này có Nguyễn Bá Linh, Nguyễn Thế Thôn.

- Từ những năm 80 của thế kỷ XX, Nguyễn Bá Linh đã sử dụng thuật ngữ “Cảnh quan sinh thái” trong Hội thảo Khoa Học ở Viện các Khoa học Trái Đất.

- Năm 1991, Nguyễn Thế Thôn khẳng định thêm sự hiện diện của thuật ngữ trên và đưa ra khái niệm: “Cảnh quan sinh thái 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 đó”.

Các cảnh quan sinh thái được phân biệt theo các cấu trúc cảnh quan và theo các chức năng sinh thái khác nhau trên các phần lãnh thổ khác nhau. Theo Nguyễn Thế Thôn, cảnh quan sinh thái mang trong mình hai khía cạnh của nội dung cơ bản lãnh thổ cảnh quan và hệ sinh thái cảnh quan. Hai khía cạnh này độc lập nhưng liên kết chặt chẽ với nhau trong cùng lãnh thổ thống nhất.

b. Quan điểm thứ hai “Sinh thái cảnh quan”

Nhiều nhà cảnh quan khác cho rằng nên thống nhất gọi “Sinh thái cảnh quan”. Ngay từ năm 1939, nhà khoa học Mỹ K. Troll đã đưa ra quan niệm nghiên cứu “Sinh thái cảnh quan” như một môn khoa học, trong đó nêu lên hai nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu cảnh quan bằng cách phân tích mối quan hệ sinh thái qua lại giữa các quần thể thực vật với môi trường.

2. Nghiên cứu quan hệ giữa các tổng thể địa lý (Geocomplex) với nhau, kể cả ảnh hưởng hoạt động của con người. Sau này, việc nghiên cứu cảnh quan được bổ sung bằng các phương pháp nghiên cứu cân bằng vật chất và năng lượng bên trong với bên ngoài của các thành phần và hợp phần tự nhiên.

Sự tồn tại của nhận thức này ở một số nước với nghĩa sinh thái là danh từ, cảnh quan là tính từ, cho phép chúng ta luận cứ rằng sự hội tụ của hai khoa học sinh thái của cảnh quan là cần thiết và có khả năng, nó chỉ làm tăng thêm sự biểu biết sâu sắc của con người về tự nhiên. Ví dụ, ở Đức và Liên Xô cũ đều hiểu Ecology of landscape. Đó là nghiên cứu cảnh quan ở mức cơ chế và tổ chức các đơn vị hệ sinh thái.

Sự cần thiết phải sinh thái hóa cảnh quan hoặc cảnh quan hóa sinh thái là xuất phát từ những hạn chế của cả hai bộ môn khoa học cảnh quan và sinh thái học. Cụ thể, trong nghiên cứu cảnh quan thường nói đến tính chất lượng mới, tính tự điều chỉnh có cân bằng vật chất và năng lượng, mối tác động tương hỗ của các thành phần; nhưng trong thực tế báo cáo về cảnh quan thì nặng về tính hình thái ngoại mạo; đồng thời cảnh quan học thường lấy đất làm đối tượng nghiên cứu chính, nhưng đất không phải là chất hữu cơ sống. Còn hệ sinh thái thì không xác định được một hệ thống động lực tự điều chỉnh tiến tới cân bằng và động lực phát triển của nó; do đó trong nghiên cứu thiếu phân tích hệ thống cho cấu trúc không gian ba chiều, đồng thời lấy quần thể sinh vật làm đối tượng nghiên cứu trung tâm.

Do đó, sự hội tụ của hai khoa học để tạo một khoa học “Cảnh quan sinh thái” cần phải có sự hoàn thiện về phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu chung của cả cảnh quan và sinh thái.

Như vậy, cảnh quan sinh thái là có cấu trúc của cảnh quan và có chức năng sinh thái của hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên cảnh quan, nó chứa đựng hai khía cạnh cơ bản là cảnh quan và hệ sinh thái. Hai khía cạnh này độc lập nhưng thống nhất với nhau trong một hệ địa sinh thái.

Cảnh quan là hệ thống các thành phần tự nhiên của lãnh thổ, còn hệ sinh thái là hệ thống sinh vật với môi trường sống (sinh cảnh). Hoạt động của hệ thống lãnh thổ cảnh quan là hoạt động địa hệ thống có các thành phần trong cảnh quan tác động qua lại với nhau một cách bình đẳng, có chức năng của mọi thành phần và chức năng chung của cảnh quan; còn hoạt động của sinh cảnh là hoạt động hệ sinh thái, các thành phần môi trường tác động qua lại với chủ thể sinh vật tạo ra chức năng sinh thái của chủ thể sinh vật mà không tính sự tác động qua lại lẫn nhau của các thành phần sinh cảnh. Do không có mối ràng buộc tác động qua lại giữa các thành phần môi trường nên sinh cảnh không hẳn có giới hạn rõ ràng và hệ sinh thái không hẳn có phạm vi xác định. Trong trường hợp môi trường sinh cảnh trùng hợp với môi trường tự nhiên của cảnh quan và có ranh giới là ranh giới của cảnh

quan thì sinh cảnh có ranh giới lãnh thổ và ranh giới đó được xác định bởi chính ranh giới cảnh quan và như vậy hệ sinh thái có ranh giới của cảnh quan đó. Trong trường hợp như vậy thì phạm vi của lãnh thổ đó mới mang tên gọi “cảnh quan sinh thái”.

Cảnh quan sinh thái có hoạt động của địa hệ thống và hệ sinh thái. Chúng là các hệ thống liên hệ chặt chẽ với nhau trong thể thống nhất và có thể biểu diễn cảnh quan sinh thái bằng mô hình hệ địa sinh thái.

3.3. CẢNH QUAN SINH THÁI

3.3.1. Khái niệm

“Cảnh quan sinh thái là một hệ thống tự nhiên được cấu thành từ hai khối hữu sinh và vô sinh trong điều kiện cân bằng sinh thái của tự nhiên, được quy định bởi mối tương quan trao đổi vật chất, năng lượng, thông tin và những đặc trưng biến đổi trạng thái (động lực) theo thời gian”.

ĐH

Hình 3.1. Mô hình hệ địa sinh thái

1. Hướng tác động qua lại các thành phần cảnh quan

2. Hướng tác động qua lại của hệ sinh thái trong hệ địa sinh thái SV: Sinh vật ĐH: Địa hình TV: Thủy văn KH: Khí hậu TN: Thổ nhưỡng Đ: Đá

Như vậy, cảnh quan sinh thái vừa có cấu trúc của cảnh quan vừa có chức năng sinh thái của hệ sinh thái đang tồn tại và phát triển trên cảnh quan, nó chứa đựng hai khía cạnh cơ bản là cảnh quan và hệ sinh thái. Hai khía cạnh này độc lập nhưng thống nhất với nhau trong một hệ địa - sinh thái (Geo-ecosystem).

3.3.2. Thành phần và cấu trúc cảnh quan sinh thái

3.3.2.1. Các thành phần cấu tạo cảnh quan sinh thái (hệ địa sinh thái)

a. Đá (nham thạch): Loại đá chủ yếu liên kết các đá thứ yếu trong một nhóm đá. Có các nhóm đá: Mác ma (macma axit, trung tính, bazơ); trầm tích (cơ học, hóa học, sinh học, hỗn hợp); biến chất.

b. Kiểu địa hình: Hình thái (kiểu, dạng địa hình…), trắc lượng hình thái (độ cao, độ dốc, độ chia cắt…).

c. Khí hậu: Kiểu khí hậu (một nền tảng nhiệt ẩm, cường độ mùa và mức độ khô ẩm).

d. Thủy văn: Kiểu thủy văn (cấp modun).

c. Sinh vật: Vật sản xuất, vật tiêu thụ, vật phân hủy (vì phải thể hiện chức năng sinh thái nên phải tính năng suất, trữ lượng sinh khối, mật độ, độ phong phú đa dạng, mức độ sinh trưởng).

g. Đất (thổ nhưỡng): Nhóm loại đất trên nền đá.

3.3.2.2. Cấu trúc của cảnh quan sinh thái

a. Cấu trúc thẳng đứng: Nghiên cứu sự sắp xếp theo tầng của các hợp phần tạo nên cảnh quan sinh thái và mối quan hệ giữa các thành phần, đồng thời các thành phần này cũng chính là môi trường sống của sinh vật (tạo nên sinh cảnh trong cảnh quan).

b. Cấu trúc ngang: Hệ địa sinh thái các cấp có quan hệ chặt chẽ theo quy luật diễn thế sinh thái.

3.3.3. Các nhân tố chủ yếu của cảnh quan sinh thái

Theo nguồn gốc và đặc trưng, các nhân tố cảnh quan sinh thái ở trên cạn được chia làm 3 nhóm: