Các Thành Phần Của Quy Mô Nghiên Cứu (Theo K. Mcgarigal, 2002)

Điểm ảnh/hạt (GRAIN): Độ phân giải nhỏ nhất của dữ liệu, được xem như là cell hay kích thước vùng nhỏ nhất

Quy mô/phạm vi (EXTENT): Phạm vi hay của miền dữ liệu, được xem như là kích thức của cảnh quan hoặc khu vực nghiên cứu

Kích thước mảnh nhỏ nhất?

Hình 1.3. Các thành phần của quy mô nghiên cứu (theo K. McGarigal, 2002)

- Thành phần của quy mô nghiên cứu:

Có thể bạn quan tâm!

+ Điểm/hạt (Grain): là độ phân giải không gian tối thiểu của dữ liệu; trong dữ liệu mạng lưới raster thì đấy là kích thước ô; trong dữ liệu mẫu ngoài thực địa là kích thước ô tiêu chuẩn thường là hình tứ giác; trong ảnh (viễn thám) đấy là kích thước của pixel; trong dữ liệu GIS vectơ là đơn vị tối thiểu (thường là đa giác). Điểm/hạt là kích thước của các đơn vị riêng lẻ của quan sát; tức là các thực thể nhỏ nhất có thể phân biệt được. Ví dụ, đơn vị tối thiểu trên bản đồ tỷ lệ lớn có thể cấu trúc thông tin đối tượng thành các đơn vị 1 ha, trong khi bản đồ tỷ lệ nhỏ có độ phân giải thô hơn thì thông tin đối tượng được cấu trúc thành các đơn vị 10 ha (Turner và cộng sự 1989).

+ Quy mô/phạm vi của dữ liệu: (extent): thông thường được xác định là kích thước của khu vực hoặc cảnh quan nghiên cứu. Phạm vi chỉ đơn giản là miền không gian mà các đối tượng và dữ liệu được nghiên cứu; tức là hoặc một khu vực bao gồm tổng thể các đối tượng cần điều tra hoặc một cảnh quan trong khu vực đó. Từ góc độ thống kê, phạm vi không gian của một cuộc điều tra là khu vực xác định mà chúng ta muốn thu mẫu vật tại đó [42,43,44].

Quy mô khảo sát

Độ phân giải hạn chế

cao hơn

Độ phân giải hạn chế thấp hơn

Nhỏ

Hạt/điểm

Mảnh

Hạt/điểm

Nhỏ

Mảnh

Hình 1.4: Mối quan hệ giữa quy mô khảo sát và độ phân giải của dữ liệu (theo K. McGarigal, 2002)

Nhỏ

Có một số quy tắc chung điều chỉnh mối quan hệ giữa điểm / hạt và phạm vi / quy mô: Điểm / hạt và phạm vi / quy mô có tương quan với nhau, khi điểm/hạt tăng thì phạm vi/quy mô cũng tăng; Nội dung thông tin thường tương quan với điểm /hạt, khi nghiên cứu chi tiết sẽ đo đạc được nhiều biến hơn; Điểm / hạt và phạm vi / quy mô đặt giới hạn độ phân giải dưới và trên của dữ liệu, tức là chúng ta không thể phát hiện các mẫu ở quy mô mịn hơn hoặc thô hơn so với điểm / hạt và phạm vi / quy mô của dữ liệu và bất kỳ suy luận nào về sự phụ thuộc theo quy mô trong một hệ thống đều bị hạn chế bởi mức độ và điểm / hạt điều tra.

Mức độ khái quát nhỏ BẢN ĐỒ TỶ LỆ LỚN

Mức độ khái quát lớn BẢN ĐỒ TỶ LỆ NHỎ

Mảnh

Hình 1.5. Quan hệ giữa mức độ khái quát và tỷ lệ bản đồ

- Quy mô tuyệt đối: Kích thước, hướng, hình dạng tuyệt đối

- Quy mô tương đối: Kích thước tương đối, hướng di chuyển.

Điều quan trọng là điểm / hạt và phạm vi / quy mô được xác định cho một nghiên cứu và đại diện cụ thể, đối với mức độ lớn nhất có thể, hiện tượng sinh thái hoặc sinh vật đang nghiên cứu, nếu không các mẫu được phát hiện sẽ có ít ý nghĩa và có khi dẫn đến kết luận sai lầm. Ví dụ, sẽ là vô nghĩa nếu xác định điểm/hạt là đơn vị 1ha khi sinh vật được xem xét lại chỉ sống trong môi trường 1m2 bởi vì cấu trúc của cảnh quan ở độ phân giải 1ha không có ý nghĩa đối với sinh vật đang nghiên cứu. Tương tự, sẽ là vô nghĩa nếu định nghĩa đơn vị nghiên cứu có phạm vi cảnh quan là 1 km2 khi sinh vật đang được xem xét lại cần khu vực sinh sống có phạm vi gấp nhiều lần kích thước đó. Trong trường hợp này quan trọng là cần tìm kích thước, phạm vi nghiên cứu phù hợp.

Quy mô tuyệt đối: Kích thước, hướng, hình dạng và hình học tuyệt đối

Quy mô tương đối: Kích thước tương đối, hướng, phụ thuộc vào mối tương quan giữa sinh vật và quá trình di chuyển của chúng

Hình 1.6. Phân loại các kiểu quy mô

1.3.3. Phân loại cảnh quan

Phân loại, quy mô phân loại đã được coi là vấn đề cốt lõi của nghiên cứu cảnh quan kể từ đầu thế kỷ XX. Từ nguyên của phân loại từ có nguồn gốc từ Hy Lạp “táxis” nghĩa là “trật tự, bố trí, mô hình; phạm vi, và tùy chỉnh, sử dụng, tổ chức” do đó, nó có thể được hiểu như là một sự thừa nhận bản năng của các liên kết giữa nhận thức và lập kế hoạch (chính sách). Phân loại học liên quan đến sự phân chia các đối tượng, theo chiều dọc, bởi vì nó dự tính các khía cạnh phân cấp và phụ thuộc, từ đó tạo ra khả năng phân loại ở nhiều cấp độ. Phân loại cảnh quan là công việc sắp xếp các đơn

vị cảnh quan trong một hệ thống phân loại thống nhất dựa trên các thuộc tính nổi trội của từng bậc đơn vị cảnh quan. Ví dụ các kiểu cảnh quan được xác định bởi các mối quan hệ độc đáo giữa các thành phần tự nhiên (chẳng hạn như địa chất, đất, hình thái, lớp phủ đất) và các thành phần của con người (chẳng hạn như mô hình định cư và thực địa, đất đai sử dụng, xây dựng và phong cách canh tác). Các loại cảnh quan được xác định có chung bản chất của các quá trình tự nhiên, chúng có thể xảy ra ở các khu vực khác nhau và ở trong các bối cảnh vị trí địa lý khác nhau (Mabbutt, 1968), thường được hình thành bởi các quá trình cụ thể [45,46,47].

Về mặt cảnh quan, các phân loại khác nhau có thể được thiết lập dựa trên cấu trúc, động lực, các yếu tố lịch sử và quy mô. Các nghiên cứu lý thuyết đầu tiên về phân loại cảnh quan xuất hiện ở Nga và Đức, sau đó ở Pháp. Từ các nghiên cứu lý thuyết đầu tiên về quy mô và phân loại cảnh quan, đã có nhiều nghiên cứu thực hiện ở nhiều địa bàn khác. Mô hình phân loại cảnh quan chiếm ưu thế ở Nga từ những năm 1940 bao gồm các lớp (cấu trúc địa mạo), các nhóm (chế độ nước và hóa học), các loại (đặc điểm đất và thực vật), giống (nguồn gốc địa hình), đơn vị cảnh quan (cấu trúc hình thái bên trong). Mặc dù các phương pháp này sử dụng các yếu tố lý - sinh khác nhau để mô tả các mức phân cấp, nhưng địa hình và địa chất ở Nga được coi là rất quan trọng để xác định cảnh quan vì các phân loại cảnh quan đầu tiên được liên kết với các nghiên cứu địa mạo, đặc biệt là các trầm tích Đệ tứ. Trong lý thuyết cảnh quan của Nga, quy mô cảnh quan được hình thành như một không gian khách quan và ranh giới cảnh quan như một thực tế cố định. Mặc dù đã sử dụng rộng rãi các nguyên tắc phân loại này trong thăm dò tài nguyên thiên nhiên và cho các hoạt động kinh tế theo kế hoạch ở Liên Xô trước đây, các nhà khoa học tiếp tục thảo luận về các nguyên tắc, khả năng ứng dụng phổ biến và sử dụng thực tế cho quản lý cảnh quan. Một giả thuyết đặt ra là xem cảnh quan như là một thực thể không gian khách quan, có tổ chức và có tính xác định với các ranh giới tĩnh có thể dễ dàng phát hiện thông qua các nghiên cứu thực địa. Ngoài ra, các đơn vị cảnh quan được chứng minh là không đồng nhất về không gian và các thành phần của chúng có thể đồng thời thuộc các thang thời gian khác nhau; do đó, rất khó để tích hợp động lực thời gian và cảnh quan vào phân loại của Nga dựa trên các mô hình tĩnh và động kết hợp các thành phần tự nhiên hàng đầu. Cách tiếp cận này đã thống trị khoa học cảnh quan Nga cho đến những thập kỷ trước thế kỷ XX, khi áp dụng các phương pháp nghiên cứu cảnh quan mới như mô hình toán học, hệ thống và phương pháp sinh thái và địa hóa cảnh quan đã mở ra những quan điểm mới cho phân tích cảnh quan [48,49,50].

Có thể điểm qua một vài hệ thống phân loại tiêu biểu của các tác giả Liên Xô trước đây về phân chia cảnh quan theo kiểu loại được phổ biến rộng rãi, và đã được một số nhà địa lý Việt Nam tiếp nhận một cách có hệ thống và ứng dụng phổ biến trong quá trình xây dựng các hệ thống phân loại cảnh quan ở Việt Nam trong nhiều thập kỷ qua:

- Hệ thống phân loại cảnh quan của N.A.Gvozdetxki (1961) gồm 5 cấp: lớp 

kiểu  phụ kiểu  nhóm  loại cảnh quan.

- Hệ thống phân loại cảnh quan của A.G.Ixatsenko (1965) gồm 8 cấp: nhóm kiểu  kiểu  phụ kiểu  lớp  phụ lớp  loại  phụ loại  thể loại cảnh quan.

- Hệ thống phân loại của V.A.Nhicolaev (1966) với 12 cấp: thống  hệ phụ hệ  lớp  phụ lớp  nhóm  kiểu  phụ kiểu  hạng  phụ hạng  loại  phụ loại cảnh quan.

Đối với thực tế nghiên cứu cảnh quan Việt Nam với những đặc trưng về tự nhiên và phân hóa đa dạng, trên cơ sở kế thừa, các tác giả Việt Nam đã lựa chọn những hệ thống phân vị chi tiết hơn, phù hợp với mục đích nghiên cứu, tỉ lệ bản đồ. Điều này đã được thể hiện qua một số nghiên cứu như:

- Vũ Tự Lập (1976) khi nghiên cứu cảnh quan miền Bắc Việt Nam đã đưa ra hệ thống phân loại cảnh quan gồm 8 cấp: hệ  lớp  phụ lớp  nhóm  kiểu  chủng  loại  thứ cảnh quan.

- Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh (1997) khi nghiên cứu cảnh quan nhiệt đới gió mùa Việt Nam đã xây dựng hệ thống phân loại áp dụng cho bản đồ cảnh quan Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000 gồm 7 cấp: hệ  phụ hệ

 lớp  phụ lớp  kiểu  phụ kiểu  loại cảnh quan.

Với cùng địa bàn nghiên cứu toàn lãnh thổ Việt Nam, song mỗi tác giả đưa ra một hệ thống cấp phân vị riêng tùy theo mục đích nghiên cứu, tỉ lệ bản đồ. Các tác giả trên đều sử dụng các cấp từ hệ, phụ hệ, lớp, phụ lớp, kiểu, phụ kiểu, hạng, loại cảnh quan và một số cấp bổ trợ khác ở cấp. Ngoài ra, ở phạm vi nghiên cứu hẹp hơn, cấp tỉnh, huyện, xã hoặc khu vực cụ thể phục vụ các mục đích riêng cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu với nhiều hệ thống phân loại cảnh quan thích hợp. Mỗi tác giả đưa ra một sơ đồ phân chia riêng, lãnh thổ càng nhỏ, đơn vị phân vị càng chi tiết.

- Trương Quang Hải, 2008, nghiên cứu vùng núi đá vôi Ninh Bình với 4 cấp: phụ kiểu, hạng, loại, dạng cảnh quan. Nguyễn An Thịnh trong xây dựng bản đồ sinh

thái cảnh quan huyện Sa Pa (Lào Cai), đã lựa chọn 4 cấp phân vị: phụ lớp  kiểu 

phụ kiểu  dạng cảnh quan.

Bên cạnh đó, còn có rất nhiều hệ thống phân loại của các tác giả như Phạm Quang Anh, Nguyễn Văn Vinh, Lê Mỹ Phong, Lê Thị Ngọc Khanh, Phạm Quang Tuấn, Phạm Thế Vĩnh, Nguyễn Đăng Hội,... trong đó, mỗi vùng lãnh thổ có một hệ thống phân loại cụ thể phù hợp với mục tiêu, nội dung và tỷ lệ nghiên cứu.

Theo Zotano (Tây Ban Nha), sự phát triển của các quy ước quốc tế đa dạng về cảnh quan dẫn đến nhu cầu phân loại cảnh quan ngày càng tăng ở tất cả các quốc gia ký kết. Ở Tây Ban Nha, Công ước cảnh quan châu Âu đã khuyến khích kết hợp cảnh quan vào quy hoạch đất đai. Kết quả là, các khái niệm và phương pháp đã được đưa ra để tích hợp các nguyên tắc phân loại và kiểm kê trong một cấu trúc phân cấp chung.

Theo Antrop (Bỉ), một trong những đại diện theo hướng nghiên cứu cảnh quan mới ở Tây Âu, các loại hình cảnh quan cũ trước đây được dựa trên phân loại các vùng địa lý và thường có tính toàn diện chung chung chủ yếu về tự nhiên. Các loại hình cảnh quan gần đây dựa trên bản đồ chuyên đề GIS và sử dụng phân tích không gian và thống kê để xác định các loại cảnh quan. Một cách khái quát, cảnh quan được phân loại theo loại hình học hoặc phân bố học dựa trên xác định các đơn vị cảnh quan như là các loại cảnh quan hoặc như các đơn vị không gian. Một loại hình cảnh quan là một phân loại hệ thống của các loại cảnh quan dựa trên các thuộc tính mô tả các đặc tính được quan tâm như sử dụng đất, tài sản cảnh quan, đặc điểm văn hóa hoặc lịch sử. Các loại cảnh quan được xác định bởi các mối quan hệ độc đáo giữa các thành phần tự nhiên (như địa chất, đất, địa hình, che phủ đất) và các thành phần nhân văn (mô hình định cư và sản xuất, xây dựng quỹ đất và cách canh tác). Các kiểu cảnh quan chung chung về tự nhiên: chúng có thể xảy ra ở các môi trường khác nhau và các đơn vị địa lý khác nhau. Chúng thường phản ánh một hoàn cảnh lịch sử cụ thể hoặc được hình thành bởi các quy trình cụ thể. Ví dụ là các vùng cảnh quan nông thôn mở và cảnh quan kín…. Cảnh quan động học tập trung vào các mô hình không gian được hình thành bởi các loại cảnh quan khác nhau để hình thành sự sắp xếp không gian độc đáo với một sắc thái khác biệt, chúng thường là duy nhất, được phản chiếu đúng cho khu vực này.

- Hệ thống phân loại của Marc Antrop (Bỉ, 2004): sử dụng phương pháp mới kết hợp cả phương pháp toàn diện và phương pháp tham số để nghiên cứu phân hóa đa bậc của cảnh quan Bỉ, với cấp độ thứ nhất cho kết quả 228 kiểu cảnh quan và ở cấp độ thứ hai xác định 54 loại cảnh quan đặc trưng [17].

- Hệ thống phân loại của J.G. Zotano (Tây Ban Nha, 2018) với cách tiếp cận có thể được điều chỉnh theo các cấp lãnh thổ khác nhau và phát hiện các mẫu trong một hệ thống phân cấp bao gồm tối đa năm thang đo dạng kim tự tháp: siêu vùng (1/1 000 000)  vùng (1/200 000)  tiểu vùng (1/100 000)  siêu địa phương (1/50 000)

 cục bộ (1/ 5000) [19].

- Hệ thống phân loại của Aslıhan Tirnakçi, Serkan Zer (Thổ Nhĩ Kỳ, 2018): sử dụng phương pháp đánh giá đặc tính cảnh quan lấy ví dụ quy mô huyện ở Thổ Nhĩ Kỳ, xác định được 13 khu vực đặc tính cảnh quan và 854 loại đặc tính cảnh quan, mỗi khu vực đặc tính cảnh quan được xác định bằng các tên đặc biệt theo các đặc tính chi phối đặc trưng của chúng (núi, thung lũng, khu định cư, v.v.). Các đặc tính đặc trưng của 13 khu vực đặc tính cảnh quan được xác định bằng cách xem xét địa lý, tự nhiên và tài sản văn hóa của chúng [41].

1.3.4. Phân vùng cảnh quan

Mỗi vùng CQ đều có đặc tính toàn vẹn lãnh thổ và thống nhất nội tại của các thành phần cấu tạo và các quá trình địa lý. Sự hình thành các tiểu vùng cảnh quan được xác định bởi nét khái quát chung về vị trí địa lý và lịch sử phát triển, bởi sự thống nhất của các quá trình địa lý cũng như tập hợp các phần cấu tạo các cảnh quan. Điều kiện tự nhiên và vị trí địa lý của các tiểu vùng được đặc trưng bởi điều kiện tự nhiên và vị trí địa lý mang tính quyết định cho đặc thù điều kiện sinh thái của các không gian liền kề. Quá trình phân vùng cũng là cơ sở giúp xác định các hệ sinh thái đặc trưng, các phân khu chức năng và các vùng nhạy cảm về môi trường [51,52]. Nghiên cứu hệ thống phân loại và phân vùng cảnh quan cần được điều chỉnh phù hợp với sự tham gia của cả chính quyền cũng như cộng đồng (cả quy mô vùng hoặc khu vực): điều này tái kích thích chuyên gia và các nhà hoạch động chính sách yêu cầu một hệ thống phân vị phù hợp hơn, trong đó nhấn mạnh đến các chuyển đổi vô hướng. Hệ thống phân loại cảnh quan là một thành tố cơ bản trong nghiên cứu và quản lý cảnh quan do nó cung cấp một khung tham chiếu cho truyền thông và bao hàm trong đó nhiệm vụ xác định các lớp khái niệm về ý nghĩa, cấu trúc và chức năng vốn có của cảnh quan. Công tác này đặc biệt khó khăn khi liên quan tới cả những thực thể tự nhiên và nhận thức của con người, do đó dựa vào hàng loạt chỉ tiêu và ý nghĩa. Việc xác định tính đồng nhất và kiểu phân cấp hỗ trợ tổ chức nghiên cứu, xác định các cấp độ địa lý đối với tổ chức xã hội cung cấp một chỉ dẫn hữu ích đối với chính sách cảnh quan (bảo vệ, quản lý và quy hoạch). Từ các sáng kiến trước đây và cũng như để phục hồi những kiến thức về phân loại cảnh quan, việc đề xuất một hệ thống phân vị cảnh

quan sẽ phải bao gồm cả những khu vực được đô thị hóa cao. Đề xuất này dựa trên kết quả nghiên cứu trước đây về vai trò của quy mô trong cảnh quan. Theo đó, nó có thể được điều chỉnh theo các yêu cầu của chính sách cảnh quan (quy hoạch đô thị nói chung, bảo tồn di sản tự nhiên và văn hóa) và cho phép mở rộng linh hoạt cho công chúng tham gia. Nó phù hợp với các nghị sự về môi trường và lãnh thổ hiện đại và nhạy cảm với các nhu cầu thực tiễn của xã hội trên quan điểm cảnh quan [53,54,55].

1.3.5. Các cách tiếp cận trong nghiên cứu cảnh quan đa bậc

Ngoài các cánh tiếp cận có tính bao quát như tiếp cận sinh thái, tiếp cận lịch sử - viễn cảnh..., trong nghiên cứu này vận dụng chủ yếu 4 phương pháp tiếp cận chủ đạo sau:

1.3.5.1. Cách tiếp cận từ trên xuống

Về cơ bản là phân chia một vấn đề phức tạp thành nhiều phần nhỏ hơn (mô- đun). Đây là cách tiếp cận chủ đạo trong nghiên cứu cảnh quan theo hướng phân loại cảnh quan. Nó thường bắt đầu với các đơn vị mang tính toàn cầu, sau đó dựa trên sự tác động của nhân tố trội để phân chia ra các cấp cảnh quan nhỏ hơn trong hệ thống phân vị. Cách tiếp cận này thường mang tính chất lý thuyết nhiều hơn khi bậc lớn nhất có tính bao phủ toàn lãnh thổ mà đôi khi chính các nhà nghiên cứu chưa triển khai bất kỳ khảo sát nào tại đó nhưng vẫn được đưa vào hệ thống phân vị.

1.3.5.2. Cách tiếp cận từ dưới lên:

Hoạt động theo cách ngược lại với cách tiếp cận từ trên xuống. Ban đầu, nó bao gồm việc thiết kế các phần cơ bản nhất sau đó được kết hợp để tạo ra mô-đun cấp cao hơn. Ứng dụng chính của phương pháp tiếp cận từ dưới lên là thử nghiệm vì mỗi mô-đun cơ bản được thử nghiệm đầu tiên trước khi hợp nhất nó với mô-đun lớn hơn. Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách sử dụng các chức năng cấp thấp nhất định.

Phương pháp từ dưới lên trước tiên chọn giải quyết trực tiếp các phần cơ bản khác nhau của nhiệm vụ sau đó kết hợp các phần đó thành toàn bộ lãnh thổ. Sự phân chia theo chiều ngang cũng có tác động quan trọng trong phân loại cảnh quan vì nó cho phép khảo sát, so sánh các đơn vị thuộc cùng một lớp.

1.3.5.3. Cách tiếp cận bằng phương pháp tổng thể

Cách tiếp cận bằng phương pháp tổng thể phát triển mạnh mẽ với việc sử dụng các bức ảnh trên không, giới thiệu cảnh quan và đưa ra những giải thích chi tiết. Cách thức tương tự như phần mềm giải đoán hình ảnh dựa vào khả năng nhận thức của chúng ta bằng cách diễn giải những mẫu phức tạp. Phương pháp tổng thể bắt đầu với