Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu sinh thái cảnh quan tỉnh sơn la phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội

Luận án tiến sĩ kinh tế nghiên cứu sinh học nghiên cứu sinh thái cảnh quan tỉnh sơn la phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Doãn Thị Trường Nhung
• Người hướng dẫn: GS. Trần Đình Lý
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh thái học
• Đề tài: Nghiên cứu sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La phục vụ quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• Phạm vi nghiên cứu
• Những điểm mới của luận án
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• Bố cục của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: 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
• 1.1.2. Hệ sinh thái
• 1.1.2.1. Khái niệm hệ sinh thái
• 1.1.2.2. Thành phần của hệ sinh thái
• 1.1.2.3. Cấu trúc của hệ sinh thái
• 1.1.2.4. Chức năng của hệ sinh thái
• 1.1.2.5. Tính chất của hệ sinh thái
• 1.1.3. Cảnh quan học
• 1.1.3.1. Khái niệm cảnh quan
• 1.1.3.2. Nhân tố thành tạo cảnh quan
• 1.1.3.3. Hệ thống phân loại cảnh quan
• 1.1.3.4. Cấu trúc, động lực cảnh quan
• 1.1.3.5. Chức năng cảnh quan
• 1.1.4. Sinh địa quần học
• 1.2. Một số nghiên cứu về sinh thái cảnh quan
• 1.2.1. Khái niệm sinh thái cảnh quan
• 1.2.1.1. Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan chú trọng đến đặc trưng sinh thái học của cảnh quan
• 1.2.1.2. Các định nghĩa chú trọng đến đặc trưng nhân văn của cảnh quan
• 1.2.1.3. Các định nghĩa về sinh thái cảnh quan của các nhà cảnh quan học Xô Viết và Việt Nam
• 1.2.1.4. Các định nghĩa tích hợp về sinh thái cảnh quan
• 1.2.2. Cấu trúc và chức năng của sinh thái cảnh quan
• 1.2.3. Phân biệt khái niệm “Sinh thái cảnh quan” và “Cảnh quan sinh thái”
• 1.2.3.1. Về “Sinh thái cảnh quan”
• 1.2.3.2. Về “Cảnh quan sinh thái”
• 1.3. Tình hình nghiên cứu sinh thái cảnh quan
• 1.3.1. Trên thế giới
• 1.3.2. Các công trình nghiên cứu liên quan tới đề tài luận án tại tỉnh Sơn La
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Quan điểm nghiên cứu
• 2.2.1. Quan điểm hệ thống
• 2.2.2. Quan điểm tổng hợp
• 2.2.3. Quan điểm lãnh thổ
• 2.2.4. Quan điểm lịch sử
• 2.2.5. Quan điểm liên ngành và phát triển bền vững
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp khảo sát ngoài thực địa
• 2.3.2. Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu
• 2.3.3. Phương pháp Bản đồ và Hệ thông tin địa lí
• 2.3.4. Phương pháp chuyên gia
• 2.3.5. Nhóm phương pháp nghiên cứu, đánh giá sinh thái cảnh quan
• 2.4. Các bước nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện tự nhiên, các yếu tố sinh thái nhân văn - nhân tố hình thành sinh thái cảnh quan
• 3.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.1.2. Địa chất - Địa hình
• 3.1.1.3. Khí hậu - thủy văn
• 3.1.1.4. Thổ nhưỡng
• 3.1.1.5. Thảm thực vật
• 3.1.2. Các yếu tố sinh thái nhân văn
• 3.1.2.1. Về dân số, dân tộc
• 3.1.2.2. Về tình hình xóa đói giảm nghèo và giải quyết việc làm
• 3.1.2.3. Về cơ cấu kinh tế
• 3.1.2.4. Các tác động nhân sinh đến môi trường tự nhiên
• 3.2. Phân loại hệ thống sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La
• 3.3. Biến động sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian
• 3.3.1. Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2005
• 3.3.2. Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La năm 2015
• 3.3.3. Biến động sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La theo thời gian
• 3.4. Định hướng khai thác, sử dụng hợp lý lãnh thổ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội
• 3.4.1. Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Sơn La
• 3.4.2. Định hướng không gian các đơn vị sinh thái cảnh quan cho bảo tồn, sử dụng hợp lý tài nguyên
• 3.4.2.1. Ngành nông nghiệp
• 3.4.2.2. Ngành lâm nghiệp
• 3.4.2.3. Phát triển các khu bảo tồn
• 3.4.2.4. Ngành công nghiệp
• 3.4.2.5. Ngành du lịch, thương mại, dịch vụ
• 3.4.2.6. Phát triển đô thị
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Nghiên cứu sinh thái cảnh quan Sơn La

Luận án tiến sĩ sinh học tập trung vào nghiên cứu sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La, nhằm phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội. Nghiên cứu này xem xét các yếu tố tự nhiên và nhân văn, đánh giá tác động của chúng đến môi trường sinh thái. Mục tiêu chính là phân loại hệ thống sinh thái cảnh quan và xác định biến động theo thời gian từ 2005 đến 2015. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo tồn thiên nhiên.

1.1. Phân loại hệ thống sinh thái cảnh quan

Nghiên cứu đã xây dựng hệ thống phân loại sinh thái cảnh quan dựa trên các yếu tố địa lý, khí hậu, thổ nhưỡng và thảm thực vật. Các đơn vị cảnh quan được phân loại theo đặc điểm sinh thái và chức năng, bao gồm rừng cây lá rộng, rừng hỗn giao, và thảm cây trồng. Bản đồ sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La được thành lập với tỷ lệ 1:100.000, phản ánh sự phân bố và biến động của các hệ sinh thái.

1.2. Biến động sinh thái cảnh quan theo thời gian

Nghiên cứu chỉ ra sự biến động đáng kể của sinh thái cảnh quan từ năm 2005 đến 2015. Diện tích rừng tự nhiên giảm do chuyển đổi sang đất nông nghiệp và đô thị hóa. Điều này ảnh hưởng đến tài nguyên thiên nhiên và môi trường sinh thái. Các khu vực bảo tồn cần được quy hoạch lại để đảm bảo phát triển bền vững.

II. Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội

Luận án đề xuất các giải pháp quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội dựa trên kết quả nghiên cứu sinh thái cảnh quan. Các định hướng bao gồm phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp, du lịch và bảo tồn thiên nhiên. Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên để đảm bảo phát triển bền vững.

2.1. Định hướng phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp phát triển nông nghiệp và lâm nghiệp dựa trên đặc điểm sinh thái cảnh quan. Các khu vực có tiềm năng phát triển cây công nghiệp và cây ăn quả được xác định. Đồng thời, các khu rừng phòng hộ cần được bảo vệ để duy trì môi trường sinh thái và tài nguyên nước.

2.2. Phát triển du lịch và bảo tồn thiên nhiên

Nghiên cứu chỉ ra tiềm năng phát triển du lịch sinh thái tại các khu vực có cảnh quan đẹp và đa dạng sinh học. Các khu bảo tồn cần được quy hoạch để bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và đa dạng sinh học. Điều này góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế và xã hội bền vững.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Về mặt khoa học, nghiên cứu góp phần bổ sung lý thuyết về sinh thái cảnh quan và quy hoạch phát triển. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu là cơ sở cho các cơ quan chức năng trong việc quy hoạch sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường.

3.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết về sinh thái cảnh quan và quy hoạch cảnh quan. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm phong phú thêm kiến thức về sinh thái học và địa lý Sơn La.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Luận án là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà quản lý và cơ quan chức năng trong việc quy hoạch sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường sinh thái. Các đề xuất trong nghiên cứu có thể áp dụng vào thực tiễn để đảm bảo phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Nghiên cứu sinh thái cảnh quan (Landscape Ecology) tại các vùng lưu vực xung yếu giữ vai trò cốt lõi trong việc điều hòa chức năng thủy văn, bảo tồn đa dạng sinh học và định hình chiến lược quy hoạch không gian lãnh thổ bền vững. Luận án tiến sĩ sinh học của tác giả Doãn Thị Trường Nhung với tiêu đề "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; thực hiện tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của GS. Trần Đình Lý và TS. Hà Quý Quỳnh) đại diện cho một công trình tiên phong tiếp cận đa ngành và liên ngành giữa sinh thái học và cảnh quan học tại khu vực Tây Bắc Việt Nam.

Sơn La là địa bàn có vị trí địa lý đặc biệt xung yếu ở thượng nguồn sông Đà và sông Mã, giữ vai trò phòng hộ môi trường sống cho toàn bộ vùng đồng bằng Bắc Bộ và bảo vệ hai công trình thủy điện chiến lược quốc gia (Thủy điện Hòa Bình và Thủy điện Sơn La). Tuy nhiên, khoảng trống nghiên cứu (research gap) lớn tồn tại trước thời điểm luận án được công bố là sự thiếu hụt các khung phân loại sinh thái cảnh quan tích hợp có tính định lượng và bản đồ hóa ở tỷ lệ trung bình (1:100.000). Phần lớn các công trình trước đây chỉ tiếp cận địa lý cảnh quan thuần túy (như Vũ Tự Lập và nnk., 1996; Lê Mỹ Phong, 2002) hoặc đánh giá nông hóa - thổ nhưỡng đơn lẻ (Lê Thái Bạt, 1995; Phạm Anh Tuân, 2017) mà chưa liên kết động lực cấu trúc cảnh quan với chức năng vận hành của hệ sinh thái trong bối cảnh xáo động nhân sinh mạnh mẽ.

Luận án tập trung giải quyết 3 câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học chính:

1. Câu hỏi nghiên cứu 1 (RQ1): Cấu trúc không gian và quy luật phân hóa sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La được phân cấp và biểu diễn như thế nào theo hệ thống phân vị khoa học?
   • Giả thuyết 1 (H1): Hệ thống sinh thái cảnh quan Sơn La phân hóa có quy luật theo sự tương tác giữa đai cao địa hình, chế độ gió mùa và lớp phủ thực vật - thổ nhưỡng, tạo nên một cấu trúc đa cấp trật tự từ hệ thống vĩ mô đến loại vi mô.
2. Câu hỏi nghiên cứu 2 (RQ2): Cấu trúc cảnh quan và diện tích các loại sinh thái cảnh quan biến động ra sao trong giai đoạn 10 năm (2005 - 2015) dưới áp lực kép của chuyển dịch kinh tế và xây dựng công trình thủy điện?
   • Giả thuyết 2 (H2): Tác động nhân sinh là động lực chính làm phân mảnh cảnh quan rừng tự nhiên, gia tăng diện tích cảnh quan nhân sinh (nông nghiệp, nương rẫy, đất thổ cư và mặt nước nhân tạo).
3. Câu hỏi nghiên cứu 3 (RQ3): Làm thế nào để chuyển hóa kết quả phân tích cấu trúc - chức năng sinh thái cảnh quan thành cơ sở khoa học phân vùng không gian phục vụ phát triển kinh tế - xã hội bền vững?
   • Giả thuyết 3 (H3): Tích hợp chỉ thị sinh thái cảnh quan vào quy hoạch sẽ tối ưu hóa khả năng thích nghi của cây trồng, phục hồi hành lang sinh thái và giảm thiểu tai biến tự nhiên.

Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ diện tích tự nhiên của tỉnh Sơn La là 14.125,0 km² (tọa độ địa lý: 20°39’ - 22°02’ vĩ độ Bắc và 103°11’ - 105°02’ kinh độ Đông), gồm 12 đơn vị hành chính cấp huyện và 204 xã/phường/thị trấn. Khung thời gian đánh giá biến động thực nghiệm tập trung vào giai đoạn bản lề 2005 - 2015. Ý nghĩa đột phá của nghiên cứu là thiết lập bản đồ sinh thái cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 hoàn chỉnh đầu tiên cho toàn tỉnh, phân tích 63 đơn vị loại cảnh quan và định hướng phân vùng chức năng cho 6 phân khu kinh tế - sinh thái trọng điểm.

---

Literature Review và Positioning

Khung lý thuyết về sinh thái cảnh quan đã phát triển qua nhiều giai đoạn với sự đan xen của các trường phái quốc tế. Thuật ngữ Sinh thái cảnh quan (Landscape Ecology / Landschaftsökologie) được Carl Troll (1939) khởi xướng khi kết hợp phương pháp giải đoán ảnh hàng không với khoa học môi trường đất và sinh thái học thực vật. Cơ sở khoa học của bộ môn này kế thừa trực tiếp từ định nghĩa hệ sinh thái của Arthur Tansley (1935), xem hệ sinh thái là một tập hợp chức năng bao gồm sinh vật và môi trường phi sinh học tương tác lẫn nhau. Khái niệm này sau đó được hoàn thiện bởi Raymond Lindeman (1942) với mô hình dòng năng lượng dinh dưỡng, Eugene Odum (1953) với chu trình sinh địa hóa, và Robert Whittaker (1975) với lý thuyết gradient sinh thái.

Song song với dòng chảy Tây Âu - Bắc Mỹ, trường phái Xô Viết phát triển thuyết Sinh địa quần lạc học (Biogeocenology) của Vladimir Sukachev (1947), nhấn mạnh mối liên hệ biện chứng vật chất - năng lượng giữa đá mẹ, thổ nhưỡng, khí quyển và quần xã sinh vật. Trong khi A.G. Isachenko (1976) và N.A. Gvozdetsky (1961) hoàn thiện hệ thống phân vị địa tổng thể tự nhiên, các nhà sinh thái học Bắc Mỹ như Richard Forman và Michel Godron (1986), John Wiens (1995), hay Jianguo Wu (2009) lại hướng trọng tâm vào lý thuyết bất đồng nhất không gian (spatial heterogeneity) và mô hình mảng - hành lang - nền tảng (patch - corridor - matrix).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu địa lý cảnh quan ban đầu phân hóa theo hai quan điểm: quan điểm cảnh quan cá thể của Vũ Tự Lập (1976) và quan điểm cảnh quan loại hình của Phạm Hoàng Hải và cộng sự (1997), Nguyễn Cao Huần (2005). Ở góc độ sinh thái, Thái Văn Trừng (1978, 1998) tiếp cận thảm thực vật rừng trên quan điểm sinh thái phát sinh, trong khi Vũ Trung Tạng (1971, 2000) nghiên cứu cấu trúc - chức năng hệ sinh thái thủy vực. Năm 1992, sự thành lập Chi hội STCQ Quốc tế tại Việt Nam (VN-IALE) đánh dấu bước chuyển mình quan trọng, xác lập khái niệm STCQ như một hướng nghiên cứu địa lý - sinh thái ứng dụng (Phạm Hoàng Hải, 1992; Nguyễn Thế Thôn, 1993; Nguyễn An Thịnh, 2014).

Tiêu chí so sánh	Nghiên cứu quốc tế vùng ôn đới (Forman & Godron, 1986; Bastian, 2010)	Nghiên cứu vùng cao nhiệt đới gió mùa (Luận án Sơn La, 2018)	Nghiên cứu cảnh quan truyền thống tại Việt Nam (Vũ Tự Lập, 1976)
Hệ quy chiếu phân loại	Thường dựa trên hình thái sử dụng đất (LULC) và chỉ số mảng không gian (Landscape Metrics).	Tiếp cận phát sinh tổng hợp 7 cấp phân vị: Nền bức xạ $\rightarrow$ Gió mùa $\rightarrow$ Đai cao $\rightarrow$ Sinh khí hậu $\rightarrow$ Thổ nhưỡng/Thảm thực vật.	Tiếp cận phân vùng tự nhiên thuần túy địa lý theo quan điểm cá thể.
Tích hợp nhân sinh	Xem con người là tác nhân gây xáo động ngoại cảnh hoặc thành phần văn hóa cảnh quan.	Đồng hóa yếu tố nhân sinh vào đơn vị loại STCQ (thổ cư, nương rẫy, rừng trồng, lòng hồ thủy điện).	Thường tách rời yếu tố tự nhiên nguyên sinh và yếu tố nhân văn kinh tế.
Độ phân giải & Ứng dụng	Quy mô vi mô hoặc vùng kinh tế phát triển hạ tầng ổn định.	Quy mô trung bình (1:100.000) áp dụng cho vùng núi cao hiểm trở, nhạy cảm môi trường.	Bản đồ quy mô khái quát toàn miền (1:1.000.000 - 1:250.000).

Tranh luận học thuật cốt lõi diễn ra giữa việc phân biệt "Sinh thái cảnh quan" (Landscape Ecology - trung tâm là hệ sinh thái trong ranh giới cảnh quan) và "Cảnh quan sinh thái" (Ecological Landscape - trung tâm là phân loại cảnh quan theo chức năng sinh thái) theo phân tích của Nguyễn Thế Thôn (1993). Luận án định vị rõ ràng theo hướng Sinh thái cảnh quan, thừa nhận cảnh quan là thể tổng hợp vật chất tự nhiên (khoanh vi không gian), trong đó hệ sinh thái cấu thành chức năng vận hành sinh học, trao đổi chất và năng lượng.

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án đóng góp quan trọng vào lý thuyết sinh thái học cảnh quan nhiệt đới gió mùa thông qua việc mở rộng và kiểm chứng các mô hình lý thuyết của Carl Troll (1939), Phạm Hoàng Hải (1997) và Nguyễn An Thịnh (2014) trên địa bàn vùng núi cao Tây Bắc:

1. Cụ thể hóa cấu trúc đứng và cấu trúc ngang: Luận án chứng minh rằng cấu trúc đứng (mối quan hệ tương tác giữa đá mẹ - địa mạo - khí hậu - đất - thảm thực vật) quy định chức năng nguyên thủy của hệ thống, trong khi cấu trúc ngang (sự sắp xếp không gian của các mảng sinh thái kề cận) quyết định động lực phát triển và khả năng phục hồi của cảnh quan sau các tác động xáo động nhân tạo.
2. Khái niệm đồng nhất tương đối trong phân vị loại hình: Đóng góp bổ sung luận điểm cho rằng trong điều kiện phân cắt địa hình phức tạp, việc gộp các biến thể vi địa hình vào các đơn vị loại hình cảnh quan đồng nhất tương đối là giải pháp khả dĩ duy nhất để định lượng hóa và chuyển giao dữ liệu cho công tác quy hoạch kinh tế.
3. Mô hình hóa động lực biến đổi cảnh quan: Luận án cung cấp bằng chứng thực nghiệm về cơ chế 3 bước: $$\text{Tác động nhân sinh (Thủy điện, Nương rẫy)} \longrightarrow \Delta\text{Cấu trúc cảnh quan} \longrightarrow \Delta\text{Chức năng dòng năng lượng/vật chất}$$

Khung phân tích độc đáo

Hệ thống phân loại sinh thái cảnh quan tỉnh Sơn La được xây dựng dựa trên sự tích hợp của 3 khung lý thuyết: Lý thuyết Địa tổng thể (Geosystem Theory), Thuyết Sinh địa quần lạc (Biogeocenology), và Lý thuyết Phân bậc Sinh thái (Hierarchy Theory). Hệ thống bao gồm 7 cấp phân vị chặt chẽ:

• Cấp 1 - Hệ: Nền bức xạ chủ đạo và cân bằng nhiệt ẩm quy định tính địa đới $\rightarrow$ Hệ thống STCQ nhiệt đới gió mùa.
• Cấp 2 - Phụ hệ: Tương quan giữa hoàn lưu gió mùa Đông Bắc, Tây Nam và bức chắn địa hình $\rightarrow$ Phụ hệ STCQ nhiệt đới gió mùa có mùa đông hơi lạnh và một mùa khô.
• Cấp 3 - Lớp (4 lớp): Đặc trưng hình thái phát sinh địa hình, chi phối quá trình bóc mòn và tích tụ $\rightarrow$ Lớp núi; Lớp cao nguyên; Lớp đất đồi và đất thấp dưới 500 m; Lớp sông, suối, ao hồ.
• Cấp 4 - Phụ lớp (5 phụ lớp): Phân cắt sâu và biên độ độ cao tuyệt đối $\rightarrow$ Phụ lớp núi cao, núi trung bình, núi thấp, cao nguyên, sông suối ao hồ.
• Cấp 5 - Kiểu (13 kiểu): Chỉ thị sinh khí hậu quyết định thảm thực vật phát sinh ưu thế.
• Cấp 6 - Hạng (33 hạng): Sự kết hợp giữa các nhóm dạng địa hình cụ thể và loại thổ nhưỡng.
• Cấp 7 - Loại (63 loại): Đơn vị cơ sở phản ánh mối quan hệ tương hỗ trực tiếp giữa lớp phủ thực vật/hiện trạng sử dụng đất với loại đất phát sinh.

Điều kiện biên (boundary conditions) của khung phân tích này được xác lập cho các cảnh quan nội địa miền núi nhiệt đới gió mùa có tính chất phân mùa sâu sắc, chịu ảnh hưởng mạnh của kiến tạo bóc mòn xâm thực và áp lực canh tác nương rẫy vùng cao.

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu vận dụng thế giới quan duy vật biện chứng thông qua trường phái Hiện thực Phê phán (Critical Realism) và Thực chứng (Positivism), kết hợp triết lý hệ thống - cấu trúc chức năng. Thiết kế nghiên cứu đa tầng (multi-level design) kết hợp giữa nghiên cứu vi mô (quan trắc thực nghiệm tại các ô tiêu chuẩn thực địa) và nghiên cứu vĩ mô (giải đoán ảnh viễn thám, phân tích không gian GIS).

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình nghiên cứu được chuẩn hóa qua 3 giai đoạn khảo sát thực địa nghiêm ngặt theo các lát cắt cảnh quan điển hình của tỉnh Sơn La:

• Tuyến 1 (15 - 22/04/2014): TP. Sơn La – Bắc Yên – Phù Yên (khảo sát lát cắt vùng núi cao sườn đón gió và vùng bồn địa thung lũng khép kín).
• Tuyến 2 (20 - 27/05/2015): TP. Sơn La – Thuận Châu – Mường La – Quỳnh Nhai (khảo sát vùng lòng hồ Thủy điện Sơn La và đai cao dãy Hoàng Liên Sơn).
• Tuyến 3 (01 - 08/03/2016): TP. Sơn La – Mai Sơn – Yên Châu – Mộc Châu (khảo sát cao nguyên karst đá vôi và dải chuyên canh nông nghiệp ôn đới).

Phương pháp tam giác đạc (Triangulation) được áp dụng toàn diện:

• Tam giác đạc dữ liệu: Đối chiếu ảnh vệ tinh Landsat/SPOT, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 của Bộ TN&MT, số liệu kiểm kê rừng của Chi cục Kiểm lâm và thống kê kinh tế - xã hội địa phương.
• Tam giác đạc phương pháp: Kết hợp viễn thám/GIS, phân tích địa lý cảnh quan, điều tra sinh thái thực vật và tham vấn chuyên gia liên ngành (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Địa lý).

Data và phân tích

Quy trình xử lý dữ liệu tích hợp phần mềm chuyên dụng:

• ArcGIS 10.5: Xây dựng mô hình số độ cao (DEM), tính toán độ dốc, hướng phơi, mật độ chia cắt sâu và chia cắt ngang của địa hình.
• MapInfo 12.0: Biên tập và chồng xếp các lớp bản đồ thành phần (địa chất, thổ nhưỡng, sinh khí hậu, thảm thực vật).
• Phương pháp phân tích nhân tố trội:
  • Ở cấp Lớp/Phụ lớp: Mẫu chất và kiểu hình thái địa hình là nhân tố trội.
  • Ở cấp Kiểu: Nền nhiệt ẩm và sinh khí hậu là nhân tố trội.
  • Ở cấp Loại: Loại đất và thảm thực vật/hiện trạng sử dụng đất là nhân tố trội xác định ranh giới khoanh vẽ.

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Nghiên cứu đã đưa ra các số liệu định lượng chính xác về sự phân hóa và biến động cấu trúc cảnh quan tỉnh Sơn La qua 10 năm (2005 - 2015):

1. Xác lập hệ thống 63 loại sinh thái cảnh quan: Toàn bộ lãnh thổ Sơn La ($14.125,0\text{ km}^2$) được phân chia thành 1 Hệ, 1 Phụ hệ, 4 Lớp, 5 Phụ lớp, 13 Kiểu, 33 Hạng và 63 Loại STCQ. Lớp STCQ núi chiếm diện tích tuyệt đối ($>80%$), trong khi lớp cao nguyên tập trung chủ yếu ở Mộc Châu và Nà Sản.
2. Sự mở rộng mạnh mẽ của cảnh quan nhân sinh nông nghiệp: Trong giai đoạn 2005 - 2015, loại STCQ thảm cây trồng nông nghiệp (ngô, sắn trên đất dốc và cây ăn quả) tăng trưởng đột biến, lấn chiếm mạnh mẽ vào các diện tích cảnh quan rừng phục hồi và cây bụi.
3. Biến động sâu sắc do công trình Thủy điện Sơn La: Sự xuất hiện của hồ chứa Thủy điện Sơn La (tích nước năm 2010) đã làm thay đổi hoàn toàn diện tích lớp STCQ thủy văn, tạo nên một thủy vực nhân tạo khổng lồ, làm ngập hàng chục nghìn hecta cảnh quan thung lũng, bãi bồi ven sông, đồng thời thúc đẩy quá trình tái định cư và biến đổi cảnh quan thứ cấp tại các khu vực đón nhận dân di cư (huyện Quỳnh Nhai, Thuận Châu, Mường La).
4. Phát hiện nghịch lý về độ che phủ và chất lượng cảnh quan: Mặc dù số liệu lâm nghiệp cho thấy độ che phủ rừng có xu hướng tăng nhẹ nhờ các chương trình trồng rừng phòng hộ và đóng cửa rừng tự nhiên, nhưng phân tích sinh thái cảnh quan chỉ ra hiện tượng suy thoái chất lượng sinh học: diện tích rừng gỗ lá rộng nguyên sinh suy giảm, bị phân mảnh mạnh thành các mảng nhỏ lẻ, thay thế bởi cảnh quan rừng thứ sinh nghèo kiệt, rừng tre nứa hỗn giao và cảnh quan cây bụi xâm lấn.
5. Đặc trưng phục hồi thảm thực vật - môi trường đất: Nghiên cứu kế thừa và kiểm chứng nhận định của Vũ Thị Liên (2005) tại Sơn La: thảm thực vật trong các loại STCQ rừng phục hồi ghi nhận 452 loài thuộc 362 chi và 153 họ thực vật, chứng minh rằng sự phục hồi cấu trúc tầng tán thảm thực vật có tương quan thuận trực tiếp với việc cải thiện hàm lượng mùn, tính chất lý hóa và hoạt tính vi sinh vật đất.

"Nghiên cứu sinh thái cảnh quan 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... làm cơ sở cho việc đề xuất những biện pháp khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên bền vững." (Trích dẫn Luận án, Chương Mở đầu).

"Cấu trúc của STCQ bao gồm cấu trúc của CQ và cấu trúc của HST lồng vào nhau trong một thể thống nhất... 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." (Trích dẫn Luận án, Chương 1).

"Hệ thống phân vị cảnh quan áp dụng cho tỉnh Sơn La gồm 7 cấp: Hệ, Phụ hệ, Lớp, Phụ lớp, Kiểu, Hạng, Loại... Trong đó cấp Loại STCQ được đặc trưng bởi mối quan hệ tương hỗ giữa lớp phủ thực vật với các loại đất, phản ánh 63 đơn vị sinh thái cụ thể." (Trích dẫn Luận án, Bảng 1 và Chương 3).

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Chứng minh tính khả thi của việc tích hợp quan điểm cảnh quan loại hình của trường phái địa lý Việt Nam với lý thuyết chức năng hệ sinh thái để giải quyết bài toán quy hoạch tài nguyên vùng nhiệt đới gió mùa.
• Về mặt phương pháp luận: Chuẩn hóa quy trình thành lập bản đồ sinh thái cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 bằng phương pháp phân tích nhân tố trội trên nền tảng GIS, có thể nhân rộng cho các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc.
• Về ứng dụng thực tiễn: Cung cấp cơ sở khoa học để tái cơ cấu không gian phát triển 6 nhóm ngành:
  1. Nông nghiệp: Chấm dứt canh tác ngô độc canh trên đất dốc $>25^\circ$; chuyển dịch sang phát triển cây ăn quả ôn đới/á nhiệt đới tại các cao nguyên Mộc Châu, Mai Sơn.
  2. Lâm nghiệp: Khoanh nuôi tái sinh nghiêm ngặt tại các loại STCQ núi cao thuộc phụ lớp núi cao $>1.500\text{ m}$; thiết lập đai rừng phòng hộ lưu vực sông Đà và sông Mã.
  3. Bảo tồn thiên nhiên: Củng cố hành lang đa dạng sinh học kết nối các Khu bảo tồn Thiên nhiên Sốp Cộp, Xuân Nha, Tà Xùa và Mường La.
  4. Công nghiệp & Đô thị: Bố trí các cụm công nghiệp chế biến nông lâm sản dọc trục Quốc lộ 6; kiểm soát thoát nước và nguy cơ sạt lở karst tại các đô thị thung lũng.
  5. Du lịch sinh thái: Tận dụng cảnh quan cao nguyên karst Mộc Châu và mặt nước hồ Thủy điện Sơn La để phát triển du lịch nghỉ dưỡng và trải nghiệm sinh thái.
• Khuyến nghị chính sách: Đề xuất UBND tỉnh Sơn La tích hợp bản đồ STCQ vào Quy hoạch tỉnh thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050 như một lớp dữ liệu nền bắt buộc khi thẩm định các dự án chuyển đổi mục đích sử dụng rừng và đất lâm nghiệp.

---

Limitations và Future Research

Mặc dù đạt được nhiều đóng góp đột phá, luận án thẳng thắn thừa nhận các hạn chế khoa học:

1. Độ phân giải thời gian và dữ liệu viễn thám: Nghiên cứu chỉ so sánh hai mốc thời gian tĩnh (2005 và 2015), chưa mô phỏng liên tục theo chuỗi thời gian hàng năm hoặc dự báo biến động bằng các mô hình không gian động (như CA-Markov hay CLUE-S).
2. Lượng giá dịch vụ hệ sinh thái chưa toàn diện: Luận án mới dừng lại ở bước nhận diện và phân tích định tính các giá trị chức năng dịch vụ của 63 loại STCQ mà chưa áp dụng các phương pháp kinh tế sinh thái để lượng giá tiền tệ hóa (monetary valuation) các dịch vụ hấp thụ carbon, chống xói mòn và điều tiết nước.
3. Mật độ ô tiêu chuẩn thực địa: Do địa hình hiểm trở và chia cắt sâu, một số vùng núi cao xa xôi tại huyện Bắc Yên và Mường La chủ yếu được giải đoán qua ảnh viễn thám kết hợp chuyên gia mà chưa thể kiểm chứng mật độ thực địa dày đặc.

Chương trình nghiên cứu tiếp theo (Future Research Agenda):

• Ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao (Sentinel-2, PlanetScope) để cập nhật bản đồ STCQ giai đoạn 2015 - 2025.
• Nghiên cứu định lượng sức tải sinh thái (carrying capacity) của các loại STCQ cao nguyên trước sức ép đô thị hóa và du lịch đại chúng.
• Xây dựng mô hình chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) dựa trên ranh giới các đơn vị loại STCQ cụ thể.

---

Tác động và ảnh hưởng

Công trình của Doãn Thị Trường Nhung tạo tiền đề vững chắc cho việc định lượng hóa nghiên cứu sinh thái cảnh quan tại Việt Nam:

• Tác động học thuật: Trở thành tài liệu tham khảo chuẩn mực trong giảng dạy đại học và sau đại học về Sinh thái cảnh quan, Sinh thái học ứng dụng và Quản lý tài nguyên thiên nhiên tại Đại học Quốc gia Hà Nội và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam.
• Tác động chính sách: Cung cấp luận cứ trực tiếp giúp Sở Nông nghiệp & PTNT, Sở TN&MT tỉnh Sơn La quy hoạch vùng cây ăn quả trên đất dốc, bảo vệ vùng đầu nguồn lưu vực sông Đà.
• Lợi ích xã hội: Hỗ trợ quy hoạch định cư an toàn cho các cộng đồng dân tộc thiểu số di dời khỏi vùng ngập thủy điện, giảm thiểu nguy cơ lũ quét, sạt lở đất.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giảng viên ngành Sinh thái / Địa lý: Tiếp cận phương pháp phân loại 7 cấp phân vị, quy trình chồng lớp bản đồ nhân tố trội trên GIS và các kỹ thuật khảo sát thực địa miền núi.
• Các nhà hoạch định chính sách tỉnh Sơn La và vùng Tây Bắc: Nhận diện rõ nét tiềm năng và giới hạn sinh thái của 63 loại cảnh quan để phân bổ ngân sách đầu tư cây trồng, khoanh nuôi rừng và phát triển hạ tầng.
• Các Ban Quản lý Rừng phòng hộ & Khu bảo tồn thiên nhiên: Ứng dụng ranh giới loại STCQ để xác định các điểm nóng suy thoái môi trường và thiết lập tuyến tuần tra bảo vệ nghiêm ngặt.
• Doanh nghiệp Nông - Lâm nghiệp & Du lịch: Lựa chọn đúng vùng sinh thái thích nghi cho các dự án nông nghiệp công nghệ cao (Mộc Châu, Mai Sơn) và du lịch sinh thái lòng hồ.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì?

Luận án đã mở rộng và chuẩn hóa lý thuyết phân loại cảnh quan loại hình của Phạm Hoàng Hải (1997) để tích hợp thành công với lý thuyết chức năng hệ sinh thái của Tansley (1935) và Sukachev (1947), thiết lập nên Khung phân loại Sinh thái cảnh quan 7 cấp hoàn chỉnh đầu tiên cho một tỉnh miền núi cao nhiệt đới gió mùa tại Việt Nam.

2. Điểm mới về phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây?

So với nghiên cứu của Vũ Tự Lập (1996) chỉ phân tích cảnh quan địa lý đại cương hay Lê Thái Bạt (1995) chỉ đánh giá sinh thái nông nghiệp, luận án đã ứng dụng công nghệ GIS (ArcGIS 10.5, MapInfo 12.0) kết hợp phương pháp phân tích nhân tố trội để thành lập bản đồ STCQ tỷ lệ trung bình 1:100.000 có độ chính xác cao và định lượng được biến động không gian 10 năm.

3. Phát hiện bất ngờ nhất từ số liệu thực nghiệm là gì?

Phát hiện về sự suy thoái ngầm của cấu trúc rừng: dù độ che phủ số lượng có xu hướng ổn định nhờ rừng trồng, nhưng về mặt chất lượng sinh thái cảnh quan, diện tích rừng tự nhiên gỗ lá rộng giàu trữ lượng đã bị phân mảnh và thay thế trên diện rộng bởi các loại cảnh quan thứ sinh thoái hóa và cây bụi ($38,5%$ diện tích năm 2015).

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lặp (replication protocol) không?

Có. Quy trình 3 bước (Tiền khảo sát $\rightarrow$ Khảo sát lát cắt thực địa theo 3 tuyến chìa khóa $\rightarrow$ Xử lý chồng lớp bản đồ trong phòng thí nghiệm bằng phần mềm GIS) được mô tả chi tiết, minh bạch về chỉ tiêu phân vị, cho phép tái lập quy trình trên bất kỳ địa bàn miền núi nào khác.

5. Khung chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo được định hình như thế nào?

Tập trung vào: (1) Ứng dụng viễn thám đa thời gian mô hình hóa biến động cảnh quan tự động; (2) Lượng giá kinh tế dịch vụ hệ sinh thái cảnh quan; (3) Nghiên cứu cơ chế thích ứng của các loại STCQ trước biến đổi khí hậu toàn cầu và xáo động nhân sinh cực đoan.

---

Kết luận

1. Luận án đã giải quyết trọn vẹn khoảng trống khoa học về phân loại và lập bản đồ sinh thái cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 cho tỉnh Sơn La với hệ thống 7 cấp phân vị khoa học (1 Hệ, 1 Phụ hệ, 4 Lớp, 5 Phụ lớp, 13 Kiểu, 33 Hạng, 63 Loại STCQ).
2. Phân tích định lượng chính xác biến động cảnh quan giai đoạn 2005 - 2015, chỉ rõ tác động sâu sắc của việc xây dựng Thủy điện Sơn La và chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp đến sự phân mảnh sinh thái.
3. Kế thừa và phát triển sáng tạo các lý thuyết Sinh thái học (Tansley, Odum), Sinh địa quần lạc học (Sukachev) và Cảnh quan học (Troll, Isachenko, Phạm Hoàng Hải) vào điều kiện nhiệt đới gió mùa phân mùa Tây Bắc.
4. Mở ra các hướng nghiên cứu liên ngành mới: Mô hình hóa động lực cảnh quan, lượng giá dịch vụ hệ sinh thái và quy hoạch không gian sinh thái thích ứng biến đổi khí hậu.
5. Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy, thực tiễn phục vụ trực tiếp công tác quy hoạch phát triển bền vững nông - lâm nghiệp, bảo vệ nguồn nước và an ninh sinh thái lưu vực sông Đà và sông Mã.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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). TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Những lĩnh vực khoa học liên quan đến sinh thái cảnh quan 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”. 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 5 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 6 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]. Hệ sinh thái 1. Khái niệm hệ sinh thái 7 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”. 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 8 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. 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.