Tổng quan luận án
Sử dụng hợp lý lãnh thổ là việc khai thác có hiệu quả các nguồn lực tự nhiên, tài nguyên và kinh tế - xã hội, phù hợp với tiềm năng vốn có của lãnh thổ, bảo đảm sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Dưới giác độ địa lý tự nhiên tổng hợp, việc xác lập cơ sở khoa học cho vấn đề này đòi hỏi phải nắm bắt quy luật phân hóa lãnh thổ thông qua nghiên cứu cấu trúc (cấu trúc đứng, cấu trúc ngang, cấu trúc động lực) và chức năng cảnh quan. Việc phân tích cấu trúc cho phép xác định tiềm năng tự nhiên, kinh tế - xã hội, từ đó làm rõ chức năng của các đơn vị cảnh quan phục vụ đề xuất giải pháp tổ chức không gian lãnh thổ.
Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu cấu trúc và chức năng cảnh quan áp dụng trên quy mô lưu vực sông còn tương đối ít về số lượng. Nhiều vấn đề lý luận và phương pháp cần được giải quyết như: sự khác biệt của hệ thống phân loại và phân vùng cảnh quan theo lưu vực sông so với đơn vị hành chính; quan điểm sử dụng hợp lý lãnh thổ theo lưu vực; bổ sung cơ sở khoa học cho nghiên cứu cảnh quan theo lý thuyết "Địa hệ" khép kín.
Lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa là bộ phận của lưu vực sông xuyên quốc gia (khoảng 2/3 diện tích thuộc Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào). Phần lưu vực thuộc tỉnh Thanh Hóa giới hạn từ 19°18'B đến 20°40'B và từ 104°22'Đ đến 106°04'Đ, có diện tích 1.000 ha, chiếm khoảng 1/3 diện tích toàn lưu vực và trên 95% diện tích tự nhiên của tỉnh Thanh Hóa, tiếp giáp Vịnh Bắc Bộ với chiều dài bờ biển 102 km. Lãnh thổ có đặc điểm khí hậu mang tính chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Trung, là nơi giao thoa của các luồng di cư sinh vật với sinh vật bản địa. Dù có tiềm năng tự nhiên phong phú cho phát triển nông - lâm nghiệp, hoạt động sản xuất tại đây vẫn bộc lộ nhiều bất cập; đồng thời xuất hiện các hiện tượng lũ lụt, hạn hán, sạt lở đất và suy thoái tài nguyên. Nguyên nhân chủ yếu do quy hoạch còn mang tính cục bộ ngành, thiếu luận cứ khoa học tổng thể dẫn đến xung đột sử dụng tài nguyên. Do đó, đề tài "Phân tích cấu trúc và chức năng cảnh quan phục vụ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã (thuộc tỉnh Thanh Hóa)" được thực hiện nhằm dung hòa các mâu thuẫn này.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm:
- Làm rõ được đặc điểm cấu trúc, chức năng và sự phân hóa cảnh quan, từ đó xác định tính quy luật phân hóa lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
- Xác lập cơ sở khoa học sử dụng hợp lý các đơn vị cảnh quan cho mục đích phát triển nông, lâm nghiệp, góp phần định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định:
- Tổng quan các tài liệu theo hướng nghiên cứu cấu trúc, chức năng cảnh quan và nghiên cứu cảnh quan theo lưu vực sông. Thu thập, phân tích, hệ thống hóa các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của lãnh thổ nghiên cứu.
- Nghiên cứu đặc điểm các hợp phần thành tạo cảnh quan và mối quan hệ giữa các hợp phần trong sự thành tạo các đơn vị cảnh quan.
- Thành lập bản đồ cảnh quan, bản đồ phân vùng cảnh quan, bản đồ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ cho phát triển nông lâm nghiệp tỷ lệ 1:100.000 chung cho toàn lưu vực. Phân tích mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng cảnh quan, xác lập cơ sở khoa học phát triển kinh tế lãnh thổ.
- Đề xuất các định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi không gian: Diện tích lưu vực sông Mã thuộc địa bàn tỉnh Thanh Hóa phần đất liền với diện tích 1.000 ha.
- Phạm vi khoa học: Tiếp cận lý thuyết phân tích cấu trúc và chức năng cảnh quan theo lưu vực sông; giới hạn phạm vi sử dụng hợp lý lãnh thổ cho phát triển nông - lâm nghiệp gồm: cây lương thực - thực phẩm, cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rừng sản xuất và rừng phòng hộ.
Các luận điểm bảo vệ:
- Luận điểm 1: Tính đa dạng cấu trúc, chức năng cảnh quan lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa là kết quả của sự tổng hợp, phân hóa các hợp phần và các yếu tố thành tạo trong thể thống nhất của lưu vực sông Mã.
- Luận điểm 2: Kết quả phân tích cảnh quan trong sự thống nhất lưu vực là cơ sở khoa học của việc đề xuất sử dụng hợp lý không gian phát triển nông, lâm nghiệp của lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Khoa học cảnh quan hình thành từ cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX với các trường phái chính từ Nga, Đông Âu đến Tây Âu và Bắc Mỹ. Học thuyết cảnh quan được khởi xướng bởi L. Berg dựa trên nền tảng học thuyết về địa tổng thể và các đới tự nhiên của V. Dokuchaev. L. Berg đã xuất bản tác phẩm "Các đới cảnh quan địa lí Liên Xô", khẳng định cảnh quan là đối tượng nghiên cứu của địa lý học. Năm 1963, G. Annenskaya và cộng sự phân chia các đơn vị cảnh quan trong tuyển tập "Cảnh quan học". F. Milkov đề xuất khái niệm "Tổng thể cộng sinh", trong khi A. Armand (1975) phát triển khái niệm "Địa hệ" trong tác phẩm "Khoa học về cảnh quan".
A. Isachenko đóng góp nhiều công trình nền tảng như: "Bản đồ cảnh quan Liên Xô, tỉ lệ 1:4.000 và vấn đề phương pháp nghiên cứu cảnh quan" (1961), "Cơ sở cảnh quan học và phân vùng địa lí tự nhiên" (1969), cùng A. Shliapnikov công bố "Về những nội dung của bản đồ cảnh quan địa lí" (1974), và tác phẩm "Cảnh quan học ứng dụng" (1976) chọn vùng Leningrad làm điểm chìa khóa nghiên cứu tổ chức sử dụng hợp lý tài nguyên. V. Kuznetsov nghiên cứu địa lý và quy hoạch vùng nông nghiệp. Các nghiên cứu cảnh quan ứng dụng tiếp theo gồm: E. Dorfman (1980), M. Naranhicheva (1984) nghiên cứu vùng Gomel, Sichenko (1980) tại nam Ukraina, Viện Hàn lâm Khoa học Nga tại vùng Viễn Đông, V. Sysuev (2008), Geraski, A. Dizenko (1998), V. Bonkov và các tác giả tại Hội nghị khoa học cảnh quan quốc tế lần thứ XI (2006) tại Moscow. Trong quản lý rừng và sinh thái có L.V. Sysuev (2006), R. Haines-Young; trong du lịch có I. Schastnaya (2007).
Về cấu trúc cảnh quan, V. Nikolaev (1969) tính toán chỉ số hình thái tại Kazakhstan. Trường phái Tây Âu và Mỹ ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) phân tích cấu trúc hình thái: Stejskalova và cs (2013), Angela Lausch và cs (2015), Evelyn Uuemaa và cs (2011) tại Estonia, Szilárd Szabó và cs (2008), Martin Balej (2011) với các chỉ số hình thái NuP, PD, ED, MPS, AWMSI tại Cộng hòa Séc, A. Sorokovoi (2008) ứng dụng GIS phân tích cấu trúc cảnh quan hồ Baikal. Về chức năng cảnh quan, R. de Groot (1992) phân loại chức năng cảnh quan; R. Wilson (2006), Meyer và R. Grabau (2008) nghiên cứu tác động của cấu trúc tới chức năng cảnh quan; Matthias Röder và Ralf-Uwe Syrbe (2000) nghiên cứu mối quan hệ giữa chức năng cảnh quan, sử dụng đất và thoái hóa đất tại Kreba (Đức); Cơ quan Liên bang Giáo dục Đại học LB Nga (2008) xuất bản tổng luận "Phân tích chức năng cảnh quan".
Tại Việt Nam, nghiên cứu cảnh quan phát triển từ nửa cuối thế kỷ XX với công trình "Địa lí tự nhiên Việt Nam" (1963) của Nguyễn Đức Chính và Vũ Tự Lập. Năm 1976, Vũ Tự Lập xuất bản "Cảnh quan địa lí miền Bắc Việt Nam". Công tác phân vùng tiếp tục qua công trình của Tổ phân vùng địa lí tự nhiên thuộc Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước (1970); Nguyễn Văn Chiển, Trần Quang Ngãi, Hoàng Đức Triêm (1984) với "Phân vùng địa lý tự nhiên Tây Nguyên"; Nguyễn Văn Nhưng và Nguyễn Văn Vinh (1998). Hướng nghiên cứu cảnh quan phục vụ phát triển bền vững có: Phạm Hoàng Hải (1988, 1992, 2006); Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh (1997); Nguyễn Cao Huần (1992, 2004, 2005, 2008); Phạm Thế Vĩnh (2004); Trương Quang Hải (2007); Nguyễn Văn Vinh (2005); Trương Quang Hải, Phạm Quang Tuấn, Nguyễn Quốc Huân (2006); Nguyễn An Thịnh (2007); Trương Quang Hải, Giang Văn Trọng (2010); Trần Thị Thúy Hằng (2012); Lại Vĩnh Cẩm (2008); Đoàn Ngọc Nam (1991); Nguyễn Thế Thôn (1993, 1995); Lê Bá Thảo (1994, 1996); Đặng Duy Lợi (2007).
Tại lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa, các tài liệu liên quan gồm: Phạm Hoàng Hải và nnk (1990) xây dựng bản đồ cảnh quan sinh thái tỉnh Thanh Hóa tỷ lệ 1:200.000 bằng ảnh viễn thám; Địa chí Thanh Hóa tập I (2006); Lê Văn Trưởng (2002) với "Địa lý Thanh Hóa"; Phạm Thế Vĩnh (2010) nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật giảm thiểu lũ lụt, hạn hán lưu vực sông Chu; Vũ Thị Thu Lan nghiên cứu tài nguyên và thiên tai lưu vực sông Mã; Lê Kim Dung (2012) nghiên cứu đất dốc lưu vực sông Chu; Đào Đình Châm (2012) phân vùng cháy rừng bằng viễn thám và GIS; các đề tài nghiên cứu đất nông nghiệp vùng gò đồi của Trường Đại học Hồng Đức (2015) và Đoàn quy hoạch nông lâm nghiệp Thanh Hóa (2015); cùng các Quyết định phê duyệt quy hoạch số 872/QĐ-TTg (2015), số 3230/QĐ-UBND (2017) và số 4833/QĐ-UBND (2014).
Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết: Bản đồ cảnh quan sinh thái tỉnh Thanh Hóa của Phạm Hoàng Hải và nnk đã công bố từ năm 1990 với tỷ lệ 1:200.000, cảnh quan đã biến đổi qua gần 30 năm. Các công trình trước đây chủ yếu tiếp cận theo ranh giới hành chính tỉnh hoặc nghiên cứu đơn lẻ từng hợp phần tự nhiên (đất, nước, rừng). Chưa có công trình chuyên biệt phân tích có hệ thống cấu trúc và chức năng cảnh quan theo không gian lưu vực sông Mã trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa để phục vụ định hướng sử dụng hợp lý đất nông - lâm nghiệp.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án vận dụng các khái niệm và khung lý thuyết cảnh quan học:
- Khái niệm Cảnh quan: Luận án tiếp thu định nghĩa của Vũ Tự Lập (1976), xác định cảnh quan là một địa tổng thể phân hóa trong phạm vi một đới ở đồng bằng và một đai ở miền núi, có cấu trúc đứng chỉnh hợp về nền địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật và bao gồm một tập hợp có quy luật theo một cấu trúc ngang đồng nhất.
- Cấu trúc cảnh quan: Được phân tích ở 3 khía cạnh:
- Cấu trúc đứng: Sự sắp xếp và tương tác của các thành phần tự nhiên theo chiều thẳng đứng (nền địa chất, địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn, thảm thực vật và khí quyển).
- Cấu trúc ngang: Sự phân bố không gian của các đơn vị cảnh quan, độ phức tạp được định lượng qua công thức hệ số phân cắt:
$$K = \frac{M}{P} \times 100%$$
(Trong đó $M$ là diện tích trung bình của khoanh vi, $P$ là tổng diện tích vùng; giá trị $K$ càng nhỏ thì tính phức tạp của cấu trúc ngang càng lớn).
- Cấu trúc động lực: Sự biến đổi trạng thái cảnh quan theo thời gian và tính nhịp điệu mùa.
- Chức năng cảnh quan: Luận án phân định chức năng tự nhiên và chức năng kinh tế - xã hội, tổng hợp theo 4 nhóm chức năng cơ bản: tự điều chỉnh, sản xuất, thông tin, chứa đựng.
Bảng so sánh mức độ ưu tiên chức năng cảnh quan theo các tác giả được luận án trích dẫn:
| Mức độ ưu tiên |
Bouma (1972) |
Maarel và Dauvelier (1978) |
Rudolf de Groot (1992) |
| 1 |
Chức năng sản xuất |
Chức năng sản xuất |
Chức năng tự điều chỉnh |
| 2 |
Chức năng phúc lợi |
Chức năng chứa đựng - vận chuyển |
Chức năng chứa đựng |
| 3 |
Chức năng khoa học |
Chức năng thông tin |
Chức năng sản xuất |
| 4 |
Chức năng sinh thái |
Chức năng tự điều chỉnh |
Chức năng thông tin |
| 5 |
Chức năng dự trữ và bảo tồn |
— |
— |
- Hệ thống phân loại cảnh quan: Luận án kế thừa chỉ tiêu phân loại ở cấp cao (hệ, phụ hệ) theo nguyên tắc địa đới và phi địa đới của Phạm Hoàng Hải và nnk (1997). Ở các cấp lớp, phụ lớp, kiểu, hạng, loại, tác giả xác định chỉ tiêu dựa trên các yếu tố thành tạo cụ thể của lưu vực sông Mã.
- Phương pháp thành lập bản đồ cảnh quan: Dựa trên 3 nguyên tắc gồm nguyên tắc phát sinh - hình thái, nguyên tắc tổng hợp và nguyên tắc đồng nhất tương đối. Sử dụng phương pháp phân tích nhân tố trội, phân tích liên hợp các thành phần, giải đoán ảnh viễn thám và khảo sát thực địa.
- Phương pháp lát cắt cảnh quan: Xây dựng 3 lát cắt địa hình - cảnh quan:
- Lát cắt A - B: Hướng Tây - Đông.
- Lát cắt C - D: Hướng Tây Bắc - Đông Nam.
- Lát cắt E - F: Hướng Đông Bắc - Tây Nam.
- Phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process) của T.L. Saaty: Sử dụng ma trận so sánh cặp đôi vuông cấp $n$ với thang điểm 5 mức ưu tiên: 1 (quan trọng bằng nhau), 3 (quan trọng hơn), 5 (quan trọng hơn nhiều), 7 (quan trọng hơn rất nhiều), 9 (quan trọng hơn cực nhiều) và các mức nghịch đảo tương ứng (1, 1/3, 1/5, 1/7, 1/9). Trọng số $W_i$ được tính bằng vector nguyên lý Eigen:
$$W_i = \frac{a_{ii}}{\sum_{i=1}^n a_{ni}}$$
Tính nhất quán của ma trận được đánh giá qua chỉ số nhất quán:
$$CI = \frac{\lambda_{max} - n}{n - 1}$$
Tỷ số nhất quán:
$$CR = \frac{CI}{RI}$$
(Chấp nhận kết quả khi $CR \le 10%$).
Bảng chỉ số ngẫu nhiên ngẫu nhiên $RI$ theo kích thước ma trận $n$ (Saaty, 2001):
| n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
| RI |
0,00 |
0,00 |
0,58 |
0,90 |
1,12 |
1,24 |
1,32 |
1,41 |
1,45 |
1,49 |
- Phương pháp tham vấn chuyên gia: Thu thập ý kiến của 10 chuyên gia, nhà khoa học thuộc Viện Địa lý, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Thanh Hóa, Khoa Nông - Lâm - Ngư nghiệp Trường Đại học Hồng Đức để xác định trọng số AHP.
- Phương pháp GIS: Sử dụng phần mềm ArcGIS 10 và MapInfo 15 để số hóa, chồng xếp dữ liệu bản đồ chuyên đề và thành lập bản đồ cảnh quan.
- Nguồn dữ liệu: Bản đồ địa hình 1:50.000 (Sở NN&PTNT Thanh Hóa, 2013); Bản đồ địa chất 1:200.000 (Cục Địa chất Việt Nam, 1995); Bản đồ hiện trạng và quy hoạch rừng 1:50.000 (Chi cục Lâm nghiệp Thanh Hóa, 2015); Bản đồ thổ nhưỡng 1:50.000 (Sở NN&PTNT Thanh Hóa, 2015); Bản đồ địa mạo (Phòng Địa mạo - Địa động lực, Viện Địa lý); Bản đồ khí hậu 1:50.000 (Sở NN&PTNT Thanh Hóa, 2015); Bản đồ nước mặt và nước dưới đất 1:50.000 (Sở TN&MT Thanh Hóa, 2015); Bản đồ thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất 1:100.000 (Sở NN&PTNT Thanh Hóa, 2015); Niên giám thống kê tỉnh Thanh Hóa các năm 2010 - 2016, 2014, 2015, 2016, 2017; các tư liệu ghi chép, hình ảnh thực địa.
Nội dung chính theo từng chương
Luận án gồm 3 chương chính với 143 trang đánh máy A4, 37 hình vẽ (biểu đồ, bản đồ, sơ đồ), 54 bảng số liệu, cùng danh mục 84 tài liệu tham khảo và 12 công trình công bố của tác giả.
Chương 1. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu cấu trúc, chức năng cảnh quan phục vụ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về khoa học cảnh quan, cấu trúc cảnh quan, chức năng cảnh quan và nguyên lý ứng dụng cảnh quan trong tổ chức lãnh thổ sản xuất. Chương này xác định cấu trúc cảnh quan bao gồm cấu trúc đứng, cấu trúc ngang và cấu trúc thời gian/động lực. Bốn chức năng cơ bản được phân tích gồm: tự điều chỉnh, sản xuất, thông tin và chứa đựng.
Quy trình nghiên cứu được thiết kế qua 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Xác định mục tiêu, nhiệm vụ và khung phương pháp luận tiếp cận.
- Giai đoạn 2: Phân tích các hợp phần và yếu tố thành tạo cảnh quan, xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan, thành lập bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000; phân tích cấu trúc, chức năng và động lực cảnh quan; đánh giá thích nghi sinh thái cảnh quan cho 5 nhóm loại hình sản xuất nông - lâm nghiệp (cây lương thực - thực phẩm, cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rừng phòng hộ, rừng sản xuất) bằng phương pháp AHP với sự tham vấn 10 chuyên gia.
- Giai đoạn 3: Đối chiếu kết quả đánh giá cảnh quan với hiện trạng sản xuất, các vấn đề phát sinh và quy hoạch kinh tế - xã hội của tỉnh Thanh Hóa, từ đó đề xuất định hướng tổ chức không gian ưu tiên phát triển nông, lâm nghiệp theo lưu vực.
Chương 2. Đặc điểm cảnh quan lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa
Chương 2 phân tích chi tiết các hợp phần và yếu tố tự nhiên thành tạo cảnh quan:
- Vị trí địa lý: Tọa độ cực Bắc 20°40'B (xã Trung Sơn, Quan Hóa), cực Nam 19°18'B (xã Hải Thượng, Tĩnh Gia), cực Đông 106°04'Đ (xã Nga Điền, Nga Sơn), cực Tây 104°22'Đ (núi Pu Lang, Mường Lát). Phía Bắc giáp lưu vực sông Đà, sông Bôi và các tỉnh Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình (ranh giới 175 km); phía Tây giáp Lào (đường biên 192 km); phía Nam giáp lưu vực sông Hiếu, sông Yên và tỉnh Nghệ An (ranh giới 160 km); phía Đông giáp biển (bờ biển 102 km).
- Đặc điểm địa chất: Trải qua quá trình kiến tạo lâu dài:
- Proterozoi (PR): Hệ tầng Nậm Cô ($PR_{3-1}$), Bù Khạng ($PR_{3-1bk}$).
- Paleozoi (PZ): Hệ tầng Sông Mã ($\epsilon_{2sm}$), Hàm Rồng ($\epsilon_3 - O_1 hr$), Đông Sơn ($O_{1đs}$), Nậm Pìa ($D_{1np}$), Bản Páp ($D_{2ebp}$), Cẩm Thủy ($P_{2ct}$ dày 300 - 400 m), Yên Duyệt ($P_2 - T_1 yd$).
- Mezozoi (MZ): Hệ tầng Cò Nòi, Đồng Trầu ($T_{2a đt}$ dày 900 - 1500 m), Suối Bàng ($T_{3n-r sb}$), Đồng Giao ($T_{2đg}$), Đồng Đỏ ($T_{3n-r đđ}$), Mường Hinh ($J_{mh}$ dày khoảng 300 m), Yên Châu ($K_{2 yc}$).
- Kainozoi (KZ): Trầm tích sông $aQ_1^1$ (dày 5 - 13 m); lớp phủ bazan $Q_1^{2-3}$; trầm tích sông bậc thềm $aQ_1^3$ (cao 10 - 40 m); trầm tích sông - biển $amQ_2^2$ (cao 4 - 5 m, dày 2 - 20 m); trầm tích bãi bồi $aQ_2^3$ (dày 0,5 - 10 m); trầm tích sông - biển $amQ_2^3$; trầm tích biển - gió $mvQ_2^3$ (dày 2 - 4 m); trầm tích Đệ tứ không phân chia.
- Magma xâm nhập: Phức hệ Núi Nưa ($PZ$), Mường Lát ($MZ$), Sông Mã ($MZ$), Bản Muồng ($MZ$), Bản Chiềng ($KZ$).
- Đới đứt gãy tân kiến tạo Sơn La: Chạy hướng Tây Bắc - Đông Nam từ xã Thành Sơn (Bá Thước) ra Nga Sơn; đoạn Tây Bắc từ Thành Sơn đến Ban Công dài 15 km dọc Quốc lộ 15A, đoạn Đông Nam từ Cổ Lũng qua Thành Mỹ đến Nga Sơn dài 100 km.
- Đặc điểm địa hình: Đồi núi chiếm 73%, đồng bằng chiếm 16%, ven biển chiếm 11% diện tích:
- Núi: Độ cao trung bình 600 - 700 m, độ dốc > 25° (đỉnh Tà Leo cao 1560 m, đỉnh Bù Ginh cao 1291 m).
- Đồi: Độ cao trung bình 150 - 200 m, độ dốc 12 - 20°.
- Đồng bằng: Cấu tạo bởi phù sa mới, rìa Bắc và Tây Bắc là phù sa cũ cao 2 - 15 m; đồi núi sót cao 200 - 300 m; cồn cát ven biển cao 3 - 6 m.
- Đặc điểm địa mạo: Gồm 4 kiểu địa hình với 30 bề mặt địa mạo được thống kê chi tiết:
| STT |
Kiểu địa hình và bề mặt địa mạo |
Diện tích (ha) |
Tỷ lệ (%) |
| I |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông - sông biển |
246.312,8 |
23,3 |
| 1 |
Đồng bằng thềm tích tụ nguồn gốc sông tuổi QIII |
8.296,9 |
0,8 |
| 2 |
Đồng bằng thềm tích tụ nguồn gốc sông - biển tuổi QIII |
35.257,9 |
3,3 |
| 3 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông - biển tuổi QIV2 |
39.463,5 |
3,7 |
| 4 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc biển tuổi QIV2 |
20.019,4 |
1,9 |
| 5 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc biển - gió tuổi QIV3 |
26.916,5 |
2,6 |
| 6 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông - biển - đầm lầy tuổi QIV3 |
13.172,3 |
1,3 |
| 7 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông đã ổn định QIV3 |
46.106,9 |
4,4 |
| 8 |
Đồng bằng sông - đầm lầy QIV3 |
17.900,2 |
1,7 |
| 9 |
Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông đã và đang thành tạo tuổi QIV3 |
37.209,3 |
3,5 |
| 10 |
Cồn cát phong thành đang được thành tạo tuổi QIV3 |
1.969,8 |
0,2 |
| II |
Đồng bằng đồi bóc mòn (< 25 m, < 5°) |
21.503,3 |
2,0 |
| 11 |
Bề mặt bóc mòn trên các đá khác nhau |
19.887,1 |
1,9 |
| 12 |
Bề mặt bóc mòn chân núi tích tụ đeluvi |
1.616,2 |
0,2 |
| III |
Đồi bóc mòn trên các đá khác nhau (< 200 m, 10 - 20° trừ đồi đá vôi) |
234.527,7 |
22,2 |
| 13 |
Đồi thấp bóc mòn (< 100 m) trên các đá khác nhau |
52.700,1 |
5,0 |
| 14 |
Đồi thềm |
4.882,1 |
0,5 |
| 15 |
Đồi cao bóc mòn (100 - 200 m) trên các đá khác nhau |
147.174,6 |
13,9 |
| 16 |
Đồi cao bóc mòn (100 - 200 m) trên các đá magma bazơ và trung tính |
29.468,4 |
2,8 |
| 17 |
Đồi bóc mòn rửa lũa trên đá vôi |
1.616,2 |
0,2 |
| IV |
Núi thấp và núi trung bình bóc mòn - xâm thực trên các đá khác nhau (> 200 m) |
554.949,7 |
52,5 |
| 18 |
Bề mặt san bằng 500 - 600 m |
11.994,0 |
1,1 |
| 19 |
Bề mặt san bằng trên 1.500 m |
182,2 |
0,1 |
| 20 |
Sườn bóc mòn tổng hợp (10 - 25°) trên các đá bazơ và trung tính |
44.929,2 |
4,3 |
| 21 |
Sườn bóc mòn tổng hợp (20 - 35°) trên các đá sét và biến chất |
130.704,4 |
12,4 |
| 22 |
Sườn bóc mòn tổng hợp (20 - 35°) trên các đá lục nguyên |
72.898,7 |
6,9 |
| 23 |
Sườn bóc mòn tổng hợp (20 - 35°) trên các đá magma axit |
118.539,3 |
11,2 |
| 24 |
Sườn bóc mòn rửa lũa trên đá vôi |
84.236,6 |
8,0 |
| 25 |
Sườn bóc mòn - rửa lũa trên đá sét vôi |
16.540,1 |
1,6 |
| 26 |
Các máng và dòng chảy xâm thực |
45.853,4 |
4,4 |
| 27 |
Dòng xâm thực - tích tụ |
18.309,9 |
1,7 |
| 28 |
Thềm và bãi bồi không phân chia |
579,93 |
0,1 |
| 29 |
Trũng giữa núi xâm thực - tích tụ đeluvi - proluvi |
7.655,8 |
0,7 |
| 30 |
Trũng xâm thực - rửa lũa - tích tụ đeluvi - proluvi |
2.526,3 |
0,2 |
|
Tổng cộng |
1.057.293,5 |
100,0 |
- Đặc điểm khí hậu: Khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm. Bức xạ tổng cộng trung bình năm đạt xấp xỉ 152 Kcal/cm²; tháng 7 nhiều nắng nhất (160 - 267 giờ nắng); lượng mây trung bình năm 7 - 8/10 bầu trời (tháng 10 ít mây nhất: 6,2 - 7,3/10); tốc độ gió trung bình 1,1 - 1,9 m/s ở đồng bằng. Nhiệt độ trung bình năm 22 - 23°C; mùa nóng kéo dài 5 tháng (tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ trung bình tháng 7 vượt 28 - 29°C, tối cao tuyệt đối > 41°C); mùa lạnh kéo dài 3 tháng (tháng 12 đến tháng 2, tháng 1 trung bình khoảng 17°C, chênh lệch biên độ nhiệt năm 10 - 12°C, tối thấp tuyệt đối dưới 4 - 5°C).
Chương 3. Định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa
Chương 3 tổng hợp kết quả đánh giá cảnh quan cho các mục đích sản xuất nông - lâm nghiệp dựa trên phương pháp AHP và phân tích thích nghi sinh thái. Các nội dung chính gồm:
- Đánh giá thích nghi sinh thái cảnh quan đối với 5 đối tượng sản xuất chính: nhóm cây lương thực - thực phẩm, cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rừng sản xuất và rừng phòng hộ.
- Thành lập hệ thống bản đồ đánh giá cảnh quan chuyên đề và bản đồ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ cho phát triển nông lâm nghiệp tỷ lệ 1:100.000 trên toàn lưu vực.
- Tích hợp kết quả đánh giá cảnh quan với hiện trạng sử dụng đất, các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội (theo Quyết định số 872/QĐ-TTg, Quyết định số 3230/QĐ-UBND và Quyết định số 4833/QĐ-UBND của UBND tỉnh Thanh Hóa) và các vấn đề môi trường nảy sinh (lũ lụt, hạn hán, sạt lở đất).
- Đề xuất các giải pháp tổ chức không gian lãnh thổ ưu tiên phát triển nông, lâm nghiệp theo các đơn vị và tiểu vùng cảnh quan nhằm bảo đảm hiệu quả kinh tế và phòng tránh thiên tai.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học:
- Làm sáng tỏ quy luật phân hóa đa dạng của các đơn vị cảnh quan trong điều kiện tự nhiên nhiệt đới gió mùa của lưu vực sông Mã.
- Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận và phương pháp phân tích cấu trúc, chức năng cảnh quan theo cách tiếp cận lưu vực sông phục vụ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ, bổ sung vào lý thuyết "Địa hệ" khép kín.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn:
- Xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan, thành lập bản đồ cảnh quan và bản đồ phân vùng cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 cho lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
- Phân tích cấu trúc đứng qua 3 lát cắt cảnh quan (A - B, C - D, E - F), cấu trúc ngang và cấu trúc động lực; xác định 4 chức năng cơ bản của cảnh quan.
- Ứng dụng quy trình phân tích thứ bậc AHP kết hợp tham vấn 10 chuyên gia để xác định trọng số chỉ tiêu sinh thái, đánh giá mức độ thích nghi cảnh quan đối với 5 nhóm loại hình nông - lâm nghiệp (cây lương thực - thực phẩm, cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rừng sản xuất, rừng phòng hộ).
- Đề xuất định hướng tổ chức không gian ưu tiên phát triển nông, lâm nghiệp theo các tiểu vùng cảnh quan, cung cấp cơ sở khoa học giúp địa phương quy hoạch sản xuất và hạn chế tai biến tự nhiên.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế:
- Phạm vi nghiên cứu mới chỉ thực hiện trên phần đất liền lưu vực sông Mã thuộc ranh giới tỉnh Thanh Hóa (chiếm khoảng 1/3 diện tích toàn lưu vực), chưa thể mở rộng khảo sát đồng bộ trên phần lưu vực thuộc Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào.
- Đối tượng nghiên cứu ứng dụng mới tập trung vào ngành kinh tế nông - lâm nghiệp (5 nhóm cây trồng và loại rừng), chưa đi sâu đánh giá chức năng cảnh quan cho các ngành công nghiệp, du lịch và đô thị.
- Dữ liệu chuyên đề và thống kê phụ thuộc vào giai đoạn điều tra của các sở, ban ngành địa phương (2010 - 2016).
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng phân tích cấu trúc và chức năng cảnh quan cho toàn bộ lưu vực sông Mã xuyên biên giới (Việt Nam - Lào) để làm rõ hoàn chỉnh tính khép kín của Địa hệ.
- Mở rộng phạm vi đánh giá cảnh quan phục vụ phát triển du lịch sinh thái, công nghiệp và tổ chức không gian đô thị.
- Ứng dụng tư liệu viễn thám đa thời gian để giám sát động lực biến động lớp phủ và diễn biến thoái hóa cảnh quan theo chuỗi thời gian dài.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo cho các đối tượng sau:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học, giảng viên chuyên ngành Địa lý tự nhiên, Cảnh quan học, Quản lý tài nguyên và Môi trường: Tham khảo khung lý thuyết cấu trúc - chức năng cảnh quan theo lưu vực sông, phương pháp thành lập bản đồ cảnh quan 1:100.000, và quy trình kết hợp GIS với AHP trong đánh giá thích nghi đất đai.
- Cơ quan quản lý nhà nước tại tỉnh Thanh Hóa (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Lâm nghiệp): Tham khảo hệ thống bản đồ cảnh quan, bảng phân loại 30 bề mặt địa mạo và các đánh giá thích nghi sinh thái để điều chỉnh quy hoạch nông nghiệp, quy hoạch 3 loại rừng và kế hoạch sử dụng đất cấp huyện, tỉnh.
- Các đơn vị quy hoạch và phòng chống thiên tai khu vực Bắc Trung Bộ: Khai thác số liệu về phân hóa địa hình, địa chất, đới đứt gãy kiến tạo Sơn La và nguy cơ sạt lở, lũ lụt để xây dựng phương án giảm thiểu thiên tai.
Câu hỏi thường gặp
1. Luận án xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan dựa trên những cơ sở lý luận nào?
Luận án kế thừa chỉ tiêu phân loại ở cấp cao (hệ, phụ hệ) theo nguyên tắc địa đới và phi địa đới từ công trình phân loại cảnh quan Việt Nam của Phạm Hoàng Hải và nnk (1997), đồng thời tham khảo các hệ thống phân loại của Liên Xô (A. Isachenko, N. Solntsev, V. Nikolaev) và Vũ Tự Lập (1976). Ở các cấp lớp, phụ lớp, kiểu, hạng, loại, tác giả xây dựng chỉ tiêu dựa trên các yếu tố thành tạo tự nhiên cụ thể của lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa.
2. Đặc điểm địa mạo lưu vực sông Mã tỉnh Thanh Hóa được định lượng như thế nào?
Lãnh thổ gồm 4 kiểu địa hình và 30 bề mặt địa mạo: Núi thấp và núi trung bình bóc mòn - xâm thực chiếm 52,5% (554.949,7 ha với 13 bề mặt); Đồng bằng tích tụ nguồn gốc sông - sông biển chiếm 23,3% (246.312,8 ha với 10 bề mặt); Đồi bóc mòn trên các đá khác nhau chiếm 22,2% (234.527,7 ha với 5 bề mặt); Đồng bằng đồi bóc mòn chiếm 2,0% (21.503,3 ha với 2 bề mặt).
3. Phương pháp phân tích thứ bậc AHP được áp dụng ra sao trong luận án?
Luận án sử dụng phương pháp AHP của T.L. Saaty để xác định trọng số cho các chỉ tiêu đánh giá cảnh quan đối với cây trồng và ngành sản xuất. Ma trận so sánh cặp đôi vuông cấp $n$ được xây dựng theo thang điểm 5 mức ưu tiên (1, 3, 5, 7, 9 và nghịch đảo) dựa trên kết quả tham vấn 10 chuyên gia, nhà khoa học (thuộc Viện Địa lý, Sở NN&PTNT Thanh Hóa, Trường ĐH Hồng Đức). Trọng số được tính thông qua vector nguyên lý Eigen bằng phần mềm Excel, bảo đảm tỷ số nhất quán $CR \le 10%$.
4. Cấu trúc cảnh quan được luận án phân tích qua những khía cạnh và công cụ thực địa nào?
Cấu trúc cảnh quan được phân tích trên 3 khía cạnh gồm cấu trúc đứng, cấu trúc ngang (thông qua hệ số phân cắt $K$) và cấu trúc động lực theo mùa. Tác giả xây dựng 3 lát cắt địa hình - cảnh quan gồm: lát cắt A - B (Tây - Đông), lát cắt C - D (Tây Bắc - Đông Nam) và lát cắt E - F (Đông Bắc - Tây Nam), kết hợp khảo sát thực địa theo tuyến và điểm chìa khóa.
5. Luận án đánh giá thích nghi sinh thái cho những nhóm đối tượng nông - lâm nghiệp nào?
Luận án đánh giá thích nghi cảnh quan cho 5 nhóm loại hình sản xuất: nhóm cây lương thực - thực phẩm, nhóm cây công nghiệp ngắn ngày, nhóm cây ăn quả, rừng sản xuất và rừng phòng hộ.
Kết luận
Luận án "Phân tích cấu trúc và chức năng cảnh quan phục vụ định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Mã (thuộc tỉnh Thanh Hóa)" đã vận dụng lý luận địa lý tự nhiên tổng hợp để làm rõ quy luật phân hóa không gian của các đơn vị cảnh quan theo tiếp cận lưu vực sông. Thông qua việc kết hợp các phương pháp truyền thống với GIS và quy trình phân tích thứ bậc AHP, nghiên cứu đã thành lập hệ thống bản đồ cảnh quan, bản đồ phân vùng cảnh quan và đánh giá thích nghi sinh thái tỷ lệ 1:100.000 cho 5 loại hình sản xuất nông - lâm nghiệp. Các kết quả đạt được cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ định hướng tổ chức không gian sản xuất hợp lý và giảm thiểu tai biến tự nhiên trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.
