Nghiên cứu xây dựng hệ thống phân loại và thành lập bản đồ cảnh quan lãnh thổ tỉnh Sơn La - Phạm Anh Tuân

90 TẠP CHÍ KHOA HỌC Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Số 6 (9/2016) tr 90 - 98 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CẢNH QUAN LÃNH THỔ TỈNH SƠN LA Phạm Anh Tuân Khoa Sử - Địa, Trường Đại học Tây Bắc Tóm tắt: Tỉnh Sơn La có điều kiện tự nhiên đa dạng, các hợp phần tự nhiên và cảnh quan (CQ) mang đặc thù của miền núi, là hệ quả của mối tương tác phức tạp giữa các hợp phần và nhân tố thành tạo cảnh quan. Trên quan điểm tiếp cận lãnh thổ, hệ thống và tổng hợp; bằng phương pháp phân tích nhân tố trội, so sánh theo đặc điểm riêng biệt của các chỉ tiêu chuẩn đoán từng cấp phân vị, phân tích tổng hợp và liên hợp các bản đồ hợp phần để xác định các đơn vị cảnh quan và thể hiện các khoanh vi cụ thể trên bản đồ. Ở tỉ lệ nghiên cứu 1:50.000, trên cơ sở tổ hợp giữa 20 loại đất và 06 kiểu lớp phủ thực vật, lãnh thổ Sơn La phân hóa thành 03 lớp cảnh quan, 06 phụ lớp cảnh quan, 02 kiểu cảnh quan, 06 phụ kiểu cảnh quan, 187 loại và 639 dạng cảnh quan. Đặc điểm, cấu trúc các đơn vị phân loại đã thể hiện được các quy luật phân hóa, động lực và chức năng của các thể tổng hợp địa lí tự nhiên lãnh thổ Sơn La. Từ khóa: Phân loại cảnh quan Sơn La, bản đồ cảnh quan Sơn La 1. Mở đầu: Sự hình thành các đơn vị cảnh quan được quyết định bởi các quy luật tự nhiên. Xây dựng hệ thống phân loại và thành lập bản đồ cảnh quan là khâu quan trọng nhất trong nghiên cứu, đánh giá cảnh quan. Quan niệm về cảnh quan có hai trường phái chính. Cảnh quan là đơn vị phân kiểu có nghiên cứu của Nguyễn Thành Long (1993) [6], Phạm Quang Anh (1996), Phạm Hoàng Hải, và cộng sự (1997) [3,4]. Cảnh quan là đơn vị cá thể có nghiên cứu của Vũ Tự Lập (1976), Nguyễn Thế Thôn, (2000) [5]. Các hệ thống phân loại có sự khác nhau về số lượng các cấp phân vị cũng như chỉ tiêu phân loại nhưng cơ bản vẫn được thực hiện trên nguyên tắc phát sinh và tổng hợp. Sơn La là tỉnh có diện tích lớn thứ ba cả nước, điều kiện tự nhiên phân hóa đa dạng. Trong khoảng 10 năm qua (2005- 2015), biến đổi sử dụng đất diễn ra mạnh mẽ, rủi do thiên tai ngày càng tăng, đe dọa đến sinh kế của một bộ phận dân cư. Vì vậy, nghiên cứu xây dựng hệ thống phân loại và thành lập bản đồ cảnh quan tỉ lệ 1:50.000 ở tỉnh Sơn La là cần thiết nhằm phát hiện và làm sáng tỏ cơ Ngày nhận bài: 22/6/2016. Ngày nhận đăng: 25/9/2016 Liên lạc: Phạm Anh Tuân, e - mail phamtuantbu@gmail.com 91 chế của sự phân hóa tự nhiên, tạo lập cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá cảnh quan phục vụ các mục đích ứng dụng thực tiễn tại tỉnh Sơn La. 2. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Dữ liệu nghiên cứu chính Bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000 [2] có các hệ tầng, đứt gãy và các phức hệ macma chủ yếu (hình 2) nhằm xác định nền tảng rắn và dinh dưỡng trong cảnh quan. Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:50.000 [8], được thể hiện bằng các đường bình độ và điểm độ cao, cơ sở xây dựng mô hình số độ cao (hình 2), xác định lớp và phụ lớp cảnh quan. Số liệu khí hậu tại 12 trạm [7], cơ sở để xác định kiểu sinh khí hậu ở các khu vực cụ thể, cơ sở phân chia kiểu, phụ kiểu cảnh quan. Bản đồ thổ nhưỡng [9] và bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật (hình 3), cơ sở phân chia loại cảnh quan. Bản đồ độ dốc và tầng dày đất, cơ sở phân chia dạng cảnh quan. Phần mềm được lựa chọn để tính toán và thành lập các bản đồ chuyên đề là ArcGIS 10.5 và Mapinfo 12.0. Hình 2. Bản đồ địa chất và địa hình tỉnh Sơn La. Hình 3. Bản đồ lớp phủ thực vật và thổ nhưỡng tỉnh Sơn La. 2.2. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu 92 Phương pháp khảo sát cảnh quan ngoài thực địa: được tiến hành dựa trên các khảo sát chi tiết các hợp phần cảnh quan và theo lát cắt cảnh quan. Đây là tiền đề đưa ra những phân tích, giúp tìm ra quy luật chung của lãnh thổ. Trên cơ sở đó, khoanh vẽ thành lập bản đồ cảnh quan. Phương pháp toán: Phương pháp toán cho phép tính toán các giá trị định lượng và bán định lượng trong nghiên cứu, đánh giá các đặc trưng cảnh quan. Trong nghiên cứu cảnh quan, phương pháp toán xuất phát từ các mô hình tính toán các yếu tố: các độ đo độ phong phú, các độ đo độ đa dạng và các độ đo khác (diện tích, biên, mật độ mảnh rời rạc, của cảnh quan). Phương pháp bản đồ và hệ thông tin địa lí: Phương pháp này được sử dụng nhằm thể hiện mối quan hệ giữa các đối tượng địa lí trong không gian lãnh. Đồng thời, được tích hợp trong xây dựng bản đồ cảnh quan giúp quá trình phân tích liên hợp các bản đồ thành phần được thực hiện một cách chính xác và khách quan. Trong quá trình thực hiện, nghiên cứu đã sử dụng phần mềm MapInfo để xây dựng và biên tập các bản đồ hợp phần (sơ đồ địa chất, bản đồ địa mạo, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ hiện trạng sử dụng đất), bản đồ cảnh quan. Phương pháp phân tích liên hợp các bản đồ thành phần: Thực hiện phương pháp này, tác giả tiến hành chồng xếp, phân tích liên hợp các bản đồ thành phần (địa chất, địa hình, thổ nhưỡng, thảm thực vật). Từ đó, xác định được nhân tố trội, ranh giới và vị trí của các đơn vị cảnh quan. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Xây dựng chỉ tiêu chuẩn đoán các cấp phân vị trong phân loại cảnh quan lãnh thổ Sơn La Chỉ tiêu chuẩn đoán là những dấu hiệu để nhận biết địa tổng thể đó thuộc cấp phân vị nào [1,3]. Áp dụng hệ thống phân loại của Phạm Hoàng Hải và cộng sự [3] để xây dựng chỉ tiêu chuẩn đoán các cấp phân vị trong phân loại cảnh quan lãnh thổ Sơn La tỉ lệ 1:50.000. Hệ thống phân loại gồm 06 cấp: Lớp cảnh quan  Phụ lớp cảnh quan  Kiểu cảnh quan  Phụ kiểu cảnh quan  Loại cảnh quan  Dạng cảnh quan. (Bảng 1). Bảng 1. Hệ thống phân loại cảnh quan lãnh thổ tỉnh Sơn La TT Cấp phân vị Dấu hiệu phân loại, tên gọi và kí hiệu 1 Lớp Cảnh quan Dấu hiệu: Đặc trưng hình thái phát sinh của kiểu địa hình, quy định tính đồng nhất của hai quá trình lớn trong chu trình vật chất bóc mòn và tích tụ. Tên gọi: Lớp CQ núi (L1); Lớp CQ cao nguyên (L2); Lớp CQ thung lũng (L3). 2 Phụ lớp cảnh quan Dấu hiệu: Được phân chia trong phạm vi lớp, dựa vào độ cao và phân cắt sâu. Tên gọi: Phụ lớp núi cao (PL1); phụ lớp núi trung bình (PL2); Phụ lớp núi thấp (PL3); Phụ lớp cao nguyên cao (PL4); Phụ lớp cao nguyên thấp (PL5); Phụ lớp thung lũng (PL6). 3 Kiểu cảnh quan Dấu hiệu: Đặc điểm sinh khí hậu chung quyết định sự thành tạo các kiểu thảm thực vật phát sinh. Tên gọi: Rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa (K1); rừng rậm thường xanh nhiệt đới nửa rụng lá mưa mùa (K2). 93 TT Cấp phân vị Dấu hiệu phân loại, tên gọi và kí hiệu 4 Phụ kiểu cảnh quan Dấu hiệu: Đặc trưng định lượng sinh khí hậu cực đoan, quyết định ngưỡng tới hạn phát triển của loại thực vật. Tên gọi: Á nhiệt đới gió mùa ẩm ướt trên núi cao (PK1); Nhiệt đới gió mùa ẩm trên núi trung bình (PK2); Nhiệt đới gió mùa ẩm trên núi thấp (PK3); Á nhiệt đới gió mùa ẩm trên cao nguyên cao (PK4); Nhiệt đới gió mùa ẩm trên cao nguyên thấp (PK5); Nhiệt đới gió mùa hơi ẩm dưới thung lũng (PK6); Nhiệt đới gió mùa hơi khô (PK7). 5 Loại cảnh quan Dấu hiệu: Đặc trưng bởi mối quan hệ tương hỗ giữa lớp phủ thực vật với các loại đất. Tên gọi: Bao gồm tổng số 187 loại CQ phát triển trên 6 kiểu lớp phủ thực vật và 20 loại đất. (số thứ tự 01 đến 187). 6 Dạng cảnh quan Dấu hiệu: Đơn vị cấu trúc hình thái cảnh quan, thông qua độ dốc và độ dày tầng đất. Tên gọi: Bao gồm tổng số 639 dạng CQ phát triển trên 04 cấp độ dốc và 03 cấp độ dày tầng đất thuộc 187 loại cảnh quan. Hệ thống phân loại trên được thiết lập đã thể hiện: Cấu trúc thẳng đứng của cảnh quan: Trên cơ sở nền tảng địa chất và kiến tạo địa mạo (nền rắn - dinh dưỡng), đã phân hóa thành các kiểu địa hình: núi cao - núi trung bình - núi thấp - cao nguyên cao - cao nguyên thấp - thung lũng. Sự phân hóa nhiệt ẩm của lãnh thổ trên nền hình thái địa hình, hình thành 06 kiểu khí hậu khác nhau. Hệ quả đã tạo ra động lực và tác nhân cho quá trình di chuyển - tích tụ và phân bố lại vật chất trong các chu trình sinh - địa - hóa cảnh quan tỉnh Sơn La. Mặt khác, đã hình thành 20 loại đất khác nhau cùng với quá trình khai thác lãnh thổ đã tạo nên 06 loại hình lớp phủ thực vật hiện tại trên lãnh thổ. Thể hiện được cấu trúc ngang của cảnh quan: Cấu trúc ngang thể hiện sự phân hóa cảnh quan theo không gian lãnh thổ. Cấu trúc ngang chỉ rõ các mối liên quan trong biến động của mỗi một đơn vị phân loại đối với cả hệ thống cảnh quan của lãnh thổ. Các đơn vị cảnh quan được phân chia từ cấp cao đến cấp thấp, có mối liên hệ chặt chẽ, đặc biệt là sự phụ thuộc trong các đặc điểm đặc trưng của cảnh quan ở các bậc phân chia thấp hơn đối với các cấp ở trên. Thể hiện được chức năng sinh thái của cảnh quan: Các diễn thế sinh thái và các quá trình địa lí tự nhiên thống trị trong lãnh thổ nghiên cứu thể hiện chức năng sinh thái của cảnh quan. Trong hệ thống phân loại cảnh quan tỉnh Sơn La, cấp lớp cảnh quan thể hiện đặc trưng hình thái địa hình của lãnh thổ. Cấp phụ lớp cảnh quan thể hiện đặc điểm của nền nham thạch và các dấu hiệu địa mạo cùng quá trình xói mòn đất. Cấp loại cảnh quan phản ánh trạng thái hiện tại của cảnh quan trong loạt diễn thế sinh thái. 3.2. Kết quả phân loại cảnh quan lãnh thổ Sơn La Lớp cảnh quan: Là cấp phân vị dựa dựa vào dựa vào sự phân dị của lãnh thổ thành các kiểu địa hình theo quy luật kiến tạo địa mạo, đặc điểm phát sinh, kiến trúc hình thái mà chỉ tiêu cơ bản là độ cao, độ phân cắt sâu. Xuất phát từ sự phân hóa của các kiểu địa hình, lãnh thổ Sơn La được chia làm 03 lớp cảnh quan (hình 4): lớp cảnh quan núi (L1), lớp cảnh quan cao nguyên (L2), lớp cảnh quan thung lũng (L3) (Bảng 2). 94 Bảng 2. Lớp cảnh quan lãnh thổ tỉnh Sơn La TT Lớp Độ cao tuyệt đối (m) Phân cắt sâu (m/km2 ) Diện tích (ha) Tỉ lệ (%) 1 Núi Trên 500 m Trên 250 m/1km2 966.316 68,75 2 Cao nguyên Trên 300 m Từ 40 - 250 m/1km2 326.567 23,23 3 Thung lũng Dưới 300 m Dưới 250 m/1km2 122.972 9,0 Tổng 1.412.350 100 Phụ lớp cảnh quan: Là cấp phân vị được hình thành do sự phân hóa bên trong lớp cảnh quan, dựa trên các đặc trưng về trắc lượng hình thái của địa hình và sự phân hóa của nền nhiệt - ẩm theo độ cao. Ở Sơn La, tính phân tầng của các điều kiện và quá trình tự nhiên trong hệ thống đai cao đã hình thành thành 06 phụ lớp cảnh quan (Bảng 3), (Hình 4). Bảng 3. Phụ lơp cảnh quan lãnh thổ tỉnh Sơn La TT Phụ lớp Đai cao (m) Phân cắt sâu (m/km2 ) Diện tích (ha) Tỉ lệ (%) 1 Núi cao > 1.700 > 400 32.399 2 2 Núi trung bình 700 - 1.700 250 - 400 493.054 35 3 Núi thấp 500 - 1.000 250 - 400 440.103 31 4 Cao nguyên cao > 700 40 - 250 146.456 10 5 Cao nguyên thấp 300 - 700 40 - 250 180.044 13 6 Thung lũng Dưới 300 < 250 122.972 9 Tổng 1.412.350 100 Hình 4. Bản đồ lớp và phụ lớp cảnh quan tỉnh Sơn La. 95 Kiểu cảnh quan: Dựa vào sự phân hóa tương quan nhiệt ẩm, và tổng nhiệt độ phân hóa theo đai cao trong mối quan hệ kiểu thảm thực vật phát sinh của lãnh thổ. Dựa vào tương quan nhiệt ẩm của Xelianhinôp: K=R/0,1*∑t [3]. Trong đó: R: Lượng mưa trung bình năm; ∑t: Tổng nhiệt độ những ngày có nhiệt độ trên 100C. Chỉ số K ở Sơn La dao động từ 1,47 đến 3,5. Theo đó, lãnh thổ Sơn La có 02 kiểu CQ. Kiểu CQ rừng rậm thường xanh nhiệt đới mưa mùa (kí hiệu - K1) và Kiểu CQ rừng rậm thường xanh nhiệt đới nửa rụng lá mưa mùa (kí hiệu K2) Phụ kiểu cảnh quan: Đặc trưng định lượng sinh khí hậu cực đoan, quyết định ngưỡng tới hạn phát triển của loại thực vật. Dựa vào sự tổ hợp giữa kiểu cảnh quan và phụ lớp cảnh quan, lãnh thổ Sơn La có 07 phụ kiểu cảnh quan. Loại cảnh quan: Là cấp phận vị được phân chia từ các phụ lớp cảnh quan. Trên cơ sở tổ hợp giữa 20 loại đất và 06 kiểu lớp phủ thực vật thuộc 06 phụ lớp, 02 kiểu khí hậu đã hình thành 187 loại cảnh quan (hình 5), thể hiện được các quy luật phân hóa, động lực và chức năng của các thể tổng hợp địa lí tự nhiên trên lãnh thổ Sơn La. Dạng cảnh quan: Là cấp phận vị thể hiện cấu trúc hình thái cảnh quan, được phân chia từ các loại cảnh quan dựa trên sự đồng nhất về độ dốc, độ dày mỏng của tầng đất và mức độ nhân tác của con người. Trên cơ sở tổ hợp giữa 04 cấp độ dốc và 03 cấp độ dày tầng đất trong từng loại cảnh quan đã hình thành 639 dạng cảnh quan. 3.3. Thành lập bản đồ cảnh quan lãnh thổ Sơn La Bản đồ cảnh quan thể hiện đầy đủ các đặc điểm, mối quan hệ tương hỗ giữa các hợp phần tự nhiên trong từng đơn vị cảnh quan và giữa các đơn vị cảnh quan một cách khách quan. Đây là sản phẩm quan trọng nhất của công tác nghiên cứu, đánh giá, cảnh quan (Hình 5). Hình 5: Bản đồ cảnh quan tỉnh Sơn La. Chú giải bản đồ cảnh quan giải thích những yếu tố biểu thị trên bản đồ, là tài liệu chứa đựng những thông tin cô đọng và chặt chẽ, đồng thời thể hiện rõ cấu trúc, chức năng và động 96 lực của cảnh quan. Trong bảng chú giải bản đồ cảnh quan Sơn La, các cấp phân vị của hệ thống phân loại CQ được xếp thành 02 nhóm: nền tảng nhiệt - ẩm và nền tảng rắn - dinh dưỡng. Nền tảng nhiệt - ẩm bao gồm: Kiểu cảnh quan, phụ kiểu cảnh quan được sắp xếp theo hàng ngang thể hiện chế độ hoàn lưu, đặc điểm khí hậu và các đặc trưng cực đoan của khí hậu. Trong nhóm này có 02 kiểu cảnh quan, 07 phụ kiểu cảnh quan. Nền tảng rắn - dinh dưỡng bao gồm: Lớp cảnh quan, phụ lớp cảnh quan được sắp xếp theo cột hàng dọc thể hiện cấu trúc hình thái địa hình và tính phân tầng của các điều kiện tự nhiên. Từ 03 lớp CQ: núi, cao nguyên, thung lũng được phân chia thành 06 phụ lớp CQ: núi cao, núi trung bình, núi thấp, cao nguyên cao, cao nguyên thấp, thung lũng (Hình 6). Hình 6: Chú giải bản đồ cảnh quan tỉnh Sơn La. Loại cảnh quan là kết quả giao thoa giữa hàng và cột trong bảng chú giải ma trận, được đánh số từ 01 đến 187 theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, từ trái sang phải từ trên xuống dưới và thể hiện qua các gam màu sinh thái khác nhau. Dạng cảnh quan là cấp phân vị thấp nhất được 97 phân chia trong từng loại cảnh quan dựa trên sự phân hóa độ dốc và độ dày tầng đất, đánh số thứ tự từ 01 đến 639, bố trí bảng chú giải riêng, dùng để đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây trồng lâu năm, không thể hiện trên bản đồ. 4. Kết luận Hệ thống phân loại cảnh Sơn La quan bao gồm nhiều 06 cấp phân loại. Các cấp bậc cao biểu hiện tính chất địa đới của tự nhiên, các cấp thấp hơn thể hiện quy luật phân hóa phi địa đới và đặc điểm đặc trưng cho hiện trạng tự nhiên của lãnh thổ. Mỗi cấp phân vị trong hệ thông phân loại đều có chỉ tiêu chuẩn đoán rõ ràng, có ranh giới và được biểu hiện trên bản đồ. Đặc điểm, cấu trúc của các đơn vị phân loại thể hiện mối quan hệ, các quy luật hình thành, phát triển và sự phân bố theo lãnh thổ của các đơn vị cảnh quan một cách khách quan. Đây là dữ liệu quan trọng để nghiên cứu các quy luật phân hóa tự nhiên của lãnh thổ phục vụ sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Armand D.L. (1975), Landscape Science, Mysl, Moscow, 288 pages. [2] Cục địa chất và Khoáng sản Việt Nam (2005), Bản đồ địa chất tỉ lệ 1:200.000, Hà Nội. [3] Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh (1997), Cơ sở cảnh quan học của việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường lãnh thổ Việt Nam, Nxb Giáo dục, Hà Nội. [4] Isachenko A.G., A.A. Shlyapnikov (1989), Landscapes, The World Nature series, Mysl, Moscow. 504 pages. [5] Vũ Tự Lập (1976), Cảnh quan địa lý miền Bắc Việt Nam, Nxb Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội. [6] Nguyễn Thành Long, (1993), Nghiên cứu xây dựng bản đồ cảnh quan các tỉ lệ trên lãnh thổ Việt Nam, tài liệu lưu trữ Viện Địa lí, Hà Nội. [7] Tổng cục khí tượng thủy văn (1989), Số liệu khí hậu Việt Nam, Chương trình tiến bộ khoa học kĩ thuật cấp nhà nước 42A. [8] Tổng cục Địa chính (2004), Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50 000, Nxb Bản đồ, Hà Nội. [9] Viện Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp (2005), Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Sơn La tỉ lệ 1:100.000, Hà Nội. 98 A STUDY ON BUILDING CLASSIFICATION SYSTEM AND ESTABLISHING TERRITORIAL LANDSCAPE MAP FOR SON LA PROVINCE Pham Anh Tuan Faculty of History and Geography, Tay Bac University Abstract: Son La province has diverse natural condition, natural components and landscape bear characteristics of the mountains, the result of the complex interaction between components and elements composing landscape. From the viewpoint of territorial approach, systemize and summarize; by method of analyzing dominant factors, comparison individual features of diagnosis standard for each level of division, analyzing summary and conjugating component maps in order to determine the units of landscape then showing small concrete lines on the map. At the rate of 1: 50.000, on the basis of the combination of 20 types of soil and 6 types of botanical cover classes belong to 2 sub-layers, 2 types of climate, Son La territory divides into a system of landscape, a sub-system landscape, 2 types of landscape, 3 classes of landscape, 6 sub-layers of landscape, 187 types sceneries, showing the rule of division, motivation and functions of forms of synthesis natural geography in Son La territory. Keywords: division of landscape, Son La territory, characteristics of Son La territory