Các hợp phần tự nhiên cấu tạo cảnh quan tồn tại trong mối liên hệ tương hỗ với nhau trong một hệ thống thông qua các luồng trao đổi vật chất, năng lượng và thơng tin. Chính mối liên hệ tương hỗ giữa các hợp phần cấu tạo cảnh quan quyết định cấu trúc của nó, nghĩa là quyết định sự tổ chức bên trong các vật thể và hiện tượng trong hệ thống vật chất phức tạp này.
Theo A.G. Isatsenko, cấu trúc cảnh quan gồm không chỉ là các thành phần cấu tạo, mà cịn là những đơn vị hình thái của nó như diện địa lý, dạng địa lý. Ngồi ra, X.V. Kalexnik cịn xếp những nét quan trọng nhất của nhịp điệu theo mùa biểu hiện trong sự thay đổi cảnh trí vào đặc điểm cấu trúc của cảnh quan.
Có hai kiểu cấu trúc của cảnh quan: Cấu trúc không gian và cấu trúc chức năng.
a. Cấu trúc không gian
Gồm có cấu trúc thẳng đứng và cấu trúc ngang của cảnh quan.
* Cấu trúc thẳng đứng
Sự phân bố các hợp phần tự nhiên trong cảnh quan theo tầng tạo
nên cấu trúc thẳng đứng của nó. Dưới cùng là nền địa chất, trên đó là kiểu địa hình và lớp phủ thổ nhưỡng tương ứng, các dạng tập trung nước, lớp thảm thực vật và trên cùng là phần dưới của tầng đối lưu của khí quyển. Giữa chúng có mối tác động qua lại trong một thể
thống nhất và quyết định đặc tính của từng cảnh quan. Cấu trúc thẳng đứng của cảnh quan được thể hiện qua lát cắt tổng hợp địa lý tự nhiên.
Hình 1.1. Mơ hình chuỗi cặp quan hệ giữa các thành phần cấu tạo của một địa tổng thể (Vũ Tự Lập, 1976)
* Cấu trúc ngang (còn gọi là cấu trúc hình thái của cảnh quan)
Các hợp phần của cảnh quan còn được tổ chức theo chiều ngang. Cảnh quan được cấu tạo bởi một số địa hệ cấp thấp hơn (đơn vị hình thái cảnh quan) phân bố theo chiều ngang. Các đơn vị hình thái cảnh quan bao gồm: Diện địa lý, nhóm diện địa lý, á dạng, dạng địa lý, á cảnh hoặc á đai cao (dùng cho cảnh miền núi).
- Diện địa lý (cảnh diện, cảnh tướng)
Danh từ diện địa lý được gọi bằng nhiều tên khác nhau: Cảnh diện, cảnh tướng (A.G. Isatsenko, N.A. Soltxev), diện địa lý (N.I. Mikhailov, V.I. Prokaev, Vũ Tự Lập).
Theo A.G. Isatsenko, diện địa lý là một đơn vị địa lý tự nhiên nhỏ nhất (cấp sơ đẳng) được đặc trưng bằng những điều kiện địa thế và sinh cảnh đồng nhất và có cùng một địa sinh vật quần. Diện địa lý được hình thành trong phạm vị một bộ phận của trung địa hình hay với một dạng vi địa hình riêng biệt, có đá mẹ và một chế độ thủy văn đồng nhất, một vi khí hậu và một thổ nhưỡng. Như vậy, diện địa lý có những điều kiện sống đồng nhất như trong một cảnh sinh thái.
T8 T T 7 T6 T5 T4 T3 T2 T1
Diện địa lý là hạt nhân địa hóa học và năng lượng đầu tiên trong cảnh quan, tựa như tế bào trong vật thể sống. Nghiên cứu sự tuần hoàn và biến đổi năng lượng và vật chất trong cảnh quan cần bắt đầu từ diện địa lý. Tuy nhiên, diện địa lý không phải là những hệ thống độc lập, chúng chỉ là những bộ phận cấu thành của cảnh quan nên chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau, trao đổi vật chất và năng lượng với nhau. Thường diện địa lý thay thế nhau một cách có quy luật theo lát cắt địa hình tạo nên những loạt diện địa lý. Một loạt diện địa lý chiếm những dạng địa hình lồi và lõm nối 2 hay 3, 4 dạng địa lý gần nhau. B.B. Polưnov đã xác định 3 kiểu diện địa lý cơ bản: Kiểu tàn tích, kiểu diện địa lý trên cạn và kiểu dưới nước.
Có thể phân biệt một số diện địa lý cơ bản: Diện địa lý gồm một phần của một dạng vi địa hình; ví dụ một bộ phận của trung tâm bồn trũng; diện địa lý gồm tồn bộ vi địa hình, ví dụ di tích lịng sơng cũ trên bãi bồi, gị tự nhiên trên bãi sơng; diện địa lý gồm một bộ phận của dạng trung địa hình, ví dụ đỉnh đồi, sườn đồi. Quanh một dãy đồi từ trên xuống dưới có thể phân biệt ra một số diện địa lý: Diện địa lý đá gốc trên đỉnh, diện địa lý các sườn dốc, diện địa lý sườn thoải, diện địa lý sườn tích, diện địa lý lịng trũng giữa các đồi…
K.G. Raman đã xây dựng một sơ đồ các địa thế và diện địa lý chủ yếu áp dụng ở nước Cộng hịa Latvia (Hình 1.2).
Các diện địa lý tự nhiên có thể bị biến đổi mạnh mẽ do tác động của con người. Hoạt động kinh tế làm thay đổi mạnh thực bì và động vật cũng như thổ nhưỡng, chế độ nước, vi khí hậu của diện địa lý, hình thành nên những diện địa lý thứ sinh. Những sự biến thể của các cảnh diện gốc như vậy thường có tính chất tạm thời, nó có thể dần dần trở lại trạng thái gần như lúc ban đầu trong trường hợp nó khơng cịn được sử dụng vào mục đích kinh tế nữa. Cũng có trường hợp diện địa lý bị phá hủy toàn bộ như việc sử dụng vào xây dựng cơng trình đường sá, đập nước.
- Nhóm diện địa lý
Các diện địa lý không phát triển độc lập với nhau, trái lại chúng phụ thuộc lẫn nhau rất chặt chẽ và tạo nên các địa tổng thể lớn hơn. Các diện địa lý có liên hệ mật thiết, nhất là những diện phát sinh trên cùng một yếu tố của dạng trung địa hình, khi đó nó tạo nên một nhóm diện có quan hệ rất chặt chẽ với nhau về mặt địa hóa. Ví dụ, nhóm diện đỉnh dãy đồi, nhóm diện sườn, nhóm diện đáy…
- Dạng địa lý (cảnh khu địa lý)
Danh từ dạng địa lý cịn có tên gọi là cảnh khu địa lý (N.I. Mikhailov). Dạng địa lý là một tập hợp các diện địa lý có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, là đơn vị trên cấp diện địa lý và dưới cấp cảnh quan. Theo A.G. Isatsenko “Dạng địa lý là một bộ phận của cảnh quan, bản
thân nó là một hệ thống liên kết các cảnh diện (diện địa lý) liên quan với từng dạng địa hình lồi hay lõm hay với những bộ phận đất bằng phẳng giữa các sông, trên một vật thể (đá mẹ) đồng nhất và được nối liền bởi một hướng vận động chung của nước, của sự vận chuyển vật chất rắn và di chuyển các nguyên tố hóa học thống nhất”.
Biểu hiện đặc biệt rõ rệt các dạng địa lý ở dạng địa hình lồi (dương) và lõm (âm) xen kẽ như những đồi, thung lũng, bãi bồi… Đặc điểm của các dạng địa lý không chỉ lệ thuộc vào loại dạng địa hình bên ngồi mà còn vào sự phát sinh của chúng và thành phần nham thạch của đá mẹ, vì sự khác biệt về đá mẹ sẽ ảnh hưởng đến đặc điểm
chế độ nhiệt, nước cũng như tới việc hình thành thổ nhưỡng và sinh quần. Ví dụ: Một cảnh quan cồn cát duyên hải có thể bao gồm các dạng địa lý: Bãi biển, cồn cát, lạch trũng… Dạng địa lý bãi biển có thể được phân biệt ra các diện địa lý: Hạ triều, trung triều, cao triều. Mỗi cồn cát là một dạng địa lý vì ứng với một dạng trung địa hình, nhưng nếu cồn cát đó kéo dài hàng chục km, có sự phân hóa về đá mẹ, điều kiện thốt nước, thổ nhưỡng và sinh vật thì có thể phân hóa thành 2, 3,… dạng địa lý.
Hình 1.3. Mơ hình cấu trúc ngang của một cảnh địa lý đồi xen thung lũng bồi tụ - xâm thực (Vũ Tự Lập, 1976)
Bất kỳ một dạng địa lý nào cũng là một hệ thống có quy luật các diện địa lý hoặc nhóm diện địa lý, tính chất kết hợp của các diện địa lý trong phạm vi một dạng địa lý có thể rất khác nhau.
Tùy thuộc vào mức độ phức tạp của cấu tạo bên trong, phân biệt ra các dạng địa lý đơn giản và phức tạp. N.A. Soltxev cho rằng ở dạng địa lý đơn giản, mỗi bộ phận trung địa hình chỉ có một cảnh diện; cịn ở dạng địa lý cơ bản (thống trị) và dạng địa lý thứ cấp (phụ thuộc) tùy thuộc vào vai trò của chúng trong cấu trúc hình thái của cảnh quan. Các dạng địa lý cơ bản làm cơ sở (làm nền) cho cảnh quan, thường chiếm ưu thế về diện tích; cịn dạng địa lý phụ thuộc nằm rải rác trên nền và đóng vai trị thứ yếu. A.G. Isatsenko cho rằng sự phân biệt như vậy còn quá đơn giản. Theo ông, khi phân loại các dạng địa lý cần
xuất phát từ sự giống nhau và khác nhau có tính chất phát sinh tồn tại giữa chúng và cả từ sự kết hợp các diện địa lý đối với mỗi kiểu hay loại dạng địa lý.
Có thể phân biệt ra 2 loại dạng địa lý:
+ Các dạng địa lý có liên quan đến các dạng lồi của trung địa hình với các khu vực phân thủy khác được nâng lên.
+ Các dạng địa lý có liên quan đến dạng lõm của trung địa hình cũng như các thềm thấp.
Mỗi loại có những điều kiện khác nhau về mặt thốt nước, vị trí của mực nước ngầm, điều kiện khí hậu tại chỗ và kết hợp của một loại diện địa lý thống trị.
Trong cấu trúc ngang của cảnh quan, ngoài 2 đơn vị cấu tạo chủ yếu là diện địa lý và dạng địa lý, cịn có thể phân biệt thêm một số đơn vị trung gian. Nhiều cảnh quan phức tạp về mặt hình thái bắt buộc phải phân ra 5 - 6 bậc, như giữa cảnh diện và cảnh khu có bậc trung gian là phụ cảnh khu; giữa cảnh khu và cảnh quan có bậc cảnh khu phức tạp. Những đơn vị trung gian này thường bổ trợ cho một số cảnh quan và thường có ý nghĩa địa phương hẹp.
Qua hoạt động sản xuất, tác động của con người làm biến đổi tự nhiên mạnh và nhiều nhất ở diện địa lý, đối với dạng địa lý ít bị biến đổi hơn; cịn biến đổi được cảnh quan thì khó hơn nhiều vì cảnh quan là một thành tạo ổn định được cấu tạo do sự phối hợp các lực địa đới và phi địa đới của tự nhiên.
- Nhóm dạng địa lý
Nhóm dạng địa lý là những tập hợp của nhiều dạng địa lý, nhưng điểm khác nhau ở chỗ nhóm dạng bao gồm những dạng không tách rời nhau mà như là khắc vào nhau. Nhóm dạng chỉ là một dạng trung địa hình âm hoặc dương cỡ lớn, có thêm một số dạng trung địa hình dương hoặc âm cỡ nhỏ phát triển kề bên. Ví dụ, nhóm dạng đồi - khe rãnh, các khe rãnh là dạng trung địa hình âm cỡ nhỏ khắc vào sườn một dạng trung địa hình đồi dương lớn và chưa chia cắt hẳn quả đồi đó rời ra thành các quả đồi nhỏ.
- Á đai địa lý
Đây là một cấp bổ trợ dùng cho miền núi khi cảnh miền núi cịn có sự thay đổi thứ cấp trong các điều kiện nhiệt-ẩm của đai cao, thể hiện trong sự biến dạng của lớp phủ thổ nhưỡng - thực vật. Ví dụ, nếu đai cao là đai rừng á nhiệt đới ẩm thì căn cứ vào thành phần lồi cây có thể gặp các á đai rừng Dẻ, á đai rừng Sồi, á đai rừng Vân sam, á đai rừng lá rộng, á đai rừng lá kim…
b. Cấu trúc chức năng của cảnh quan
Cấu trúc khơng gian là một mặt quan trọng trong tính tổ chức của cảnh quan, nhưng riêng nó vẫn chưa lột tả được tồn bộ bản chất cấu trúc của cảnh quan. Các hợp phần cấu tạo cảnh quan luôn luôn tác động qua lại và ảnh hưởng lẫn nhau, bản chất của sự tác động này là sự trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra giữa chúng và đi kèm với sự biến đổi của năng lượng và vật chất. Tổng hợp các quá trình trao đổi và biến đổi của vật chất và năng lượng trong một cảnh quan gọi là hoạt động chức năng của cảnh quan hay cấu trúc chức năng của cảnh quan.
Sự hoạt động chức năng của cảnh quan tuân theo những quy luật của cơ học, vật lý, hóa học và sinh học; bao gồm các quá trình sơ đẳng như sự chuyển động cơ học của vật liệu vụn, sự bốc hơi nước từ bề mặt đất, sự thẩm thấu của nước, sự di chuyển của các nguyên tố hóa học, sự quang hợp, sự khống hóa các hợp chất hữu cơ… Tuy nhiên, hoạt động chức năng của cảnh quan là một hoạt động tổng hợp, cao hơn nhiều so với tất cả các quá trình sơ đẳng hợp lại. Xác định được điều đó là một nhiệm vụ phức tạp và khó khăn.
Theo A.G. Isatsenko, có thể vạch ra các kênh quan hệ chủ yếu giữa các thành phần trong cấu trúc cảnh quan:
* Sự chuyển động cơ học (do trọng lực) của vật chất (thể rắn, thể
lỏng, thể khí) đi kèm với sự biến đổi thế năng thành động năng. Đặc điểm của kênh này là tính có hướng một chiều, đóng vai trị quan trọng trong hệ thống các mối liên hệ theo chiều thẳng đứng và cũng như theo chiều ngang. Đặc biệt là sự tập hợp của các diện địa lý
vào dạng địa lý và các dạng địa lý vào cảnh quan được thực hiện trong một chừng mực theo kênh này.
* Các quá trình vật lý (phân tử) bảo đảm các khâu quan trọng
trong sự trao đổi chủ yếu theo chiều thẳng đứng giữa các hợp phần; ví dụ sự bốc hơi, sự dâng lên của nước theo mao mạch trong đất, các dịng đối lưu của khơng khí. Tất cả các q trình này được thực hiện nhờ năng lượng bức xạ Mặt Trời và đi kèm với sự biến đổi của nó.
Hình 1.4. Các kênh quan hệ chủ yếu giữa các thành phần trong các cảnh quan sơ đẳng
* Sự chuyển hóa sinh vật là thành phần cực kỳ quan trọng trong
hệ thống các mối quan hệ giữa các hợp phần, nhờ đó vật chất của tất cả các hợp phần trong cảnh quan được lôi cuốn vào sự trao đổi, cũng như năng lượng Mặt trời ở đây được chuyển sang dạng khác. Sự chuyển hóa sinh vật đóng vai trị quan trọng trong việc điều chỉnh và ổn định cảnh quan, nếu như sự mang vật chất ra khỏi cảnh quan diễn ra theo kênh trọng lực thì sự chuyển hóa sinh vật lại giành lấy và giữ nó lại trong vịng tuần hồn sinh vật.
Các mối quan hệ giữa các hợp phần của cảnh quan rất đa dạng, trong đó có mối quan hệ thuận và nghịch. Các quan hệ này lại có thể là tích cực (dương) hoặc tiêu cực (âm). Đáng chú ý là mối quan hệ nghịch dương thể hiện ở chỗ quá trình xuất hiện do sự tác động của
một nhân tố nào đó lại tăng cường chính bản thân nó, cịn trong quan hệ nghịch âm thì chính q trình đó bị suy yếu đi.
Như vậy, cảnh quan cũng như các địa hệ thống khác có khả năng tự điều chỉnh. Sự tồn tại của các mối quan hệ nghịch dương và nghịch âm trong quá trình tự điều chỉnh của các dạng tín hiệu quan hệ giữa các hợp phần đã cung cấp cơ sở cho một số nhà địa lý học (V.B. Xotxava, V.X. Preobrazenski, A.D. Armand) coi các địa tổng thể nói chung và cảnh quan nói riêng khơng chỉ là các hệ vật chất - năng lượng, mà cịn là các hệ thơng tin.