C. Đơ thị hóa Các yếu tố văn hóa
1.5.2. Đánh giá theo hình thái cảnh quan:
Đánh giá theo hình thái cảnh quan (độ đo cảnh quan) là một trong những mơ hình lý thuyết quan trọng của STCQ, được định nghĩa là “các thuật toán định lượng các đặc điểm không gian đặc thù của một mảnh rời rạc, một kiểu lớp phủ riêng biệt hoặc toàn bộ cảnh quan…” [52,54,56].
Các độ đo cảnh quan được phân thành 5 lớp là: (i) lớp độ đo độ phong phú; (ii) lớp độ đo độ đa dạng; (iii) lớp độ đo độ ưu thế; (iv) lớp độ đo độ đều; (v) lớp độ đo độ đồng nhất, bất đồng nhất. Các độ đo cảnh quan được sử dụng trong quy hoạch không gian, quy hoạch cảnh quan, thiết kế các mạng lưới sinh thái và khu bảo tồn thiên nhiên, lựa chọn các khu vực cần được bảo vệ, đánh giá cảnh quan, đánh giá tác động môi trường chiến lược trong quy hoạch cảnh quan,...
Các độ đo cảnh quan giúp khai thác các hiểu biết về sinh thái trong mối quan hệ cấu trúc và chức năng của cảnh quan. Cấu trúc, chức năng và biến đổi là ba đặc trưng chính về sinh thái của cảnh quan. Theo đó, cấu trúc hình thái của cảnh quan tác động mạnh tới các q trình và tính chất của sinh thái. Điều này chi phối tới sự phong phú và đa dạng của cấu trúc khơng gian, tác động tới q trình quy hoạch và quản lý của cảnh quan. Sự thay đổi về cấu trúc cũng tạo điều kiện cho sự thay đổi về chức năng của cảnh quan. Do đó, cần có những hiểu biết, xác định nhu cầu quy hoạch và quản lý những thay đổi này thông qua việc xác định mối tương tác đầy biến động của cấu trúc và chức năng. Quá trình nghiên cứu các thành phần cơ bản của cảnh quan là tiền đề để xác định chức năng cảnh quan. Thơng qua đó, các giải pháp không gian trên cơ sở điều kiện sinh thái được tiến hành dự báo.
Quá trình phân mảnh môi trường sống hay bất đồng nhất của cảnh quan thể hiện quá trình biến đổi về cấu trúc và chức năng. Những thay đổi được đề cập theo ba hướng chính: (i) sự biến mất của mơi trường sống nguyên bản; (ii) giảm kích thước của các mảnh rời rạc; (iii) tăng tính tập trung của các mảnh rời rạc. Q trình định lượng những thay đổi có thể xác định thơng qua các chỉ số cảnh quan. Cấu trúc của cảnh quan thường được xác định thông qua hai yếu tố: (i) thành phần cấu tạo (composition) và (ii) hình thể, hình dạng (configuration). Đối với thành phần cấu tạo, các độ đo này mang đặc trưng phi khơng gian, khơng phản ánh được hình dạng và vị trí của mảnh rời rạc (tỷ lệ, độ ưu thế, độ đa dạng). Đối với hình dạng, các độ đo này mang đặc trưng khơng gian của các mảnh rời rạc có liên quan tới hình thể hay sự phân bố khơng gian của chúng.
Các độ đo cảnh quan là công cụ hữu dụng và cần thiết để ứng dụng các nguyên lý STCQ vào trong hoạt động quy hoạch. Đây là những công cụ quy hoạch sinh thái cơ bản, hỗ trợ đắc lực cho quá trình định lượng sự sắp xếp các thành phần cấu trúc của cảnh quan theo cả không gian và thời gian.
Độ đo cảnh quan về thành phần cấu tạo thường dùng: độ giàu mảnh (PR), tỷ lệ % diện tích (CAP), số lượng mảnh (NP), mật độ mảnh rời rạc (PD), kích thước
mảnh trung bình (MPS). Các chỉ số PR và CAP giúp xác định mức độ đơn giản hóa (suy giảm tính đa dạng, tăng tính đồng nhất) về mặt sinh thái của cảnh quan. Các chỉ số NP, PD và MPS cho phép xác định mức độ phân mảnh của quá trình sinh thái (giảm tính kết nối, tăng tính tập trung, gia tăng diện tính biên của các mảnh). Độ đo cảnh quan về hình thái thường dùng: tỷ số chu vi và diện tích (SHAPE), tương phản về biên (TECI), chỉ số lân cận trung bình (MPI). Các độ đo này giúp xác định sự mở rộng bất thường của các hiện tượng có tính xáo trộn bên trong cảnh quan (cháy rừng, dịch bệnh,...).
Để thực hiện đánh giá theo hình thái (độ đo cảnh quan), hiện nay trên thế giới chủ yếu sử dụng gói phần mềm Fragstats. Đây là một chương trình phần mềm máy tính được thiết kế để tính tốn nhiều loại số liệu cảnh quan khác nhau cho các mẫu bản đồ phân loại. Phần mềm gốc (version 2) được phát hành trong phạm vi rộng trong năm 1995 cùng với việc xuất bản Báo cáo kỹ thuật chung của Dịch vụ lâm nghiệp USDA (McGarigal và Marks 1995). Kể từ đó, hàng trăm chuyên gia đã sử dụng Fragstats. Do sự phổ biến của nó, chương trình đã được cải tiến lại hoàn toàn vào năm 2002 (phiên bản 3). Gần đây, chương trình đã được nâng cấp để phù hợp với ArcGIS.10 (version 3.4). Bản phát hành mới nhất (version 4) phản ánh việc cải tiến phần mềm, với kiến trúc được thiết kế lại hoàn toàn nhằm hỗ trợ bổ sung các số liệu các cấp độ. Bản phát hành hiện tại của phiên bản 4 (version 4.2) về cơ bản có chức năng tương tự như phiên bản 3, nhưng với giao diện người dùng mới phản ánh thiết kế lại kiến trúc mơ hình, hỗ trợ các định dạng hình ảnh bổ sung và nhiều phương pháp lấy mẫu để phân tích phụ hình ảnh địa hình [43,44].
Trong luận án này NCS sử dụng gói phần mềm Fragstats xác định một số độ đo của các đơn vị cảnh quan nhằm đánh giá hình thái cảnh quan để làm cơ sở đưa ra các khuyến nghị về sử dụng hợp lý cảnh quan khu vực nghiên cứu.
Bảng 1.1. Các chỉ số độ đo sử dụng để phân tích cảnh quan tỉnh Lạng Sơn
Các chỉ số độ đo Công thức Đặc trưng Chỉ số mảnh lớn nhất (LPI) ( ) n j 1 ij max a LPI (100) A = = LPI : là chỉ số mảnh rời rạc lớn nhất (%) aij : là kích thước mảnh rời rạc lớn nhất (ha)