Dựa trên nghiên cứu tổng quan về Hạ tầng cảnh quan – xu hướng tiếp cận mới trên cơ sở kế thừa các giải pháp dựa vào thiên nhiên, trong đó xem xét sự bảo toàn và tăng cường kết nối mang tính mạng lưới của hệ thống cây xanh, mặt nước và hạ tầng đô thị – đang ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới, bài báo tập trung làm rõ vai trò và hiệu quả của Hạ tầng cảnh quan trong việc kiến tạo nơi chốn.
Bối cảnh và những nhân tố báo hiệu sự ra đời của Hạ tầng cảnh quan
Bối cảnh đô thị hóa trên thế giới
Theo Zhifeng Liu và cộng sự [1], đô thị hóa đã tăng tốc trên toàn thế giới trong vài thập kỷ qua, Từ năm 2010 đến năm 2050, tỷ lệ dân số đô thị ước tính sẽ tăng từ 51,6% lên 67,2% trên toàn thế giới trong khi diện tích xây dựng sẽ tăng gấp 3 lần. Trong quá trình đô thị hóa, các khu vực rộng lớn của môi trường sống tự nhiên đã bị chuyển đổi thành các bề mặt không thấm nước, bên cạnh đó, sự phát triển của đường bộ, đường sắt và các bề mặt không thấm nước khác dẫn đến sự phân mảnh môi trường nghiêm trọng. Kịch bản trong 5 đến 25 năm tới [2] cho thấy khoảng 25% cảnh quan thiên nhiên còn lại bị xóa bỏ, có tới 30% diện tích môi trường sống cốt lõi bị mất, độ phức tạp của hình dạng cảnh quan tăng lên và số lượng các mảng môi trường sống tự nhiên tăng gấp bốn đến chín lần,sự gia tăng phân mảnh này xảy ra do có sự thay đổi về sử dụng đất. Theo Triển vọng đô thị hóa thế giới [3], vào năm 2011, Châu Á là nơi sinh sống của khoảng một nửa dân số đô thị trên thế giới và đến giữa thế kỷ XXI, hầu hết dân số đô thị trên thế giới sẽ tập trung ở Châu Á (53 phần trăm), sẽ gây nhiều áp lực đến việc duy trì và phát huy bản sắc hình thái đô thị và vấn đề bảo vệ thiên nhiên khu vực.
Tại Việt Nam, theo PGS, TS. Vũ Trọng Lâm và cộng sự [4], tỷ lệ đô thị hóa cả nước tăng từ 30,5% năm 2010 lên đến 38,4% năm 2019. Với xu hướng chung là phát triển nhanh trên cơ sở mở rộng cả về quy mô diện tích đất đai lẫn quy mô dân số về vùng ngoại vi dẫn đến việc phải điều chỉnh ranh giới của đô thị, sáp nhập các đơn vị hành chính trong ranh giới của một tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương, hoặc có liên quan đến ranh giới của hai, ba tỉnh, thành phố. Những khu vực đô thị hóa nhanh đều có hệ thống kết cấu hạ tầng kém phát triển, kết nối hạ tầng giữa các đô thị và giữa đô thị trung tâm với các khu đô thị mới mở rộng, giữa đô thị với các vùng nông thôn còn nhiều yếu kém, tỷ lệ đất giao thông trong các đô thị còn thấp, hầu hết đạt dưới 10% đất xây dựng đô thị; nguồn nước đã và đang bị suy thoái cả về chất lượng và trữ lượng trong khi việc đầu tư phát triển hệ thống cấp nước sinh hoạt chưa đáp ứng nhu cầu người dân, phạm vi bao phủ dịch vụ cấp nước còn thấp. Nhiều khu đô thị mới thiếu cây xanh, công viên, mặt nước; kiến trúc khu vực đô thị còn lộn xộn, thiếu bản sắc theo vùng, miền.
Hạ tầng đô thị và những thách thức
Theo Ayda Alehashemi và cộng sự [5], ban đầu, thuật ngữ Hạ tầng đề cập đến các cấu trúc và cơ sở vật chất và tổ chức cơ bản (ví dụ: tòa nhà, đường sá, nguồn điện) cần thiết cho hoạt động của một xã hội hoặc doanh nghiệp, bắt đầu với mạng lưới giao thông – bước tiến lớn đầu tiên trong việc cải thiện mạng lưới này – được thực hiện vào cuối những năm 1600 và đầu những năm 1800, là các công trình kênh đào đầy tham vọng thay thế các con sông trong và ngoài thành phố. Trong khi đó, các hệ thống nước và cống rãnh được mở rộng và cải thiện rất nhiều. Nhờ sự phát triển của công nghệ, các hệ thống cơ sở hạ tầng mới đã xuất hiện (Bảng 1).
Bảng 1: Các hệ thống cơ sở hạ tầng mới
| STT | Hạ tầng | Thời điểm xuất hiện |
| 1 | Kênh đào | 1600-1700, Pháp |
| 2 | Đường sắt | 1800-1830, Anh |
| 3 | Hệ thống thoát nước | 1800-1870, Pháp |
| 4 | Mạng lưới điện và điện thoại | 1870-1890, Mỹ |
| 5 | Hạ tầng mạng | 1990-2000, Mỹ |
Thiết kế cơ sở hạ tầng nổi lên như một cách quan trọng để định hướng quá trình đô thị hóa. Mặc dù thường thành công về mặt địa chính trị và kinh tế, xu hướng thiết kế hạ tầng cho “mục đích duy nhất” thường dẫn đến cảnh quan bị phá vỡ, các công trình và tòa nhà được cải tạo làm xấu đi, và xóa bỏ các giá trị văn hóa và thiên nhiên.
Bảng 2: Các yếu tố ảnh hưởng đến cách tiếp cận và tư duy khi đưa ra định nghĩa mới về cơ sở hạ tầng trong thế kỷ 21 (Nguồn[1]).
| STT | Bối cảnh | Thách thức |
| 1 | Sự phát triển đơn chiều trong cơ sở hạ tầng hiện đại gây ra mất mát diện tích tự nhiên, phân mảnh không gian mở, suy thoái tài nguyên nước, giảm khả năng ứng phó và thích nghi với những thay đổi của thiên nhiên và tăng nguy cơ lũ lụt và thiên tai. | Khủng hoảng sinh thái và môi trường |
| 2 | Các cuộc khủng hoảng lớn và nhỏ từ sự cố cầu, đập, đường sá và nhà máy điện hạt nhân đến lũ lụt ven biển, mất điện, thiếu nước, mạng lưới thoát nước xuống cấp, chi phí bảo trì cao và bất thường là những thách thức lớn đối với hạ tầng đô thị. | Sự cố cơ sở hạ tầng khi đối mặt với các khu phức hợp sinh thái và môi trường mới |
| 3 | Xem xét các vấn đề sinh thái từ những năm 1960 trong các lĩnh vực khác nhau liên quan đến thành phố, dựa vào những tiến bộ trong khoa học và công nghệ, mang đến một khía cạnh mới trong mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên và ở cấp độ cao hơn là giữa thành phố và thiên nhiên, đặc biệt là trong các vấn đề về tính bền vững. | Các mô hình khoa học mới trong mối quan hệ giữa con người, thành phố và thiên nhiên |
| 4 | Vào cuối thế kỷ 20, quá trình phi công nghiệp hóa ngoài sự phát triển đô thị đã thay đổi diện mạo của các thành phố hậu công nghiệp. Trong thời gian này, quá trình phi công nghiệp hóa và sự hình thành các nền kinh tế đô thị mới – chẳng hạn như bãi bỏ quy định thương mại, gia công sản phẩm, sản xuất tự động, nghiên cứu y sinh và giao hàng đúng lúc – dựa trên các luồng toàn cầu hóa mới trong các xã hội phát triển báo hiệu sự thay đổi đáng kể về mặt cấu trúc trong quá trình đô thị hóa. | Phi công nghiệp hóa và sự xuất hiện của các phương pháp kinh tế đô thị và toàn cầu mới cũng như các cách thức đô thị hóa mới |
Những nhân tố báo hiệu sự ra đời của Hạ tầng cảnh quan
Các giải pháp cải tiến Hạ tầng đô thị
Đô thị hóa, khủng hoảng sinh thái và biến đổi khí hậu là một số thách thức đương đại của xã hội chúng ta. Hạ tầng đô thị là bối cảnh ấn tượng nhất đối với sự phát triển của các thành phố hiện đại vẫn đang hoạt động theo nguyên tắc trong kỷ nguyên công nghiệp đòi hỏi phải xem xét lại cơ bản quy hoạch và thiết kế cảnh quan, đặc biệt là liên quan đến các vấn đề môi trường và tính bền vững.
Trong hai thập kỷ qua, các chuyên gia về công nghệ và sinh thái đô thị đã chỉ trích các định nghĩa cổ điển về cơ sở hạ tầng và tìm hiểu cách suy nghĩ mới trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng, phù hợp hơn với các xã hội hậu công nghiệp [1].
Hệ thống thoát nước đô thị phù hợp (SUDS) ngày càng thay thế các hệ thống đường ống truyền thống là giải pháp thoát nước được ưa chuộng, sao chép, càng giống càng tốt, hệ thống thoát nước tự nhiên [6]. Tuy nhiên, việc triển khai SUDS thường được sử dụng với mục đích duy nhất là giảm thiểu tác động của “cảnh quan xấu” thay vì cải thiện sự tương tác giữa chu trình nước đô thị với quy hoạch và cảnh quan thành phố. Sau đó, lý thuyết Thiết kế đô thị nhạy cảm với nước (WSUD) giảm thiểu tác động môi trường do việc bịt kín đất trong cảnh quan mới và cải tạo [7]. Theo Martijn K và cộng sự [8], WSUD cũng chính là Hạ tầng xanh nước- xanh lá (GBI) kết nối các chức năng thủy văn đô thị (cơ sở hạ tầng màu xanh lam) với các hệ thống thảm thực vật (cơ sở hạ tầng xanh lá cây) trong thiết kế cảnh quan đô thị. Màu “Xanh lam” thể hiện tầm quan trọng của các đặc tính vật lý của nước, trong khi “Xanh lá cây” kết nối các chức năng thủy văn đô thị với các hệ thống thảm thực vật trong thiết kế cảnh quan đô thị [9]. Những nguyên tắc ứng dụng SUDS, WSUD, LID, GBI chưa phải là Quy định mang tính bắt buộc mà được mỗi chính quyền địa phương lựa chọn áp dụng ở nhiều mức độ và thường được triển khai ở quy mô nhỏ.
Bảng 3: Các lý thuyết nhằm cải thiện Hạ tầng đô thị (Nguồn tác giả)
| STT | Lý thuyết | Nội dung | Nguồn |
| 1 | Hệ thống thoát nước bền vững: (Sustainable Urban Drainage Systems, SUDS) | Cung cấp giải pháp thay thế cho việc dẫn nước mặt trực tiếp qua mạng lưới đường ống và cống rãnh đến các nguồn nước gần đó | CIRIA, 2007 [6] |
| 2 | Phát triển tác động thấp (Low-Impact Development, LID) | Nhấn mạnh việc sử dụng các tính chất thoát nước tự nhiên quy mô nhỏ được tích hợp trên toàn khu vực để làm chậm và giảm dòng chảy và khôi phục sự xâm nhập và thoát hơi nước ở các khu vực đô thị. Do đó, những ứng dụng thực tiễn của nguyên lý đã giảm thiểu các tác động bất lợi của quá trình đô thị hóa như lũ quét, hạn hán và suy thoái chất lượng nước. LID tại Mỹ được xem là việc triển khai GI tại một khu vực cụ thể. | EPA, 2012 [10] |
| 3 | Đô thị nhạy cảm với nước (water-sensitive urban design WSUD) | BGI cũng chính là Thiết kế đô thị nhạy cảm với nước tại Úc | Martijn Kuller, 2021,[7] |
| 4 | Hạ tầng xanh Blue Green infrastruture | là một mạng lưới không gian xanh được kết nối với nhau nhằm bảo tồn các giá trị và chức năng của hệ sinh thái tự nhiên, đồng thời cung cấp các lợi ích liên quan cho con người. Blue Green Infrastructure kết nối chức năng thủy văn đô thị (hạ tầng xanh lam) với hệ thống thảm thực vật (hạ tầng xanh lá) trong thiết kế cảnh quan đô thị. Màu “Xanh lam” ghi nhận tầm quan trọng của tính chất vật lý của nước, trong khi “Xanh lá cây” kết nối các chức năng thủy văn đô thị với hệ thống thảm thực vật trong thiết kế cảnh quan đô thị. | Mark A. Benedict and Edward T. McMahon, 2002, [9, 11] , Liveable City Lab năm 2016 [9 |
Các tiếp cận sinh thái đô thị
Bên cạnh những ý kiến chỉ trích tính cứng nhắc và đơn chức năng của hạ tầng đô thị, cũng có những lập luận về việc quay trở lại mối quan hệ biểu tượng và sinh thái giữa các hệ sinh thái tự nhiên và tận dụng kinh nghiệm của cơ sở hạ tầng tiền công nghiệp. Theo Richard T. T. Forman [12], Nguyễn An Thịnh [13], Robert A và cộng sự [14]: Cảnh quan được cấu tạo bởi 4 yếu tố là mảnh rời rạc (patch), được kết nối với nhau bởi hành lang (corridor), được bao bọc bởi thể nền (matrix) và tổ hợp cảnh quan với nhiều mảnh rời rạc khác nhau tạo nên thể khảm (mosaic) với sự đa dạng về địa mạo, thổ nhưỡng, thảm thực vật,….
Sự thay đổi cấu trúc-chức năng của khảm đất
Các quá trình cảnh quan đề cập đến các dòng chảy, chuyển động và tương tác của gió, nước, động vật, con người và giao thông. Sự thay đổi trong mô hình cấu trúc (và chức năng) theo thời gian, như trong một bức tranh khảm đang thay đổi. Trên thực tế, cải thiện cách thức hoạt động của một khu vực là thay đổi các mảng hoặc hành lang theo một cách nào đó. Hành lang có thể tồn tại đơn lẻ nhưng phổ biến hơn là các hành lang được kết nối tạo thành một mạng lưới, ví dụ mạng lưới đường bộ, mạng lưới suối, mạng lưới hàng rào, mạng lưới đường mòn và mạng lưới đường ống,.. tất cả đều hoạt động như các hệ thống, với các luồng từ nút (nút giao) này đến nút khác dọc theo hành lang của chúng.
Các quá trình trong khu vực thành thị thực chất là các dòng chảy, chuyển động và vận chuyển trong không gian. Có bốn loại dòng chảy và chuyển động cơ bản đặc biệt quan trọng trong đô thị: (1) dòng không khí; (2) dòng nước chảy; (3) tự vận động; và (4) chuyển động bằng động cơ sử dụng năng lượng bên ngoài. Những dòng này mang hoặc vận chuyển năng lượng, vật liệu và đồ vật.
Số lượng và chất lượng nước sông khu vực đô thị: Lượng nước chảy vào sông giảm khi mất đất nông nghiệp và tăng khi mở rộng đô thị hóaTriết lý Phong thủy
Theo Sun-Kee Hong và cộng sự [15], người phương Đông cổ đại đã xác định các vị trí và mô hình không gian cảnh quan tối ưu hoặc gần tối ưu phù hợp với truyền thống văn hóa, tôn giáo, cấu trúc xã hội, kinh tế, chính trị và các đặc điểm sinh lý nhằm mục đích an toàn và thịnh vượng của con người. Theo đó, các điều kiện sinh thái lành mạnh với năng lượng cao (ví dụ: đất đai màu mỡ, không khí trong lành, nước sạch, gỗ) đến từ sự sắp xếp không gian tối ưu và sự kết nối của hai yếu tố này. Thông qua trực quan hóa địa hình và đánh giá đất đai, có thể xác định được các vị trí có sức sống (hoặc năng lượng sống, dòng năng lượng tối ưu) được gọi là Khí. Việc tối đa hóa Khí phụ thuộc vào các dòng năng lượng, vật chất, chủng loại và thông tin tích cực cũng như sự tương tác hài hòa giữa núi và suối, hai yếu tố của Phong Thủy. Một sự tương tự để tìm ra sức sống tối ưu là tìm kiếm sự phù hợp của đất đai trong đánh giá đất đai. Sự sắp xếp không gian và sự kết nối của núi và suối có thể ảnh hưởng đáng kể đến chức năng sinh thái của cảnh quan. Chức năng của cảnh quan bị suy thoái hoặc kém hiệu quả có thể được tăng cường bằng cách bổ sung thêm các yếu tố cảnh quan mới. Do đó, những ý tưởng và phương pháp trong Phong thủy có thể liên quan đến việc phục hồi sinh thái cũng như quy hoạch đô thị sinh thái liên quan đến mô hình cảnh quan, hoạt động của con người và tính toàn vẹn sinh thái của hệ thống đô thị.
Là một lý thuyết không gian, các nguyên tắc của Phong Thủy tương tự như các khái niệm về mạng lưới và khảm cảnh quan. Núi, suối, khu dân cư, khối đô thị đều là yếu tố cảnh quan. Bản đồ nhận thức về các kiểu cảnh quan được thiết kế hoặc quy hoạch theo lý thuyết Phong thủy tích hợp các khía cạnh sinh lý, sinh thái và văn hóa. Kích thước, hình dạng, hướng, sự sắp xếp không gian và sự kết nối của các mảng trong ma trận cảnh quan có thể ảnh hưởng đến khí hậu, điều kiện đất đai, đa dạng sinh học và chức năng hệ sinh thái. Thảm thực vật tự nhiên và mạng lưới sông suối bảo vệ các khu dân cư trước tốc độ gió mạnh và duy trì độ ẩm. Do đó, những điều kiện này có thể làm tăng sự phát triển của cây, sản xuất lúa gạo, bảo tồn đất và nước.
Nguồn: Nguyễn Quốc Thắng, Phạm Anh Tuấn, Hạ tầng cảnh quan định hình đô thị, trích ” Xu hướng kiến trúc cảnh quan Việt Nam”.
