Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu dự đoán vùng phân bố của loài Chà vá chân đen (Pygathrix nigipes) dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm dự đoán sự thay đổi vùng phân bố của loài Chà vá chân đen dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu; xác định các khu vực ưu tiên nhằm bảo tồn loài Chà vá chân đen trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu dự đoán vùng phân bố của loài Chà vá chân đen (Pygathrix nigipes) dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả VŨ THỊ PHƢƠNG
ii LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của Khoa đào tạo sau Đại học Trường Đại học Lâm nghiệp và sự đồng ý của PGS.TS Vũ Tiến Thịnh, tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu dự đoán vùng phân bố của loài Chà vá chân đen (Pygathrix nigripes) dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu”. Trong quá trình thực hiện luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, bạn bè và các cơ quan tổ chức. Đến nay luận văn của tôi đã hoàn thành. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: PGS.TS.Vũ Tiến Thịnh, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Đồng thời, Tôi cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Th.s.Trần Văn Dũng đã nhiệt tình góp ý, giúp đỡ để luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn. Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô giáo và các nhà khoa học, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Vũ Thị Phƣơng
iii MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ i Chƣơng 1 :TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................................3 1.1. Họ khỉ - Cercopithecidae ..........................................................................3 1.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới đa dạng sinh học ở Việt Nam ........................................................................................................................7 1.2.1. Phương pháp mô hình hóa vùng phân bố ...................................................... 7 1.2.2.Mô hình Entropy cho sự phân bố các loài ...................................................... 9 1.3. Dữ liệu các biến khí hậu ........................................................................10 Chƣơng 2 :MỤC TIÊU – NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..14 2.1. Mục tiêu ........................................................................................................14 2.1.1. Mục tiêu chung ............................................................................................ 14 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................ 14 2.2. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ..................................................................14 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 14 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 14 2.3. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................14 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................15 2.4.1. Phương pháp kế thừa có chọn lọc từ các nguồn tài liệu .............................. 15 2.4.2. Phương pháp phân tích số liệu .................................................................... 15 2.4.3. Xử lý dữ liệu phân bố của các loài .............................................................. 15 2.4.4. Dữ liệu môi trường ...................................................................................... 17 2.4.5. Xử lý số liệu ................................................................................................ 18 Chƣơng 3 : ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .....................24 3.1. Điều kiện tự nhiên của Việt Nam ...............................................................24 3.1.1. Khu vực Tây Nguyên .................................................................................. 28 3.1.2. Khu vực Nam Trung Bộ .............................................................................. 29 3.1.3. Điều kiện tự nhiên vùng Đông Nam Bộ ...................................................... 30 3.2. Điều kiện tự nhiên của Vƣơng quốc Campuchia ......................................31 Chƣơng 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................35 4.1. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến vùng phân bố của loài Chà vá chân đen ........................................................................................................................35 4.1.1. Dữ liệu về sự có mặt của loài Chà vá chân đen (Pygathrix nigipes) ........... 35 4.1.2. Mô phỏng vùng phân bố thích hợp của loài Chà vá chân đen ở thời điểm hiện tại .........................................................................................................37
iv 4.1.3. Mức độ thay đổi vùng phân bố thích hợp của loài Chà vá chân đen theo các kịch bản biến đổi khí hậu ................................................................................ 39 4.1.4. Mức độ ưu tiên trong bảo tồn loài Chà vá chân đen của các khu rừng đặc dụng ở Việt Nam ................................................................................................... 48 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ...............................................................51 1. Kết luận ...................................................................................................51 2. Tồn tại .....................................................................................................52 3. Kiến nghị ..........................................................................................................52
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Cụm từ viết tắt Viết đầy đủ BĐKH Biến đổi khí hậu International Union for Conservation of Nature and Natural IUCN Resources - Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên. SĐVN Sách đỏ Việt Nam SĐ IUCN Sách đỏ IUCN Convention on International Trade in Endangered Species of Cites Wild Fauna and Flora - Công ước về thương mại quốc tế các loài động, thực vật hoang dã nguy cấp. ENMs Mô hình hóa vùng phân bố Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban Liên IPCC chính phủ về biến đổi khí hậu. VQG Vườn quốc gia Khu BTTN Khu Bảo tồn thiên nhiên sc Cộng sự
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang Sự thay đổi của nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất và mực Bảng 1.1 12 nước biển theo các RCPs Bảng 1.2 Lượng khí CO2 tích lũy từ năm 2012-2100 của các RCPs 12 Bảng 2.1 Danh sách tọa độ ghi nhận sự có mặt của loài Chà vá chân đen 15 Bảng 2.2 Các biến khí hậu được sử dụng 17 Bảng thống kê một số thông tin cơ bản của VQG/Khu BTTN Bảng 3.1 29 vùng Tây Nguyên Bảng thống kê một số thông tin cơ bản của VQG/Khu BTTN Bảng 3.2 30 vùng Nam Trung Bộ Bảng thống kê một số thông tin cơ bản của VQG/Khu BTTN Bảng 3.3 31 vùng Duyên hải Đông Nam Bộ Bảng 3.4 Bảng thống kê một số thông tin cơ bản của VQG/Khu BTTN 33 Mức độ thay đổi diện tích vùng phân bố thích hợp của loài Chà Bảng 4.1 42 vá chân đen theo kịch bản RCP 4.5 Mức độ thay đổi diện tích vùng phân bố thích hợp của loài Chà Bảng 4.2 44 vá chân đen theo kịch bản RCP 8.5 Mức độ thay đổi các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến sự phân 45 Bảng 4.3 bố loài Chà vá chân đen Bảng 4.4 Mức độ thay đổi các yếu tố khí hậu theo kịch bản RCP 4.5 46 Bảng 4.5 Mức độ thay đổi các yếu tố khí hậu theo kịch bản RCP 8.5 47 Mức độ ưu tiên bảo tồn loài Chà vá chân đen tại các Khu rừng Bảng 4.6 48 đặc dụng ở Việt Nam dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Nội Dung Trang Hình Bản đồ phân bố các loài Chà vá ở Việt Nam 6 1.1 Hình Tọa độ các điểm có mặt của loài chuẩn bị cho phần mềm MaxEnt 19 2.1 Hình Giao diện phần mềm MaxEnt 20 2.2 Hình Các thang phân chia mức độ thích hợp của vùng phân bố 21 2.3 Hình Hệ thống các khu rừng đặc dụng Việt Nam 27 3.1 Hình Bản đồ hệ thống các khu bảo tồn Vương quốc Campuchia 32 3.2 Hình Các vị trí ghi nhận sự có mặt của loài Chà vá chân đen cư trú 36 4.1 Hình Bản đồ mô phỏng vùng phân bố thích hợp của loài Chà vá chân đen ở 38 4.2 thời điểm hiện tại Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen ở thời điểm hiện 40 4.3 tại Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen năm 2050 40 4.4 Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen năm 2070 40 4.5 Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen ở thời điểm hiện 43 4.3 tại Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen năm 2050 (RCP 43 4.4 8.5) Hình Bản đồ vùng phân bố thích hợp loài Chà vá chân đen năm 2070 (RCP 43 4.5 8.5)
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Báo cáo triển vọng Môi trường toàn cầu của Liên Hợp quốc 2007, Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Đặc biệt, Việt Nam đứng thứ 5 trong danh sách các nước bị ảnh hưởng bởi khí hậu. BĐKH đang là vấn đề được cả thế giới quan tâm, là những thay đổi theo thời gian của khí hậu, bao gồm cả những biến đổi của tự nhiên và do con người gây ra. Các nguy cơ mà BĐKH có thể ảnh hưởng đến Việt Nam như sự dâng lên của nước biển, lũ lụt, bão....Trong bối cảnh BĐKH đã và đang gây ra các hậu quả nặng nề, Việt Nam coi ứng phó với BĐKH là vấn đề sống còn. Biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng đến nhiều mặt trong đó có đa dạng sinh học, đó là một trong các thành phần bị tác động trực tiếp và gây hậu quả rõ ràng. Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi điều kiện môi trường sống gây ảnh hưởng đến sự phát triển, sinh sản và đời sống của các loài. Hơn nữa, BĐKH làm thay đổi sự phân bố của các loài, góp phần làm suy thoái đa dạng sinh học. Từ thực tế đó, việc đánh giá và dự đoán về ảnh hưởng của BĐKH đến phân bố của một loài sinh vật nào đó là hết sức quan trọng, có thể thấy được hiện trạng và xu hướng biến đổi của các loài nhằm đưa ra những quyết định quản lý cũng như bảo tồn một cách thích hợp nhất. Chúng ta cũng biết rằng, các loài sinh vật muốn phát triển một cách bình thường cần phải có một môi trường sống phù hợp, tương đối ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, đất đai, thức ăn, nguồn nước...và các loài sinh vật trong nơi sống đó. Chỉ một trong những nhân tố của môi trường sống bị biến đổi, sự phát triển của một loài sinh vật nào đó sẽ bị ảnh hưởng, thậm chí có thể bị diệt vong, tùy thuộc vào mức độ biến đổi nhiều hay ít. Theo dự báo, nếu không có biện pháp hữu hiệu để giảm bớt lượng khí nhà kính, nhiệt độ
2 trái đất sẽ tăng thêm từ 1,80C đến 6,40C vào năm 2100, lượng mưa sẽ tăng thêm 5 -10%[12]. Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia có khu hệ thú linh trưởng đa dạng về thành phần loài ở khu vực Châu Á. Các nghiên cứu gần đây đã ghi nhận ở Việt Nam có 6 giống với 25 loài và phân loài thuộc 3 họ: họ Cu li (Loridae), họ Khỉ (Cercopithecidae) và họ Vượn (Hylobatidae) của bộ linh trưởng (Primate) (Phạm Nhật, 2002; Brandon và cs. 2004; Đặng Ngọc Cần, 2008). Giống Chà vá (Pygathrix) thuộc Họ Khỉ (Cercopithecidae) đã được đưa vào Sách đỏ Việt Nam. Đây cũng là những loài động vật nghiêm cấm khai thác và buôn bán, được quy định trong Nghị định 32/2006/NĐ-CP và Nghị định 160/2013/NĐ-CP. Giống Chà vá gồm có 3 loài: Chà vá chân xám, Chà vá chân nâu và Chà vá chân đen[14]. Chà vá chân đen (Pygathrix nigipes) là loài đặc hữu của Việt Nam và Campuchia. Theo danh mục Sách Đỏ thế giới (IUCN Red list, 2016) và sách đỏ Việt Nam (2007) Chà vá chân đen được xếp vào bậc Nguy cấp - EN. Qua các nghiên cứu trước đây cho thấy, loài Chà vá chân đen có phân bố và giới hạn hẹp. Đồng thời, BĐKH tác động mạnh mẽ tới sinh cảnh, môi trường. Vì vậy, để góp phần đánh giá mức độ, phân bố và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và việc bảo tồn các loài quý hiếm này tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu dự đoán vùng phân bố của loài Chà vá chân đen (Pygathrix nigipes) dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu”.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Họ khỉ - Cercopithecidae Tất cả các loài khỉ tại Châu Âu, Châu Á và Châu Phi đều thuộc họ Cercopithecidae. Đặc điểm đặc trưng của các loài này bao gồm: chân sau dài hơn chân trước; đuôi không có khả năng cầm nắm, mũi và hàm hẹp. Dựa vào các đặc điểm giải phẫu thích nghi với các chế độ ăn khác nhau, họ này được chia thành hai phân họ. Các loài khỉ có túi má, phân họ Cercopithecidae, gồm 5 loài khỉ, Macaca. Chiều dài đuôi của các loài thuộc nhóm này có sự khác biệt nhau, túi ở má lớn, hàm dài, răng khỏe và dạ dày đơn giản. Đây là nhóm động vật ăn tạp, trong tự nhiên hoạt động cả dưới mặt đất và trên cây. 10 loài voọc hay còn gọi là “Khỉ ăn lá”, 6 loài thuộc giống Trachypithecu, 3 loài thuộc giống Pygathrix và 1 loài thuộc giống Rhinopithecus là các đại diện thuộc phân họ khỉ thứ hai, họ Colobinae. Chúng có răng yếu và dạ dày kết túi. Nhóm này gồm các loài hoạt động hoàn toàn trên cây và ăn lá cây. Quần thể của một số loài thuộc họ khỉ đang suy giảm mạnh do áp lực săn bắn[8]. Trên thế giới: có 81 loài. Ở Việt Nam: có 15 loài, bao gồm: 1. Khỉ đuôi lợn (Macaca leonina) 2. Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides) 3. Khỉ mốc (Macaca asamensis) 4. Khỉ vàng (Macaca mulatta) 5. Khỉ đuôi dài (Macaca fascicularis) 6. Voọc đen má trắng (Trachypithecus francoisi) 7. Voọc Hà Tĩnh (Trachypithecus hatinhensis) 8. Voọc mông trắng (Trachypithecus delacouri) 9. Voọc đầu trắng (Trachypithecus poliocephalus)
4 10. Voọc bạc (Trachypithecus villosus) 11. Voọc xám (Trachypithecus phayrei) 12. Chà vá chân nâu (Pygathrix nemaeus) 13. Chà vá chân xám (Pygathrixcinerea) 14. Chà vá chân đen (Pygathrix nigripes) 15. Voọc mũi hếch (Rhinopithecus avunculus) Chà vá là loài khỉ lớn so với những loài voọc khác, kích thước cơ thể dài từ 53 – 63cm. Cơ thể có trọng lượng trung bình từ 5,3 – 11,5kg với nhiều màu sắc. Đuôi màu trắng với kích thước tương đương chiều dài của cơ thể. Chi sau dài hơn chi trước. Đầu không có mào nhọn trên đỉnh. Lông ở trên đầu chải ngược về phía sau. Đôi mắt hình quả hạnh và góc mắt hơi nghiêng. Dương vật của con đực trưởng thành có màu đỏ. Màu sắc của con đực trưởng thành và con cái như nhau ngoại trừ ở con đực có một túm lông trắng ở phía trên mỗi góc hình tam giác ở gốc đuôi. Màu lông con non của 3 loài chà vá tương đối giống nhau với màu vàng cam, khuôn mặt hơi đỏ xanh, mắt màu vàng sáng. Đỉnh đầu có màu hơi đỏ đen, dọc theo sống lưng có một đường màu đen. Màu sắc của 3 loài đã có sự khác biệt rõ ràng. Chà vá chân xám và Chà vá chân đỏ khuôn mặt có màu vàng cam. Chà vá chân đen khuôn mặt có màu xanh. Màu lông phía sau lưng đậm hơn so với Chà vá chân đỏ, nhưng màu lông ở phía trước bụng lại sáng hơn. Chi sau 3 loài có màu sắc được thể hiện ở tên gọi của mỗi loài: Chà vá chân đỏ có màu nâu đỏ, Chà vá chân đen có màu đen, Chà vá chân xám có màu xám tro[8].  Vùng phân bố giống Pygathrix Giống Pygathrix có phân bố giới hạn ở Việt Nam, Lào, Campuchia, phía đông của sông Mê Kông (Corbet và Hill, 1992). Chà vá chân nâu (Pygathrix nemaeus) phân bố từ khoảng 19030’N đến 16000’N từ tỉnh Nghệ An đến Quảng Nam. Chà vá chân xám (Pygathrix cinerea) phân bố từ 15050’N đến
5 14030’N ở huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam đến Khu bảo tồn Kon Cha Rang, tỉnh Gia Lai. Chà vá chân đen (Pygathrix nigripes) phân bố từ 14030’N đến 11000’N bao gồm khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam Bộ[8].
6 (Nguồn: Hà Thăng Long, 2009) Hình 1.1: Bản đồ phân bố các loài Chà vá ở Việt Nam
7  Chà vá chân đen (Pygathrix nigripes) Chà vá chân đen là loài thú lớn: Dài thân – đầu 55 – 68cm; đuôi 64 – 70 cm; trọng lượng 8 – 11 kg. Loài chà vá chân đen có đôi chân dài màu xám thẫm [8]. Các ngón tay, ngón chân cũng có màu đen. Thân màu xám và có sự trộn lẫn của các màu đen, trắng và xám. Cánh tay dài, toàn bộ có màu xám. Khuân mặt màu xanh nhạt, xung quanh mắt màu sữa. Trán màu đen. Đuôi dài vùng lông xung quanh cơ quan sinh dục có màu trắng. Tính tình nhút nhát, thường xuyên sống trên vùng cây cao và trung bình. Di chuyển bằng tứ chi dọc theo các cành cây lớn ở tầng cao trung bình. Thức ăn bao gồm lá cây, cuống lá, chồi non, các loại quả và hạt cây. Chúng phân bố trong các khu rừng thường xanh, rừng nửa rụng lá và rừng ven sông phía Nam Việt Nam[8]. Tình trạng bảo tồn: - Tình trạng bảo tồn: NĐ 32/2006/NĐ-CP, nhóm IB/6 - Nghị định số 160/2013/NĐ-CP - SĐVN (2007): EN (Nguy cấp) - SĐ IUCN (2016): EN (Nguy cấp) - CITES: Phụ lục I Hình 1.2. Chà vá chân đen (Nguồn: www.arkive.org) 1.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới đa dạng sinh học ở Việt Nam 1.2.1. Phương pháp mô hình hóa vùng phân bố Mô hình hóa vùng phân bố (ENMs) là một phương pháp đánh giá điều kiện thích hợp cho một loài nhất định và là một mô hình ngày càng phổ biến trong nghiên cứu bảo tồn.
8 ENMs xử lý các dữ liệu bằng chương trình thuật toán trên máy tính để tạo bản đồ dự đoán phân bố của các loài trong không gian địa lý, căn cứ vào các thông số môi trường (nồng độ chất ô nhiễm, nhiệt độ, độ cao, tốc độ gió,…) và các dữ liệu quan sát về loài đó. Việc áp dụng mô hình này bao gồm nội suy giữa các bản ghi dữ liệu bản ghi dữ liệu sẵn có giới hạn; nghiên cứu phân kỳ giữa phân phối tiềm năng và thực tế; cũng như thay đổi khí hậu hay các yếu tố khác (Andrew S, 2003). Mô hình hóa vùng phân bố (ENMs) sử dụng mối quan hệ giữa các điểm quan trắc và các biến môi trường để tạo ra một bản đồ khu vực nơi mà các loài có thể tồn tại. ENMs có thể giúp xác định sinh cảnh, khu vực thích hợp cho một loài sinh sống (Peterson 2006; Pearson et al 2007,…). Ngoài ra, ENMs còn hỗ trợ đánh giá sự thay đổi của sinh cảnh trong khoảng thời gian dựa trên các kịch bản về sự thay đổi môi trường. ENMs có thể sử dụng nhiều biến khí hậu khác nhau, các dữ liệu thường được sử dụng trong mô hình ổ sinh thái là các chỉ số môi trường: Nhiệt độ, lượng mưa, độ cao,… (Vu Van Manh, Thach Mai Hoang, Pham Thanh Van, 2010)
9 1.2.2.Mô hình Entropy cho sự phân bố các loài Mô hình Entropy phân bố các loài (MaxEnt) là mô hình phổ biến trong xây dựng mô hình ổ sinh thái của các loài. MaxEnt là phương pháp được đánh giá vượt trội hơn so với các phương pháp khác (Elith et al.2006). MaxEnt là phần mềm sử dụng phương pháp để dự đoán và mô phỏng vùng phân bố tiềm năng của các loài từ các thông tin hiện có (Phillips et al.2006). Nguyên lý của MaxEnt là ước tính vùng phân bố có thể có của loài bằng cách tìm ra vùng phân phố của entropy cực đại. Người sử dụng MaxEnt phải đưa ra quyết định về việc học chọn dữ liệu đầu vào và lựa chọn các biến để cài đặt phần mềm trong khi xây dựng mô hình từ các dữ liệu đó. Đối với mục đích mô phỏng vùng phân bố của loài, xác suất chưa biết của vùng phân bố được ký hiện là là một tập hợp hữu hạn của X. Các thành phần riêng biệt của X được quy định là các điểm. Sự phân bố được gán cho một xác suất không âm cho mỗi điểm x và tổng của các xác suất đó bằng 1. Sự ước tính của cũng chính là xác xuất sự phân bố và được ký hiệu là 1. Khi đó, entropy của 1 được định nghĩa là: H( 1)= ∑ Entropy là các giá trị không âm và là logarit của số các thành phần trong X. Shannon (1948) đã mô tả entropy giống như thước đo cho bao nhiêu sự lựa chọn trong việc lựa chọn một biến cố. Một phân bố với entropy cao hơn sẽ nằm trong việc được lựa chọn nhiều hơn (ít bị hạn chế). Do đó, nguyên tắc entropy cực đại có thể làm sáng tỏ bằng cách nói rằng không một hạn chế nào nên được đánh giá dựa trên 1 hoặc một lựa chọn khác (Phillips et al, 2006). Phần mềm có thể tải miễn phí từ trang web: http://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/
10 1.3. Dữ liệu các biến khí hậu Dữ liệu được sử dụng trong đề tài này là các dữ liệu về khí hậu dạng liên tục. Dữ liệu khí hậu hiện tại, năm 2050 và năm 2070 sẽ được tải từ trang web của Worldclim – Global climate data (http://www.worldclim.org/bioclim). Trong đó bao gồm các biến sinh - khí hậu (bioclimatic) được tổng hợp từ các nhân tố của khí hậu gồm nhiệt độ, lượng mưa hàng tháng để tạo ra các biến sinh học có ý nghĩa. Các biến này thường được sử dụng trong việc xác định mô hình sinh thái thích hợp cho các loài sinh học. Các biến sinh khí hậu thường đại diện cho xu hướng hàng năm (ví dụ: nhiệt độ trung bình hàng năm, lượng mưa hàng năm….), thời vụ (nhiệt độ, lượng mưa của nhiều năm…) các giới hạn của môi trường (nhiệt độ tháng lạnh nhất, nóng nhất, lượng mưa của mùa mưa và mùa khô…). Dữ liệu khí hậu hiện tại được nội suy từ các dữ liệu thu thập, quan sát được trong khoảng những năm 1950 đến năm 2000 (WorldClimate). Các kịch bản cho biến đổi khí hậu cho tương lai được lấy theo báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5-WG1) của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), do nhóm công tác số 1, thuộc IPCC soạn thảo. Báo cáo AR5-WG1 được thực hiện dựa trên nhiều dữ liệu độc lập, từ những số liệu quan trắc hiện tại, dữ liệu lưu trữ, các dữ liệu dự báo (IPCC, 2013) [25]. Trong báo cáo này, thuật ngữ RCPs (Representative Concentration Pathways) thể hiện các kịch bản phát triển kinh tế xã hội toàn cầu. Cụ thể hơn, các RCPs sẽ thể hiện các con đường phát triển kinh tế xã hội đưa đến việc trái đất tích tụ các nồng độ của khí nhà kính khác nhau và nhận được lượng bức xạ nhiệt tương ứng (IPCC, 2013)[25]. Có bốn RCPs được mô tả để dự đoán khí hậu trái đất trong tương lai đến năm 2100: RCP2.6 là nhóm kịch bản phát triển thuộc loại thấp, nhiệt lượng bức xạ mặt đất nhận ít hơn 3 watt cho một 1m2 (3W/m2); RCP8.5 nhóm
11 kịch bản thuộc loại cao mà bức xạ mặt đất nhận được sẽ lớn hơn 8,5 W/m2 và tiếp tục tăng sau kỳ dư đoán; RCP6.0 và RCP4.5, hai nhóm kịch bản ổn định trung gian trong đó lượng bức xạ được ổn định ở mức khoảng 6 W/m2 và 4,5 W/m2. Nồng độ khí nhà kính quy đổi thành khí CO cho từng RCP là: 475 ppm cho RCP2.6; 630 ppm/RCP4.5; 800 ppm/RCP6.0; và 1313 ppm/RCP8.5 (IPCC, 2013)[25].
12 Bảng 1.1: Sự thay đổi của nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất và mực nước biển theo các RCPs 2046 - 2065 2081 - 2100 Kịch Trung Khoảng giới Trung Khoảng giới bản bình hạn bình hạn Thay đổi nhiệt RCP2.6 1 0,4 - 1,6 1 0,3 - 1,7 độ trung bình RCP4.5 1,4 0,9 - 2,0 1,8 0,1 - 2,6 của bề mặt RCP6.0 1,3 0,8 - 1,8 2,2 1,4 - 3,1 trái đất (oC) RCP8.5 2 1,4 - 2,6 3,7 2,6 - 4,8 RCP2.6 0,24 0,17 - 0,32 0,4 0,26 - 0,55 Mực nước biển trung RCP4.5 0,26 0,19 - 0,33 0,47 0,32 - 0,63 bình trái đất RCP6.0 0,25 0,18 - 0,32 0,48 0,33- 0,63 cao lên (m) RCP8.5 0,3 0,22 - 0,38 0,63 0,45 - 0,82 (Nguồn: IPCC, 2013) Bảng 1.2: Lượng khí CO2 tích lũy từ năm 2012 - 2100 của các RCPs Lƣợng khí CO2 tích lũy trong năm 2012 - 2100 Kịch bản GtC CtCO2 RCP2.6 270 140-410 990 510-1505 RCP4.5 780 595-1005 2860 2180-3690 RCP6.0 1060 840-1250 3885 3080-4585 RCP8.5 1685 1415-1910 6180 5185-7005 Ghi chú: 1 tỷ tấn cac-bon = 1GtC=1015 gram cac-bon. Nó tương đương với 3667 tỷ tấn CO2 (Nguồn: IPCC, 2013)
13 Các biến sinh khí hậu được bắt nguồn từ số liệu của nhiệt độ và lượng mưa hàng tháng để tạo ra các biến có ý nghĩa hơn về sinh học. Các biến này thường được sử dụng trong các mô hình ổ sinh thái (ví dụ như BIOCLIM, GARP…). Các biến khí hậu đại diện cho xu hướng hàng năm của các nhân tố khí hậu (nhiệt độ trung bình, lượng mưa trung bình), theo mùa (biến động về nhiệt độ hay lượng mưa hàng năm) và cả giới hạn cực tiểu hoặc cực đại (nhiệt độ tháng lạnh nhất, tháng nóng nhất; lượng mưa của quý mưa nhiều nhất, hoặc khô hạn nhất) (World climate)[25].