Phương pháp xử lý số liệu

III. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN

2.2.3.Phương pháp xử lý số liệu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.3.Phương pháp xử lý số liệu

2.2.3.1. Xác định hiện trạng và phân bố của quần thể Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang.

a. Xác định sự có mặt, cấu trúc của lồi Vượn đen má trắng với dữ liệu từ các thiết bị ghi âm tự động

Dữ liệu âm thanh thu được từ máy ghi âm tự động, được phân tích bằng phần mềm Raven (Cornell Lab of Onithology; Version: Raven Pro 1.6) để tạo phổ âm thanh các tiếng hót của các đàn vượn; Quy trình thực hiện cụ thể:

- Khởi động phần mềm Raven Pro 1.6.

- Mở file ghi âm: File/Open Sound Files và chọn file ghi âm tại thư mục lưu trữ.

- Sử dụng chức năng Zoom In X để phóng to hình ảnh của phổ âm thanh, dùng thanh trượt ngang để rà sốt hình ảnh của phổ âm thanh từ đầu file đến cuối file ghi âm; Khi nào xuất hiện hình ảnh của phổ âm thanh tương tự phổ âm thanh của vượn trong file chuẩn thì thực hiện nghe chi tiết từ khi bắt đầu có tiếng vượn hót đến khi vượn kết thúc hót, dữ liệu vượn hót được ghi vào bảng 2.1

Bảng 2.1. Bảng tổng hợp dữ liệu ghi âm

ID Số thứ tự

PG Số hiệu điểm điều tra có Vượn

DG Ngày điều tra có vượn (1: có Vượn; 0 khơng có Vượn)

OP Số hiệu điểm điều tra MDY Tháng/Ngày/Năm điều tra Block ID Mã máy ghi âm

X Tọa độ đặt máy X Y Tọa độ đặt máy Y

Recorder file Tên file ghi âm, VD: 20190724_050356.wav Structure Cấu trúc đàn vượn: Đơn/Đơi/Nhóm

Group Số nhóm/đàn

Starting Thời gian bắt đầu hót Ending Thời gian kết thúc hót No of gibbons Số lượng cá thể vượn hót

No of Male Số lượng con đực hót No of Female Số lượng con cái hót

No of F1 Số lượng con bán trưởng thành hót Note Các ghi chú: Tiếng hót rõ/Mờ…

So sánh kết quả phân tích phổ âm thanh thu được với phổ âm thanh tiếng hót kiểu mẫu đã được (Konrad, R; Geissmann, T, 2006) phân tích tại hình 1.7. Hình ảnh 01 file ghi âm được phân tích và xử lý, hình 2.4.

Thời điểm bắt đầu hót và kết thúc hót của các đàn vượn được thống kê trên các bản ghi âm, lập biểu đồ theo ngày. Ngoài ra, thời điểm trung bình vượn bắt đầu hót và kết thúc hót cũng được tính và so sánh giữa các mùa trong năm. Giới tính, mức độ trưởng thành, số lượng cá thể trong đàn và cấu trúc của đàn vượn tại khu vực nghiên cứu cũng được tổng hợp vào bảng và lập thành biểu đồ để phân tích.

b. Xác định khu vực và diện tích phân bố của quần thể Vượn đen má trắng với dữ liệu thu được từ các thiết bị ghi âm tự động.

Dữ liệu các file ghi âm được xử lý và ghi vào biểu định dạng excel; sử dụng phần mềm Mapinfo 10.5 Create points hệ thống điểm nghe này trên nền bản đồ hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp của VQG Vũ Quang.

Sử dụng hàm SQL Select để chọn riêng các điểm điều tra/ngày điều tra có vượn và định dạng các điểm này sao cho khác với định dạng của các điểm ban đầu, Save as ra một lớp điểm mới.

Sử dụng lớp điểm điều tra trên, tạo thêm các trường dữ liệu: Huyen (huyện)/Xa(xã)/TK(tiểu khu)/Khoanh(khoảnh)/ldlr(trạng thái rừng)/OP(số hiệu điểm ghi âm)/DG(ngày ghi âm có Vượn hót =1, khơng có vượn hót =0); Cập nhật thơng tin các trường dữ liệu vừa tạo từ dữ liệu lớp hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp VQG Vũ Quang năm 2019.

Từ dữ liệu ở bước trên xác định được các tiểu khu và cơ cấu hiện trạng rừng tại các điểm có Vượn đen má trắng phân bố.

Sử dụng phần mềm Mapinfo 10.5 xác định cơ cấu hiện trạng rừng theo diện tích của các tiểu khu có ranh giới tiếp giáp với các tiểu khu có Vượn đen má trắng phân bố; Những tiểu khu nào có cơ cấu hiện trạng rừng theo diện tích tương đương với cơ cấu hiện trạng rừng theo diện tích tại các điểm ghi âm có ghi nhận Vượn đen má trắng được tính vào khu vực có Vượn đen má trắng phân bố.

Tạo trang in bản đồ phân bố Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang: Kết hợp lớp điểm điều tra có ghi nhận Vượn đen má trắng ở trên với các lớp hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp của VQG, các lớp thơng tin nền: Địa hình, thủy văn, giao thơng, điểm dân cư… xây dựng được bản đồ phân bố của loài Vượn đen má trắng Nomascu leucogenys tại VQG Vũ Quang.

Sử dụng dữ liệu điều tra bằng con người để hiệu chỉnh bản đồ phân bố Vượn đen má trắng, có thể bổ sung một số tiểu khu vào bản đồ phân bố nếu tiểu khu đó có ghi nhận Vượn đen má trắng khi điều tra bằng con người.

c. Ước lượng xác suất hót hàng ngày; Ước tính mật độ phân bố và kích thước của quần thể Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang.

* Xác định vị trí của các đàn Vượn từ dữ liệu điều tra bằng con người.

Các điểm nghe và đường thẳng tạo bởi góc phương vị từ điểm nghe đến vị trí đàn vượn sẽ được thể hiện trên phần mềm Mapinfo 10.5 (Pitney Bowes Business Insight, New York, US). Vị trí của các đàn vượn sẽ được xác định thông qua phương pháp giao hội của các đường thẳng tạo ra từ các điểm nghe, hình 2.5

Hình 2.5. Sơ đồ xác định vị trí của các đàn vượn thơng qua phương pháp giao hội điểm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Việc xác định số đàn vượn ngoài căn cứ vào các dữ liệu như góc phương vị và khoảng cách cịn phụ thuộc vào các dữ liệu như thời gian Vượn hót trong ngày, âm lượng to nhỏ, tần suất hót, sinh cảnh, địa hình của khu vực và thời tiết trong quá trình điều tra.

Việc phân biệt giữa các đàn vượn được thực hiện theo phương pháp của (Brockelman & Ali, 1987) qua việc so sánh vị trí phát ra tiếng hót của từng đàn. Nếu hai tiếng hót phát hiện được nằm cách nhau trên 500 m thì được coi là hai đàn riêng biệt vì vượn có tập tính sống theo lãnh thổ, diện tích vùng sống vào khoảng 30 ha. Hình ảnh xử lý dữ liệu điều tra truyền thống Vượn đen má trắng bằng phần mềm Mapinfo 10.5, hình 2.6

Hình 2.6. Xử lý dữ liệu điều tra truyền thống Vượn đen má trắng bằng phần mềm Mapinfo 10.5

Xác định khoảng cách từ điểm nghe đến vị trí đàn vượn: Sau khi đã xác định được vị trí đàn vượn trên bản đồ bằng phương pháp giao hội (thông qua các dữ liệu điều tra về tọa độ điểm nghe và góc phương vị...), sử dụng phần

mềm Mapinfo 10.5, để đo khoảng cách từ vị trí điểm nghe (có tọa độ xác định bằng GPS khi điều tra) được thể hiện trên bản đồ đến vị trí đàn vượn. Với các đàn vượn được phát hiện từ duy nhất một điểm nghe, việc xác định khoảng cách từ điểm nghe đến đàn vượn được thực hiện trực tiếp bởi người điều tra ở ngoài thực địa.

Đề tài sử dụng bản đồ cập nhật diễn biến rừng năm 2019 của VQG Vũ Quang để phân tích, xác định vị trí các đàn vượn trong các sinh cảnh tương ứng. Số lượng điểm bắt gặp được thống kê cho từng trạng thái rừng.

* Ước lượng xác suất hót và hệ số hiệu chỉnh

Xác suất hót và hệ số hiệu chỉnh được thực hiện theo hướng dẫn của (Vu Tien Thinh & Rawson, B M, 2011), cụ thể như sau.

Hệ số hiệu chỉnh ngày điều tra thứ i (Ci) sẽ được tính tốn dựa trên công thức đề xuất bởi (Brockelman & Ali, 1987).

[3.25]

Trong đó: p1 là xác suất hót trong một ngày được tính theo cơng thức của (Vu Tien Thinh & Rawson, B M, 2011) đề xuất dựa trên ý tưởng của (Jiang, et al,. 2006).

p1=1

2{3 − √4.N

n − 3} [3.26]

p1: xác suất hót trong một ngày.

n: số lượng đàn trung bình phát hiện được trong một ngày tại tất cả các điểm nghe.

N: Số lượng đàn phát hiện được trong cả 3 ngày tại tất cả các điểm nghe.

Xác suất nghe thấy tiếng hót của các đàn Vượn bị ảnh hưởng mạnh bởi khoảng cách từ điểm nghe đến đàn Vượn. Trong nghiên cứu này, các đàn Vượn có khoảng cách so với điểm nghe gần nhất nhỏ hơn 800m được lựa

chọn để tính tốn, bởi các đàn Vượn ở khoảng cách này vẫn nằm trong khu vực đáp ứng được giả thuyết về một quần thể kín (Vu Tien Thinh et al., 2018).

Sử dụng bảng tính excel để tính xác suất hót trung bình trong một ngày của Vượn đen má trắng, bảng 2.2

Bảng 2.2. Bảng tính xác suất hót trung bình trong một ngày của Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang Sum Distance from Post to Group (m) Group # Day 1 Day 2

Calling probability (p1) 1 Var (p1) 2 SE 3 4 5 6 7 8 9 … … .... …

* Ước lượng kích thước quần thể Vượn bằng phương pháp khoảng cách

Phương pháp khoảng cách (Buckland et al, 2001) cho phép ước lượng xác suất phát hiện nhỏ hơn 1 khi động vật ở phía xa. Xác suất phát hiện này sẽ được sử dụng để hiệu chỉnh mật độ. Phần mềm Distance (Thomas et al, 2010) được sử dụng để ước lượng quần thể Vượn bằng phương pháp khoảng cách. Trong q trình phân tích số liệu, các quan sát được thực hiện ở khoảng cách > 1.200 m được loại bỏ (các dữ liệu này nhỏ hơn 5% tổng quan sát). Các dữ liệu trong khoảng 300 m cạnh vị trí điều tra được gộp lại nhằm hạn chế ảnh hưởng của người điều tra khiến con vật di chuyển khỏi vị trí ban đầu của

chúng. Đề tài sử dụng bốn hàm số để mô phỏng ảnh hưởng của xác suất phát hiện theo khoảng cách (Buckland et al, 2001):

- Hàm uniform với chuỗi mở rộng cosine; - Hàm uniform với chuỗi mở rộng polynomial;

- Hàm half-normal với chuỗi mở rộng hermite nomial; - Hàm hazard-rate;

Hàm số mô phỏng tốt nhất sự biến động của xác suất phát hiện được lựa chọn bằng tiêu chuẩn AICc (Anderson & Burnham, 2002). Sử dụng một hàm số mô phỏng chung cho VQG Vũ Quang vì tất cả các đàn Vượn đều được phát hiện qua tiếng hót và do đó sinh cảnh khơng ảnh hưởng tới khả năng phát hiện tiếng Vượn hót, dữ liệu tính tốn các hàm mơ phỏng được tổng hợp vào bảng 2.3

Bảng 2.3. Bảng tổng hợp kết quả tính tốn các hàm số mơ phỏng xác suất phát hiện Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang

Hàm số AICc χ2 P_value GOF test Xác suất phát hiện (95% CI) Hazard-rate + cosine (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Uniform + simple polynomial Uniform + cosine

Half-normal + hermite polynomial

Sau khi lựa chọn được hàm số mơ phỏng xác suất hót của Vượn đen má trắng phù hợp nhất tại VQG Vũ Quang sẽ ước lượng được mật độ của quần thể (đàn/km2); kết hợp với dữ liệu diện tích khu vực Vượn đen má trắng phân bố tính tốn được kích thước quần thể Vượn đen má trắng (đàn); từ dữ liệu số cá thể trung bình của 01 đàn ước tính được tổng số cá thể Vượn đen má trắng trong VQG Vũ Quang.

2.2.3.2. Phương pháp nghiên cứu các đặc điểm sinh học, sinh thái của loài Vượn đen má trắng (Nomascus leucogenys) tại VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh. a. Xác định sinh cảnh ưa thích của Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang

Dữ liệu các file ghi âm được xử lý và ghi vào biểu định dạng excel; sử dụng phần mềm Mapinfo 10.5 Create points hệ thống điểm nghe này trên nền bản đồ hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp của VQG Vũ Quang.

Sử dụng hàm SQL Select để chọn riêng các điểm điều tra/ngày điều tra có vượn và định dạng các điểm này sao cho khác với định dạng của các điểm ban đầu, Save as ra một lớp điểm mới.

Sử dụng lớp điểm điều tra trên, tạo thêm các trường dữ liệu: Huyen (huyện)/Xa(xã)/TK(tiểu khu)/Khoanh(khoảnh)/ldlr(trạng thái rừng)/OP(số hiệu điểm ghi âm)/DG(ngày ghi âm có vượn hót =1, khơng có vượn hót =0);

Buffer lớp điểm trên với bán kính 1.000 m được phạm vi phân bố/không phân bố của các đàn vượn mà máy ghi âm đã ghi lại được tiếng hót của chúng, khoảng 3 km2/đàn;

Save as lớp hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp năm 2019 của VQG Vũ Quang thành lớp phân bố vượn (PhanBo_Vuon.tab).

Sử dụng lớp Buffer ở trên Erase Outside lớp PhanBo_Vuon.tab; cập nhật lại trường Dtich của lớp PhanBo_Vuon.tab và xuất dữ liệu ra dạng text, dữ liệu này sẽ cho biết những huyện/xã/tiểu khu/khoảnh/trạng thái/diện tích rừng và đất lâm nghiệp nào có/khơng có vượn phân bố theo dữ liệu ghi âm.

Sử dụng hàm SQL Select trong Mapinfo để tổng hợp dữ liệu cơ cấu hiện trạng rừng các khu vực có vượn phân bố theo diện tích, từ đó xác định được vượn phân bố chủ yếu ở trạng thái rừng nào hay trạng thái rừng nào là sinh cảnh ưa thích của Vượn đen má trắng tại VQG Vũ Quang (những trạng thái rừng có diện tích lớn nhất).

b. Phân tích tần suất hót theo thời gian trong ngày, thời gian bắt đầu hót và kết thúc hót, độ dài thời gian hót trong ngày.

b1. Phân tích tần suất hót theo thời gian trong ngày.

Tính tần suất thời gian vượn bắt đầu hót và kết thúc hót trong ngày bằng cách chia thành các nhóm khoảng thời gian 30 phút/nhóm (07 nhóm), thời gian bắt đầu tính xếp nhóm là 5h00 và thời gian kết thúc xếp nhóm là >8h00; cụ thể tại bảng 2.4

Bảng 2.4. Bảng chia nhóm thời gian vượn bắt đầu và kết thúc hót trong ngày

TT Nhóm Thời gian

Thời gian bắt đầu hót Thời gian kết thúc hót Số lượng bắt đầu hót Tỷ lệ % TG bắt đầu hót Số lượng kết thúc hót Tỷ lệ % TG kết thúc hót 1 I 5h00 - 5h30 2 II 5h30 - 6h00 3 III 6h00 - 6h30 4 IV 6h30 - 7h00 5 V 7h00 - 7h30 6 VI 7h30 - 8h00 7 VII > 8h00 Tổng 100 100

- Cách tính tỷ lệ phần trăm theo nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót:

𝑃𝑖𝑏đℎ = 𝑛𝑖𝑏đ∗ 100

𝑁

[3.17]

Pibđh: là tỷ lệ phần trăm nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót theo nhóm.

nibđ: là tổng số ngày theo nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót.

N: là tổng số lần có Vượn hót trong các ngày điều tra.

- Cách tính tỷ lệ phần trăm theo nhóm thời gian Vượn kết thúc hót:

𝑃𝑖𝑘𝑡ℎ =𝑛𝑖𝑘𝑡∗ 100

𝑁

Pikth: là tỷ lệ phần trăm theo nhóm thời gian Vượn kết thúc hót theo nhóm.

nikt: là tổng số ngày theo nhóm thời gian Vượn kết thúc hót.

N: là tổng số lần có Vượn hót trong các ngày điều tra. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

b2. Tính tần suất thời gian vượn bắt đầu hót theo mùa.

Tính tần suất thời gian vượn bắt đầu hót theo mùa bằng cách chia thành các nhóm khoảng thời gian 30 phút/nhóm (10 nhóm), thời gian bắt đầu tính xếp nhóm là 5h00 và thời gian kết thúc xếp nhóm là >9h30; cụ thể tại bảng 2.5.

Bảng 2.5. Bảng chia nhóm thời gian vượn bắt đầu hót theo mùa

TT Nhóm Thời gian bắt đầu

Mùa xuân Mùa hè Mùa đơng

Số lượng bắt đầu hót Tỷ lệ % thời gian bắt đầu hót Số lượng bắt đầu hót Tỷ lệ % thời gian bắt đầu hót Số lượng bắt đầu hót Tỷ lệ % thời gian bắt đầu hót 1 I 5h00-5h30 2 II 5h30-6h00 3 III 6h00-6h30 4 IV 6h30-7h00 5 V 7h00-7h30 6 VI 7h30-8h00 7 VII 8h00-8h30 8 VIII 8h30-9h00 9 IX 9h00-9h30 10 X >9h30 Tổng 100 100 100

- Cách tính tỷ lệ phần trăm theo nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót:

𝑃𝑖𝑏đℎ = 𝑛𝑖𝑏đ∗ 100

𝑁

[3.19]

Pibđh: là tỷ lệ phần trăm nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót theo nhóm.

nibđ: là tổng số ngày theo nhóm thời gian Vượn bắt đầu hót.

N: là tổng số lần có Vượn hót trong các ngày điều tra.

b3. Xác định tần suất độ dài thời gian vượn hót trong ngày.

Độ dài thời gian hót trong ngày được xác định theo nhóm, mỗi nhóm kéo dài 5 phút/nhóm, thời gian bắt đầu tính xếp nhóm là 0-5 phút và thời gian kết thúc xếp nhóm là >55 – 60 phút; cụ thể tại Bảng 2.6

Bảng 2.6. Bảng chia nhóm độ dài thời gian Vượn hót trong ngày

TT Nhóm Độ dài thời gian hót

(Phút) Số lượng Tỷ lệ % 1 I 0 - 5 2 II > 5 - 10 3 III > 10 - 15 4 IV > 15 - 20 5 V > 20 - 25 6 VI > 25 - 30 7 VII > 30 - 35 8 VIII > 35 - 40