Mơ hình thích ứng sinh thái HSI (Habitat Suitability Index) được sử dụng để xác định “khoảng giá trị thuận” (optimal) của yếu tố môi trường đối với đời sống sinh vật. Những giá trị này được xem như “chỉ số phù hợp” SI (Suitability Index) để nhận biết thời gian và địa điểm mà tại đó có khả năng tập trung cao các đối tượng quan tâm.
Trong nghiên cứu nguồn lợi hải sản, mơ hình HSI dựa trên việc phân tích sự biến động của yếu tố mơi trường biển để xác định các giá trị SI phù hợp, làm rõ vai trị của mơi trường sống đối với cá biển, nhất là khi các biến môi trường thời gian thực (tức thời) như SST, Chlo, SSH… có thể dễ dàng nhận được từ công nghệ viễn thám. Mơ hình HSI cịn có thể được sử dụng kết hợp với công nghệ GIS để xây dựng các bản đồ phục vụ công tác dự báo ngư trường và quản lý nguồn lợi [60],
Với mỗi yếu tố môi trường, từ giá trị Min đến Max của nó sẽ được chia thành N khoảng dao động (có thể chia khoảng khơng đều và chọn N bằng bao nhiêu phải tùy thuộc vào bản chất và sự biến động của yếu tố). Ở đây luận án sử dụng biên độ
dao động theo từng thời gian của từng yếu tố môi trường đề chia khoảng. Trong đó, mỗi chuỗi dữ liệu theo thời gian được chia từ 7-10 khoảng và bước chia khoảng phải chẵn. ví dụ đối với chuỗi dữ liệu nhiệt độ nước biển tầng mặt có biên độ dao động nhiệt độ trong mùa gió Đơng Bắc là 5,1oC, trong mùa gió Tây Nam là 3,4oC thì các bước chia được lấy là 0,5 để đảm bảo khi chia chuỗi sẽ được 7-10 khoảng cho 2 mùa gió Đơng Bắc và Tây Nam. Nhưng khi chia theo từng tháng thì bước chia lại nhỏ hơn so với mùa bởi biên độ dao động theo tháng dao động trong khoảng từ 1,3-2,8oC, trung bình là 1,9oC. Do dó, khi chia khoảng biến đổi nhiệt độ theo từng tháng khi tính giá trị SI thì luận án đã chia đểu theo bước chia là 0,2oC để đảm bảo chuỗi dữ liệu chia được từ 7-10 khoảng với bước chia chẵn. Cách làm tương tự đối với các yếu tố hải dương học, môi trường khác nhưng riêng đối với chuỗi dữ liệu về chlorophyll-a và mật độ động năng rối được chia theo phổ biến đổi và phạm vi phân bố của giá trị trên toàn bộ vùng biển nghiên cứu (sẽ được trình bày trong bản đồ phân bố các yếu tố này trong chương 3). Theo đó các bước chia sẽ không phải là đều mà đối với chlorophyll-a chia thành các khoảng: 0,05-0,1, 0,1-0,2, 0,2- 0,5, 0,5-1,0, 1,0-3,0 và >3,0 mg/m3 còn đối với mật độ động năng rối các khoảng chia là: 0-500, 500-1000, 1000-1500, 1500-4000 và >4000 cm2/s2. Tại mỗi khoảng dao động thứ k (k=1..N), từ các số liệu CPUE tức thời đồng bộ với yếu tố mơi trường, chúng ta sẽ tính được tổng giá trị CPUE tương ứng cho khoảng dao động k đó, ký hiệu là T_CPUEk, và hiển nhiên xác định được T_CPUEk lớn nhất, ký hiệu là T_CPUEmax, Chỉ số SI của yếu tố môi trường ứng với khoảng dao động thứ k được xác định theo công thức:
Các giá trị SIk nằm trong khoảng từ 0 (đại diện cho môi trường sống không phù hợp) đến 1 (đại diện cho mơi trường sống tối ưu) và tiêu chí đánh giá sự thích ứng sinh thái của cá đối với yếu tố môi trường được cho trong bảng 2.11.
Bảng 2.11: Hiệu quả khai thác tương ứng với chỉ số SI của các yếu tố môi trường
[57,58]
Giá trị SI Mức năng suất khai thác (CPUE)
0,0-0,1 Rất thấp
0,1-0,5 Thấp
0,5-1,0 Trung bình
1,0 Cao
Nếu các tính tốn được thực hiện chi tiết theo không gian, thời gian định trước và dựa vào sự biến đổi của giá trị SI cùng tiêu chí đã cho trong bảng 2.11, có thể xác định được những khu vực và thời gian có khả năng khai thác cho năng suất cao. Đây là bộ chỉ số rất có ý nghĩa trong việc dự báo ngư trường hạn sinop (3-7 ngày) và hạn tháng, đặc biệt trong việc sử dụng các dữ liệu từ nguồn viễn thám phân tích khơng gian để xác định các khu vực có tiềm năng khai thác hiệu quả các đối tượng cá kinh tế. Phương pháp này đã được sử dụng để dự báo các vùng đánh bắt tiềm năng đối với cá Ngừ Mắt To (Thunnus obesus) và cá thu Nhật Bản (Scomberomorus
niphonius) tại vùng biển Đơng Trung hoa [57, 58].
Sơ đồ quy trình tính tốn của mơ hình HSI xác định bộ chỉ số SI của từng yếu tố môi trường cho một số đối tượng cá kinh tế ở VBĐNB được thể hiện trên hình 2.5. Số liệu đầu vào cho mơ hình bao gồm năng suất khai thác cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm, cá Chỉ Vàng và 14 hoặc 10 yếu tố môi trường biển đã lựa chọn tương ứng cho từng đối tượng, như đã nêu trong mục 2.2.1 (bảng 2.5, 2.7). Trong số các yếu tố môi trường này, nhiệt độ nước biển tầng mặt bao giờ cũng được xem là yếu tố quan trọng nhất đối với mọi đối tượng cá, nên nó cũng ln ln được lựa chọn để tính tốn.
Hình 2.5: Sơ đồ khối mơ hình HSI xác định bộ chỉ số thích ứng các yếu tố mơi trường đối với cá Ngừ Vằn, cá Ngừ Chấm và cá Chỉ Vàng ở vùng biển Đông Nam Bộ
CHƯƠNG 3