Có nhiều dạng biến về điều kiện môi trường có thể được sử dụng làm dữ liệu đầu vào trong mô hình phân bố. Các biến thường xuyên được sử dụng nhiều như:nhiệt độ, lượng mưa(các biến khí hậu), độ cao, độ dốc(biến địa hình), loại đất và lớp phủ bề mặt. Các biến được sử dụng thường là các biếnliên quan đến các nhân tố vô sinh của môi trường, mặc dù vùng phân bố của một loài còn bị ảnh hưởng bởi các nhân tố hữu sinh, tương tác giữa sinh vật và sinh vật (Pearson, 2008)[45]. Ví dụ, Heikkinen và cộng sự đã sử dụng bản đồ phân bố của các loài chim gõ kiến để dự đoán phân bố của các loài chim cú ở Phần Lan vì các loài chim gõ kiến mổ vào thân cây và chúng tạo ra các hốc cho các loài chim cú làm tổ (Heikkinen và cs, 2007)[29].
Các biến về môi trường có thể cả các dữ liệu dạng liên tục (dạng dữ liệu có thể lấy một giá trị bất kỳ trong một khoảng nào đó, ví dụ lượng mưa, nhiệt độ…).
Một dạng dữ liệu khác đó là dữ liệu không liên tục (ví dụ: loại đất, hoặc thảm thực vật…).
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 (được tổng hợp từ những năm 1950-2000), năm 2050 (giai đoạn 2041-2060), và năm 2070 (giai đoạn 2061-2080) sẽ được tải từ trang web của Worldclim – Global climate data (http://www.worldclim.org/bioclim).Trong đó 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.
Các biến 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-WG1được 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) [34].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)[34].
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 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) )[34].
Bảng 1.2: Sự thay đổi của nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất và mực nước biển theo các RCPs
Kịch bản
2046-2065 2081-2100
Trung bình Khoảng
giới hạn Trung bình Khoảng giới hạn Thay đổi nhiệt
độ trung bình của bề mặt trái đất (oC)
RCP2.6 1 0,4 - 1,6 1 0,3 - 1,7
RCP4.5 1,4 0,9 - 2,0 1,8 0,1 - 2,6
RCP6.0 1,3 0,8 - 1,8 2,2 1,4 - 3,1
RCP8.5 2 1,4 - 2,6 3,7 2,6 - 4,8
Mực nước biển trung bình trái đất cao lên (m)
RCP2.6 0,24 0,17 - 0,32 0,4 0,26 - 0,55 RCP4.5 0,26 0,19 - 0,33 0,47 0,32 - 0,63 RCP6.0 0,25 0,18 - 0,32 0,48 0,33- 0,63 RCP8.5 0,3 0,22 - 0,38 0,63 0,45 - 0,82 (Nguồn: IPCC, 2013)
Bảng 1.3: Lượng khí CO2 tích lũy từ năm 2012-2100 của các RCPs Kịch bản Lượng khí CO2 tích lũy trong năm 2012-2100
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) 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 nằm), 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)[61].
Chương 2