Trên thế giới, trong vài thập niên gần đây, phương pháp mô hình sinh thái rất phát triển và được áp dụng khá rộng rãi. Mỗi mô hình được xây dựng thích ứng với một điều kiện môi trường và địa lý đặc thù, đó cũng xuất phát từ đặc tính cơ bản của các quá trình sinh thái là hoàn toàn đặc trưng và riêng biệt đối với mỗi vùng địa lý cụ thể. Cho tới nay đã có nhiều các dạng mô hình sinh thái được ra đời, về cơ bản chúng phát triển nối tiếp và bổ sung cho nhau, chính xác hơn và hiệu quả hơn đã phần nào chứng minh được sự thành công trong việc sử dụng công cụ toán - tin trong nghiên cứu và phân tích các quá trình phức tạp của hệ thống sinh thái.
Các mô hình dựa trên các quá trình cơ - động với mục tiêu tối ưu hóa thế giới thực, và do đó việc sử dụng và phát triển chúng đã dẫn đến một triển vọng mở rộng sự phát triển mô hình theo không gian và thời gian ở cấp độ vùng địa lý. Các mô hình như mô hình hướng cá thể (individual based model) đã được sử dụng rất thành công để mô phỏng động thái phát triển của rừng ở cấp độ cá thể, và các dạng mô hình áp dụng giải thuật Cellular Automata giúp phát triển về mặt không gian diễn biến động lực rừng. Sự áp dụng thành công của các mô hình này đã chứng minh được lợi ích của việc tìm hiểu sự phát triển của thực vật như là một quá trình bị tác động bởi các yếu tố môi trường.
Mô hình FORMAN: dựa trên sự hiệu chỉnh các mô hình sinh thái JABOWA và FORET (Shugart, 1984; Botkin, 1993). FORMAN đã được phát triển để mô phỏng quá trình diễn biến của RNM trên một diện tích 0.05ha (Chen and Twilley, 1998), FORMAN mô phỏng sự phát triển của 3 loài (Rhizophora Mangle, Avicennia germinans và Laguncularia racemosa). Mô hình đã tính toán sự phát triển về đường kính, chiều cao của từng cá thể loài theo từng năm.
19
Mô hình KiWi (Uta Berger, 2000): mô phỏng diễn biến RNM, KiWi được phát triển trên cơ sở của mô hình FORMAN có thêm sự tính toán đến sự cạnh tranh không gian sống của các loài thực vật.
SELVA-MANGRO: mô hình dự báo tác động của sự thay đổi khí hậu, bão lụt và sự dâng cao của mực nước biển lên cấu trúc và chức năng của RNM ở miền Nam Florida của Hoa Kỳ. Kết quả dự báo của SELVA-MANGRO là sự kết hợp tính toán của nhiều mô hình bao gồm: FORMAN (tính toán cấu trúc của RNM), NUMAN (mô hình tính toán các hợp chất dinh dưỡng trong đất), HYMAN (tính toán các yếu tố thủy văn), và SALSA (mô hình tính toán diễn biến lan truyền mặn). Sự liên kết của các mô hình này đã cho phép xác định được diễn biến, cấu trúc và sản lượng RNM theo các kịch bản thay đổi khác nhau của chế độ thủy văn.
Ở Việt Nam, cho tới nay chỉ mới có một mô hình sinh thái có thể dự báo diễn biến và diễn thế cấu trúc rừng ngập mặn dưới tác động ảnh hưởng của điều kiện môi trường, đó là mô hình CGMM. CGMM (Hoang Anh Nguyen, 2011) (CanGio Mangrove Forest Model) được phát triển tại Đại học Kỹ Thuật Braunschweig, CHLB Đức vào năm 2011. Mô hình này được thiết kế nhằm mô phỏng động thái rừng ngập mặn tại Cần Giờ. Mô hình này được phát triển để đáp ứng nhu cầu về một mô hình có thể mô phỏng và dự báo diễn thế của các loài cây ngập mặn trong bối cảnh thay đổi của điều kiện môi trường. Kết quả mô phỏng từ mô hình sẽ hỗ trợ các nhà ra quyết định để có một tầm nhìn xa hơn trong quy hoạch quản lý tài nguyên rừng, và từ đó kịp thời đưa ra những quyết định thích hợp. Tuy nhiên, trong tương lai, mô hình này vẫn cần phải được phát triển thêm và cần được kiểm chứng với sự đầu tư sâu hơn về dữ liệu thực tế, mở rộng thêm loài thực vật mô phỏng và cần được thiết kế kết nối với các mô hình thủy văn và thủy lực.
20
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU