Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ lâm nghiệp của nghiên cứu sinh Trần Mạnh Long với đề tài "Ứng dụng âm sinh học trong điều tra giám sát loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) tại Vườn quốc gia Cát Tiên" thuộc chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng (mã số 9620211), được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Vũ Tiến Thịnh tại Trường Đại học Lâm nghiệp (Hà Nội, năm 2019).

Việt Nam hiện có hơn 160 khu bảo tồn thiên nhiên, tuy nhiên tài nguyên đa dạng sinh học đang đối mặt với nguy cơ suy thoái do thiếu các chương trình giám sát định kỳ. Rào cản lớn nhất của các hoạt động giám sát động vật hoang dã nguy cấp bắt nguồn từ sự hạn chế về nguồn nhân lực và chi phí tài chính cao. Trong bộ Linh trưởng, Việt Nam đã ghi nhận 6 loài Vượn thuộc giống Nomascus, trong đó 3 loài xếp ở mức Cực kỳ nguy cấp (CR) và 3 loài xếp ở mức Nguy cấp (EN) theo Danh lục Đỏ của Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN). Hoạt động điều tra loài Vượn truyền thống chủ yếu dựa trên sức người lắng nghe tiếng hót tại các điểm nghe cố định. Phương pháp này bộc lộ nhiều hạn chế: tiếng hót không diễn ra liên tục hàng ngày, kỹ năng phân tích thực địa thiếu tính đồng nhất, và các mô hình tính toán trước đây chưa tính đến sự suy giảm của xác suất phát hiện khi khoảng cách từ người quan sát đến đàn vượn tăng lên. Do địa hình đồi núi, gió và thảm thực vật cản trở âm thanh, việc bỏ qua hàm xác suất phát hiện theo cự ly có thể dẫn tới ước lượng mật độ loài thấp hơn thực tế. Đồng thời, kỹ thuật sử dụng máy ghi âm tự động kết hợp phân tích âm sinh học chưa từng được ứng dụng toàn diện để giám sát các loài Vượn tại Việt Nam. Đề tài được thực hiện nhằm giải quyết các khoảng trống kỹ thuật này.

Hệ thống mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu chung: Nâng cao hiệu quả điều tra, giám sát kích thước quần thể và góp phần bảo tồn loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) nói riêng và loài Vượn nói chung ở Việt Nam.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Ứng dụng các phương pháp định lượng trong điều tra và giám sát loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) tại Vườn quốc gia (VQG) Cát Tiên (sử dụng phương pháp Khoảng cách để phân tích số liệu thu thập từ quá trình điều tra theo điểm nghe).
    • Ứng dụng các thiết bị ghi âm tự động trong điều tra, giám sát quần thể Vượn đen má vàng và đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết đến tần suất hót của Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) ở VQG Cát Tiên.
    • Cung cấp thông tin về tình trạng, phân bố của loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) ở phân khu Nam Cát Tiên, VQG Cát Tiên nhằm phục vụ công tác bảo tồn.
    • Đánh giá mức độ và tầm quan trọng của quần thể Vượn đen má vàng tại khu vực nghiên cứu thông qua việc so sánh kích thước quần thể Vượn ở khu vực nghiên cứu với các Khu bảo tồn và Vườn quốc gia khác.

Đối tượng nghiên cứu là loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae). Phạm vi không gian nghiên cứu được giới hạn tại phân khu Nam Cát Tiên thuộc VQG Cát Tiên. Phạm vi thời gian thu thập dữ liệu thực địa diễn ra từ tháng 07 đến tháng 10 năm 2016.


Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng hợp các công trình nghiên cứu liên quan đến phân loại học, phương pháp điều tra quần thể và âm sinh học động vật hoang dã:

  • Phân loại học và đặc điểm sinh học loài Vượn: Các nghiên cứu giải phẫu, di truyền học và âm thanh của Thomas Geissmann và cộng sự (2000) đã chia họ Hylobatidae thành 4 giống dựa trên bộ nhiễm sắc thể: Symphalangus ($2n = 50$), Nomascus ($2n = 52$), Bunopithecus ($2n = 38$) và Hylobates ($2n = 44$). Tại Việt Nam, các tác giả Phạm Nhật (2002) và Groves (2004) từng ghi nhận 5 loài thuộc giống Nomascus. Đến năm 2010, nghiên cứu của Văn Ngọc Thịnh và cộng sự đã phân loại lại giống Nomascus thành 6 loài: Vượn đen tuyền (N. concolor), Vượn đen Hải Nam (N. nasutus), Vượn đen má trắng (N. leucogenys), Vượn Siki (N. siki), Vượn đen má vàng phía Bắc (N. annamensis) và Vượn đen má vàng phía Nam (N. gabriellae). Về cấu trúc đàn, Ruppell (2013) ghi nhận cấu trúc gia đình 1 đực 1 cái ở Vượn đen má trắng, trong khi Kenyon và cộng sự (2011) cùng Barca và cộng sự (2016) xác nhận sự xuất hiện của cấu trúc 1 đực và 2 cái ở Vượn đen má vàng.
  • Tình trạng phân bố: Theo Lưu Quang Vinh và cộng sự (2018), khoảng 330 đàn Vượn đen má vàng đã được ghi nhận tại Việt Nam. VQG Cát Tiên là nơi có quần thể lớn nhất với hơn 149 đàn được ghi nhận (Rawson và cộng sự, 2011 ước tính khoảng 300 đàn), tiếp theo là VQG Bù Gia Mập với 88 đàn (Rawson và cộng sự, 2011). Các khu vực khác gồm VQG Bidoup - Núi Bà, VQG Chư Yang Sin, VQG Phước Bình, Khu Bảo tồn Thiên nhiên (BTTN) Nam Nung, Khu BTTN Tà Đùng, KBTTN Hòn Bà, KBTTN Ea Sô (Vũ Tiến Thịnh và cộng sự, 2016; Rawson và cộng sự, 2011). Một số khu vực đã bị tuyệt chủng như Ea Súp, Ea H'Leo, M'Đrắk (Đắk Lắk), Krông Nô, Cư Jút (Đắk Nông).
  • Phương pháp điều tra truyền thống và phương pháp khoảng cách: Các phương pháp điều tra theo tuyến và điểm của Krebs (1999), Southwood & Henderson (2000) phụ thuộc nhiều vào nhân lực và dễ phát sinh sai số (Fitzpatrick và cộng sự, 2009). Nhiều nghiên cứu điều tra qua tiếng hót bỏ qua xác suất hót theo ngày (như Nicolas Lormée và cộng sự). Nhằm khắc phục, Vũ Tiến Thịnh và Rawson (2011) đã xây dựng công cụ tính toán tự động có hiệu chỉnh xác suất hót theo ngày, được ứng dụng bởi Hoàng Minh Đức và cộng sự (2011), Rawson & Lưu Tường Bách (2011), Hà Thăng Long (2011). Tuy nhiên, cả phương pháp của Brockelman & Ali (1987) và Vũ Tiến Thịnh & Rawson (2011) đều chưa tính đến việc xác suất phát hiện giảm dần theo khoảng cách, khiến các nhà nghiên cứu phải loại bỏ dữ liệu quan sát ở cự ly xa (Phan & Gray, 2009). Do đó, phương pháp Khoảng cách (Distance sampling) được phát triển bởi Buckland và cộng sự (2002), Nguyễn Hải Tuất và cộng sự (2009), Thomas và cộng sự (2010) và được Vũ Tiến Thịnh & Đồng Thanh Hải (2015) ứng dụng trong điều tra chim ở VQG Tam Đảo.
  • Ứng dụng âm sinh học tự động: Thiết bị thu âm tự động đã được kiểm chứng thành công trên côn trùng (Chesmore & Ohya, 2004), thú (Thompson và cộng sự, 2009), chim (Swiston & Mennill, 2009; Zwart và cộng sự, 2014; Boucher và cộng sự, 2012; Celis-Murillo và cộng sự, 2012). Konrad & Geissmann (2006) và Văn Ngọc Thịnh và cộng sự (2010b) đã phân tích chi tiết phổ âm thanh của các loài Vượn mào. Tại Việt Nam, Vũ Tiến Thịnh và cộng sự (2016) đã ứng dụng kỹ thuật âm sinh học và máy ghi âm tự động đối với loài Nomascus annamensis tại Khu BTTN Ngọc Linh (Quảng Nam), phát hiện 6 đàn gồm 14 cá thể.

Khoảng trống luận án tập trung giải quyết là: Thử nghiệm ứng dụng phương pháp khoảng cách để xử lý số liệu điều tra điểm nghe truyền thống và ứng dụng thiết bị ghi âm tự động phổ rộng để giám sát quần thể, cấu trúc đàn, tập tính hót cũng như ảnh hưởng của thời tiết đối với loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) tại VQG Cát Tiên.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp giữa lý thuyết sinh thái học quần thể, lý thuyết âm sinh học linh trưởng và lý thuyết thống kê điều tra tài nguyên sinh vật:

1. Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Lý thuyết khoảng cách (Distance Sampling): Dựa trên giả định xác suất phát hiện cá thể hoặc đàn vượn $g(y)$ đạt giá trị 1 tại điểm quan sát ($y = 0$) và giảm dần khi khoảng cách $y$ tăng lên. Bốn hàm số cơ bản được sử dụng để mô phỏng đường cong xác suất phát hiện gồm:
    • Hàm Uniform: $g(y) = 1/w$
    • Hàm Nửa chuẩn (Half-normal): $g(y) = \exp(-y^2 / 2\sigma^2)$
    • Hàm Mũ ngược (Negative exponential): $g(y) = \exp(-y/\lambda)$
    • Hàm Tỷ lệ nguy hiểm (Hazard-rate): $g(y) = 1 - \exp(-(y/\sigma)^{-b})$ (trong đó $w, \sigma, \lambda, b$ là các tham số cần ước lượng). Các chuỗi mở rộng (Cosine, Simple polynomials, Hermite polynomials) được bổ sung để tối ưu hóa hình dạng hàm phân bố (Buckland và cộng sự, 2002). Việc lựa chọn mô hình tốt nhất căn cứ vào Tiêu chuẩn Thông tin Akaike (AIC) thấp nhất (Anderson, 2007).
  • Lý thuyết âm sinh học (Bioacoustics): Giọng hót của loài Vượn mang tính đặc trưng theo loài và theo giới tính, phục vụ chức năng tuyên bố lãnh thổ và duy trì gắn kết cặp đôi (Nguyễn Xuân Đặng & Lê Xuân Cảnh, 2009). Âm thanh tiếng hót có thể lan truyền cự ly 2–3 km (Geissmann, 1993; Geissmann & Orgelginger, 2000).

2. Phương pháp thực tế và công cụ thu thập số liệu

  • Điều tra thực địa theo điểm nghe: Bố trí các điểm nghe cố định tại phân khu Nam Cát Tiên. Người điều tra ghi nhận thời gian bắt đầu, kết thúc tiếng hót, đo góc phương vị và ước lượng cự ly từ điểm nghe đến đàn vượn, kết hợp phương pháp giao hội giữa các điểm nghe để xác định tọa độ các đàn Vượn.
  • Ứng dụng thiết bị ghi âm tự động: Luận án sử dụng các máy ghi âm thanh phổ rộng Song Meter SM3 (hãng Wildlife Acoustics Inc.) lắp đặt ngoài thực địa tại hai khu vực phía Đông và phía Tây phân khu Nam Cát Tiên. Thiết bị tự động ghi nhận dữ liệu âm thanh môi trường và tiếng hót của Vượn theo lịch trình cài đặt sẵn.
  • Theo dõi yếu tố thời tiết: Ghi nhận đồng thời các yếu tố khí tượng trong quá trình khảo sát gồm: hiện tượng mưa lúc điều tra, mưa từ tối hôm trước, cấp độ gió và hiện tượng sương mù.
  • Phân tích dữ liệu không gian sinh cảnh: Đo đạc và đối chiếu tỷ lệ phần trăm diện tích các trạng thái rừng (rừng giàu, rừng trung bình, rừng nghèo, rừng hỗn giao, rừng tre nứa) trong vòng bán kính 1 km xung quanh các vị trí đặt máy ghi âm.

3. Phương pháp xử lý dữ liệu và phần mềm

  • Phần mềm DISTANCE (Thomas và cộng sự, 2010): Dùng để mô hình hóa hàm xác suất phát hiện $g(x)$, ước lượng mật độ đàn và tổng số lượng đàn Vượn theo phương pháp khoảng cách.
  • Bảng tính tự động theo công cụ của Vũ Tiến Thịnh & Rawson (2011): Dùng để xử lý số liệu điều tra điểm nghe theo phương pháp truyền thống có hiệu chỉnh xác suất hót theo ngày.
  • Phần mềm RAVEN (Cornell Lab of Ornithology): Sử dụng để phân tích phổ âm thanh (spectrogram), nhận diện tiếng hót đặc trưng của cá thể đực, cá thể cái và cá thể bán trưởng thành, từ đó giải mã cấu trúc đàn.

4. Nguồn tư liệu và dữ liệu

  • Dữ liệu sơ cấp: Thu thập từ các đợt khảo sát thực địa điểm nghe và các trạm ghi âm tự động SM3 tại phân khu Nam Cát Tiên từ tháng 07 đến tháng 10 năm 2016.
  • Dữ liệu thứ cấp: Bản đồ hiện trạng rừng, số liệu kiểm kê tài nguyên đất đai, tài nguyên thực vật, động vật và báo cáo kinh tế - xã hội do Ban quản lý VQG Cát Tiên cung cấp (giai đoạn 2010–2016).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu và điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về phân loại học họ Vượn (Hylobatidae) và giống Nomascus, phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp điều tra động vật hoang dã truyền thống so với phương pháp khoảng cách và kỹ thuật ghi âm tự động. Đồng thời, chương này mô tả chi tiết điều kiện khu vực nghiên cứu:

  • Vị trí và diện tích: Phân khu Nam Cát Tiên có tổng diện tích tự nhiên 40.952,64 ha, chia thành 40 tiểu khu và 332 khoảnh, tọa độ địa lý từ 11°20'50" đến 11°50'20" vĩ độ Bắc và từ 107°09'05" đến 107°35'20" kinh độ Đông. Địa hình gồm 4 dạng: núi thấp (độ cao 300–670 m), đồi cao (200–300 m), đồi trung bình (150–200 m) và đồi thấp (dưới 150 m). Thổ nhưỡng hình thành từ bazan, sa phiến thạch, phù sa cổ và phiến sét. Khí hậu chia làm 2 mùa: mùa mưa (tháng 5–10, cao nhất vào tháng 7, 8, 9) và mùa khô (tháng 11–4 năm sau, khô nhất vào tháng 2, 3). Thủy văn chịu chi phối bởi 90 km dòng chảy sông Đồng Nai (lưu lượng bình quân 405 m³/s) và hệ thống suối Đắk Lua nối liền vùng đất ngập nước Ramsar Bàu Sấu.
  • Tài nguyên rừng và đa dạng sinh học: Tổng diện tích đất có rừng toàn VQG đạt 64.418 ha (độ che phủ 90,3%), trong đó rừng tự nhiên chiếm 63.150 ha.
STT Loại đất, loại rừng Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
I Diện tích đất có rừng 64.418 90,3
1 Rừng tự nhiên 63.150 88,5
- Rừng rất giàu 296 0,4
- Rừng giàu 8.862 12,4
- Rừng trung bình 17.620 24,7
- Rừng hỗn giao gỗ - lồ ô 8.924 12,5
- Rừng hỗn giao lồ ô - gỗ 13.556 19,0
- Rừng lồ ô, tre nứa 13.892 19,5
2 Rừng trồng 756 1,1
II Đất không có rừng 3.363 4,7
- Đất trống không có tái sinh 427 0,6
- Đất trống có tái sinh 2.936 4,1
III Đất khác (Đất nông nghiệp) 3.569 5,0
Tổng Tổng diện tích tự nhiên VQG 71.350 100,0

Về hệ thực vật, VQG Cát Tiên ghi nhận 1.615 loài thuộc 710 chi, 162 họ (năm 2010); có 25 loài ghi nhận đầu tiên tại Đồng Nai, 80 loài quý hiếm, 23 loài đặc hữu (gồm 6 loài đặc hữu Việt Nam và 17 loài đặc hữu Đông Dương như Thiên thiên Đồng Nai, Côm Đồng Nai, Dầu bau, Trôm quạt). Thảm thực vật gồm 3 kiểu chính: Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới (16 xã hợp), Rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới (11 xã hợp) và Rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới (3 xã hợp). Hệ động vật có 1.521 loài (105 loài thú, 351 loài chim, 150 loài bò sát - ếch nhái, 159 loài cá, 756 loài côn trùng), trong đó có các loài thú đặc hữu như Chà vá chân đen, Hoẵng Nam Bộ.

  • Điều kiện kinh tế - xã hội: VQG nằm trên địa bàn 7 xã. Có 21 thôn thuộc 6 xã giáp ranh, trong đó 17 thôn tạo áp lực trực tiếp lên tài nguyên rừng (xã Tà Lài, Đắk Lua, Đăng Hà, Phước Cát 2, Tiên Hoàng, Đồng Nai Thượng). Thu nhập nông nghiệp chiếm 60–80%, độc canh cây điều năng suất thấp (200 kg/ha). Thu nhập bình quân đầu người thấp (Đồng Nai Thượng: 375.000 đồng/tháng; Tiên Hoàng: 376.833 đồng/tháng; Tà Lài: 516.667 đồng/tháng). Tỷ lệ hộ nghèo cao (Đồng Nai Thượng 52%, Tà Lài 33,9%, Phước Cát 2 26,6%).

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày quy trình 4 nội dung nghiên cứu: (1) Ứng dụng phương pháp khoảng cách trong điều tra Vượn đen má vàng; (2) Ứng dụng thiết bị ghi âm tự động trong điều tra, giám sát; (3) So sánh kích thước quần thể Vượn đen má vàng tại khu vực nghiên cứu với các khu bảo tồn khác; (4) Đề xuất giải pháp bảo tồn tại VQG Cát Tiên. Phương pháp thực địa bao gồm thiết lập mạng lưới điểm nghe, đo khoảng cách, giao hội xác định tọa độ đàn và lắp đặt máy ghi âm SM3. Quy trình xử lý số liệu xác lập bảng phân nhóm thời gian bắt đầu/kết thúc hót, độ dài thời gian hót trong ngày, các ma trận thống kê thời tiết và cài đặt tham số chạy phần mềm DISTANCE cùng phần mềm phân tích âm thanh RAVEN.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các phát hiện định lượng và sinh thái học của luận án:

  • Phân bố và vị trí các đàn Vượn: Đợt điều tra thực địa đã phát hiện trực tiếp 44 đàn Vượn đen má vàng tại phân khu Nam Cát Tiên. Sinh cảnh phân bố của các đàn Vượn tập trung chủ yếu tại các trạng thái rừng lá rộng thường xanh giàu và trung bình.
  • So sánh ước lượng giữa phương pháp truyền thống và phương pháp khoảng cách:
    • Phương pháp truyền thống: Dựa trên xác suất hót trong ngày và hệ số hiệu chỉnh, mô hình ước lượng toàn bộ phân khu Nam Cát Tiên có 195 đàn.
    • Phương pháp khoảng cách: Phần mềm DISTANCE lựa chọn mô hình hàm xác suất phát hiện phù hợp dựa trên tiêu chí AIC. Hàm $g(x)$ cho thấy xác suất phát hiện giảm rõ rệt theo cự ly quan sát từ điểm nghe. Kết quả ước lượng mật độ cho ra tổng số 325 đàn tại phân khu Nam Cát Tiên.
    • Nguyên nhân chênh lệch: Luận án khẳng định phương pháp truyền thống giả định xác suất phát hiện bằng 1 trên toàn bộ cự ly điều tra nên đã bỏ sót các đàn ở xa, dẫn tới việc đánh giá thấp quy mô quần thể. Phương pháp khoảng cách có độ tin cậy cao hơn nhờ hiệu chỉnh xác suất phát hiện thực tế $g(x) < 1$.
  • Đặc điểm âm sinh học và cấu trúc đàn: Phổ âm thanh thu từ máy ghi âm SM3 và xử lý qua phần mềm RAVEN cho thấy cấu trúc tiếng hót của loài Nomascus gabriellae tại Nam Cát Tiên hoàn toàn tương đồng với các mô tả của Konrad & Geissmann (2006). Qua phân tích phổ âm thanh, tác giả xác định được 05 kiểu cấu trúc đàn ngoài tự nhiên:
    1. Đàn chỉ có cá thể Vượn đực.
    2. Đàn gồm 01 Vượn đực và 01 Vượn cái.
    3. Đàn gồm 01 Vượn đực và 02 Vượn cái trưởng thành.
    4. Đàn gồm 01 Vượn đực, 01 Vượn cái và 01 Vượn bán trưởng thành (hoặc 01 đực, 02 cái, 01 bán trưởng thành).
    5. Đàn gồm 02 Vượn đực, 02 Vượn cái và 01 Vượn bán trưởng thành. Kiểu cấu trúc phổ biến nhất trong khu vực là 01 Vượn đực ghép đôi với 01 hoặc 02 Vượn cái.
  • Tập tính hót và ảnh hưởng của thời tiết: Luận án thống kê thời gian bắt đầu và kết thúc hót, cũng như tổng độ dài thời gian hót trong ngày của loài Vượn. Các phân tích tương quan cho thấy:
    • Hiện tượng mưa trong lúc điều tra làm suy giảm nghiêm trọng tần suất hót của đàn Vượn.
    • Gió mạnh làm giảm đáng kể khả năng cất tiếng hót và cản trở sự lan truyền âm thanh.
    • Mưa từ tối hôm trước và sương mù dày đặc vào sáng sớm cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đến tần suất hót.
  • Phân bố theo trạm ghi âm và mối quan hệ sinh cảnh: Tỷ lệ máy ghi âm bắt được tiếng hót của Vượn tại khu vực phía Đông và phía Tây phân khu Nam Cát Tiên có mối tương quan chặt chẽ với tỷ lệ che phủ của rừng giàu và rừng trung bình trong bán kính 1 km quanh máy.
  • Vị thế quần thể và giải pháp bảo tồn: So sánh với các khu vực bảo tồn khác tại Việt Nam (Bù Gia Mập 88 đàn, Bidoup - Núi Bà, Chư Yang Sin, Phước Bình, Nam Nung, Tà Đùng), VQG Cát Tiên là nơi lưu giữ quần thể Vượn đen má vàng lớn nhất cả nước. Luận án đề xuất hệ thống giải pháp: tăng cường tuần tra tại 17 thôn giáp ranh có áp lực cao, kiểm soát bẫy bắt, hỗ trợ chuyển đổi cơ cấu cây trồng nâng cao thu nhập vùng đệm, và thiết lập kế hoạch giám sát định kỳ bằng máy ghi âm tự động SM3 kết hợp phương pháp khoảng cách, lưu ý tránh các đợt thời tiết mưa gió bất lợi.

Kết quả và những đóng góp mới

1. Đóng góp về mặt lý luận

  • Ứng dụng thành công và khẳng định tính khả thi của phương pháp định lượng (phương pháp Khoảng cách) trong phân tích số liệu điều tra giám sát loài Vượn từ dữ liệu điểm nghe.
  • Xây dựng và bổ sung bộ cơ sở dữ liệu về phổ âm thanh chuẩn của loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) tại VQG Cát Tiên, đóng góp vào ngân hàng dữ liệu âm thanh linh trưởng Việt Nam.
  • Chứng minh các thiết bị ghi âm tự động và kỹ thuật phân tích âm thanh có khả năng thay thế hoặc hỗ trợ con người trong điều tra, giám sát tình trạng và xác định đặc điểm phân bố không gian của loài Vượn.
  • Khẳng định khả năng ứng dụng kỹ thuật âm sinh học để nghiên cứu chuyên sâu các đặc điểm sinh học, sinh thái học hành vi của các loài Vượn.

2. Đóng góp về mặt học thuật và thực tiễn

  • Xác định được tọa độ vị trí chính xác của 44 đàn Vượn trong đợt khảo sát tại phân khu Nam Cát Tiên phục vụ công tác giám sát dài hạn.
  • Khẳng định sinh cảnh ưu thích đặc trưng của loài Vượn đen má vàng là kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, đặc biệt là các trạng thái rừng giàu và rừng trung bình.
  • Xác định được xác suất hót trong ngày của các đàn Vượn và tính toán hệ số điều chỉnh cho khu vực nghiên cứu.
  • Chỉ ra sai số thiếu hụt của phương pháp truyền thống (ước lượng 195 đàn) so với phương pháp khoảng cách (ước lượng 325 đàn), từ đó khuyến nghị các đơn vị bảo tồn nên áp dụng phương pháp khoảng cách để phản ánh chính xác kích thước quần thể.
  • Xác thực phổ âm thanh của loài Vượn đen má vàng tại Cát Tiên phù hợp với đặc tính âm học của giống Nomascus do Konrad & Geissmann (2006) công bố.
  • Phân loại và nhận diện 05 dạng cấu trúc đàn Vượn ngoài tự nhiên qua phân tích âm sinh học, ghi nhận cấu trúc chiếm ưu thế là 1 đực kết hợp với 1 hoặc 2 cái.
  • Đánh giá định lượng tác động của các yếu tố thời tiết (mưa, gió lớn, sương mù) đến tần suất hót, làm cơ sở khoa học để xây dựng lịch trình điều tra thực địa tối ưu (tránh ngày mưa và gió to).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, phạm vi khảo sát thực địa của luận án mới tập trung tại phân khu Nam Cát Tiên trong khoảng thời gian từ tháng 07 đến tháng 10 năm 2016, chưa bao quát toàn bộ các phân khu khác như Tây Cát Tiên hay Cát Lộc. Việc triển khai các thiết bị ghi âm tự động SM3 đòi hỏi chi phí đầu tư thiết bị ban đầu và nhân lực có kỹ năng sử dụng các phần mềm chuyên dụng (DISTANCE, RAVEN).

Về hướng nghiên cứu tiếp theo, tác giả định hướng mở rộng ứng dụng thiết bị ghi âm tự động và phương pháp khoảng cách sang các phân khu còn lại của VQG Cát Tiên cũng như các khu bảo tồn khác trong vùng phân bố của loài Vượn đen má vàng; đồng thời duy trì hệ thống giám sát âm sinh học cố định để theo dõi biến động quần thể theo chu kỳ nhiều năm.


Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Sinh thái học, Bảo tồn đa dạng sinh học và Động vật học; đặc biệt có giá trị tham khảo cao ở nội dung quy trình ứng dụng phần mềm DISTANCE để mô hình hóa hàm xác suất phát hiện và kỹ thuật sử dụng phần mềm RAVEN để phân tích phổ âm thanh động vật hoang dã.
  • Cán bộ quản lý khu bảo tồn và lực lượng kiểm lâm: Cung cấp tài liệu hướng dẫn kỹ thuật bố trí điểm nghe, lắp đặt máy ghi âm tự động SM3, phương pháp giao hội xác định vị trí đàn và lịch trình điều tra thích ứng với điều kiện thời tiết.
  • Các nhà hoạch định chính sách bảo tồn: Bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học về quần thể Vượn đen má vàng lớn nhất Việt Nam tại VQG Cát Tiên, phục vụ việc phân bổ nguồn lực tuần tra bảo vệ tại 17 thôn vùng đệm có áp lực cao và xây dựng kế hoạch hành động bảo tồn linh trưởng cấp quốc gia.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao có sự chênh lệch lớn về số lượng đàn Vượn ước tính giữa phương pháp truyền thống và phương pháp khoảng cách?

Phương pháp truyền thống ước lượng phân khu Nam Cát Tiên có 195 đàn, trong khi phương pháp khoảng cách ước lượng có 325 đàn. Sự chênh lệch này xuất phát từ việc phương pháp truyền thống giả định xác suất phát hiện bằng 1 đối với mọi khoảng cách. Thực tế, do địa hình đồi núi, thảm thực vật và điều kiện không khí cản trở âm thanh, xác suất phát hiện $g(x)$ giảm dần khi cự ly tăng lên ($g(x) < 1$). Phương pháp khoảng cách đã mô hình hóa sự suy giảm này qua các hàm toán học (như Hazard-rate hoặc Half-normal) và hiệu chỉnh mật độ, giúp phản ánh sát thực tế hơn số lượng đàn ở xa điểm nghe.

2. Luận án đã xác định được bao nhiêu kiểu cấu trúc đàn Vượn đen má vàng tại phân khu Nam Cát Tiên?

Thông qua phân tích phổ âm thanh trên phần mềm RAVEN, luận án xác định được 05 kiểu cấu trúc đàn cơ bản:

  1. Đàn chỉ có cá thể Vượn đực.
  2. Đàn gồm 01 Vượn đực và 01 Vượn cái.
  3. Đàn gồm 01 Vượn đực và 02 Vượn cái trưởng thành.
  4. Đàn gồm 01 Vượn đực, 01 Vượn cái và 01 Vượn bán trưởng thành.
  5. Đàn gồm 02 Vượn đực, 02 Vượn cái và 01 Vượn bán trưởng thành. Cấu trúc phổ biến nhất ghi nhận được là 01 Vượn đực đi cùng 01 hoặc 02 Vượn cái.

3. Các yếu tố thời tiết ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động hót của Vượn đen má vàng?

Số liệu khảo sát thực địa chỉ ra rằng hiện tượng mưa trong thời gian điều tra và gió lớn làm suy giảm mạnh nhất tần suất phát ra tiếng hót của Vượn, đồng thời gió to cản trở nghiêm trọng khả năng truyền âm. Ngoài ra, mưa từ tối hôm trước và sương mù dày đặc vào buổi sáng cũng làm giảm tần suất hót. Do đó, các đợt điều tra thực địa được khuyến nghị không tiến hành vào những ngày có mưa hoặc gió lớn.

4. Thiết bị phần cứng và phần mềm chuyên dụng nào được sử dụng để phân tích âm sinh học trong luận án?

Luận án sử dụng máy ghi âm thanh phổ rộng Song Meter SM3 của hãng Wildlife Acoustics Inc. để thu âm tự động ngoài thực địa. Dữ liệu âm thanh sau đó được xử lý trên phần mềm RAVEN của Cornell Lab of Ornithology để trích xuất phổ âm thanh, phân biệt giọng hót giữa cá thể đực, cá thể cái và cá thể bán trưởng thành. Số liệu khoảng cách được phân tích thông qua phần mềm DISTANCE.

5. Quần thể Vượn đen má vàng tại VQG Cát Tiên có quy mô như thế nào so với các khu bảo tồn khác ở Việt Nam?

VQG Cát Tiên là nơi sở hữu quần thể Vượn đen má vàng lớn nhất tại Việt Nam. Đợt khảo sát thực tế đã ghi nhận 44 đàn và ước lượng quy mô toàn phân khu Nam Cát Tiên đạt 325 đàn (theo phương pháp khoảng cách). Quy mô này vượt trội so với các khu vực bảo tồn trọng điểm khác như VQG Bù Gia Mập (88 đàn), VQG Bidoup - Núi Bà, VQG Chư Yang Sin, VQG Phước Bình, KBTTN Nam Nung và KBTTN Tà Đùng.


Kết luận

Luận án tiến sĩ của Trần Mạnh Long đã ứng dụng phương pháp Khoảng cách (Distance sampling) và kỹ thuật âm sinh học sử dụng máy ghi âm tự động SM3 kết hợp phần mềm RAVEN trong điều tra, giám sát loài Vượn đen má vàng (Nomascus gabriellae) tại phân khu Nam Cát Tiên. Công trình đã chứng minh phương pháp khoảng cách khắc phục được sai số do suy giảm xác suất phát hiện theo cự ly của phương pháp truyền thống, nâng mức ước lượng quần thể từ 195 đàn lên 325 đàn, đồng thời nhận diện được 5 kiểu cấu trúc xã hội của đàn vượn qua phổ âm thanh. Các kết quả định lượng về sinh cảnh ưa thích, quy luật cất tiếng hót và mức độ ảnh hưởng của thời tiết cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác quản lý và giám sát đa dạng sinh học tại VQG Cát Tiên.