Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Tài liệu và phương pháp nghiên cứu
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu nghề cá biển, để đánh giá cấu trúc ngƣ cụ, đối tƣợng khai thác, môi trường nước,...các nhà khoa học thường dựa vào số liệu thực nghiệm. Nghiên cứu, phân tích, đánh giá số liệu thực nghiệm bằng các phương pháp khác nhau cho phép xây dựng được những mô hình trong nghề cá.
Khi nghiên cứu về chà, các nhà khoa học thường căn cứ vào sản lượng cá khai thác tại chà để làm cơ sở đánh giá các chỉ tiêu liên quan đến chà. Do vậy, sản lƣợng cá khai thác tại chà là chỉ tiêu quan trọng, phản ánh sự tập trung của cá tại chà và có tác dụng thúc đẩy hoặc kìm hãm các hoạt động nghiên cứu, sử dụng chà trong thực tiễn sản xuất nghề cá.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến việc tập trung của cá tại chà cố định, luận án sử dụng sản lƣợng cá khai thác tại chà làm tiêu chí phản ánh tác động ảnh hưởng của các yêu tố nghiên cứu. Các phương pháp nghiên cứu gồm:
2.3.3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
Các yếu tố tác động đến quá trình tập trung của cá tại chà rất nhiều, song có thể phân ra làm 2 nhóm:
Nhóm thứ nhất: Nhóm các yếu tố về điều kiện tự nhiên, môi trường vùng biển nhƣ: Nhiệt độ, độ mặn, dòng chảy, ánh sáng, độ sâu, chất đáy,...
Nhóm thứ hai: Nhóm các yếu tố về đặc điểm cấu trúc chà nhƣ: Vật liệu, số lƣợng tàu dừa, thời gian sử dụng vị trí thả chà, số lần bổ sung chà,...
Sử dụng phương pháp nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về cá biển như:
đặc điểm sinh học, tập tính sinh lý sinh thái của cá; đồng thời nghiên cứu về đặc điểm của các yếu tố tự nhiên, môi trường vùng biển và quá trình sản xuất thực tế của nghề khai thác cá kết hợp chà, chúng ta có thể xác định những yếu tố nào có khả năng tác động mạnh đến vấn đề nghiên cứu để từ đó đƣa vào
điều tra khảo sát chi tiết. Tất cả các quá trình quan hệ, tương tác này được xem xét dựa trên cơ chế sinh lý thích nghi giữa cơ thể cá với sự biến đổi của môi trường nhằm có được những nhận xét đánh giá xác thực.
2.3.3.2. Phương pháp điều tra, phỏng vấn ngư dân:
Phương pháp điều tra, phỏng vấn được sử dụng chủ yếu để xác định thông số của các yếu tố liên quan đến đặc điểm cấu trúc chà: Vật liệu quy mô của chà, thời gian sử dụng vị trí thả chà, chất đáy tại vị trí thả chà, mức độ bổ sung chà, toạ độ vị trí thả chà, sản lƣợng cá khai thác tại chà trong tháng điều tra,...
2.3.3.3. Phương pháp khảo sát, đo đạc thực tế:
Áp dụng cho một số các yếu tố về điều kiện tự nhiên, môi trường vùng biển: Nhiệt độ, dòng chảy, chất đáy, độ sâu, động thực vật phù du. Chúng tôi sử dụng kết quả khảo sát đo đạc của các chuyến khảo sát độc lập trong chương trình nghiên cứu chà của Bình Thuận để đưa vào tính toán phân tích một số các yếu tố về điều kiện tự nhiên môi trường vùng biển. Tất cả các dụng cụ, thiết bị, phương pháp thu mẫu, bảo quản, phân tích mẫu của các chuyến khảo sát đƣợc tiến hành theo quy trình quy phạm về điều tra môi trường. Cụ thể:
Phương tiện khảo sát: Thuyền máy của lực lƣợng Thanh tra bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản Bình Thuận có công suất 145 cv đợt tháng 7/2000 và 660 cv đợt tháng 4/2003.
Lực lượng khảo sát: Các cán bộ kỹ thuật của Viện Hải dương học Nha Trang và Sở Thuỷ sản Bình Thuận.
Thời gian khảo sát: Đợt tháng 7/2000 khảo sát 10 ngày (từ ngày 08- 17/7/2000) với 15 trạm khảo sát. Đợt khảo sát tháng 4/2003 khảo sát 4 ngày (từ ngày 9-12/4/2003) với 20 trạm khảo sát.
Thiết bị dụng cụ lấy mẫu, đo đạc: Các thiết bị, dụng cụ thu mẫu, đo đạc là các thiết bị chuyên dùng của Viện Hải dương học và được các bộ kỹ thuật của Viện thực hiện theo đúng quy trình quy phạm về đo đạc môi trường. Cụ thể:
- Xác định vị trí trạm khảo sát và vị trí chà: Sử dụng máy định vị vệ tinh GPS;
- Xác định tốc độ dòng chảy: Sử dụng máy đo dòng chảy 3 chiều bằng nguyên tắc sóng âm MAV (Mỹ);
- Xác định nhiệt độ: Sử dụng máy đo nhiệt, muối tự động AST-500 (Nhật);
- Lấy mẫu động thực vật phù du: Sử dụng lưới thu mẫu chuyên dùng.
Phương pháp phân tích mẫu: Các mẫu sau khi thu xong, tuỳ thuộc vào yêu cầu phân tích của mẫu mà có cách bảo quản phù hợp và đƣợc đƣa về phòng thí nghiệm của Viện Hải dương để phân tích theo đúng quy trình về đo đạc phân tích mẫu.
2.3.3.4. Xác định thông số của các yếu tố nghiên cứu:
* Sản lượng: Là sản lƣợng của các loài cá khai thác tại chà trong tháng điều tra, đơn vị tính là tấn.
* Các yếu tố liên quan đến đặc điểm cấu trúc chà:
- Vật liệu làm chà: Là vật liệu dùng để làm các bộ phận chủ yếu của chà nhƣ: Tre, đá, lá dừa, bụi me, bụi dứa, xác tàu đắm, thùng dầu cũ,... và đƣợc xác định thông qua điều tra.
- Số lượng tàu dừa sử dụng làm chà: Là số lƣợng tàu dừa đƣợc sử dụng để làm bộ phận quyến rũ cá. Cách xác định thông qua việc điều tra, đơn vị tính là số lƣợng tàu dừa.
- Thời gian sử dụng vị trí thả chà: Là thời gian mà chủ thuyền đã sử dụng chà để khai thác cá tại vị trí chà điều tra. Thông thường vị trí thả chà có thể đƣợc chủ thuyền sử dụng từ vài năm đến vài chục năm.
Tsd = Tđt - Tbsd
Trong đó:
Tsd : Thời gian sử dụng vị trí thả chà, đơn vị là năm Tđt : Năm điều tra chà
Tsbd : Năm bắt đầu sử dụng vị trí thả chà
- Mức độ bổ sung chà: Là số lần bổ sung chà trong tháng điều tra, đơn vị tính là lần.
* Các yếu tố liên quan đến đặc điểm điều kiện tự nhiên, môi trường vùng biển:
- Độ sâu thả chà: Là độ sâu tại vị trí thả chà tính từ mốc số 0 hải đồ. Để hạn chế các sai số của phương pháp điều tra, tăng tính chính xác của dữ liệu đƣa vào phân tích, tính toán, chúng tôi xác định độ sâu tại vị trí thả chà bằng cách nội suy từ các giá trị độ sâu thể hiện theo hải đồ 1/50.000 do Hải quân Mỹ xuất bản năm 1967, hải đồ tỷ lệ 1/200.000 và 1/500.000 do Hải quân nhân dân Việt Nam xuất bản năm 1979, 1980. Tổng số điểm độ sâu dùng làm giá trị gốc để nội suy ra các giá trị độ sâu tại vị trí thả chà là 4.200 điểm. Trên cơ sở bản đồ vùng biển nghiên cứu đƣợc xây dựng trên các phần mềm Mapinfor và Suffer, chúng tôi quản lý dựa vào các ô vuông cơ sở. Mỗi ô vuông cơ sở có kích thước 30” (tương đương 926 mét) và được gán giá trị độ sâu trung bình từ các giá trị độ sâu của hải đồ nhờ phép nội suy “Kridging”. Khi đó, mỗi vị trí chà có toạ độ nằm trên ô vuông cơ sở nào sẽ nhận giá trị độ sâu của ô vuông cơ sở đó. Với cách xử lý này, chúng tôi có thể quản lý các vị trí chà ở dạng “ảnh” và dạng “số” (tương ứng với thuộc tính nào đó của chà) rất linh hoạt, thuận tiện trong việc tích hợp, phân tích, truy xuất thông tin.
- Địa hình đáy tại chà: Chúng tôi phân địa hình đáy ra 2 thuộc tính để phân tích: Địa hình đáy bằng phẳng và địa hình đáy nghiêng. Để xác định địa hình đáy tại vị trí thả chà có thuộc tính bằng phẳng hay nghiêng, chúng tôi dựa trên sự thay đổi độ sâu tại khu vực thả chà. Qua nghiên cứu cho thấy, địa hình toàn vùng biển có chung đặc điểm tăng dần độ sâu về phía Đông. Do vậy, nếu chúng ta thực hiện phép so sánh sự thay đổi độ sâu tại vị trí thả chà với độ sâu giả sử cho chà tịnh tiến theo chiều ngang về hướng đông (chỉ thay đổi kinh độ, không thay đổi vĩ độ) một khoảng cách phù hợp sẽ cho phép biết đƣợc địa hình đáy biển khu vực nơi thả chà. Với cách lập luận này, chúng tôi áp dụng cho tất cả các vị trí thả chà dịch chuyển ngang về hướng Đông một khoảng cách 926 m (tương ứng 30”nếu tính theo toạ độ ) và xác định độ sâu của chà tương ứng với vị trí giả định dịch chuyển này. Cách xác định độ sâu của vị trí chà giả định tương tự như cách xác định độ sâu ở vị trí chà thật như đã trình bày ở trên. Trên cơ sở so sánh sự chênh lệch độ sâu của vị trí chà thật và vị trí chà giả định dịch chuyển chúng tôi xác định thuộc tính của địa hình đáy tại nơi thả chà. Cụ thể quy ƣớc, chọn thuộc tính địa hình đáy là bằng phẳng khi so sánh sự sai lệch giá trị độ sâu nhỏ hơn 2m; thuộc tính địa hình đáy nghiêng khi sự sai lệch từ 2m trở lên
Nếu Hc - Hcd < 2m : Địa hình đáy bằng phẳng Nếu Hc - Hcd 2m : Địa hình đáy nghiêng Trong đó:
Hc : Độ sâu tại vị trí thả chà, đơn vị tính là mét
Hcd : Độ sâu tại vị trí thả chà giả sử đã dịch chuyển theo chiều ngang về hướng Đông một khoảng 926 m (tương ứng 30” trên bản đồ), đơn vị tính là mét.
- Chất đáy tại chà: Xác định dựa vào thông tin điều tra phỏng vấn ngƣ dân. Qua theo dõi thực tế sản xuất cho thấy, người khai thác hoàn toàn có thể
xác định đƣợc chất đáy tại vị trí thả chà thông qua các hoạt động thăm dò, khai thác tại vị trí chà nhƣ: câu, thả neo, máy dò,...
- Nhiệt độ nước biển tầng mặt tại chà: Trên cơ sở các giá trị nhiệt độ nước biển tầng mặt đã xác định được tại các trạm khảo sát, chúng tôi chọn làm giá trị gốc để tiến hành thực hiện các phép nội suy. Phương pháp thực hiện tương tự như cách xác định độ sâu chà đã trình bày, đơn vị tính là 0 C.
- Dòng chảy: Giá trị tốc độ dòng chảy tầng mặt tại vị trí thả chà đƣợc xác định tương tự như nhiệt độ nước, đơn vị tính là cm/s.
- Động thực vật phù du: Sinh khối của động thực vật phù du tại vị trí thả chà được xác định theo cách tương tự như xác định giá trị nhiệt độ, dòng chảy,..., đơn vị tính của động vật phù du là mg/m3, thực vật phù du là ml/m3. 2.3.3.5. Phương pháp phân tích lô-gic thông tin:
Phương pháp phân tích lô-gic thông tin là một phương pháp thống kê toán học nhằm mục đích xác định các chỉ số thông tin trong tập hợp gồm nhiều yếu tố tương tác lên một đại lượng nhất định. Áp dụng trong trường hợp nghiên cứu của luận án là đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên, môi trường, đặc điểm cấu trúc chà lên đại lượng sản lượng cá khai thác tại chà.
Với việc ứng dụng phương pháp phân tích logic thông tin, cho phép chúng ta có thể xác định mức độ tác động mạnh yếu của các yếu tố nghiên cứu (các yếu tố tác động đến sự tập trung của cá tại chà: nhiệt độ, dòng chảy, độ sâu, chất đáy, địa hình đáy,....) đến hiện tƣợng nghiên cứu (sản lƣợng cá khai thác tại chà).
Hiện nay phương pháp phân tích lô-gic thông tin được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sinh học, vật lý học, hoá hoc,...Riêng trong lĩnh vực nghề cá, phương pháp này được ứng dụng để đánh giá nguồn lợi thuỷ sản, các thông số ngư cụ của lưới kéo, lưới vây,... để tìm ra quy luật tác động của từng yếu tố nghiên cứu.
Các bước để tiến hành áp dụng phương pháp lô-gic thông tin như sau:
- Mã hoá thông tin:
Để tiến hành thực hiện phân tích các yếu tố tác động đến hiện tƣợng nghiên cứu, tất cả các số liệu về yếu tố và hiện tƣợng nghiên cứu phải đƣợc mã hóa đưa số liệu về dạng mới, về cấu trúc tương đương với số liệu ban đầu, nhưng tất cả các giá trị cụ thể của các yếu tố được biểu hiện dưới dạng các lớp. Số lƣợng các lớp phụ thuộc vào đặc điểm của số liệu ban đầu. Lớp ở đây thể hiện một số biến đổi nhỏ của các giá trị cụ thể của các thông số.
Thông qua phân lớp số liệu sẽ làm thông tin tập trung hơn và loại trừ đƣợc sai số.
- Xác định các chỉ số thông tin:
Sau khi mã hóa thông tin, tiến hành thành lập các ma trận thông tin để xác định các chỉ số thông tin theo các công thức sau của Kastler:
Ở đây:
H(v) : Entrôpi của hiện tƣợng V H(xt) : Entrôpi của yếu tố Xt
H(v,xt) : Entrôpi hỗn hợp của hiện tƣợng V và yếu tố Xt.
I(v,xt) : Số lƣợng thông tin truyền từ yếu tố Xt đến hiện tƣợng V.
H(v) ) x ) I(v, K(x
) x H(v, )
H(x H(v)
) x I(v,
t t
t t
t
n
j m
i
ji ji
m
i
i i
n
j
j j
P P
P P
P P
1 1
2 t
1
2 t
1
2
log )
x H(v,
log )
(x H
log
H(v)
[2-1]
[2-2]
[2-3]
[2-4]
[2-5]
Kxt : Hệ số liên hệ hay hệ số truyền thông tin.
Pj : Xác xuất tìm thấy hiện tƣợng V ở lớp yếu tố j.
Pi : Xác xuất tìm thấy yếu tố Xt ở lớp thứ i.
Pj i : Xác xuất chung tìm thấy hiện tƣợng V ở lớp j và yếu tố Xt ở lớp i.
Bảng 2.2: Ma trận thông tin của yếu tố X(B) và hiện tượng nghiên cứu V(A) X(B)
V(A)
B1 B2 Bi
A1
n1i n11 n12 … n1i n1
P1i = n1i/n n11/n n12/n … n1i/n n1/n - P1i .log2P1i - P11 .log2P11 - P12 .log2P12 … - P1i .log2P1i -PA1 .log2PA1
A2
n2i n21 n22 … n2i n2
P2i = n2i/n n21/n n22/n … n2i/n n2/n - P2i .log2P2i - P21 .log2P21 - P22 .log2P22 … - P2i .log2P2i -PA2 .log2PA2
. . .
. . .
. . .
. . .
. . .
. . .
Aj
nji nj1 nj2 … nji nj
Pji = nji/n nj1/n nj2/n … nji/n nj/n - Pji .log2Pji - Pj1 .log2Pj1 - Pj2 .log2Pj2 … - Pji .log2Pji -PAj .log2PAj
nBi nB1 nB2 … nBi
PBi = nBi/n nB1/n nB2/n … nBi/n n - PBi .log2PBi - PB1 .log2PB1 - PB2 .log2PB2 … - PBi .log2PBi
Tính chất truyền thông tin thể hiện sự tác động của các yếu tố nghiên cứu lên hiện tƣợng nghiên cứu và đƣợc xác định bởi trị tuyệt đối của chỉ số lƣợng thông tin I(v,xt) và hệ số truyền thông tinKxt. So sánh các chỉ số
truyền thông tin cho phép đánh giá mức độ ảnh hưởng mạnh, yếu từ các yếu tố nghiên cứu đến hiện tƣợng nghiên cứu. Trên cơ sở các chỉ số truyền thông tin, cho phép có thể loại bỏ những yếu tố có chỉ số truyền thông tin quá nhỏ, có nghĩa là mức độ tác động và ảnh hưởng của nó lên hiện tượng nghiên cứu không đáng kể.
Để xác định mối liên hệ giữa các hiện tƣợng với từng lớp cụ thể của yếu tố, cần thiết tiến hành thành lập các kênh liên hệ riêng của từng yếu tố đến hiện tƣợng xem xét và tính toán các đại lƣợng thông tin cần thiết sau:
Ở đây:
H(v,xti): Entrôpi qui ƣớc của hiện tƣợng V khi yếu tố Xt ở trạng thái Xti (có nghĩa là yếu tố Xt nằm ở lớp thứ i).
J(v,xti) : Số lƣợng thông tin về hiện tƣợng V truyền từ yếu tố Xt ở trạng thái Xti ( có nghĩa là yếu tố Xt nằm ở lớp thứ i).
Bảng 2.3: Xác định kênh liên hệ riêng giữa yếu tố X(B) và hiện tượng nghiên cứu V(A)
X(B) V(A)
B1 B2 Bi nA/PAji
A1
n1i n11 n12 … n1i n1
P1i (A1/Bi) n11/nj1 n12/nj2 … n1i/nji n1/n - P1i .log2P1i - P11 .log2P11 - P12 .log2P12 … - P1i .log2P1i -P1i .log2P1i
A2
n2i n21 n22 … n2i n2
P2i (A2/Bi) n21/nj1 n22/nj2 … n2i/nji n2/n - P2i .log2P2i - P21 .log2P21 - P22 .log2P22 … - P2i .log2P2i -P2i .log2P2i
) x H(v, H(v)
) x J(v,
) , P(v log ) , P(v )
x H(v,
ti ti
n
1 j
j 2 j
ti ti
ti x x [2-6]
[2-7]
. . .
. . .
. . .
. . .
. . .
. . .
Aj
nji nj1 nj2 … nji nj
Pji = nji/n nj1/nj1 nj2/nj2 … nji/nji nj/n - Pji .log2Pji - Pj1 .log2Pj1 - Pj2 .log2Pj2 … - Pji .log2Pji -Pji .log2Pji
nji nj1 nj2 … nji
H(Aj/Bi) -Pj1 .log2Pj1 -Pj2 .log2Pj2 … -Pji .log2Pji n J(Aj/Bi)
Trong trường hợp nếu J(v,xti) = 0 thì sự thay đổi của hiện tượng V không phụ thuộc vào yếu tố Xt ở trạng thái Xti . Nếu trạng thái Xti hoàn toàn xác định trạng thái hiện tƣợng V thì H(v) = J(v,xti). Tất cả các giá trị J(v,xti) >
0 đều thể hiện ở mức độ xác định sự liên hệ giữa yếu tố và hiện tƣợng nghiên cứu.
Khi lập bảng kênh liên hệ riêng của các yếu tố Xt đối với hiện tƣợng V, ta chỉ xét các trường hợp P(Aj/Bi) > P(Aj). Các trường hợp còn lại có P(Aj/Bi)
< P(Aj) sẽ không xác định sự liên hệ giữa yếu tố Xt và hiện tƣợng V
Trường hợp từ mỗi lớp của yếu tố có một kênh liên hệ duy nhất đến các lớp hiện tƣợng ta thu đƣợc mối liên hệ riêng. Ngƣợc lại nếu từ một lớp của yếu tố có nhiều kênh liên hệ đến các lớp hiện tƣợng V ta có mối liên hệ chung. Trạng thái chung của mối liên hệ mang yếu tố thông tin không rõ ràng.
Để vạch rõ mối liên hệ này, cần thiết phải tiến hành phân tích phối hợp một số yếu tố khác.
2.3.3.6. Phương pháp hồi quy tuyến tính và xây dựng mô hình quan hệ:
Từ phương pháp phân tích lô-gic thông tin, xác định được các chỉ số thông tin có giá trị lớn, nghĩa là tìm các yếu tố tương tác mạnh với sản lượng
đánh bắt, sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính để biểu diễn các yếu tố này dưới dạng tương quan hàm tương quan bậc nhất Y=f(X).
Theo quan hệ tuyến tính, cho phép nhận định xu thế biến đổi của các yếu tố tương tác lên sản lượng đánh bắt.
Từ kết quả biểu diễn quan hệ tuyến tính, xây dựng mô hình hồi quy tổng hợp các yếu tố tương tác lên sản lượng đánh bắt. Mô hình xây dựng có dạng:
Log Y = a0 +
n
i 1
ai log Xi
Trong đó:
Y : Sản lượng khai thác; Xi: Yếu tố ảnh hưởng i a0, ai : Hệ số
Phương pháp thực hiện theo các thủ tục phổ biến đã được thiết lập trên phần mềm phân tích số liệu SPSS version 11.5 (đƣa vào dần, loại trừ dần, hồi quy từng bước) nhằm xây dựng mô hình súc tích, có khả năng dự đoán tốt.