浙江省近海渔运船转载信息提取

渔运船是从事渔获物运输的专用船舶,能够提高捕捞渔船作业效率,增加捕捞渔船的作业强度。为掌握渔运船在海上的转载情况,从而间接了解捕捞渔船作业强度,该研究提出一种基于北斗船位数据的以设定航速阈值、距离阈值和时间阈值来提取渔运船转载信息的方法。如果渔运船和捕捞渔船距离小于50 m,且期间有持续3条以上的船舶监控系统(Vessel Monitoring Systems,VMS)记录,则认为可能发生了1次转载,并记录下相遇的时长、船名、空间位置。以浙江省为例,利用该方法从2018年浙江省的北斗船位数据中提取渔运船的海上转载信息,并进行统计分析。结果表明,有转载记录的渔运船808条,参与转载的捕捞渔船3 548条,共转载28 916次。渔运船停船转载占比21.0%,以1～1.4 m/s低速航行的作业状态转载占比53.7%,转载时长小于12.5 min的占比81.3%,同时得到渔运船转载的热点分布,转载累积时长最长的空间网格为122.5°E～123°E,31.5°N～32°N,转载累积时长187 h,其次为122°E～122.5°E,28°N～28.5°N,转载累积时长150h。通过分析渔运船海上转载位置和转载累积时长的空间分布情况可掌握捕捞渔船作业的时空变化特点,为渔业限额捕捞精细化管理提供依据。     

近海捕贝作业平台技术经济论证模型及应用

为了辅助一种近海捕贝作业平台的方案决策,使其达到较佳经济效果,以解决近海扇贝养殖捕捞生产中的能耗大、劳动强度高、捕捞效率低以及捕捞效果差的问题,该文根据给定的营运条件、捕捞能力和贝类资源情况,对其进行了技术经济论证研究。选取捕贝平台的拖网主机功率、平台跨距、平台锚次横移时间、平台总建造成本、平台拖网速度作为论证的参数,以单位面积捕捞油耗、单位捕捞成本、捕捞效率为经济评价指标,建立了近海捕贝作业平台技术经济论证模型。基于该模型利用比较论证方法对渔船捕捞方式与捕贝作业平台捕捞方式进行了经济性计算,然后对选取的技术经济参数进行了敏感性分析。结果表明:当平台拖网主机功率400~470 k W、平台跨距0.5~3.0 km、平台锚次横移时间2.0 h以下、平台捕捞拖网速度1.4 kn以上、平台总建造成本低于2750万元时,平台捕捞方案比渔船捕捞方案具有明显的优势。实例计算证明,利用该文提出的技术经济论证模型,通过比较分析论证方法,可得到捕捞作业平台的技术参数范围,为新型近海捕贝作业平台的技术参数设计与实施提供参考。     

采用卷积神经网络构建西北太平洋柔鱼渔场预报模型

对远洋渔场资源和位置进行预报可以为远洋渔业生产及管理提供重要信息。该研究针对西北太平洋柔鱼渔场，利用海洋表面温度遥感信息和中国远洋渔船生产资料，基于深度学习原理，选取卷积神经网络构建西北太平洋柔鱼渔场预报模型。根据不同月份、不同通道构建了多种数据集，用于训练渔场预报模型。训练结果表明，4个通道组合的数据集的训练结果最优，渔汛早期（7-8月）、中期（9月）和后期（10-11月）测试样本的准确率分别为80.5%、81.5%和81.4%。以2015年的真实渔场数据对模型进行验证，模型的平均召回率为82.3%，平均精确率为66.6%，F1得分平均值为73.1%，预测的高产渔区与实际作业的高单位捕捞努力量渔获量区基本匹配。该研究构建的渔场预报模型可以获得较好的准确率，可为其他鱼种的渔场预报模型构建提供新的思路。     

渤黄海区域渔船碳排放特征

渔船二氧化碳排放是全球温室气体排放评估中通常被忽视的领域，在全球变暖过程中具有不可忽略的驱动作用。渤黄海是中国重要的海上粮仓和生态环境治理区域，查明渤黄海渔船生产作业过程对温室气体排放贡献较大的环节，对区域碳循环研究、碳排放管理及减排降碳措施制定具有重要意义。为探明渤黄海区域海洋渔船二氧化碳排放的时空变化特征，揭示渔业生产活动对气候变暖的影响程度，该研究基于2020至2021年的海量渔船管理及动态船位数据，提取了航段位移、航段内渔船航速、发动机负荷因子、排放因子等状态参数，构建了渔船二氧化碳排放动态计算模型，分析了渤黄海区域9种作业类型渔船的二氧化碳排放强度，给出了渔船年度及月度排放的空间分布特征。结果表明：1）渤黄海区域各类机动渔船在2020和2021年的二氧化碳排放总量分别为450万和945万t，总体呈现出近岸低、外海高的分布特征，热点区域主要分布在渤海湾渔场、滦河口渔场、海东渔场、烟威渔场、石岛渔场、石东渔场、海州湾渔场及大沙渔场。2）拖网和刺网渔船是二氧化碳年度累计排放的主要贡献者，但就单船单位航行时长二氧化碳排放量而言，辅助船最高，围网渔船次之。3）不同年份相同月份的渔船二氧化碳排放空间分布呈现出一定的相似性，伏季休渔期开始前强碳源主要出现在黄海中南部区域，休渔期结束后强碳源主要出现渤海中部、山东半岛东部以及黄海中部海域一带，年度内渔船二氧化碳排放重心总体上是由沿岸海域向中部开阔海域方向扩散。该研究通过渔船动静态异质数据推演二氧化碳的时空变化，对评估渔业生产所引起的气候效应具有理论指导作用。     

基于积温产量模型确定山东夏玉米拔节前后的极端高温阈值

参考已有的积温-产量模型方法,利用山东省10个气象站点1983-2012年逐日最高气温、最低气温数据模拟其间逐小时温度,分拔节前和拔节后两个时段确定山东省夏玉米的极端高温阈值,并对研究区极端高温事件的时空分布特征进行分析。结果表明:夏玉米生育期温度主要分布在17~35℃区间,拔节后不同温度持续时长较大;有效积温转化为实际产量的比例系数有随时间增大的趋势;山东省夏玉米拔节前、后两个阶段极端高温阈值分别为35.2℃和34.5℃;基于此阈值统计的极端高温发生日数由西部平原地区向东部沿海半岛地区减少,拔节后较拔节前频发,研究期内极端高温发生日数有随时间增多的趋势。     

夏季东海区带鱼的网具选择性试验研究

由于渔业高强度捕捞压力及频繁的海洋工程导致近海海洋环境恶化,东海带鱼(Trichiurus haumela)资源量发生了严重衰退。为可持续利用东海带鱼资源,于2014年夏季8月在东海区渔场采用底拖网菱形目50、55、60、65、70、75 mm和80 mm对带鱼的逃逸率网具选择性进行试验研究,采用套网法对不同尺寸的囊网网目的选择性进行了分析比较。结果表明:带鱼渔获物肛长范围为55~283 mm,平均肛长为159 mm,优势肛长组为140~190 mm,囊网中带鱼渔获的主要肛长组分布在140~220 mm,在套网中主要肛长分布在130~190 mm;随着网目由小变大,囊网中带鱼的平均肛长、体质量也逐渐变大;在数量和体质量逃逸率方面,随着网目增大整体呈先降低后上升的趋势;由于其他非目标渔获和带鱼体型容易挂网的特点,造成囊网中渔获积累产生的堵塞效应,严重影响相关网目中带鱼的逃逸率;根据带鱼的50%选择体长(L_(0.5))与不同网目尺寸拟合的直线:L_(0.5)=2.241 9M+17.503(r=0.930)。以此利用推测的拟合线性关系,并参考相关文献得出的带鱼雌雄个体的L_(0.5)标准反向推出,捕捞雌性带鱼L_(0.5)的最小网目尺寸为65.63 mm,雄性带鱼L_(0.5)的最小网目尺寸为68.76 mm。运用现行可捕标准以及渔业生产,故建议专门用于捕捞带鱼的拖网网目尺寸至少为65mm。同时研究表明海水温度变化对带鱼的体质量资源密度与尾数资源密度的分布有一定影响,其为影响渔具选择性的重要自然因素之一。     

基于遥感数据的智利竹筴鱼渔场预报系统

根据中国2001-2009年东南太平洋作业船只提供的捕捞数据和卫星遥感反演的海表温度数据,建立了基于贝叶斯概率理论的智利竹筴鱼渔场预报系统。系统开发采用客户/服务器(C/S)体系模式,数据库则采用SQL Server 2000数据库管理系统,结合控件式GIS技术,构建了渔场分析和预报系统,并利用历史数据进行了模型精度验证。结果表明:预报渔场的准确度为72.6%,预报非渔场的准确率为57.5%;综合预报准确率达65%以上。渔汛盛期的渔场预报准确率要高于渔汛末期3%～22%,而非渔场的预报准确率低于渔汛末期4%～11%。因此,该预报系统对于南太平洋智利竹筴鱼渔场预测和捕捞活动具有一定的指导意义。但在实际预报过程中,也需结合其他相关环境因子(如叶绿素a、海面高度、海流等)对预报渔场进行修正。     

基于北斗的农机作业大数据系统构建

针对全国范围农机作业动态监测和量化统计的应用需求,该研究通过在农业机械上安装北斗终端,制订数据传输规范,完成了基于北斗的农机作业大数据系统建设。该系统由农业机械及北斗终端、农机制造企业物联网平台和农机作业大数据管理服务平台3部分组成。系统共接入农机290 153辆。经数据清洗、轨迹分割和参数提取3个数据处理步骤,可获得农机的工作时长、行驶里程和作业面积等基本统计量。以2021年夏小麦机械化收割为例,利用该系统进行数据获取、处理和统计分析,输出收割机分布热力图和作业重心转移图,进行了收割时长、收割效率与收割面积等统计,分析了小麦主产区对跨区作业的依赖程度。麦收期间在线收割机累计35 243辆,日均18 568辆,收割时长中位数均值为8.3 h/d,收割面积中位数均值为5.5 hm2/d,约75%的小麦收割机进行了跨区作业,跨区距离中位数约为597 km。应用结果表明,农机作业大数据系统可准确开展数据处理和作业统计,可以向农业农村部门、农机制造企业、农机合作社和农机手提供作业动态监测和数据分析服务。     

多时间尺度下中国区域土壤湿度记忆性时空特征及趋势分析

土壤湿度是大气陆面异常的最敏感指示要素,在土壤和植被作用下土壤湿度变化具有一定持续性,能够不同程度地保留前期土壤湿度的状态,对干旱、洪水等极端事件具有显著的影响和调节作用,开展土壤湿度记忆性研究对农业、水利部门具有重要意义。为探究多个时间尺度下土壤湿度记忆性时空特征及演变趋势,该研究基于欧洲中心再分析产品（ERA5-Land）中国区域1979—2018年的土壤湿度数据,结合滞后自相关分析,计算中国区域1979—2018年土壤湿度记忆性（soil moisture memory,SMM）,探究不同时间尺度（季节、年、年际）及干湿条件下SMM的时空分布特征及演变趋势。结果表明：1）从多年平均状态来看,土壤湿度在滞后时间超过300 d后无显著相关;空间上北方地区SMM远高于南方地区,其中西南地区记忆时长不足20 d,华中、华东及华南地区小于40 d,西北和华北地区则超过80 d。2）季节上,大部分区域表现为冬季长、夏季短、秋春季次之的规律,其中华北地区季节性差异较大,冬季记忆时长超过70 d,夏季则低于20 d;同时在不同干湿条件下,土壤湿度在干燥期的记忆性明显强于湿润期,干燥期青藏高原、华北和东北地区记忆时长超过90 d,湿润期则小于60 d。3）从演变趋势来看,北方地区土壤湿度记忆时长呈下降趋势,其中华北和青藏高原地区较为显著,南方地区则呈增长趋势,2010s记忆时长比1980s记忆时长增加30 d以上;此外,大部分地区记忆时长的变化趋势与滞后30 d记忆性的变化趋势较为一致。研究可为气候预测和农业干旱监测提供参考。     

采用AIS计算中西太平洋延绳钓渔船捕捞努力量

对渔船捕捞行为和捕捞强度空间高分辨率的估计可以作为海洋资源管理和生态脆弱性评估的重要信息。为识别远洋延绳钓渔船作业状态,该文基于2017年10-11月中西太平洋延绳钓渔船卫星船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据和捕捞日志数据,采用支持向量机(support vector machine,SVM)学习方法,构建了中国中西太平洋延绳钓渔船捕捞作业状态(捕捞/非捕捞)分类模型。通过计算模型分类准确率、精确率、敏感度和特异度来评价模型对渔船作业状态分类能力。结果表明,模型训练数据的准确率为95.24%(Kappa系数为0.9),验证数据的准确率为93.85%(Kappa系数为0.87)。采用构建好的模型识别2017年10月和11月中西太平洋延绳钓渔船共计125624条AIS记录数据,模型准确率在83.3%(Kappa系数为0.67)。2017年10、11月所有数据分类精确率为82.33%,灵敏度为88.32%,特异度为77.27%。渔船主要作业空间在168°E^173°E,12°S^18°S,有3个明显的作业强度较高区域。基于SVM模型和日志记录的捕捞强度信息在空间上相关性很高(r>0.98),SVM模型识别的渔船捕捞努力量空间分布特征和实际吻合。捕捞努力量与单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of effort,CPUE)、渔获尾数、渔获质量和投钩数的相关系数分别是0.68、0.93、0.93和0.94。基于AIS信息挖掘的渔船空间捕捞努力量可用于渔业资源分析。     

Seabird mortality at trawler warp cables and a proposed mitigation measure: A case of study in Golfo San Jorge, Patagonia, Argentina

We studied the interaction between seabirds and warp cables in the high-seas Argentine hake Merluccius hubbsi trawl fishery operating in Golfo San Jorge, Argentina, and tested the efficacy of a simple mitigation measure designed to reduce mortality at warp cables. Observations were made onboard hake trawlers during the height of the fishing season, between December 2004 and April 2005. Thirteen seabird species used food made available by fishing operations. The most frequent and abundant seabirds (% occurrence, mean maximum number per haul) were the Kelp gull Larus dominicanus (98.1%, 348.5) and the Black-browed albatross Thalassarche melanophrys (96.1%, 132.2). Contacts with warp cables were recorded for six species in 81.4% of hauls, with a mean number of contacts per haul of 14.4 ± 23.8 (range = 0-127). A total of 53 individuals were killed due to interactions with nets and cables, resulting in a total cable mortality rate of 0.14 birds/haul. Considering the fishery’s fishing effort, the estimated total number of birds killed during the study was 2703 (CV = 0.8), of which 306 (CV = 0.9) were killed due to contacts with warp cables (255 Kelp gulls and 51 Black-browed albatross). The tested device consisted of a plastic cone attached to each warp cable. In hauls with mitigation device, the number of contacts was reduced by 89% and no seabirds were killed. Mean distances between seabirds and cables were significantly larger in hauls with than without mitigation device (2.6 vs 0.9 m). The proposed device could be easily applied in this and other trawl fisheries operating in Argentine waters. Increased effort should be placed in implementing mitigation measures and the monitoring of cable related mortality associated to high-seas trawlers operating in the Argentine Continental Shelf.     

基于物联网的内河小型渔船动态信息监控系统设计

为规范内河流域渔业生产秩序,保障渔船作业安全,该文设计了基于物联网的内河小型渔船动态信息监控系统。该系统集成了无线传感器网络、远程信息传输、远端后台监控等多种技术方法。其中,无线传感器网络主要用于获取包括渔船位置、电捕鱼违法监测信息和渔船超载检测信息等渔业现场数据。依靠Zig Bee技术,该网络实现了对不同类别传感器数据的汇聚、判断以及远程播发。远程信息传输是利用GPRS/GSM移动通信网络与互联网传输技术,实现了多渔船作业信息向后台监控中心的实时传输。后台渔政监控中心,具有渔船在电子地图上的识别与定位,渔业生产的实时监控以及渔政执法的决策辅助等功能。该系统经测试,可满足内河流域作业渔船在实时监管和安全保障等方面的需求,提高了农业渔政管理的水平。     

Contrasting recreational and commercial fishing: Searching for common issues to promote unified conservation of fisheries resources and aquatic environments

Commercial fishing has repeatedly been identified as a major causal factor for global declines in fish stocks. Recently, recreational fisheries have also been considered as having the potential to contribute to fisheries declines. Here, we take a global focus, contrasting the characteristics of commercial and recreational fisheries relevant to conservation and sustainability of exploited fishes in both marine and freshwater environments. We provide evidence to support our assertion that the same issues that have led to global fisheries concerns regarding commercial fishing can have equivalent, and in some cases, magnified effects in recreational fisheries. Contrasts revealed that the issues of bycatch and catch-and-release, fisheries-induced selection, trophic changes, habitat degradation, gear technology, fishing effort, and production regimes are remarkably similar among fishery sectors. In recognition of this conclusion, we present a new vision for recreational fishing that positions it on the same scale and urgency as commercial fisheries. Efforts to manage and conserve fisheries must recognise that issues and threats are similar in these fundamentally and philosophically different fisheries, as may be the solutions. Failure to recognise the similarities will further polarise these sectors and retard efforts to conserve aquatic resources. Fishing activity of any kind, whether commercial or recreational, has the potential to affect negatively fish and fisheries, as well as aquatic environments.     

DX-180型玻璃钢扇贝拖网渔船优化改造与试验

针对日本引进的DX-180型玻璃钢扇贝拖网渔船在獐子岛海域捕捞过程中出现的高能耗、低产量等问题,通过对该渔船与獐子岛扇贝捕捞主力船型(辽长渔养15021钢质扇贝拖网渔船)的技术指标差异性分析得出,该渔船配备的捕捞网具与作业模式无法满足中国海域扇贝捕捞需求。因此,该文提出优化捕捞网具与作业模式,并通过在獐子岛虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播海域的海上对比试验论证其改造的合理性。试验分2阶段进行,第1阶段通过增大网具扫海面积并对作业参数进行优化与论证,确定在沙砾底、泥沙底和泥底的最佳拖网航速与曳纲长度;第2阶段进行海上生产对比试验,并以单位捕捞油耗、单位捕捞效率和单位捕捞成本为经济评价指标。试验结果表明,优化后的DX-180型扇贝拖网渔船的捕捞量与耗油量均得到有效改善。与预替代的辽长渔养15021钢质扇贝拖网渔船相比,虽单位捕捞油耗与钢质拖网渔船基本持平,但在单位捕捞效率和单位捕捞成本方面均优于钢质拖网渔船,其中单位捕捞效率提高了37.5%,单位捕捞成本降低了26.0%,符合扇贝低碳化产业发展需求,对中国推广玻璃钢扇贝拖网渔船从技术与经济性方面提供参考。     

考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估方法

针对以往海洋机动渔船捕捞能力评估研究中考虑影响因素较少,对各影响因素的主观权重值和客观权重值综合分析不足,不能给出渔船单船捕捞能力量化值等问题,该研究提出了考虑多影响因素的渔船单船捕捞能力评估模型。首先,考虑多种影响渔船捕捞能力的因素,建立单船捕捞能力评估指标体系,将其分为可量化指标和不可量化指标,并初步制定了不可量化指标评估标准。其次,利用专家、渔民调查问卷中的数据,运用层次分析法计算各指标主观权重值,结果表明各指标权重依次为：捕捞装备（10.76%）、功率（9.35%）、拖网（7.40%）、作业时长（7.14%）、总吨（4.85%）、探鱼仪器（4.74%）、刺网（3.98%）、船长（3.18%）、张网（2.83%）、围网（2.38%）、钓业（2.06%）、作业环境（1.92%）、钢质材质（1.89%）、罩网（1.65%）、玻璃钢材质（1.55%）、船龄（1.26%）、木制材质（1.21%）;渔具相关指标权重依次为：网具主尺寸（40.23%）、网具结构（14.93%）、装配技术（9.26%）、制造材料（5.08%）。最后,为兼顾主客观权重优点,基于加法合成法、博弈论法、最小鉴别信息法对各指标权重值进行组合计算,以获得目标权重值,并根据某省渔船数据对建立的模型进行验证分析,通过Spearman等级相关系数法计算捕捞能力评估值与实际渔获量之间的等级相关系数,结果表明基于博弈论法得到的结果相关性最高,相关系数为0.937,证实了组合权重值和评估模型的科学性和合理性。研究结果可为渔业管理部门制定科学合理的渔业资源调控政策提供依据。     

基于NPP/VIIRS夜光遥感影像的作业灯光围网渔船识别

为对远洋灯光渔船作业信息进行实时动态监测,该研究基于可见光红外辐射仪(visible infrared imaging radiometer suite,VIIRS)夜光遥感影像,根据远洋灯光渔船作业时其集鱼灯灯光在VIIRS白天/夜晚波段(day/night band,DNB)影像上的辐射特征,采用峰值中值指数(spike median index,SMI)对灯光渔船与背景像元间的辐射差异进行拉伸,在此基础上设计了基于最大熵法(maximum entropy method,Max Ent)阈值分割以及局部峰值检测(local spike detection,LSD)的作业远洋灯光渔船识别算法,并采用2015年西北太平洋公海灯光围网渔场内作业渔船船位监控系统(vessel monitoring system,VMS)数据对该算法的识别精度进行检验。验证结果显示,该文提出的作业远洋灯光渔船自动识别算法对实际作业灯光渔船的识别精度在92%以上,可以满足远洋灯光渔船日常监测的需求,可为进一步评估远洋光诱渔业捕捞努力量、推进远洋光诱渔业信息化管理以及打击非法、未申报和无管制的(illegal,unregulated,unreported,IUU)捕捞活动提供技术支持。