东南太平洋智利竹筴鱼渔场时空分析与资源丰度的预测

为开展东南太平洋智利竹筴鱼Trachurus murphyi渔场的时空分布研究,根据2011—2018年间4—8月中国大型拖网渔捞数据和海表面温度(SST)、海表面盐度(SSS)、叶绿素a浓度(Chl-a)和海表面温度异常值(SSTA)数据,采用系统聚类和神经网络对智利竹筴鱼集群重心的时空变化及其与海洋环境之间的关系进行了研究.结果表明:根据2011—2017年相同月份集群重心的平均值,确定出每月的固定集群重心,随着月份的增长,固定集群重心呈现由西南向东北方向移动的趋势;SSTA指数升高时,集群重心呈现向西北偏移趋势,SSTA指数降低时,呈现向东南偏移趋势;用BP神经网络模型预测出2018年4—8月的集群重心,产量验证结果显示,4、5月集群重心范围内的实际产量分别占整个渔场总产量的82％、79％,6月、7月和8月智利竹筴鱼密度降低,占比分别为60％、56％、48％.研究表明,近年来智利竹筴鱼渔场位置发生了新的变化,集群重心由西北向东北方向移动,SSTA指数在经度上与集群重心呈现显著负相关,在纬度上呈现显著正相关.     

基于BP神经网络的西北太平洋柔鱼资源丰度预测

柔鱼是具有巨大开发潜力的重要经济头足类种类,广泛分布在太平洋海域。柔鱼是短生命周期种类,其生活史过程与栖息地的海洋环境条件有重要关联,海洋环境因子的时空分布与变化显著影响着柔鱼资源的分布范围和资源密度。本文基于监督式学习算法的BP神经网络模型,综合多源卫星遥感观测获取得到的海表温度（Sea surface temperature;SST）、叶绿素a浓度（Chlorophyll-a concentration;Chl-a）、海表面高度距平（Sea surface height anomaly;SSHA）、海水质量变化和地转流等海洋环境因子,对西北太平洋柔鱼资源丰度的时空分布进行了模拟和预测。以上海海洋大学中国远洋渔业数据中心2004~2017年的西北太平洋海域的柔鱼历史渔业捕捞数据为参考值,对基于多源卫星遥感观测的多海洋环境因子的柔鱼资源丰度的模拟和预测结果进行了精度评定。结果表明,与仅采用SST、Chl-a和SSHA等进行柔鱼资源丰度时空分布预测的传统方案相比,进一步加入海水质量变化和地转流后,可有效提高利用BP神经网络对西北太平洋柔鱼资源丰度进行模拟和预测的精度：改进方法模拟的标准差（Standard deviation; STD）和均方根误差（Root mean square error; RMSE）均提高了22%;且预测的STD提高了31%,RMSE减少了26%。     

西北太平洋柔鱼渔场重心变化及其与环境的关系

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是北太平洋海域重要的经济头足类,是我国远洋渔业重要的捕捞对象。本文根据2004-2015年8-10月西北太平洋150 E -165 E 、39 N-45 N海域的柔鱼捕捞数据,研究了柔鱼渔场重心的年际和季节变化及其与海洋环境关系,评估了异常气候事件对柔鱼渔场内表温(SST)及渔场重心时空分布的影响。研究发现,8-10月柔鱼渔场适宜SST范围是13-22℃,适宜SST范围随着月份的增加而减小。渔场重心的年际和季节性变化显著,其季节性变化与柔鱼的洄游路线一致。各月渔场重心的聚类结果均分为3类,分别对应正常气候条件、拉尼娜事件和厄尔尼诺事件。异常气候事件通过调控柔鱼渔场内适宜温度范围的分布,最终使柔鱼渔场重心沿着东北-西南方向移动。厄尔尼诺事件发生时渔场内SST降低,渔场重心向西南方向偏移；而正常气候和拉尼娜条件下渔场内SST升高,渔场重心向东北方向移动。     

基于海表温度和光合有效辐射的西北太平洋柔鱼冬春生群体栖息地热点预测

柔鱼是大洋洄游性头足类种类,具有重要的生态地位和经济价值,目前是日本、韩国和中国等国家在西北太平洋捕捞的主要对象。柔鱼属于短生命周期生物,其栖息地适宜性受气候和海洋环境变化的显著影响。本文根据中国远洋渔业数据中心提供的2006—2015年9—11月中国鱿钓捕捞数据和海表面温度(SST)以及光合有效辐射(PAR)两个关键环境因子,构建基于捕捞努力量和算术平均算法的柔鱼综合栖息地热点预测模型,并对比分析柔鱼栖息地适宜性在超强厄尔尼诺和强拉尼娜条件下的变动规律及其成因。结果表明:基于SST和PAR的栖息地模型能够有效地预测西北太平洋柔鱼栖息地热点海域;9—11月柔鱼各月适宜的SST和PAR范围具有显著月间变化且逐渐减小;柔鱼产量、捕捞努力量和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)随栖息地指数值的增加呈现线性增加趋势。对比2007年强拉尼娜年份和2015年超强厄尔尼诺年份,研究发现,2007年柔鱼CPUE和栖息地适宜性显著高于2015年,其主要原因可能是2007年强拉尼娜现象导致柔鱼渔场内适宜的SST和PAR面积显著增加,而2015年超强厄尔尼诺现象导致两者适宜面积急剧下降,从而导致柔鱼栖息地适宜性变差,柔鱼CPUE降低。     

北太平洋柔鱼渔场资源与海洋环境关系的季节性变化

利用我国2002—2012年5—11月北太平洋鱿钓渔业的生产资料, 结合同期卫星遥感反演技术获取的海表温度(SST)、海水叶绿素(Chl-a)、海流等数据, 运用产量重心法和广义加性模型(GAM), 分析了北太平洋公海柔鱼渔场渔获量变化与海洋环境关系的季节性变化。研究结果显示北太平洋柔鱼5—6月渔场重心位于中、东部渔场, 在168°~171°E、38°~39°N的范围;7—11月集中在西部渔场, 重心位于150°~160°E、40°~44°N的范围, 渔场重心伴随着明显的季节性变化。通过GAM模型综合分析发现整个渔汛期的北太平洋柔鱼渔场最适SST范围为14~19 ℃;最适Chl-a范围为0.22~0.55 mg·m^-3;集中的经度范围为154°~157°E;集中出现的纬度范围为41°~44°N。柔鱼活动呈现每年北上索饵洄游和南下活动产卵洄游, 与环境因素的关系表现出不同的特征, 尤其是SST相关性最好, 从5月到9月SST与渔场重心的关系在北上时呈正相关, 从9月到11月南下时为负相关, 呈现明显的季节性变化。另外海流对渔场的影响甚为重要, 高产渔场一般位于黑潮、亲潮交汇区域的黑潮前锋、亲潮向背一侧附近, 随着暖、寒流的此消彼长而变化。     

厄尔尼诺和拉尼娜事件下西北太平洋柔鱼栖息地时空分布差异

柔鱼（Ommastrephes bartarmii）是短生命周期头足类,其栖息地受气候和环境因子的调控。本文基于2006—2015年9—11月西北太平洋36o—48oN,150o—170oE海域内柔鱼的生产捕捞数据结合关键环境因子海表温度（SST）和海面高度距平（SSHA）,构建了SISST和SISSHA（suitability index,SI）各月不同权重的栖息地指数模型（HSI）,按照模型性能验证并筛选出每月最优模型。此外,利用最优模型预测柔鱼栖息地适宜性,并比较不同ENSO事件下柔鱼栖息地时空分布的差异性,评估生境质量与柔鱼资源丰度与分布的关系。结果显示,9-11月对应最优HSI模型的SISST和SISSHA权重比例分别为：9月为[0.9 0.1],10月为[0.7 0.3],11月为[0.8 0.2],可以看出SST各月贡献最高,表明水温对柔鱼栖息地时空分布的影响最为关键。基于最优模型对比分析厄尔尼诺年份（2009和2015年）与拉尼娜年份（2007和2011年）柔鱼的生境质量、资源丰度和渔场纬度重心,可知,相对于厄尔尼诺事件,拉尼娜事件的发生有利于柔鱼的生存,促使其适宜生境范围扩大,产量提升,柔鱼偏好的水温向北移动驱使渔场位置同样北移。     

日本以南黑潮流量对西北太平洋柔鱼渔场重心影响的滞后性分析

为研究西北太平洋海域黑潮流量对柔鱼Ommastrephes bartramii渔场的影响,本研究中结合1994—2010年西北太平洋海域黑潮流量和柔鱼渔场重心数据,采用阿尔蒙法建立了多项式分布滞后模型,通过分析黑潮流量异常与渔场重心偏移的互相关系数和模型的AIC值,确定了模型的最佳滞后期数,并添加了一阶滞后残差项以消除残差序列的自相关。结果表明:在经度方向上,黑潮流量异常在一年内对柔鱼渔场重心偏移没有明显的影响;而在纬度方向上,模型中黑潮流量异常变量的第12~15期系数均显著,分别为0.003 72(P0.05)、0.004 93(P0.01)、0.006 29(P0.01)和0.007 81(P0.05),说明黑潮流量异常会在6个月后的两个月内对渔场纬度重心产生正向的影响,模型调整后的相关系数为0.549。本研究中考虑了渔场对黑潮流量响应的时滞性,研究结果对延长西北太平洋柔鱼渔场预报的有效期限具有一定的参考意义。     

公海柔鱼类资源丰度与海洋环境关系的研究

利用2002-2014年的公海柔鱼类(Ommastrephidae)渔场的渔获资料结合同期海洋环境数据,采用渔获产量重心算法和广义加性模型(GAM)方法,分析了北太平洋巴特柔鱼(Ommastrephes bartramii)、西南大西洋阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus Castellanos)和东太平洋秘鲁茎柔鱼(Dosidicus gigas)三大公海柔鱼类渔场重心的变化趋势,探讨了主要海洋环境因子(海表温度、叶绿素a浓度和海流)对渔场的影响关系。结果表明:北太平洋柔鱼渔场高产的最适海表温度区间为15~20℃,最适叶绿素a浓度为0.20~0.60 mg/m3;西南大西洋的阿根廷滑柔鱼渔场最适海表为9~14℃,最适叶绿素a浓度为0.60~1.65 mg/m3;东太平洋秘鲁茎柔鱼渔场最适海表温度为18~23℃,最适叶绿素a浓度为0.16~0.40 mg/m3。GAM模型检验结果显示海表温度与资源丰度有显著的相关性,对中心渔场具有关键的指示作用。渔场位置一般出现在不同海流流隔的交汇区,研究认为可根据渔场变化的海况信息及时调整渔场的作业区域,提高生产效率。     

2005—2016年中国东海鲐鱼渔场的时空分布及与海表面温度的关联

鲐鱼(Scomber japonicus)是中上层经济鱼类,也是我国近海重要的捕捞对象,其资源分布受不同尺度气候和海洋环境变化的显著影响。本文根据2005-2016年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的我国东海鲐鱼捕捞数据,结合关键因子海表面温度(sea surface temperature,SST),计算各年鲐鱼渔场经纬度重心,量化鲐鱼渔场重心的时空变化。进一步分析了捕捞努力量在经度、纬度以及SST上的分布规律,并基于聚类法筛选出代表年份评估异常气候事件对鲐鱼渔场内SST及渔场重心时空分布的影响。研究结果显示,鲐鱼渔场重心具有显著的年际和月间变化,7-9月渔场逐渐向东北方向移动,且主要分布在SST为25~28°C范围内。聚类分析将各月份渔场重心分为四类,其中2007和2015年渔场分布具有显著差异。此外,鲐鱼渔场内SST与尼诺指数具有显著的正相关关系,且代表年份2007和2015年分别对应拉尼娜事件和厄尔尼诺事件,当拉尼娜事件发生时,渔场内SST上升,渔场重心逐渐北移;而厄尔尼诺事件发生时,渔场内SST下降,渔场重心主要分布在南部海域。研究表明,中国东海鲐鱼渔场时空分布受到厄尔尼诺和拉尼娜调控的海表温度变化的显著影响。     

西北太平洋柔鱼渔场与流隔间的关系

北太平洋柔鱼属暖水种大洋性洄游头足类。在其索饵、性成熟的洄游过程中，柔鱼一般于5月离开产卵场进行北上素饵成长洄游，整个北太平洋几乎均有柔鱼分布（董正之，1991］。由于暖寒流的流隔区内饵料生物丰富，柔鱼北上洄游又受北方南下的冷水的影响，柔鱼向北洄游受阻，滞留索饵集群形成柔色中心渔场。暖寒流系的强弱产生流隔区位置的变化，相应柔鱼中心渔场的位置发生变化。1材料与方法材料来源接收日本神奈川县渔业无线局每周发布的北太平洋海况速报；北太平洋柔鱼渔场探捕调查船每天作业实测水温；作业产量和位置记录。两股不同性质的暖…     

表温和黑潮年间变化对西北太平洋柔鱼渔场分布的影响

根据1998—2007年6—11月西北太平洋中国鱿钓船的生产统计数据,结合黑潮及表温等海洋环境资料,分析了近10年来表温和黑潮年间变化对西北太平洋柔鱼渔场分布的影响。结果表明,各月经度向作业船次所占比重超过5%的海域：6月为171°-174°E和176°-180°E;7月为157°-161°E、167°-169°E和179°-180°E;8月为151°-158°E;9月为152°-160°E;10月为146°-147°E、151°-160°E;11月为145°-148°E、150°-156°E。各月纬度向作业船次所占比重均超过20%的海域：6月为39°-41°N;7月为40°-42°N;8月为41°-44°N;9月为42°-45°N;10月为42°-44°N;11月为40°-42°N。渔场分布变化纬度向远比经度方向大。研究认为,作业渔场年间变化的原因可能来自其表温年间变化（同一月份的水温年标准差大）和黑潮等因素。黑潮大弯曲年份,主要作业渔场150°-160°E海域表温通常较低,作业渔场分布广泛,但CPUE较低;而黑潮小弯曲年份则情况相反。     

西北太平洋柔鱼BP神经网络渔场预报模型比较研究

柔鱼是西北太平洋的重要经济种类。研究根据1995-2001年7-11月采集的鱿钓生产数据以及相对应的海洋环境因子数据,包括经纬度、表温(SST)和海平面高度距平(SSHA),分别以单位捕捞努力量渔获量(CPUE)和捕捞努力量作为中心渔场指标,采用BP神经网络方法,以经纬度、海洋环境因子作为输入因子,分别以CPUE和捕捞努力量作为输出因子,采用4-3-1和4-2-1两种模型,共4种方案对西北太平洋柔鱼渔场进行预报,并以拟合残差最小的模型作为最优预报模型。分析结果显示,7-11月各月中心渔场预报模型均以4-3-1模型为最优,但7、8月最优预报模型以捕捞努力量为输出的4-3-1模型,9、10、11月最优预报模型以CPUE为输出的4-3-1模型,总体平均误差以捕捞努力量为输出的4-3-1模型为最小。研究认为,CPUE和捕捞努力量作为中心渔场预报指标有差异,以捕捞努力量为输出的4-3-1模型较合适作为柔鱼渔场预报模型。     

主要经济大洋性鱿鱼资源渔场生产性调查与渔业概况

大洋性鱿鱼是重要的海洋生物资源,资源丰富开发潜力大。我国远洋鱿钓渔业始于1989年,经过近30年的发展,远洋鱿钓渔业已经成为我国远洋渔业的重要组成,我国已经成为世界规模和产量最大的国家。在近30年的发展过程中,通过产学研合作,持续对三大洋的大洋性鱿鱼资源进行生产性调查,一批新资源、被不断开发和利用,并得到商业化捕捞。根据2003—2017年我国鱿钓船对三大洋公海大洋性鱿鱼资源调查所收集的资料,对其基础生物学、资源渔场分布及其与水温等因子的关系进行分析,以便初步了解重要经济鱿鱼资源特性。研究概述我国远洋鱿钓渔业发展状况,并提出可持续开发世界大洋性鱿鱼资源的对策与建议。研究认为,通过对印度洋、太平洋和大西洋三大洋7个渔场的大洋性鱿鱼资源进行生产性调查,在国际上首次发现了4个鱿鱼新渔场,新增作业海域超过1×10~7 km~2,估计新增渔场的资源蕴藏量在500万t以上,初步掌握了渔获个体大小等基础生物学特性、资源丰度空间分布及其与海表面温度的关系,发现不同作业渔场的渔获个体差异明显,渔场形成的适宜海表面温度有较大差异。研究建议,为了可持续开发和利用鱿鱼资源,建议开展系统科学的渔业资源国际合作调查,开展基于硬组织的大洋性鱿鱼年龄与生长、群体结构、生活史过程、洄游分布、高精度的渔情预报以及大洋性鱿鱼资源评估与管理策略研究。     

基于信息增益法选取柔鱼中心渔场的关键水温因子

西北太平洋海域是我国鱿钓渔船重要的作业渔场之一。影响渔场的环境因子是渔业海洋学的重要研究内容,它有助于理解渔场形成机理和指导渔业生产。根据1998-2008年的8-10月在北太平洋海域（150°E~170°E）不同水层的温度和我国鱿钓船的生产资料,对柔鱼作业渔场分布及其与不同水层(海表面、55 m、105 m) 的温度、水温垂直结构(0~55 m和55~105 m)进行分析,并利用信息增益技术计算作业次数对应的各分类属性的信息增益值。结果表明,8-10月中心渔场的最适海表面温度呈现季节性变化,55 m水层和105 m水层最适温度在9月份相对较低,而对应的0~55 m的温度梯度较大。信息增益值结果表明,影响中心渔场的关键水温因子依次是0~55 m水层温度梯度、55 m水层温度、海表面温度、105 m水层温度和55~105 m水层温度梯度。     

阿拉伯海域围网渔场时空分布及其与海表环境因子的关系

为了解阿拉伯海海表环境因子对围网作业渔场的影响,采用2016-2017年中国印度洋拖围网生产数据和同期海表温度、叶绿素浓度、表层海流和海面高度数据,统计分析了围网作业重心变化,以及围网CPUE与海表环境因子关系,并利用频次分析和经验累积分布函数计算出最适宜的海洋环境区间。结果表明:阿拉伯海的海表环境、围网作业和渔场重心受印度洋季风影响明显,围网渔场渔汛主要在东北季风期间,渔场重心移动方向与表层季风相似。东北季风期间,围网作业渔场的海表温度呈现由高到低再到高的小幅波动趋势。CPUE随着叶绿素浓度高值区域南北收缩,呈现南北移动纬向特征;且CPUE呈径向分布在西边界流速较大的海域右侧,多出现在海流最大值和最低值中间区域。东北季风期间,围网渔场适宜海表温度在25.5～28℃,叶绿素浓度在0.2～0.5 mg/m~3,表层海流在0.05～0.25 m/s,海表高度0.20～0.35 m。     

海洋水温对茎柔鱼资源补充量影响的初探

茎柔鱼是短生命周期种类,其资源量极易受到海洋环境变化的影响。根据2003-2010年我国鱿钓船队在东南太平洋公海的生产统计和海洋表面温度(SST)、Nino 1+2 SSTA等资料,利用灰色关联度方法,分析了茎柔鱼作业渔场和产卵场最适表层水温范围占总面积的比例(分别用PF和PS来表示),以及它们与Nino 1+2SSTA的关系,进而探讨了PF和PS与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的关系,研究海洋环境变化对茎柔鱼资源补充量(用CPUE来表示)的影响。结果表明,2003-2010年PF和PS比值最大的分别集中在9-11月和12月-翌年1月。PS与Nino 1+2 SSTA的灰色关联度要高于PF与Nino 1+2 SSTA的值,由此推测厄尔尼诺等事件对PS的影响较为显著。同时,分析结果表明PS与CPUE的灰色关联度较高,在时间上呈现连续性,11月至翌年2月均在0.4左右。研究认为,拉尼娜事件会增大作业渔场最适表层水温面积比例,并形成广泛的上升流,从而有利于茎柔鱼索饵与生长,也利于茎柔鱼资源补充量的增加;反之则不利于茎柔鱼资源补充量的发生。     

东太平洋大眼金枪鱼自由鱼群栖息地偏好的时空分布特征

摘 要：本研究基于美洲间热带金枪鱼委员会收集的2015-2017年东太平洋金枪鱼围网金枪鱼自由鱼群捕捞数据和相匹配的卫星遥感数据，使用二阶提升回归树模型(Boosted regression trees, BRTs)建立了该鱼群的栖息地，以探究其时空分布特征。研究结果表明，相对于环境因子，空间因子对大眼金枪鱼自由鱼群的丰度有更大的影响。环境因子方面，纬度、经度、混合层深度、月份和海表面温度是影响大眼金枪鱼捕捞成功概率的主要影响因子，而影响丰度的主要因子为经度和海表面叶绿素浓度。空间上，大眼金枪鱼主要处于10°S以南， 95°W以西的海域。在2016年7-9月和2017年2-4月中，BRTs模型预测的空间分布显示一些高度密集的自由鱼群分别栖息在远离海岸，经度为150°W，纬度为0°的赤道海域和经度为120°W，纬度为10°S附近的海域。时间序列上，大眼金枪鱼丰度月平均值的年际间变化差异很小，月间差异较大，在7月达到最高值，但在8月份立刻下降到最低值。本研究的结果可以为东太平洋大眼金枪鱼的资源养护和管理提供参考依据。     

南沙海域鸢乌贼渔场与海洋环境因子的关系

根据2013年在南沙海域4个航次的声学走航调查数据,以鸢乌贼的资源生物量为渔场指标,结合遥感获得的海表温度(sea surface temperature,SST)、海面高度(sea surface height, SSH)、海表盐度(sea surface salinity,SSS)和叶绿素a浓度(chlorophyll-a concentration,Chl.a)等海洋环境数据,采用广义可加模型(generalized additive models,GAM)建立渔场与海洋环境因子之间关系模型。研究表明:南沙海域鸢乌贼渔场分布有明显季节差异,春季主要集中于南沙西南部和越南东部海域,夏季和秋季主要分布于南沙南部海域,冬季主要分布于南沙中南部海域;各环境因子中SSH与SSS对渔场有显著影响,SST和Chl.a影响不显著;影响渔场的主要因子有SSH、SSS、经度(LON)和纬度(LAT),并依据赤池信息准则(akaike information criterion,AIC)建立渔场与影响因子的最优关系模型,模型的总偏差解释率为54.7%,进入最优模型的4个因子中,纬度对模型的影响最大;南海鸢乌贼渔场的形成除地理位置影响外,与海流洋流影响关系密切。     

西南大西洋公海阿根廷滑柔鱼产量时空分布的初步研究

根据舟山新吉利远洋渔业有限公司2艘探捕船2007年与2008年的探捕资料,结合表温数据,对西南大西洋公海阿根廷滑柔鱼产量的时空分布进行了研究。结果表明,西南大西洋公海阿根廷滑柔鱼的渔期为1～6月,其中3～5月为高产期。渔场主要在45°～47°S、60°～61°W海域。产量重心位置总体呈较强的季节性分布,即两年的1～3月为一类,而4～6月另成一类。渔场表温升高是2008年产量重心南移的主要因素之一。     

基于灰色系统理论的西北太平洋柔鱼CPUE关联聚类分析

利用灰色关联聚类方法对1998—2017年5—12月柔鱼（Ommastrephes bartramii）的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）进行聚类,分析不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件以及环境因子对柔鱼CPUE的影响。结果表明：年纬度向类群比年经度向类群的CPUE差异更明显,月经度向类群比月纬度向类群更具有季节性;强拉尼娜和弱拉尼娜事件集中的类群分类明显,厄尔尼诺、中强度拉尼娜和正常年份分类较模糊,年纬度向类群CPUE越高,海表面温度距平值（SSTA）越高,而叶绿素a质量浓度距平值（CHLA）越低。研究表明,不同强度的异常气候事件对柔鱼CPUE影响不同,强拉尼娜事件会使柔鱼CPUE骤增,弱拉尼娜事件会使柔鱼CPUE略减,而中强度以上的厄尔尼诺事件会使柔鱼CPUE大幅度下降。