基于GAM模型研究时空及环境因子对南太平洋长鳍金枪鱼渔场的影响

长鳍金枪鱼Thunnus alalung是南太平洋金枪鱼延绳钓渔业的主要捕获鱼种之一,为了开展对南太平洋长鳍金枪鱼渔场时空分布及其与海洋环境关系的研究,根据2009—2012年南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓生产统计数据及遥感获取的海表温度(SST)、叶绿素a浓度(Chl-a)和海面高度距平(SSHA)等环境数据,利用广义可加模型(GAM)分析了长鳍金枪鱼渔场分布及与时空、环境因子的关系。结果表明:GAM模型对长鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)总偏差解释率为11.34%,其中贡献最大的为时间(周),贡献率为6.35%;该渔场全年均可作业,5—7月CPUE值高于1—3月和10—12月,其中5月中旬—7月下旬为鱼汛盛期;长鳍金枪鱼渔场主要分布在10°S~30°S、162°E~174°E的海域范围内;中心渔场最适SST范围为26.0~29.5℃,最适Chl-a浓度范围为0.02~0.05 mg/m~3,最适SSHA范围为0~20 cm。研究表明,影响渔场的因子按重要性从大到小依次为时间(周)、纬度、SST、经度、SSHA和Chl-a。     

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.     

粤西海域灯光罩网渔场时空分布与海洋环境的关系

[目的]明确粤西海域灯光罩网渔场时空和季节变动与海洋环境的关系,为我国南海北部渔业资源的科学评估和有效保护提供参考依据.[方法]根据粤西海域夏季(8—9月)和冬季(1—2月)灯光罩网渔船生产监测资料及卫星遥感数据,其中卫星遥感数据包括海表温度(Sea surface temperature,SST)、叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentra-tion,Chla)和海面风场(Sea surface wind,SSW),运用广义线性模型(Generalized linear model,GLM)、渔场重心及相关性分析等方法对粤西海域灯光罩网渔场时空分布与海洋环境的关系进行分析.[结果]粤西海域冬季SSW高、SST低、Chla高,夏季SSW低、SST高、Chla低.在冬季,粤西海域灯光罩网渔场主要分布在东经111°30′~113°、北纬20°30′~21°30′、Chla 0.3~2.0 mg/m3、SST 19.0~23.5℃的海域,其中较高的标准化单位捕捞努力量渔获量(Standardized catch per unit effort,SCPUE)(1.0~2.0)主要分布在Chla 0.4~1.0 mg/m3、SST 20.5~23.0℃的海域.在夏季,粤西海域灯光罩网渔场主要分布在东经111°45′~113°45′、北纬20°30′~21°、Chla 0.1~1.0 mg/m3、SST 28.9~29.5℃的海域,其中较高的SCPUE(2.0~4.0)主要分布在Chla 0.2~0.5 mg/m3、SST 28.9~29.4℃的海域.相对于冬季,夏季粤西海域灯光罩网渔场重心发生东移,渔场经度重心季节变化范围约1°.[结论]粤西海域渔业资源呈夏季高、冬季低的变化趋势,且从冬季到夏季其渔场经度重心约东移1°,主要与琼东—粤西上升流、粤西沿岸流及主要捕捞种类(鲹科鱼类)等有关.     

中西太平洋长鳍金枪鱼渔场与海温的关系

长鳍金枪鱼渔业是我国远洋渔业的重要发展对象,根据2008至2010年中西太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔业数据和海表温度(SST)数据,研究了长鳍金枪鱼(ALB)渔获量和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的主要分布区域及其海表温度特征。结果表明:以尾数统计时,长鳍金枪鱼渔场主要分布纬度位置为15°~40°N和10°~45°S,该区域渔获尾数占总渔获80%以上。高CPUE渔区主要位于25°~40°N和10°~40°S,其南北分布与季节有一定关系,北半球冬季时多分布于北太平洋,夏季时多分布于南太平洋。2008-2010三年间渔业资源丰度分布状况基本一致,2009年在北太平洋以及2010年在南太平洋的高CPUE渔区数相比另两年减幅较大。北太平洋主要渔场表层水温为16~22℃,南太平洋主要渔场表层水温为16~24℃及26℃左右的海域。     

东南太平洋智利竹䇲鱼资源渔场时空分布

根据2003—2011年东南太平洋智利竹■鱼生产统计数据,利用灰色关联评价等数理方法对东南太平洋智利竹■鱼资源和渔场的时空分布特征进行分析。结果表明,2003—2011年间东南太平洋智利竹■鱼渔场重心主要分布在80°W～95°W、40°S～45°S范围内,随着月份的增加逐步向西北方向移动,并从8月份渔场开始分为两个区域,其渔场重心逐渐向西北和东北两个方向偏移,到10月份逐渐偏移到最北端。在产量比重上,东南太平洋智利竹■鱼渔场分布具有明显的季节变化:秋季渔场分布纬度处于最南端,变化范围相对集中,主要分布在80°W～95°W、40°S～45°S区域内;冬季渔场纬度逐渐北移,春季渔场处于最北端,且变化范围较大。这种变化与渔场重心的分布相一致。经度上集中分布于79°W～101°W区域,纬度上集中分布于30°S～45°S区域。79°W～101°W和30°S～45°S这一区域作业次数也相对较高。灰色关联度表明,9年间东南太平洋智利竹■鱼的资源状况较好,研究竹■鱼的资源时空分布为其今后的可持续开发与管理提供科学依据。     

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。     

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。     

东南太平洋公海智利竹(荚)鱼年龄与生长研究

智利竹筴鱼是一种重要的中上层经济鱼类,对其生活史关键过程的认识还相当有限。根据2006年5-8月在智利公海采集的智利竹筴鱼样本,利用其中963尾智利竹筴鱼耳石对其年龄进行了鉴定,估算了智利竹筴鱼叉长体重关系以及von Bertalanffy生长方程参数,并分析了智利竹筴鱼耳石重量(OW)与年龄的关系。研究结果表明,样本最大年龄9龄,最小年龄2龄,样本年龄组成以4龄为主(71.5%)。智利竹筴鱼叉长体重方程参数a、b分别为0.000 03和2.801 9,von Bertalanffy生长方程参数L∞为738.4 mm,k为0.107,t0为-1.08。耳石重量与年龄呈显著线性关系(r=0.74,P<0.001),表明耳石重量可用于智利竹筴鱼年龄鉴定。     

2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场与海洋环境的关系

根据2013年7-12月北太平洋公海秋刀鱼生产调查数据和海洋环境数据,利用渔业地理信息系统软件和数理统计方法,对秋刀鱼渔场的时空分布和海洋环境因子:海表面温度(SST)、叶绿素浓度(Chl.a)和海表面高度(SSH)的关系进行研究。结果表明:(1)在调查海域40°N~47°N,147.5°E~162°E内,9-11月份是北太平洋公海秋刀鱼生产的盛渔期,渔获量为全年中最高。(2)北太平洋公海秋刀鱼作业渔场重心的变化分为3个阶段,7-8月渔场重心由南向北移动;8-10月渔场重心西北向东南移动;10-12月渔场重心由西向东移动。(3)7-12月秋刀鱼渔场的SST、Chl.a、SSH的范围分别为10~15℃、0.5~1.0 mg/m3、0~±20 cm,最适范围分别为:11~13℃、0.6~0.8mg/m3、5~±15 cm。(4)K-S检结果(P0.01),表明各月作业渔场的SST、Chl.a、SSH范围是合适的,可以用SST、Chl.a、SSH作为选择秋刀鱼渔场的指标。     

基于信息增益技术比较分析智利和秘鲁外海茎柔鱼渔场环境

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是短生命周期物种,广泛分布在东太平洋海域。其资源大小和分布受不同时空尺度的气候变化影响。根据我国鱿钓船生产数据,结合卫星遥感获取的环境资料,利用信息增益技术对东太平洋智利和秘鲁外海两个海区茎柔鱼栖息环境进行比较分析。可以得出,智利和秘鲁外海茎柔鱼中心渔场分布对应的适宜表温(SST)范围分别是15~23℃和16~25℃,且每月最高作业频次对应的SST值具有明显的季节性特征,与SST平均值关系密切。信息增益技术结果表明,智利外海和秘鲁外海影响中心渔场分布的关键环境因子基本相同,主要为SST、55米层水温(T55)、表层至55米层的水温梯度(G0-55)。研究认为,不同海域表征茎柔鱼中心渔场的主要环境因子是有差异的,这一差异主要由其海洋环境大背景所决定。     

2010年北太平洋公海秋刀鱼渔场分布及其与表温的关系

根据2010年5-10月的北太平洋公海秋刀鱼生产调查资料及其表温数据,按月及经纬度1°×1°时空分辨率,利用渔业地理信息系统软件Marine Explorer 4.0和数理统计方法对北太平洋公海秋刀鱼作业渔场时空分布及其与表温的关系进行分析。结果显示,北太平洋公海各月作业渔场变化较大,作业区域主要集中在36°N～47°N、145°E～163°E海域;渔场重心随时间推移在纬度上有先向北后向南的变动趋势,在经度上有向西变动的趋势;作业渔场分布在表温为10～17℃的海域,最佳作业表温为10～13℃,且适宜表温随着时间推移有先下降后上升的变动趋势。调查期间各个温度组作业单位捕捞努力量渔获量(CPUE)不存在显著性差异。研究亮点:北太平洋公海秋刀鱼渔场分布存在周期性变动现象,利用2010年最新的全时间序列调查数据,并结合环境数据,阐述了北太平洋公海秋刀鱼渔场的分布及其与SST的关系,为该领域的科学研究积累了数据,并可为我国大陆在该海域秋刀鱼生产提供参考。     

ENSO现象对东南太平洋智利竹(竹夹)鱼资源丰度及其渔场变动的影响

ENSO（El Niño-southern oscillation）是目前全球已知的最大海-气相互作用现象,对渔业生产具有重要影响。根据2003-2016年我国东南太平洋智利竹（竹夹）鱼渔捞日志资料,结合Niño 3.4区海表温度距平值（SSTA）分析智利竹（竹夹）鱼渔场资源丰度和时空分布。结果表明：智利竹（竹夹）鱼渔场重心变化与ENSO现象存在着显著相关性,Niño 3.4区SSTA与经度重心的关联度为0.700,与纬度重心的关联度为0.726,与CPUE月间变化的关联度为0.520,与CPUE年间变化的关联度为0.703。厄尔尼诺期间,渔场重心存在向西北移动的趋势,其CPUE高于正常月份平均值;拉尼娜期间,渔场重心存在向东南移动的趋势,其CPUE低于正常月份平均值。     

西北太平洋公海秋刀鱼CPUE的时空分布研究

为了初步掌握西北太平洋公海秋刀鱼渔场的变动规律,利用"欧亚1号"渔船2014年5月至11月的渔捞数据以及遥感手段获取的海洋表面温度(SST)数据,分析了秋刀鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的月份变化以及各月的CPUE空间均值分布与SST的关系。结果表明:11月份月平均CPUE值高于其他月份,达到3.18 t/h;9月至11月份的各月平均CPUE均高于5月至8月;产量分布在SST为9.5~17℃范围内,主要集中在12.5~14.5℃范围内,其比重约占62.5%,且不同季节的适宜作业温度有所差异;月平均CPUE最高值出现在7月份的160.5°E、46.5°N区域内,为5.90 t/h;各个月份中心渔场位置变化较大,呈现东北向逐渐偏移,再西南向逐渐偏移。     

异常气候下温跃层及时空因子对中西太平洋黄鳍金枪鱼渔场分布的影响

为研究气候变化对渔业资源的影响,采用2008—2017年全球海洋Argo网格数据集（BOA_Argo）和同期商业渔船渔捞日志数据,分析了拉尼娜和厄尔尼诺年中西太平洋黄鳍金枪鱼围网主要作业渔场温跃层的时空变化特征,结合GAM（generalized additive model）对影响黄鳍金枪鱼渔场的变量进行分析。结果表明,拉尼娜年,单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)随温跃层上界温度的高值区向西收缩而西移,最西至145°E;厄尔尼诺年,东移至165°E以东。拉尼娜年较正常年份,赤道太平洋东、西侧温跃层的上界深度差拉大,80~130 m上界深度值偏西。温跃层强度整体上呈现西弱东强,温跃层厚度以15°N和15°S为轴线,分别存在一个较厚的带状分布结构,CPUE分布在厚度值120~200 m之间。温跃层上界温度为27.5～29.5 ℃、强度为0.08～0.13 ℃·m^-1时,CPUE分布密集,温跃层参数中上界温度对CPUE分布的影响最大。且厄尔尼诺年CPUE的东移和拉尼娜年CPUE的西移随渔场所在温跃层的最适参数值而移动。时间因子中年份对CPUE的影响是波动性的,拉尼娜年对CPUE的影响更密切。资源丰度较高海域在5°N—5°S,150°E—175°E。综上所述,异常气候导致的温跃层变化对于CPUE具有显著影响。     

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。     

毛里塔尼亚海域日本鲭时空分布与海洋环境的关系

根据2017年9月20日至12月31日在毛里塔尼亚海域112个站点的调查数据，研究日本鲭（Scomber japonicus）的时空分布规律，并采用分位数回归的方法对随机选取的78％的站点数据建立其单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与叶绿素a浓度、海表面温度、海表面盐度的关系模型, 并利用剩下22%的站点数据验证所建立的模型的有效性，利用广义加性模型（GAM）评价环境因子的影响程度。根据分位数模型，计算日本鲭的栖息地综合指数（integrated habitat index,IHI），对建模站点和验证站点的CPUE实测值与预测值进行Wilcoxon(符号秩)检验，用Spearman相关系数结合双尾检验检验其CPUE实测值与预测值之间的相关性，分析IHI与CPUE的关系。结果表明:（1）海表面温度对日本鲭CPUE的影响最显著，其次是温盐的交互作用和海表面盐度，叶绿素a浓度对其无显著影响；（2）建模站点和验证站点的CPUE预测值与实测值间皆无显著性差异；（3）IHI模型对CPUE具有良好的预测效果；（4）IHI分布较高的海域为17°25′W-17°45′W，20°15′N-20°45′N。根据上述结果，建议我国渔船在下半年作业时，作业范围应集中在这一区域，以提高渔获产量。     

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。     

三维海洋数值模型在东中国海鲐鱼渔场预报中的应用

根据1998-2011年7-12月的东中国海鲐鱼渔业数据,应用数理统计方法对中心渔场作业位置与海区表温的关系进行了定量分析。以北纬32°为界,将东中国海鲐鱼渔场分为北部黄海渔场和南部东海渔场两部分,分别给出了各月份北部和南部渔场的最适表温范围。基于海洋模式ECOM-si建立了东中国海区的三维温盐流数值模型,结合各月份的最适表温数据,初步建立了鲐鱼渔场渔情预报模块。应用此预报模块,对鲐鱼主要作业期(7-12月)的中心渔场位置进行了回报,结果与历史捕捞作业数据符合良好。数值模型结果再现了北部渔场8月份起在黄海深水区周边发展,10月达到最盛,11月渔场位置南移,12月基本位于黄海海盆深水区的过程;以及南部渔场8月最盛,10月起大降,11月和12月远离黑潮主轴西侧海域,西撤至100 m等深线附近的发展过程。结果表明所建立的三维温盐流海洋数值模型和初步建立的渔场、渔情预报模块适用于东中国海重要渔业渔场和渔情的预测、预报应用。