基于神经网络的北太平洋柔鱼渔场预报

根据1998-2004年6-11月份我国鱿钓生产数据（月份、作业船数、经纬度和日产量）以及对应的海洋环境因子数据,即5 m水层的海水温度、46 m水层的海水温度、112 m水层的海水温度、317 m水层的海水温度、叶绿素a含量以及海平面高度距平值等,以经标准化后的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）作为中心渔场指标,采用多种BP神经网络预报模型,对北太平洋柔鱼渔场进行了分析与比较。通过对13种神经网络预报模型的比较,以及实际CPUE的验证,以拟合残差最小的预报模型作为最优预报模型,认为结构为9 7 1的BP神经网络模型相对误差仅为0.008 570,可作为北太平洋柔鱼渔场的预报模型。     

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。     

基于不同权重栖息地模型的秘鲁外海茎柔鱼渔场分析

根据2006-2014年春季(8月~10月)、夏季(11月~翌年1月)、秋季(2月~4月)、冬季(5月~7月)秘鲁外海茎柔鱼渔获数据,结合3个关键海洋环境因子海表面温度(SST)、海表面高度(SSH)和净初级生产量(NPP)的数据,利用不同权重方案的栖息地适应性指数模型来分析秘鲁外海茎柔鱼渔场分布。利用单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与SST、SSH和NPP建立适应性指数(SI)模型,采用算术加权法建立综合适应性指数(HSI)模型,依据捕捞量和努力量的比重来比较不同权重的HSI模型,选择不同季度下的最优模型,并用2015年的数据进行验证。结果显示,茎柔鱼CPUE 和渔场纬度重心(LATG)呈现显著的年际和季节变化。不同季节茎柔鱼最优栖息地模型中的权重方案不同,其中春季最优模型权重方案为案例9,权重比例最高的环境因子是SST；夏季最优模型权重方案为案例7,SST、SSH和NPP所占的权重比例均等；秋季最优模型权重方案为案例3,权重比例最高的是SSH；冬季与春季相同。研究表明,影响秘鲁外海茎柔鱼栖息地分布的环境因子随季节具有显著差异,春冬季节最主要的环境因子是SST。此外,建立茎柔鱼的栖息地预测模型需考虑环境因子权重以区分影响差异。     

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。     

2005年西北太平洋公海秋刀鱼渔场分布及其与表温之间的关系

根据2005年7月中旬砷月下旬西北太平洋公海秋力鱼生产调查资料及其表温度数据，按周及经纬度10×1°时空分辨率，利用GIS（渔业地理信息系统）软件Marine Explorer4．0和数理统计方法对西北太平洋公海秋刀鱼作业渔场分布及其与表温的关系进行了初步分析。结果表明，各周作业渔场的分布变化较大，且呈西南向东北变化的趋势。作业渔场分布在表温为11～15℃的海域，最造作业表温为12-13℃。调查期间各个温度组作业CPUE（单位捕捞努力量渔获量）不存在显著性差异。     

基于Argo的西北太平洋公海柔鱼渔场垂直水温结构的变化特征

利用2007—2016年Argo温度剖面浮标资料,计算西北太平洋柔鱼作业渔场垂直剖面海水温度和温跃层特征参数,并结合西北太平洋公海柔鱼(Ommastrephes bartramii)同期渔获数据,分析其中心渔场与垂直水温结构的季节性变化关系。结果表明:柔鱼渔汛期为每年的5—11月,其中8、9月是盛渔期,渔场位置相对集中,为150°E～160°E、39°N～45°N, CPUE超过2 t/(d·v);8月前和9月之后渔场相对分散,CPUE相对较低。渔场海洋温跃层上下界对应的海水温度,0～50 m和0～100 m水层温差具有明显的季节性变化。不同水层的水温温差从7月份开始逐步拉大,ΔT_(0-50 m)的平均温差达到了5.17℃,ΔT_(0-100 m)的温差为7.68℃;温差幅度最大值中ΔT_(0-50 m)出现在9月,为9.89℃;ΔT_(0-100 m)出现在9月,为12.64℃;10月和11月ΔT_(0-50 m)、ΔT_(0-100 m)逐步减小。在160°E以西海域,西部传统渔场海域温跃层上界深度处在20～50 m,对应海水温度范围在4～17℃;下界深度位于150～230 m,得出对应的温跃层下界的海水温度范围为3～11℃。渔场垂直水温结构ΔT_(0-50 m)、ΔT_(0-100 m)的值越大,CPUE越高,表明在温跃层水温降低幅度越大,柔鱼资源集聚密度越高,渔获量越好。对渔场垂直水温结构变化特征的研究为西北太平洋柔鱼的渔情预报和渔业生产提供了参考依据。     

西北太平洋柔鱼渔场与水温因子的关系

本文根据1993年7—8月和1994年8月西北太平洋柔龟渔场调查资料。分析柔鱼渔场与水温因子的关系。归纳出六种不同的海况类型(暖水团型，表温分布密集型，表温分布舌状型，黑潮前峰区型，黑潮型和亲潮型)。调查表明8月份日渔获量(CPUE，kg／天)与0—100m(△T1，℃)和0—50m(△T2，℃)的水温差成正比，关系式分别为CPUE=-1213 314△T1和CPUE=-880 365△T2。柔龟渔场的形成主要取决于表层等温线密集、暖水团存在以及温跃层的形式。这为发展西北太平洋柔龟钓生产和寻找渔场提供科学的决策依据。     

西北太平洋柔鱼渔场与水温因子的关系

本文根据1993年7—8月和1994年8月西北太平洋柔龟渔场调查资料。分析柔鱼渔场与水温因子的关系。归纳出六种不同的海况类型(暖水团型，表温分布密集型，表温分布舌状型，黑潮前峰区型，黑潮型和亲潮型)。调查表明8月份日渔获量(CPUE，kg／天)与0—100m(△T1，℃)和0—50m(△T2，℃)的水温差成正比，关系式分别为CPUE=-1213 314△T1和CPUE=-880 365△T2。柔龟渔场的形成主要取决于表层等温线密集、暖水团存在以及温跃层的形式。这为发展西北太平洋柔龟钓生产和寻找渔场提供科学的决策依据。     

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。     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼中心渔场预报的实现及验证

提高渔情预报技术是渔场学的重要研究内容,地理信息系统等高新技术在渔情预报中的应用日益增多。本文根据我国在西南大西洋海域生产的鱿钓统计数据,结合海洋环境因子,利用栖息地指数方法构建了西南大西洋阿根廷滑柔鱼中心渔场预报模型,自主研发了软件预报系统。同时,利用实时的表温、叶绿素和海面高度距平值等海洋环境因子,对2009年生产作业情况进行了验证。分析认为,实际作业渔场基本上都分布在栖息地指数为0.5以上的海域,1-4月份中心渔场预报准确率为57%～74%,平均准确率为68.29%。研究认为,栖息地指数模型可较为准确地用来预测阿根廷滑柔鱼中心渔场,同时依靠地理信息系统等技术实现了中心渔场预报的智能化。研究亮点:利用栖息地指数方法构建了基于表温、叶绿素和海面高度距平均值的阿根廷滑柔鱼中心渔场预报模型,并自主研发了软件预报系统。根据2009年1-4月实时的海洋环境和生产实际情况,对中心渔场进行了验证比较,其预报平均准确率达到68.29%。     

基于不同阶数灰色系统模型的北太平洋柔鱼资源丰度预测

柔鱼（Ommastrephes bartramii）为短生命周期种类,是西北太平洋经济头足类之一。优化资源丰度预测模型能够更科学、有效地为渔业生产提供依据。本研究利用1998—2016年北太平洋柔鱼生产统计数据,采用GM（1,1）模型对不同时间长度的资源丰度（CPUE）进行分析,选择相对误差和方差最小的CPUE序列作为母序列,与太平洋年代际震荡指数 （PDO）、产卵场平均海表温度（SGSST）、育肥场平均海表温度（FGSST）、产卵场平均叶绿素浓度（SGC）、育肥场平均叶绿素浓度（FGC）等因子进行灰色关联分析,并以此分别建立6个不同阶数的灰色预测模型[GM（0,N）模型和GM（1,N）模型],筛选误差最小的模型作为预测柔鱼资源丰度的最佳模型。结果表明,以8年CPUE序列的建模为最佳,其平均相对误差最小,为6.28%;同时,GM（0,N）模型的预测精度普遍比GM（1,N）模型的要高,其中包含2月SGSST、10月FGSST、8月FGC和10月PDO的GM（0,5）模型为最优,拟合相对误差为3.87%,预测相对误差为1.18%,可作为预测北太平洋柔鱼资源丰度的最优模型。     

不同捕捞方式下印度洋北部鸢乌贼渔场时空分布差异

根据中国远洋渔业协会鱿钓技术组和公海围拖网技术组提供的2017—2019年印度洋北部鸢乌贼（Sthenoteuthis oualaniensis）生产统计资料,对灯光敷网、灯光罩网和鱿钓3种捕捞方式的鸢乌贼作业次数、产量和捕捞努力量渔获量（catch per unit effort,CPUE）进行统计分析。通过产量重心分析、聚类分析和方差分析,对3种捕捞方式的渔场时空分布及其年间差异进行比较。结果表明,2017、2018和2019年印度洋北部鸢乌贼产量分别为28 347、68 535和180 094 t,产量逐年上升。从年间变化来看,CPUE波动较大;从月间变化来看,各月产量与CPUE的变化趋势均保持一致。3种捕捞方式各月产量重心呈现逆时针变化规律,从南到北,自东向西移动。通过聚类分析可将灯光敷网分为5类,灯光罩网分为4类,鱿钓分为6类;渔获量主要分布于12. 5°N~14. 5°N,58°E~60°E和16°N~18°N,61. 5°E~63°E海域内。以时间和空间为影响因素,对不同经度间海域分析发现,CPUE在不同时间、空间上有明显差异;而不同捕捞方式也均存在显著差异。研究认为,今后应该加强时间序列的样本采集工作,综合考虑环境因子分析鸢乌贼渔场的变化规律及其根本原因,为后续合理开发该渔业和建立相关渔情预报模型提供依据。     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼中心渔场预报的实现及验证

提高渔情预报技术是渔场学的重要研究内容,地理信息系统等高新技术在渔情预报中的应用日益增多。本文根据我国在西南大西洋海域生产的鱿钓统计数据,结合海洋环境因子,利用栖息地指数方法构建了西南大西洋阿根廷滑柔鱼中心渔场预报模型,自主研发了软件预报系统。同时,利用实时的表温、叶绿素和海面高度距平值等海洋环境因子,对2009年生产作业情况进行了验证。分析认为,实际作业渔场基本上都分布在栖息地指数为0.5以上的海域,1－4月份中心渔场预报准确率为57%~74%,平均准确率为68.29%。研究认为,栖息地指数模型可较为准确地用来预测阿根廷滑柔鱼中心渔场,同时依靠地理信息系统等技术实现了中心渔场预报的智能化。     

利用栖息地指数预测西南大西洋阿根廷滑柔鱼渔场

西南大西洋阿根廷滑柔鱼是我国鱿钓船船队重要的捕捞对象,准确预测中心渔场可以为科学地指导渔业生产提供依据。根据2000-2005年1-5月主渔汛期间我国鱿钓船队在西南大西洋海域的鱿钓生产数据,结合遥感获得的表温及叶绿素a数据,分别将作业次数百分比和单位渔船日产量作为适应性指数。利用算术平均法建立基于表温和叶绿素a因子的栖息地指数（HSI）模型。利用2005年1-5月生产数据及环境资料对HSI模型进行验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6海域,其作业次数比重达到76％以上,各月平均日产量均在7.2 t/d以上。研究表明,基于表温和叶绿素a的HSI模型能较好预测西南大西洋阿根廷滑柔鱼中心渔场,预报准确率在70％以上。     

北太平洋公海柔鱼渔场浮游植物的生态特征及与环境的关系

利用2010年6~9月北太平洋公海柔鱼(Ommastrephes bartramii)渔场生态环境的调查资料,结合丰度、优势度估算方法以及SUFER应用软件等,对浮游植物的种类组成和数量分布、其与海洋环境因子关系及与中心渔场变动关系等作了探讨分析。结果显示,北太平洋柔鱼渔场的浮游植物经初步鉴定有3门28属80种,种类繁多,组成较复杂,其中东部渔场共39种,暖水性种类为24种,亚寒带冷水性种有7种,热带广布性种有4种,温带偏暖性种有2种,其他生态未命种有2种;而西部的传统渔场共62种,西部渔场鉴定的暖水性种类为43种,亚寒带冷水性种有5种,热带广布性种有9种,温带偏暖性种有3种,其他生态未命种有2种。中东部渔场的浮游植物种类明显少于西部渔场,但亚寒带冷水性种比西部渔场多。采样海域跨度大,包括公海柔鱼的东、西部渔场,范围在150°E~170°W、38°N~45°N的北太平洋公海海域,发现浮游植物丰度在2.98×103~59.87×103 ind/m3范围内,柔鱼的渔获量出现频率高,在14%以上。     

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。     

中东太平洋赤道公海海域鱿钓渔业自主休渔效果初步评价

为评估公海自主休渔对中东太平洋赤道海域茎柔鱼资源的养护效果,研究根据2016年12月至2021年8月中东太平洋赤道海域我国远洋鱿钓生产统计数据,利用灰色关联等方法,对休渔前后的渔获量、捕捞努力量（作业天数）、单位捕捞努力量渔获量（catch per unit effort,CPUE）及作业渔场重心的时空分布进行量化分析。研究结果显示,休渔后（2020年12月至2021年8月）总体CPUE平均达6.34 t/d,相比休渔前（2016年12月至2020年8月）增加显著（p＜0.05）,除渔汛初期的12月外,休渔后1-8月各月CPUE均比休渔前同期有提升。灰色关联分析表明,2017-2021年各年度在经度上CPUE灰色关联度分别为0.739,0.761,0.697,0.721和0.892,在纬度上的灰色关联度分别为0.656、0.799、0.621、0.721和0.803,休渔后（2021年）CPUE状况较休渔前有所好转。研究表明,休渔前后的作业渔场重心有明显差异,休渔后作业渔场的重心大幅向西偏移,高产海域由休渔前的114°W~118°W扩大为休渔后的95°W-118°W。研究表明,为期三个月的公海自主休渔对中东太平洋赤道海域茎柔鱼资源的养护和可持续利用起到了积极的作用,研究为短生命周期种类的渔业资源管理和科学养护提供了成功案例和实践经验。     

北太平洋西经海域(175°W-170°W)温盐分布及其与柔鱼渔场关系的初步研究

根据2000年5-7月北太平洋鱿钓探捕调查所收集的海水盐度、温度及渔获量等数据,分析了调查海域表层盐度、不同水层水温的分布特征及鱿钓渔场的形成.利用聚类和相关分析方法,研究了单位捕捞努力量渔获量与表层盐度及不同水层水温的关系.结果表明,鱿钓渔场形成于表层低盐水舌和100m层水温暖水舌的交汇区,单位捕捞努力量渔获量与100m层水温相关性最好,但表层海水盐度的分布对鱿钓渔场的确定仍具有一定指示意义.     

北太平洋西经海域(175°W-170°W)温盐分布及其与柔鱼渔场关系的初步研究

根据2000年5-7月北太平洋鱿钓探捕调查所收集的海水盐度、温度及渔获量等数据,分析了调查海域表层盐度、不同水层水温的分布特征及鱿钓渔场的形成.利用聚类和相关分析方法,研究了单位捕捞努力量渔获量与表层盐度及不同水层水温的关系.结果表明,鱿钓渔场形成于表层低盐水舌和100m层水温暖水舌的交汇区,单位捕捞努力量渔获量与100m层水温相关性最好,但表层海水盐度的分布对鱿钓渔场的确定仍具有一定指示意义.