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。     

中西太平洋鲣栖息地指数预报模型比较研究

鲣(Katsuwonus pelamis)是太平洋热带海域重要的金枪鱼种类之一,也是目前我国金枪鱼围网渔船的主要捕捞对象之一。根据1995—2012年中西太平洋海域(5°N-10°S;125°E-135°W)延绳钓生产统计数据,结合海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)的遥感数据,利用频次分布法分析了中西太平洋围网鲣分布的SST和SSH适宜范围;采用了外包络法,按季度分别建立了SST、SSH的适应性指数(SI),采用算术平均法(AMM)和几何平均法(GMM)建立栖息地指数(HSI)模型计算其栖息地指数,并用2013年度的捕捞数据进行验证。结果表明,中西太平洋围网鲣多分布在SST为28~30.5℃、SSH为65~95 cm的海域。以捕捞努力量(作业天数)为基础,采用外包络法建立SST、SSH的适应性指数最为合适,各个季度的SST权重分别为0.7、0.6、0.3、0.6的算数平均法适合中西太平洋围网鲣栖息地指数模型。不同季节的环境因子对中西太平洋围网鲣渔场分布有着不同的影响。     

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。     

浙江近岸海域春夏季剑尖枪乌贼栖息地分布变化规律

根据2014~2016年春夏季浙江沿岸海域拖网调查捕获的剑尖枪乌贼,结合提升回归树方法(Boosted Regression Tree, BRT)确定不同的环境权重,并利用算术平均法(AMM)和几何平均法(GMM)构建基于多因子的栖息地适应性指数模型进行分析。结果显示,春季剑尖枪乌贼栖息海域海表层温度(sea surface temperature, SST)、海表层盐度(sea surface salinity, SSS)、表层叶绿素a浓度(chlorophyll-a, Chla)和表层溶解氧浓度(dissolved oxygen, DO)的适宜范围分别为22~24℃、34~36psu、0.5~1.5mg/m_³和8~10mg/L；而夏季对应的环境因子适宜范围分别为23~24℃、31~34psu、0.5~1.5mg/m_³和7~11mg/L,季节差异较小；提升回归树分析结果表明,SST为环境因子中最重要的因子,其次分别为DO、Chla和SSS。从剑尖枪乌贼栖息地适宜性指数(Habitat suitability index,HSI)的时空分布来看,春季HSI相对较低,且主要出现在偏南部海域(27°~29°N)；夏季的HSI相对较高,且在北部海域也发现较高的HSI值(30°~31°N)；两种算法相比而言,GMM方法有着更低的赤池信息准则值(AIC),因此更为适宜浙江沿岸剑尖枪乌贼的栖息地研究。浙江沿岸的剑尖枪乌贼最适栖息地的分布与海洋环境的变化以及海流等因素有着密切的关系。     

西北太平洋公海日本鲭(Scomber japonicus)胃含物及其摄食等级研究

为了解我国公海灯光围网渔业开发现状及其主要渔获经济品种的基础生物学及其食性特征，根据2016年8-11月及2017年4-11月在西北太平洋公海生产船取样的日本鲭（Scomber japonicus）基础生物学现场测定数据，对其食性特征、摄食等级、生态位宽度等进行研究。结果表明，西北太平洋日本鲭主要摄食虾类、鱼类和桡足类等9大类16小类饵料生物，其中，虾类是最重要的饵料种类，以磷虾类最多；鱼类以未定种鱼类和远东拟沙丁鱼（Sardinops sagax）为主，鱼类饵料的质量百分比（W）比虾类高，但数量比例（N）不及虾类一半。日本鲭在夏、秋季比冬、春季胃含物种类的丰富度、摄食等级相对更高，具有一定的季节性变化。叉长小于300 mm或体质量小于300 g的日本鲭摄食强度与胃饱满指数（P）无明显变化；叉长大于300 mm或体质量大于300 g时，摄食等级与胃饱满指数均随体长或体质量增大呈现增大趋势；叉长大于300 mm的日本鲭由于摄食更多大型饵料，生态位宽度比叉长小于300mm的日本鲭普遍低。结果为今后西北太平洋日本鲭渔业的资源管理及可持续开发提供基础依据。     

秘鲁近海秘鲁鳀渔场变化与海洋环境因子的关系

秘鲁鳀(Engraulis ringens)是栖息于南美洲秘鲁和智利沿岸的小型中上层鱼类,掌握其渔场变化及其与海洋环境因子的关系有利于渔场的开发。根据2005—2014年秘鲁近海秘鲁鳀的渔获数据,结合卫星遥感获得的海表面温度(sea surface temperature,SST)、海表面高度(sea surface height,SSH)和叶绿素a浓度(chlorophyll-a,Chl.a)等环境数据,探讨两个捕捞渔季秘鲁鳀(第一渔季:4—7月;第二渔季11—次年1月)渔场变化及其与海洋环境的关系。研究表明,不同月份秘鲁鳀渔场的适宜海洋环境因子范围不同:第一渔季的渔场SST和适宜SST范围随着月份变低,在第二渔季的渔场SST和适宜SST范围随着月份变高;两个捕捞渔季渔场的适宜SSH均为29～41 cm;第一渔季渔场适宜Chl.a范围随着月份变低,第二渔季渔场适宜Chl.a范围随着月份变高。通过经验累积分布函数检验,海洋环境因子在大多数月份的适宜范围可表征秘鲁近海秘鲁鳀中心渔场的指标。研究表明,要进一步了解秘鲁鳀渔场变化还需注意其资源丰度年间变动及其与海洋环境变化的关系。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

用MODIS遥感数据反演东海海表温度、叶绿素a浓度年际变化的研究

利用MODIS获取的2002年7月—2007年12月卫星数据反演中国东海海域的海表温度（SST）和叶绿素a浓度信息,对东海海域的SST和叶绿素a浓度分布规律进行了分析。结果表明：东海海域的SST和叶绿素a浓度的分布具有明显的分区和季节变化特征。在年际间,不同海区的SST和叶绿素a浓度均呈周期性变化趋势。在空间上,SST呈现出由近岸向外海递增的趋势,南北温差大;叶绿素a浓度则呈现出由近岸向外海递减的分布趋势。东海叶绿素a浓度的分布与SST、河口径流、季节等因素有关。作者从宏观上分析了东海长时间序列的SST和叶绿素a浓度的变化特征,可为东海海洋初级生产力和海洋生态环境研究提供参考。     

6-9月秘鲁外海茎柔鱼资源的空间异质性研究

根据2003-2012年6-9月(2005年数据缺失)秘鲁外海茎柔鱼渔获数据,利用全局和局部自相关性分析,结合半变异函数模型,探讨秘鲁外海茎柔鱼资源分布的异质性特点,并寻找影响茎柔鱼空间分布的关键环境因子。研究认为:(1)全局自相关统计量Moran’s I和局部自相关统计量Getis-Ord Gi*的Z得分结果显示,秘鲁外海茎柔鱼呈斑块状中等程度的聚集分布,7月份的聚集性强;(2)趋势性分析认为,6-9月茎柔鱼资源在南北方向上基本都呈现出南低北高的变化趋势,而东西方向上均呈现出中间高两端低的分布趋势;(3)6、8月份的最优模型为高斯模型,7月份的最优模型为球状模型,9月份的最优模型为指数模型,6-9月份的块金系数分别为41.33%、24.66%、25.89%和35.42%,其反映了中等程度自相关性,与全局自相关的分析结果一致;(4)相关性检验认为,秘鲁外海茎柔鱼资源局部聚集分布主要是受到海表面高度的影响。对秘鲁外海茎柔鱼资源分布空间异质性的研究,对揭示其栖息地分布及其生态学意义具有一定的作用。     

渤海湾口虾蛄假蚤状幼体的密度分布及影响因素研究

为研究渤海湾影响口虾蛄Oratosquilla oratoria假蚤状幼体分布的主要因素,分别于2015年和2016年的5、6、7、8、10月开展了10个航次的调查,选取的影响因子为月份、经度、纬度、表层水温、水深、表层盐度、溶解氧、无机氮、活性磷酸盐、化学耗氧量、叶绿素a,并采用广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析了口虾蛄假蚤状幼体的密度分布和上述影响因素间的关系。结果表明:2015年和2016年,渤海湾口虾蛄假蚤状幼体平均资源密度为0.095 ind./m~2,出现时间为6—8月,存在年际变化;GAM分析表明,不论将月份、经度和表层纬度视为分类变量还是数值变量,最优的GAM模型均由表层水温、纬度、月份和水深组成,各影响因素对口虾蛄假蚤状幼体影响程度的重要性依次为表层水温月份纬度水深。本研究结果可为口虾蛄渔业资源开发和保护提供技术支撑。