基于MAXENT模型预测西北太平洋秋刀鱼潜在渔场

为了研究海洋环境因子对西北太平洋秋刀鱼渔场的影响机制,利用2013—2014年我国大陆秋刀鱼渔船的渔业统计资料和美国NOAA网站的海洋环境数据建立MAXENT模型,使用受试者工作特征曲线(ROC)验证MAXENT模型的精度,用刀切法(Jackknife)评价海洋环境因子的重要性,Arcgis软件制作秋刀鱼潜在渔场分布图。结果表明:MAXENT模型的预测精度较高,结果可靠。秋刀鱼盛渔期8—10月的主要渔场集中在北海道和千岛群岛东部附近海域,海表温(SST)是影响秋刀鱼渔场分布的最重要因子,对模型的平均贡献百分比为64.3%,叶绿素(Chl.a)的平均贡献百分比为20.6%,盐度(SSS)的平均贡献百分比为15.2%,8—9月叶绿素(Chl.a)比盐度(SSS)对秋刀鱼渔场分布的影响高,10月叶绿素(Chl.a)对秋刀鱼渔场分布的影响比盐度(SSS)低。     

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。     

中国南海外海鸢乌贼灯光罩网渔业CPUE标准化研究

为了利用单位捕捞努力量渔获量(CPUE)更好地评估南海鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis资源的丰度情况,掌握鸢乌贼的资源分布与时空因子及海洋环境因子之间的关系,采用R语言中广义线性模型(GLM)和广义加性模型(GAM),结合时空因子及海洋环境因子对2013—2017年南海鸢乌贼的CPUE进行标准化研究,并评价各因子对CPUE的影响。结果表明:GLM模型分析显示,有7个变量对CPUE有重要影响,依次为月份、海表温度、海面高度、叶绿素a浓度、经度、年份和纬度;包含这7个因子的GAM模型的AIC值最小且模型最优,对CPUE偏差的解释率为36.68%,其中,高CPUE分别出现在3—5月份海表温度为26.0～30.5℃、海表面高度为0.60～0.75 m、叶绿素a浓度为0.06～0.13 mg/m~3的海域内。研究表明,基于GLM模型和GAM模型对南海外海鸢乌贼灯光罩网渔业CPUE标准化研究,能够较好地反映鸢乌贼资源的丰度变化情况。     

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Logistic回归模型的西非沿海欧洲沙丁鱼渔场与环境因素关系模型的构建

为研究西非沿海不同季节海洋环境因素对欧洲沙丁鱼Sardina pilchardus渔场形成的影响,基于Logistic模型,利用2007—2011年中国渔船在西非沿海捕捞欧洲沙丁鱼的渔业数据和网络获取的海洋环境遥感数据[包括海表温度(SST)、叶绿素a浓度(Chl)和海面高度异常(SSHA)],构建了春、夏、秋、冬4个季节欧洲沙丁鱼渔场与环境因素关系的模型,利用逐步回归法对自变量进行筛选,并对最优回归模型进行评价,最后利用该模型对4个季节影响欧洲沙丁鱼出现的各个环境要素进行了分析。结果表明,4个季节欧洲沙丁鱼的出现与地理位置有着密切的关系,而在4个季节中环境因素对欧洲沙丁鱼出现有着不同的作用,即春季影响欧洲沙丁鱼出现的显著因子为SST和SSHA,夏季为Chl和SSHA,秋季为SST,冬季则为SSHA。该研究结果对欧洲沙丁鱼渔场形成机制分析具有一定的应用价值。     

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。     

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.     

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。     

基于最大熵模型的西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭栖息地差异

远东拟沙丁鱼Sardinops melanostictus和日本鲭Scomber japonicus作为西北太平洋的主要关联物种,研究其潜在栖息地分布以及对该海域环境变化响应的差异对管理和持续利用该渔业资源有重要的科学意义。本研究采用最大熵模型,利用2017~2021年盛鱼期(5~11月)在西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭的渔业数据,结合海表面温度 sea surface temperature, SST、海表面盐度 sea surface salinity, SSS、海表面高度 sea surface height, SSH、叶绿素浓度 chlorophyll-a, Chl-a、涡旋动能 eddy kinetic energy, EKE、不同水层温度(包括50m、100m、150m、200m),通过贡献率的大小分别筛选出各月对远东拟沙丁鱼和日本鲭排位前三的关键因子,根据二者对各月关键环境因子的响应曲线,获得各月关键因子对二者潜在栖息地的月间变化,最终模拟出二者在5~11月的潜在栖息地分布图。结果表示,远东拟沙丁鱼和日本鲭的潜在栖息地变动与实际作业位置具有一致性,随着月份的增加均呈现先向东北方向移动,在向西南方向折回的运动趋势,且二者各月潜在栖息地位置均大范围重叠。在6、8~10月影响二者适宜栖息地变动的关键因子均为SSH、SST、Chl-a,且适宜范围相差不大。5、7、11月影响二者适宜栖息地变动的关键因子有所不同,远东拟沙丁鱼5月的关键因子为SSH、EKE、SST,7月为SSH、SST、Chl-a,11月为EKE、SST、Chl-a,而日本鲭5月为SSH、EKE、Chl-a,7月为SST、Chl-a、SSS,11月为SSH、SST、Chl-a,各月环境因子的适宜范围不同。此外,随着月份增加日本鲭最适栖息地面积向北逐渐缩小,7和11月份面积最小,而远东拟沙丁鱼最适栖息地面积有增大趋势,11月份最适栖息地延伸到37°N以北的地区。该研究表明SSH、SST、Chl-a的变化对西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭潜在栖息地分布变化均有重要影响,而EKE、SSS是造成二者之间潜在栖息地分布变化差异的主要原因。     

基于GLBM模型的中国大陆阿根廷滑柔鱼鱿钓渔业CPUE标准化

西南大西洋阿根廷滑柔鱼既是西南大西洋生态系统中的重要种类,也是鱿钓渔业的重要捕捞对像。单位捕捞努力量渔获量(CPUE)是表示渔业资源状况及其丰度的常用指标。根据2000-2010年中国大陆鱿钓船在西南大西洋的生产统计数据和海洋卫星遥感获得的海洋环境数据(表温,表温水平梯度,海面高度,叶绿素浓度),利用基于贝叶斯的广义线性模型(GLBM),分未加入固定交互选项、加入固定交互选项和加入随机交互选项3种情况对中国大陆西南大西洋阿根廷滑柔鱼鱿钓渔业的CPUE进行标准化。根据偏差信息准则 (DIC)值最小来确定最佳贝叶斯模型。结果表明,包含纬度、海表温度、表温水平梯度、海面高度、月×纬度、月×经度及年×纬度变量且加入随机交互项的GLBM模型为最适。标准化后的CPUE较名义CPUE小,年间变化平缓。与广义线性模型(GLM)和广义加性模型(GAM)标准化的CPUE比较,GLBM模型更能反映其资源丰度的真实水平。研究认为,2001-2010年间经GLBM模型标准化后的CPUE呈现逐年下降的趋势。     

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。     

西北太平洋柔鱼洄游重心年际变化及预测

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是西北太平洋海域重要的经济头足类,海洋环境决定其资源的空间分布,通过研究其洄游路径的时空变化趋势与海洋环境之间的关系,来推测柔鱼资源的空间分布是当前渔业资源学研究重点,对于实际生产也有重大意义。利用系统聚类分析和神经网络,根据2004年—2015年我国西北太平洋鱿钓生产统计数据和环境数据,包括海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)、海表面盐度(Sea Surface Salinity,SSS)和叶绿素浓度(chlorophyll concentration,Chl-a)数据,结合尼诺转化指数(Trans-Ni1o index TNI),分析柔鱼洄游路径的时空变化和海洋环境之间的关系,预测柔鱼在海洋环境的影响下,洄游路径可能发生的变化。结果表明:柔鱼洄游重心的产量占比与洄游重心的离散度在10月和11月呈现出显著的负相关;洄游重心的纬度变化和TNI之间有着显著的正相关,而经度上并未呈现这一关系;研究利用神经网络模型建立了基于海表面温度、盐度和叶绿素浓度的柔鱼洄游路径时空变化的预测模型,预测结果显示,时间跨度在8—11月内,柔鱼洄游重心纬度上呈现南-北-南,经度上呈现出西-东-西的变化趋势,8月和9月预测洄游重心海域的产量占比为64%和68%,10月和11月,柔鱼种群进行产卵洄游。预测产量占比明显提高,预测海域产量占比为83%和89%。     

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。     

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。     

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。     

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。