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。     

水温变化对秘鲁外海茎柔鱼栖息地的影响

为获取秘鲁外海茎柔鱼Dosidicus gigas栖息地的适宜温度指标,预测水温变化对茎柔鱼栖息地的影响,根据2006—2011年中国鱿钓船在秘鲁外海的茎柔鱼生产数据,并结合实测和通过卫星遥感技术获得的该海域海表温度数据,在作业次数和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)基础上,采用海表温度适应性指数(Suitability index,SI)模型预测方法进行了相关研究。结果表明:随着水温的升高,茎柔鱼栖息地经向自西向东转移,纬向自北向南转移;产量较高的月份为7—12月,选取最佳适宜温度指标为19℃;发生厄尔尼诺现象时茎柔鱼产量下降,发生拉尼娜现象时产量则增加。     

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。     

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。     

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。     

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。     

2003-2012年秘鲁外海茎柔鱼资源丰度年间变化分析

茎柔鱼是世界上重要的经济头足类,也是我国大陆鱿钓渔业最重要的捕捞对象之一。根据中国大陆鱿钓船2003-2004年、2006-2012年9年的渔业生产统计数据和卫星遥感获得的海洋环境数据,利用广义线性模型(generalized linear model,GLM)和广义加性模型(generalized additive model,GAM)对秘鲁外海茎柔鱼的资源丰度进行CPUE标准化,分析秘鲁外海茎柔鱼资源丰度年际变化。经显著性检验,得到最终选择加入模型的自变量有年、月、纬度、经度、叶绿素浓度、年与经度交互项、年与纬度交互项、月与经度交互项、月与纬度交互项共9个自变量。GAM结果表明,模型自变量对因变量的决定系数高达42.3%。标准化后CPUE与名义CPUE变化趋势相同,年平均值略低于名义CPUE,2003-2012年秘鲁外海茎柔鱼资源丰度年间变化较大,资源丰度最高的年份为2004年,GLM标准化后的平均CPUE为7.94 t/d;资源丰度最低的年份为2007年,GLM标准化后的平均CPUE为3.28 t/d。     

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。     

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。     

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。     

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。     

东太平洋不同海区茎柔鱼渔业生物学的初步研究

根据我国鱿钓船多年在秘鲁、智利和哥斯达黎加外海生产调查所采集的茎柔鱼样本,对3个不同作业海区茎柔鱼渔业生物学特性进行比较分析。研究表明,秘鲁、智利和哥斯达黎加外海茎柔鱼胴长范围分别为209～1 149 mm、166～837 mm和204～429 mm,优势胴长分别为250～400 mm、300～450 mm和250～350 mm,对应的渔获物中雌雄性比平均值分别为3.87∶1、2.50∶1、3.75∶1。根据胴长组成以及性成熟,认为秘鲁外海存在大型、中型和小型3个群体,智利外海以中型群体为主体并存在少量的大型群体,哥斯达黎加外海以小型群体为主体并存在少量的中型群体。秘鲁和智利外海茎柔鱼体重与胴长关系式的生长参数b值为3.06～3.17,而哥斯达黎加外海为2.57～2.63。秘鲁和智利外海茎柔鱼性腺成熟度均以Ⅰ级和Ⅱ级为主,而哥斯达黎加外海则以Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级为主。各月间摄食等级差异变化较为显著,但基本上以0～2级为主体。研究表明,3个海区茎柔鱼种群结构和生物学特性总体上有所差异。研究亮点:首次对秘鲁、智利和哥斯达黎加外海3个不同作业海区茎柔鱼渔业生物学特性进行比较分析,研究认为秘鲁外海存在大型、中型和小型3个群体,智利外海以中型群体为主体并存在少量的大型群体,哥斯达黎加外海以小型群体为主体并存在少量的中型群体。生长参数存在差异,各月间摄食等级差异变化较为显著。研究表明,3个海区茎柔鱼种群结构和生物学特性总体上有所差异。     

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。     

哥斯达黎加外海茎柔鱼个体与耳石间生长关系研究

根据2009年7-8月哥斯达黎加外海采集的茎柔鱼样本,利用多种统计方法分析了茎柔鱼耳石与个体生长之间的关系。研究认为,耳石各形态参数与胴长(ML)关系显著(P<0.01),其中背侧区间长(DDL)、耳石总长(TSL)与其相关性最大。耳石生长存在两个阶段,当ML小于26～30 cm时,其耳石生长迅速,之后耳石生长减慢。在生长过程中,耳石背区长(DL)、吻区内长(RIL)、DDL生长快于TSL,背侧区夹角(DDA)、吻侧区夹角(RDA)、吻区夹角(RA)则随着ML的增大出现减小趋势,侧区、吻区形态变化显著(P<0.05)。耳石形态先于生长速度发生显著性变化,同时各形态参量发生显著性变化时间不同,但形态特征变化主要发生在ML为23～29 cm个体中,之后趋于稳定。耳石生长及形态显著性变化与茎柔鱼栖息水层改变相关,茎柔鱼与中上层头足类耳石特征相符。