石油平台并非鱼体毒素的主要来源

美国加州大学巴巴拉分校（UCSB）的科学家们对石油、天然气生产平台附近海域及其他自然海域的鱼类样本进行了重金属污染物检测。结果显示,除了4种元素之外石油平台附近海域与自然海域鱼体内的元素含量并无多大区别。该研究发表在最新一期的《海洋科学通报》杂志上。     

连云港近岸海域生物中重金属污染调查与评价

运用原子荧光分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法以及火焰原子吸收分光光度法对连云港近岸海域养殖区和天然捕捞的贝类、鱼类体内重金属Hg、Zn、Pb、Cd、Cr的含量进行了测定,分析了重金属的含量水平,并进行了残毒评价。结果表明,海水养殖的贝类和海洋捕捞的鱼类、贝类生物体内铅出现超标,其它各项指标能满足相关标准要求,基本未受重金属污染,反映近岸海域环境质量处于良好状态。     

闽江口海域海水中重金属的含量变化趋势研究

根据2003年至2012年闽江口海域海洋环境监测数据,对该海域海水中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Zn的变化情况进行研究与分析;建立ARIMA模型,对未来两年含量趋势变化进行预测.结果表明2003年以来,闽江口海域海水中Pb、Cd、Cu含量相对稳定,无较大波动及变化,其余各重金属元素的含量也呈逐年稳定的趋势;应用ARIMA模型预测表明,未来两年闽江口海域海水中各重金属元素含量均与2003-2012年度平均值的平均含量接近.     

BP人工神经网络模型在珠江口水质评价中的应用

根据海水水质标准GB30971997,应用VB编程语言在各类海水水质指标浓度区间内生成足够多的随机分布样本,以此作为海水水质评价BP人工神经网络模型的训练、检验和测试样本,利用训练后的海水水质评价BP人工神经网络模型对珠江口2002～2003年水质状况做出评价。结果表明,训练后的海水水质评价BP人工神经网络模型具有较好的泛化能力,能够准确评价未知海水样本的水质类别;2002～2003年珠江口的水环境总体状况较差,绝大部分区域属于II～IV类海水,在其分布上,珠江口西部海域水质状况好于东部海域,这是由于珠江口东部沿岸城市东莞和深圳较大的排污量和繁忙的海上运输所引起。     

BP神经网络模型在水环境质量综合评价应用中的一些问题

BP神经网络是采用误差反向传播算法对网络权值进行训练的多层前向神经网络，以其优良的非线性逼近能力，获得广泛应用，建立的神经网络模型具有优异性能的必要条件是神经网络结构及其参数的合理选取，具有足够多和代表性，典型性好的训练样本，训练时求得全局最小点和不出现“过学习”或“过拟合”等，本文根据近几年BP神经网络建模理论研究的最新成果，研究发现目前在建立水环境质量综合评价BP神经网络模型时存在的几个主要问题：（1）训练样本太小；（2）没有检验样本和测试样本；（3）神经网络结构太大等，从而极有可能造成在训练神经网络模型时再现“过拟合”或“过学习”现象，使建立的模型泛化能力较差或根本没有，在研究近年提出的应用BP神经网络方法建模的必备条件的基础上，对目前应用人工神经网络进行水环境质量综合评价的研究成果的分析表明，绝大多数水环境质量BP神经网络评价模型是在满足建模条件的情况下建立的，计算实例表明，在不满足建模条件下建立的神经网络模型泛化能力和预测能力较差，极有可能出现多模式现象，没有实用价值。     

基于DCGAN数据增强的水产动物分类方法

针对公开大规模水产动物数据集少、人为采集数据工作量大以及传统数据增强方法对数据的特征提升有限的问题,提出一种基于深度卷积生成对抗网络的数据增强方法用于水产动物图像识别。首先,使用深度卷积生成对抗网络(DCGAN)对样本数据进行增强,然后分别使用VGG16、InceptionV3、ResNet50这三个训练模型,以微调的方式,对样本进行训练、识别。结果显示,所提出的方法在水产动物数据集上,与非生成式的数据增强方法相比,在3种模型上分类的准确率可分别提高9.8%、2.7%、1.2%。试验证实,DCGAN可有效增强水产动物图像数据,提高深度神经网络模型对水产动物图像分类的准确率。     

最小二乘支持向量机在太湖流域水质评价中的应用

为客观、准确地评价水质状况,从而为水污染防治和水资源合理开发利用提供科学指导,根据最小二乘支持向量机(LS-SVM)的基本原理,引入其分类算法构建太湖流域的水质评价模型,以太湖流域5个重点断面为研究对象,通过对已知训练样本进行学习训练,对测试样本的水质等级进行评价,并将其结果与BP神经网络、判别分析法相比较。结果表明,LS-SVM在太湖流域水质评价方面有着更出色的效果,可为太湖流域水资源管理提供新的参考方法。     

以优化的BP神经网络模型为基础研究山东近海口虾蛄空间分布与环境因子的关系

BP神经网络模型作为一种常用的机器学习方法,被广泛应用于物种分布模型,以解析生物分布与环境因子的关系。与传统回归模型相比,该模型可以灵活处理变量间的非线性关系,但其结构复杂,在参数设置方面存在不确定性,从而影响模型的预测与应用。根据2016—2017年山东近海口虾蛄渔业资源调查与环境数据,利用BP神经网络模型构建口虾蛄资源分布模型,同时利用数据分组处理算法(group method of data handling, GMDH)、遗传算法(genetic algorithm, GA)和自适应算法(adaptive algorithm)分别对模型输入变量、初始权值和隐节点数目3方面进行优化,构建7种不同组合优化模型。结果显示,7种模型的优化效果存在明显差异,单方面和两方面组合优化模型预测性能基本保持一致;而三方面共同优化其均方根误差与残差平方和分别为0.35和1.94,较初始模型的0.52和2.40更小,且相关系数最大为0.45,表明模型优化效果最好。对比优化前后发现,口虾蛄资源密度随纬度和底层盐度变化趋势基本保持一致,而随底层温度的升高,口虾蛄资源密度存在较大差异。此外,最优模型较初始模型增加水深为关键环境因子,对口虾蛄的资源密度具有重要影响。本研究进一步开发了BP神经网络模型参数优化的方法,证明了参数优化对BP模型的预测性能具有重要影响,模型优化对于分析口虾蛄资源密度与环境因子的关系具有重要意义。     

基于微卫星标记的地理群体仿刺参遗传结构判别分析模型的建立

通过主成因判别分析法(discriminant analysis of principal component,DAPC)建立仿刺参个体水平地理亚群体来源的判别模型。实验运用了20个微卫星引物,对俄罗斯海参崴(RS)和中国大连两个亚群(CN1、CN2)3个仿刺参地理群体进行了产物扩增和标记分型,获得3个地理群体分子标记表型数据。开创性地运用主成因分析和判别分析法建立判别模型,以研究不同群体仿刺参个体水平上遗传背景及其群体来源。结果显示,运用20对微卫星引物在仿刺参不同地理群体中稳定扩增的136个等位基因位点数据建立的判别模型可以准确判别刺参个体的群体来源。用75%的原有数据集建立模型,剩余的25%数据对模型的准确度进行验证,3个群体时模型准确率大于80%,2个群体时模型准确性超过90%。传统的遗传多样性和遗传结构分析显示,刺参的3个地理群体间存在中度的遗传分化,且遗传距离较近(D1=0.18,D2=0.159)。传统分析方法和新方法结果良好的一致性表明,利用DAPC和微卫星等位基因信息建立的刺参地理群体判别模型,可以很好地用于未知遗传背景刺参种质的来源鉴别。     

基于遗传BP神经网络的半滑舌鳎体重估算模型优化研究

针对人工估算半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)鱼苗体重存在误差大、难度大、易伤鱼苗等缺点,提出了一种基于遗传BP神经网络体重估算模型优化研究的方法。首先利用参考系测量鱼苗体长和体宽,再通过遗传BP神经网络估算模型计算鱼苗体重。利用遗传算法对编码后的BP神经网络进行优化并验证了遗传算法能有效确定BP神经网络隐藏层节点数目。结合遗传算法优化BP神经网络的结构和连接权值,采用300份同一训练样本对优化的BP神经网络进行训练,最终建立准确遗传BP神经网络体重估算模型。结果显示,该方法对鱼苗体重估算与实际值平均相对误差不超过0.61%。研究表明,该方法为半滑舌鳎体重估算提供了一种比较科学的计算方法,在鱼苗生长发育监测和科学喂养等方面具有重要的实际意义。     

基于BP神经网络模型的福建海域赤潮预报方法研究

赤潮往往给渔业生产和人类的生命安全造成极大的危害,但由于赤潮的成因十分复杂,对其进行预报非常困难。本研究收集了福建海区2000年至2016年发生的219个赤潮案例有效数据,应用BP神经网络人工智能模型建立了其与气温、降水、风速、气压和日照5个气象因子的非线性关系,并将这些赤潮案例数据与相应的气象指标按闽东、闽中和闽南3个海区,分别输入模型进行学习、训练与预测。结果显示:1)闽东海区53个训练样本45个预测正确,正确率达84.91%,3个模拟预测样本全部正确;2)闽中海区69个训练样本58个预测正确,正确率达84.06%,4个模拟预测样本全部正确;3)闽南海区85个训练样本的运算预测结果63个正确,正确率74.12%,5个模拟预测样本全部正确,达到预期的结果。研究表明,以气象因子为自变量采用BP神经网络模型对赤潮的发生进行预测是可行的,该方法可为赤潮的预测提供新的途径。     

玉足海参与凡纳滨对虾的混养效果

在室内条件下进行了玉足海参与凡纳滨对虾的混养实验,分析了单养与混养两种条件下养殖水体营养盐结构以及底质成分的变化,测定了对虾与海参的存活率与生长性能。结果显示,混养海参可以明显改变养殖系统的营养盐结构,可使水体中的磷酸盐和硝酸盐浓度有所升高,同时也可有效地控制系统中氨氮浓度。混养海参也可以大幅度地降低沉积物中有机质和硫化物含量,实验结束时混养组硫化物含量为(7.71±1.33)mg/kg,仅相当于单养组浓度的1/3。混养海参对对虾生长及存活具有明显的促进作用,其中混养组对虾体长特异增长率为(0.69±0.13)%/d,显著优于单养组(0.45±0.06)%/d;混养组对虾成活率可达72.5%±22.9%,显著高于对照组55.0%±17.5%。在混养系统内,对虾不会对海参的生存造成负面影响,海参能够有效地选择摄食和利用沉积物中的营养物质(对食物中有机质的同化率可达36.36%±13.79%),并以较快的速度生长。结果表明,在对虾养殖系统中混养玉足海参具有明显的环境与经济效益。本研究可为我国海水养殖业的可持续发展提供一定的科学依据。     

BP神经网络在渔船航行安全预警中的应用

渔船在海上航行时由于船体自身结构或者海面风浪等不利因素的影响,时常处于潜在的威胁当中。为了研究渔船在海洋环境中可能会遭受的风险,采用基于BP神经网络算法,对渔船吨位、发动机功率、渔船材质、渔船船龄以及渔船所处海面风等级、海面浪等级等6个预警指标要素构成的渔船预警模型进行评估,最终确定渔船在海上航行时的风险等级。在构建风险预警模型中使用了400个渔船事故案例,将训练样本按照数量划分为多个级别进行验证。预警模型结果与实际值比较显示,模型的正确率为79.76%~83.62%,其中在训练样本数为测试样本数的0.75倍时,模型精度最高。研究表明,基于BP神经网络的渔船风险预警模型的评估结果与渔船实际事故状态基本相符。该模型的建立为渔船海上航行提供了安全保障。     

东海南部海域虾类种类组成及数量分布特点

根据2008年5月(春)、8月(夏)、11月(秋)和2009年2月(冬)在东海南部海域(26°00′~28°00′N、120°00′~125°30′E)的虾类资源调查资料,结合1998~1999年调查资料,研究分析了该海域虾类的种类组成、地理和区系分布及其数量分布变化的特点。结果表明,该渔场类虾有44种,隶属14科、25属,以热带和亚热带暖水性种为主,属印度-西太平洋区系中的中-日亚区,与南海关系最为密切,而与黄、渤海关系较为疏远。虾类分布遍及整个调查海区,但时空分布差异明显,以调查海区东南部和沿27°45′N一带海域数量较多,渔获量平均密度指数以春、夏季较高,冬季最低;同时虾类数量分布与水深有较大的关系,以水深80~100 m海域数量最多,这与主要种类长角赤虾、假长缝拟对虾的分布海域明显相关;具有开发利用价值的经济种类有10来种,在渔业产量中占主导地位的为长角赤虾、假长缝拟对虾等。     

辽东湾口虾蛄流刺网的渔获选择性研究

为了提高近海渔业资源养护型捕捞与管理技术,促进《全国海洋捕捞渔具目录》的实施,2014年10—11月在辽东湾以口虾蛄为目标渔获,进行了网目尺寸为40、50、60mm的单片型刺网、双重型刺网、三重型刺网以及生产对照网的选择性对比试验,为确定渤海三重型刺网管理的过渡归属提供依据。结果显示,各试验网具的主要渔获种类基本相同,渔获优势种为口虾蛄和花鲈,随着网目尺寸的增大,各型刺网的口虾蛄相对重要性指数递减,而花鲈相对重要性指数则呈递增趋势。单片型刺网、双重型刺网和三重型刺网间的口虾蛄渔获量差异显著(P=0.04,P=0.66×10-6,P=0.029),口虾蛄渔获尾数占总渔获的比例呈现出按单片型刺网、双重型刺网、三重型刺网顺序增长的趋势。相同网目尺寸条件下,未达到可捕标准的口虾蛄渔获尾数呈现出按单片型刺网、双重型刺网、三重型刺网顺序递增的趋势,但其所占比例并无明显差别;相同型的刺网,随网目尺寸的增大未达到可捕标准口虾蛄的渔获比例递减。Gamma选择性模型曲线显示,当网目尺寸大于50mm时,单片型刺网、双重型刺网、三重型刺网的口虾蛄渔获优势体长均大于可捕标准,但是三重型刺网的渔获数量明显大于单片型刺网,且在渔业资源损害方面并无明显差别,因此,在目前渤海的口虾蛄渔业中,单片型刺网难以取代三重型刺网进行作业。     

口虾蛄人工育苗技术的研究

利用工厂化育苗设施,进行口虾蛄人工育苗的试验,共培育出全长1.6 cm的稚虾蛄约6万尾,平均出苗量为1万尾/m3。在此基础上,探讨了口虾蛄人工洞穴和幼体培育的技术要点。结果表明:现有的育苗设施能满足口虾蛄工厂化育苗的要求。同时,口虾蛄对底质、洞穴、水温、饵料等都有严格的要求。     

张网Y型释放装置对口虾蛄、三疣梭子蟹的选择性研究

张网Y型释放装置能够有效改善张网渔具选择性,为探究不同规格栅栏间距的选择性差异,该试验共设置3组栅栏间距(10 mm、15 mm、20 mm),于2015年12月在舟山嵊泗进行海上试验,捕捞渔获优势种为口虾蛄(Oratosquilla oratoria)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus),采用联合网次数据分析该释放装置不同栅栏间距对口虾蛄、三疣梭子蟹的选择性。结果显示口虾蛄、三疣梭子蟹选择性指标50%选择体长/甲宽(L50)随着释放栅栏间距的增加不断增大,口虾蛄、三疣梭子蟹选择范围(SR)则随着栅栏间距的增加不断减少。表明Y型释放装置可有效用于释放小个体口虾蛄、三疣梭子蟹等甲壳类生物,但是适宜的释放间距仍需进一步的试验研究。     

宁夏阅海底泥重金属空间分布特征及来源解析

为了解宁夏阅海底泥重金属污染现状及其潜在生态风险,解析其重金属污染物来源,结合环境现状,分区域采集14个底泥样品,分析底泥理化性质;运用Arcgis反距离空间插值法（IDW）研究阅海底泥重金属元素空间分布特征,采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染状况和生态风险进行评估,并利用相关性、主成分以及聚类分析等方法对阅海底泥重金属来源进行解析。结果表明,阅海底泥中汞（Hg）和钴（Co）元素平均含量分别为0.16 mg/kg和19.23 mg/kg,分别达到背景值的5.16和2.24倍,其他重金属元素铅（Pb）、铜（Cu）、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）含量均超过银川平原引黄灌区土壤对应元素背景值含量;阅海底泥重金属空间分布差异性显著,各重金属元素在芦苇分布区域富集趋势十分明显;重金属元素污染程度表现为：Hg>Co>Pb>Cu>Cd>As>Cr,综合潜在生态风险均值达到 277.21,属中等生态危害范畴,其中 Hg 元素超标严重,贡献率达74.42%。阅海底泥重金属Cr和As元素受自然背景影响明显,而Hg、Co、Pb、Cu和Cd元素则主要来源于鸟粪排放以及人类活动。     

不同养殖模式的凡纳滨对虾品质的比较

仪器分析法(营养成份分析和质构分析)与感官评价法有机结合,以对虾口感为主要考核指标,建立对虾品质鉴定体系,并以此法对无公害海水养殖、传统海水养殖及传统淡水养殖对虾3种不同养殖模式下生产的对虾品质进行比较.结果表明:3种对虾的机体营养成分组成差异不大,只有无公害虾肌苷酸含量明显高于其余两组,达2.76 mg·g-1.氨基酸分析中表明:无公害海水养殖对虾的必需氨基酸、非必需氨基酸、鲜味氨基酸及氨基酸总量等指标优于其余样品;无公害虾的感官指标基本上与海水虾相似,3种虾的色泽和气味指标差异不明显(P＞0.05),无公害虾的滋味及口感均比其它两组对照好;多汁性指标则以淡水虾最佳.在质构分析方面,3种虾硬度指标差异显著(P＜0.05),无公害虾与海水虾在肌肉的弹性及咀嚼性无显著性差异(P＞0.05),与淡水虾差异显著(P＜0.05),其结果与感官评价基本一致.本文全面比较3种对虾品质上差异,揭示对虾口感差异内在因素,为对虾品质评价提供了方法和手段.     

Application of nitrification and denitrification processes in a direct water reuse system for pacific white shrimp farmed in biofloc system

The aim of the present study was to propose a low-cost nitrogen removal system through the nitrification / denitrification process in order to maintain the water quality required for the Pacific white shrimp superintensive cultivation in closed systems without water renewal. The increase in productivity consequently causes the accumulation of organic matter and nitrogenous compounds, especially ammonia nitrogen and nitrite, which in high concentrations can be lethal to aquatic organisms. In addition, the accumulation of solids in the system provides conditions for the emergence of opportunistic pathogens, microalgae booms, and increases the producer's cost of inputs to maintain the equilibrium physicochemical relationships required for shrimp farming. The experimental productive cycle lasted 36 days using Litopenaeus vannamei shrimps with 7.1 g ± 0.56 g and density of 350 shrimps m⁻³. The nitrogen removal efficiency observed during the study period was 71.3 ± 5.3 %, and the shrimp had a survival of 92.9 % and a final weight of 13.1 ± 1.4 g. Thus, we established a system (ammonia and nitrite), capable of managing solids without interaction with the sea, ensuring high biosecurity against exogenous diseases in marine shrimps farms.