采用声学方法研究2016年秋季布兰斯菲尔德海峡南极磷虾群昼夜垂直移动特征及其影响因素

近年来，南极磷虾渔业过于集中于布兰斯菲尔德海峡，这也使得该海区磷虾资源状况及其生态学特征日益受到关注。南极磷虾群具有较为明显的昼夜垂直移动特征，开展此方面的研究可为探索其渔场形成机制提供基础数据，并为磷虾渔业反馈式管理提供参考。基于磷虾渔船上Simrad EK80记录的相关声学数据，使用Echoview软件判别声学数据中的磷虾群体，对2016年秋季布兰斯菲尔德海峡南极磷虾群昼夜垂直移动特征进行分析，并进一步分析影响磷虾群昼夜垂直移动的因素。结果显示，3月和4月磷虾群深度基本维持在250 m以浅，虾群最大深度出现在日升时分的频次最高（22.9%），而最浅深度出现在夜间时分的频次最高（36.0%），同时在日升时分，虾群厚度达到最大值；白天磷虾群多集中在较深水层，夜间会上浮到较浅水层。随着月份的推移，磷虾群平均深度总体呈现加深的趋势。光强和海底深度是影响磷虾群深度变化的2个主要因素。     

声学仪器间干扰信号的消除及其在南极磷虾集群研究中的应用

为充分利用渔船采集的声学数据,基于Echoview渔业声学数据后处理软件的相关功能模块,建立了一种强干扰背景下的回波映像集群信号提取方法,并针对2011年2月在南奥克尼群岛周边水域采集的南极磷虾集群数据进行了应用研究,有效消除了回声数据中的强干扰信号。还原后的磷虾集群数据显示,南极磷虾集群具有明显的昼夜垂直移动特征,白天虾群几何中心分布水层的平均深度为77.4 m,虾群平均厚度为10.8 m;夜间分布水层变浅,平均深度为41.2 m,平均厚度为8.8 m。     

南奥克尼群岛海域南极磷虾昼夜集群及生物学特征

南极磷虾（）存在昼夜垂直移动现象，且具有集群特征。本研究从虾群形态特征及生物学角度对南奥克尼群岛海域南极磷虾昼夜垂直移动习性及虾群特征进行研究。结果表明，水平带状虾群在各时段呈主导性分布，但在各时段比例差异显著，曙光到黄昏时段，水平带状虾群比例存在先降后升的变化过程，在白天时段降到最低值，为65%；黄昏到曙光时段，水平带状虾群比例高且稳定。球状虾群保持着较为稳定的时间间隔，分散状虾群表现出在日升到白天时间段的连续性特征。南极磷虾虾群中心深度在不同时段具有较大差异，曙光和暮光时段是平均虾群中心深度的分界点；南极磷虾不同虾群形态中心深度也具有差异性，球状虾群平均虾群中心深度最大，分散虾群次之，水平带状虾群最小。不同时间段内虾群水温呈波动变化状态，变化范围为–1.6~1.3℃，最小值出现在暮光时段，最大值出现在夜间时段；虾群水温和虾群中心深度呈显著的负相关关系。南极磷虾体长在不同时段存在明显差异（<0.001），各时段优势体长组差异明显，白天到下午时段优势体长组要明显高于其他时段优势体长组。     

2017年秋季南奥克尼群岛海域南极大磷虾垂直分布与光照及垂向温盐关系

为了解南极大磷虾(Euphausia superba Dana)行为变化规律,基于2017年3月25日—4月3日在南奥克尼群岛海域43个站位点收集的声学和CTD数据,提取250 m以浅水层南极大磷虾群的深度和对应的温、盐信息,分析不同光照条件下南极大磷虾昼夜垂直分布特征。结果显示:黎明时段(6∶00—8∶00)磷虾群分布较分散,20～60 m(35.72%)和200 m以深(33.65%)虾群相对较多;白天时段(8∶00—16∶00)磷虾群则较多分布在40～120 m(58.52%)水层,多聚集在温跃层(54.55%)和盐跃层(63.64%)内;黄昏时段(16∶00—18∶00),温盐跃层内虾群减少;夜间时段(18∶00—次日6∶00)磷虾群主要分布在20～40 m(49.55%)和180 m以深(31.51%)两个水层,多聚集在温跃层(75%)和盐跃层(70%)外。本研究结果有助于进一步了解南极大磷虾的迁徙规律和资源分布。     

2019年秋冬季南设得兰群岛南极磷虾集群时空分布特征

为了进一步研究南设得兰群岛附近海域南极磷虾集群时空分布特征,基于2019年秋冬季（4—7月）中国南极磷虾生产渔船声学调查及商业捕捞数据,从时空两个维度对南极磷虾集群中心深度、集群所处水深水温和集群形态进行了分析。结果显示,南设得兰群岛附近海域南极磷虾集群中心深度、集群所处水深水温和集群形态存在明显的时空差异。平均集群中心深度在4—7月总体呈递增趋势(变化范围为34.39～86.12 m),昼夜差异较小(P=0.325),峰值时段为日升阶段(sun rising, SRS)(64.06 m)和夜间(night, NIT)(65.32 m);平均集群中心深度低值区间为62.75°～63.75°S和58.25°～59.75°W,高值区间为61.75°～62.25°S和60.25°～61.75°W。平均集群所处水深水温在4—7月总体呈递减趋势(变化范围为-1.71～-1.50℃),昼夜集群水温差异明显,峰值时段为NIT(夜间)(-1.46℃)和暮光(evening twilight, ETW)(-1.4℃);平均集群所处水深水温低值区间为62.75°～63.75°S和61.25°～61.75°...     

2012/2013渔季CCAMLR 48区南极磷虾(Euphausia superba)资源时空分布

根据2013年1–9月辽宁远洋渔业有限公司"福荣海"轮南极磷虾拖网调查数据,以3n mile/h拖曳获得的产量作为CPUE指标,对南极磷虾资源时空分布进行了分析。结果显示,1–6月的月均CPUE值相对稳定,7–9月逐月下降。各渔区中平均CPUE值以48.1区最高,为(25.12±31.04)t/h;48.3区最低,为(11.49±12.06)t/h;CPUE值的波动幅度48.1区大于48.2和48.3区。48.1区的南极磷虾群主要分布于0–100 m水层,CPUE值以25–50 m水层为最高;48.2区虾群主要分布于50–150 m水层,CPUE值以100–150 m水层最高;48.3区虾群主要分布于100–250 m水层,CPUE值以200–250 m水层最高。海底深度500 m的近岸海域是磷虾主要集群分布区和商业捕捞渔场,以水深250 m的浅水区渔场虾群密度最大,平均CPUE值为(17.54±35.26)t/h,水深250–1500 m的深水区渔场平均CPUE值变化较小,在12.0–14.0 t/h之间波动,但水深1500 m时,平均CPUE值降到(9.62±9.54)t/h。作业渔场的表温SST主要集中在-1–2℃,当SST为-1–0℃时,平均CPUE值最高。探捕调查发现了5个主要的磷虾集群,集群时间可达30 d以上,但集群密度随时间发生变化。调查结果可为研究南极磷虾渔场形成机制和渔业管理提供基础数据,并为商业捕捞提供参考。     

基于渔业调查的利文斯顿岛西南部2012年秋冬季南极大磷虾体长时空分布

基于南极磷虾渔业科学观察员收集的南极大磷虾(Euphausia superba)体长数据,将研究区域划分成经纬度10'×10'小尺度单元,分析了利文斯顿岛西南部水域2012年秋冬季南极大磷虾体长分布的时空特征。结果表明,10个单元的平均体长范围为35.3～51.0 mm,其中最小体长为23.1 mm,最大体长为61.0 mm,各单元间体长分布存在显著性差异。由秋末转至冬初,南极大磷虾平均体长及优势体长范围均呈逐渐减小趋势。14～16时和22～24时南极大磷虾个体较小,而4～6时、8～10时以及20～22时的南极大磷虾则以大个体为主。一半以上(72%)的样本分布于40～80 m水层。80 m以深水层,南极大磷虾个体均大于38 mm。随着海区水深的增加,南极大磷虾平均体长逐渐减小,且南极大磷虾体长组成在不同水深海区呈现不同的分布模式。     

2012/2013渔季CAMLR 48区南极磷虾(Euphausia superba)资源时空分布

根据2013年1–9月辽宁远洋渔业有限公司“福荣海”轮南极磷虾拖网调查数据，以3n mile/h拖曳获得的产量作为CPUE指标，对南极磷虾资源时空分布进行了分析。结果显示，1–6月的月均CPUE值相对稳定，7–9月逐月下降。各渔区中平均CPUE值以48.1区最高，为(25.12±31.04) t/h；48.3区最低，为(11.49±12.06) t/h；CPUE值的波动幅度48.1区大于48.2和48.3区。48.1区的南极磷虾群主要分布于0 –100 m水层，CPUE值以25–50 m水层为最高；48.2区虾群主要分布于50–150 m水层，CPUE值以100–150 m水层最高；48.3区虾群主要分布于100–250 m水层，CPUE值以200– 250 m水层最高。海底深度<500 m的近岸海域是磷虾主要集群分布区和商业捕捞渔场，以水深<250 m的浅水区渔场虾群密度最大，平均CPUE值为(17.54±35.26) t/h，水深250–1500 m的深水区渔场平均CPUE值变化较小，在12.0–14.0 t/h之间波动，但水深>1500 m时，平均CPUE值降到(9.62±9.54) t/h。作业渔场的表温SST主要集中在－1–2℃，当SST为－1–0℃时，平均CPUE值最高。探捕调查发现了5个主要的磷虾集群，集群时间可达30 d以上，但集群密度随时间发生变化。调查结果可为研究南极磷虾渔场形成机制和渔业管理提供基础数据，并为商业捕捞提供参考。     

现场模拟光照条件对南极大磷虾冬季耗氧率的影响研究

为探究海上现场光照条件对冬季南极大磷虾(Euphausia superba)代谢的影响,基于海上暂养实验,采用黑暗组和光照组两种不同的实验条件,对9尾南极大磷虾个体进行了连续11 d的耗氧率研究。结果表明,光照条件下南极大磷虾的单位体质量耗氧率平均为(0.2704±0.0740)μL·(mg·h)^-1,黑暗条件下的单位体质量耗氧率平均为(0.2673±0.0840)μL·(mg·h)^-1。在光照与黑暗条件下南极大磷虾呼吸率无显著差异。通过对比发现,冬季南极大磷虾的耗氧率明显低于夏季的耗氧率[0.63~0.88μL·(mg·h)^-1],且改变一个自然日的光照条件对南极大磷虾耗氧率无显著影响,但会在一定程度上影响南极大磷虾呼吸率的稳定性。研究验证了冬季南极大磷虾处于一种低代谢模式状况,并证明了该模式的稳定性。相关结果可为揭示南极大磷虾越冬机制提供基础数据。     

南极磷虾渔船船速对科学探鱼仪有效探测深度的影响

渔业资源声学调查评估的基本条件之一是科学探鱼仪的有效探测深度可以覆盖目标的主要分布水层.针对利用渔船采集声学数据开展南极磷虾资源调查评估,本研究基于后处理方法获得声学数据背景噪声强度,建立一种科学探鱼仪有效探测深度的评估方法,并以南极磷虾渔船"福荣海"轮为例,评估船速变化对该船船载Simrad EK60型科学探鱼仪(3...     

商用探鱼仪南极磷虾声学图像的数值化处理

为充分利用渔船所获渔业资源的分布信息,提出了一组商用探鱼仪声学图像数值化处理方法,并将其应用于以数码相机拍摄的南极磷虾回波图像处理,对南极磷虾的集群特征进行了研究.通过对图像进行拍摄角度与亮度调整等预处理、像素色彩标准化与二值化处理后,对虾群厚度、密度中心以及相对集群密度等集群特征进行了分析.30幅图像的处理结果表明,图像所示虾群的平均厚度范围为5.6～55.8 m,中值厚度为25.7m,均值厚度为27.1 m；虾群密度中心所处水深为40.0～156.5m,中值水深为68.8m,均值水深为77.3 m.磷虾的集群特征存在较为明显的昼夜变化,白天集群密度高、厚度小,夜间密度低、厚度大.本研究所述方法为利用渔船商用探鱼仪进行渔业资源研究提供了一种有效技术手段.     

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。     

南极南奥克尼群岛2017年春季南极磷虾资源声学评估

南极磷虾（Euphausia superba）为南大洋中上层生态系统的关键种，对其生物量的研究有助于更准确地掌握磷虾的生态和分布信息。基于2017年我国南极磷虾声学调查采集的断面回波映像，应用声学回波后处理软件（Echoview），评估了南奥克尼群岛周边水域的磷虾生物量。该海域磷虾体长范围为25.50~49.21 mm，平均体长为（33.01±4.06）mm；其中雌性平均体长为（33.15±3.90）mm，雄性平均体长为（32.68±4.43）mm，雌、雄磷虾体长无显著性差异。本海域声学映像可分为1338个积分单元，最大单元磷虾密度为554.07 g/m²，最小单元密度值为0 g/m²。调查海域磷虾分布不均匀，87.90%的积分单元无磷虾生物量。磷虾平均密度为71.01 g/m²，总生物量为1.77×10⁶ t，密度差异系数为97.4%。磷虾主要分布在水深<200 m的南奥克尼群岛大陆架海域，群岛东侧磷虾生物量多于西侧。积分单元中磷虾密度大于450 g/m²但小于600 g/m²的有2个，群岛东西两侧各1个；密度值大于300 g/m²但小于450 g/m²的积分单元有6个，5个位于群岛东侧。远离群岛的2个断面（1，9）和调查海域中心的2个断面（5，6）磷虾生物量较少。本海域磷虾的昼夜垂直移动对磷虾生物量评估也无影响。磷虾白天聚集在60~180 m水层，随着时间推移，磷虾逐渐向上或向下移动。光照强度是触发磷虾白天下沉、夜晚上浮的因素之一。     

基于声学映像的南奥克尼群岛海域南极磷虾集群特征

为确定南奥克尼群岛海域南极磷虾(Euphausia superba)集群特征,本研究根据2017年3-4月我国南极磷虾探捕项目采集的断面声学数据,使用通用声学数据后处理软件,研究了该海域的南极磷虾集群特征信息。本研究共检测并提取了2539个磷虾集群的高度、长度、分布深度、集群间距、集群面积及集群磷虾密度信息,其中白天集群1389个,夜晚集群1150个。通过集群特征值的统计,将该海域集群分为3类。聚类A的虾群密度最大[(19.24±27.00)ind/m~3],聚类B的虾群最深[(174.74±53.30) m],聚类C的虾群面积最大[(2868.62±2149.75) m~2]。聚类A和聚类B的集群长度无显著性差异(P0.05),聚类A和聚类C的集群深度无显著性差异(P0.05)。A类集群主要分布在南奥克尼群岛北部及西北部的深水区,水深1000 m。B类和C类集群在整个调查海域均有分布,其中B类集群多分布在群岛大陆架海域,水深200 m。不同区域的集群分布信息不同,离岛屿最远的东西两个断面集群较少,分布比较分散。本研究结果表明大部分的磷虾个体位于少数的大型集群中,集群磷虾密度和集群间距间存在正相关关系;未来通过磷虾集群与外界因子(环境因子,捕食者)相关性的研究,可以帮助我们更为准确地了解集群结构与形成机制,预测磷虾资源分布。     

南极磷虾调查CPUE指数变动的影响因素初步分析

根据2010年1月~2月在南极南设得兰群岛和南奥克尼群岛周围水域开展的南极磷虾拖网调查期间收集的数据,对南极磷虾CPUE指数变动的影响因素(包括表温、水深、拖速和拖曳深度)进行了分析。结果表明:(1)开始捕捞至结束捕捞的表温相差较小时,平均CPUE相对较高(250 kg/min);(2)起放网表温在0.5~1.0℃和1.0~1.5℃时,平均CPUE均较高(250 kg/min);(3)当海底平均深度大于2 000 m时,CPUE均最低(100 kg/min);(4)随着拖速和拖曳深度的增加,平均CPUE逐渐减小,当拖速小于2.5 kn及拖曳水深小于25 m时,平均CPUE达到最大,分别为364.46 kg/min和347.59 kg/min。本研究结果可为开发南极磷虾资源提供基础数据,并为海上生产提供指导性参考。     

The influence of diel vertical migration on zooplankton transport and recruitment in an upwelling region: estimates from a coupled behavioral-physical model

Diel vertical migration (DVM) is a common zooplankton behavior in which organisms reside in surface or near‐surface waters at night and at deeper depths during the day. In many upwelling regions, DVM reduces the transport of organisms away from the region. It is unclear, however, what role DVM plays in recruitment (the arrival of larvae or juveniles to locations where they will become reproducing adults) to upwelling regions. In this study, we estimate the influence of DVM on zooplankton transport, the level of recruitment of locally produced propagules (self‐recruitment), and sources of recruits in the upwelling region near Monterey Bay, California, by simulating the trajectories of fixed‐depth and vertically migrating organisms with a drifter‐tracking algorithm driven by climatological velocity fields from a three‐dimensional hydrodynamic model. Our simulations suggest that DVM into subsurface poleward and onshore currents during the day does not fully compensate for equatorward and offshore transport in the surface Ekman layer at night and does not retain zooplankton in the Monterey Bay region. Our simulations also suggest that DVM decreases the ability of zooplankton to return to the region after being transported away and shifts source regions for recruits closer to the bay. While DVM does not appear to substantially increase the potential for self‐recruitment to the region, this study indicates that other mechanisms, such as transport during non‐upwelling periods, continuous transport below the surface, increases in mean transport depth over time, or seasonal changes in hydrography, may still enable relatively high levels of self‐recruitment to this highly advective region.     

光照条件下南极磷虾的行为观察

2010—2011年随中国大型拖网加工船“安兴海”轮在南极南奥克尼群岛附近进行南极磷虾拖网作业,将作业过程中采集到的鲜活南极磷虾立刻转移至实验水箱,进行暂养并观察其行为。实验样本为45尾,体长为37~50 mm,整个实验持续时间为13 d,水面光照为220 lx,水温恒定在0 ℃。通过观察发现:(1) 南极磷虾进入实验水箱后体色迅速变为透明;(2) 在静水环境中,南极磷虾多数时间位置相对固定,集中于角落,沿箱壁进行角落间游动,较少穿过水箱中央,穿过水箱中央时有加速游动的现象;动水环境中能够顶流游动并形成集群,0.5 m/s时顶流游动,流速超过1 m/s时,集群消失;水流对南极磷虾的集群有极显著影响;(3) 南极磷虾进入水箱后第6天开始蜕壳,第6~9天均发现虾壳,实验对象平均体长增长5~8 mm。     

Oceanographic variability and changes in Antarctic krill (Euphausia superba) abundance at South Georgia

Oceanographic data collected to the north of South Georgia were examined for three consecutive summers (1996/97, 1997/98, 1998/99). The results show the existence of a shelf break front during each period. The most reliable means of defining the front was the potential density anomaly at the near‐surface potential temperature minimum. In each year, off‐shelf waters were separated from on‐shelf waters by water with a potential density anomaly between 27.22 and 27.29 kg m^?3. During 1997/98, the near‐surface potential temperature minimum was much colder and much shallower than in other years and was consistent with waters originating from much further south than South Georgia; these differences were further evident at a single deep off‐shelf station. The oceanographic changes during 1997/98 were consistent with a mesoscale or large‐scale movement of the southern Antarctic Circumpolar Current front. Acoustically determined densities of Antarctic krill, Euphausia superba, at South Georgia showed consistent patterns between years. Densities were substantially higher over the shelf compared with off‐shelf, with the highest densities at the shelf edge; densities were also higher to the east of the island. During 1997/98, acoustic densities of krill were substantially higher than in other years. The coincidence of the elevated acoustic density and the cooler oceanographic conditions was explored. When data from all years were combined and analysed by Generalized Additive Model, an inverse relationship between acoustic density and temperature was apparent. Historical data were also examined and it was noted that the only other occurrence of such a high estimate of krill density at South Georgia, was when oceanographic conditions were also colder.