秘鲁外海茎柔鱼索饵场栖息地研究

两步广义加性模型被广泛应用于渔业资源栖息地的分析与研究中。笔者根据2006—2010年秘鲁外海茎柔鱼鱿钓生产数据以及海洋环境数据，利用两步广义加性模型分析环境因子对秘鲁茎柔鱼资源丰度的影响，预测秘鲁茎柔鱼索饵场栖息地分布。研究结果显示：春季，仅纬度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);夏季，纬度和海表面温度对单位捕捞努力量渔获量影响显著(P<0.01);秋季，海表面温度和海表面高度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);冬季，纬度和海表面高度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);叶绿素a对各季节资源分布的影响不显著(P>0.01)。根据单位捕捞努力量渔获量与海洋环境的关系，推测春季茎柔鱼索饵场位于S 15°,W 77°附近海域，夏季位于S 24°～26°,W 75°～78°海域，秋季位于秘鲁沿岸S 12°～16°和智利中部S 28°附近海域，冬季位于秘鲁沿岸S 13°～18°海域。研究结果可为指导我国远洋鱿钓鱼船在秘鲁海域的作业生产提供基础资料。     

基于垂直水温因子的秘鲁外海茎柔鱼春、夏季栖息地分布

为了研究温度变动对茎柔鱼(Dosidicus gigas)资源丰度和栖息地的分布的影响, 利用 2006—2015 年秘鲁外海春夏季节(9 月至翌年 2 月)茎柔鱼渔业捕捞数据结合中上层垂直水温数据(0 m, 50 m, 100 m 和 150 m)建立栖息地适宜性(habitat suitability index, HSI)模型, 分析秘鲁外海茎柔鱼渔场以及栖息地的时空分布。通过计算适宜栖息地内的茎柔鱼资源量占比, 并用 2014—2015 年的数据进行验证。结果发现, 基于垂直水温因子和算术平均法的栖息地模型可以较好模拟出茎柔鱼栖息地适宜性指数。空间相关分析结果显示, 秘鲁外海水域各水层水温与栖息地适宜性呈现负相关关系。茎柔鱼的 CPUE 和适宜栖息地面积的变化相对平稳, 没有明显的年间和月间差异, 两者之间呈现显著的正相关关系。茎柔鱼的渔场重心和栖息地重心存在显著的年间和月间变化, 均呈现向东南方向移动的趋势, 同时春季适宜栖息地面积与夏季相比明显减少。茎柔鱼渔场的经纬度重心的月间和年际变化与栖息地经纬度重心的移动具有一致性, 两者之间呈现明显的正相关。研究表明, 茎柔鱼的资源丰度与适宜栖息地密切相关, 其适宜栖息地存在明显的年间和月间变化, 这可能是造成秘鲁外海茎柔鱼时空分布变动的重要原因。     

秘鲁外海茎柔鱼资源丰度和补充量与海表温度的相关关系

茎柔鱼(Dosidicus gigas)广泛分布在东太平洋海域,是一种重要的经济捕捞种类。本文根据2003～2010年我国鱿钓船在秘鲁外海的生产统计数据和遥感获取的海表温度(SST)数据,利用典型相关性分析法和Marine Explore软件分析了茎柔鱼的资源丰度和补充量(以单位捕捞努力量渔获量为指标,t.d-1)与栖息海域20°N～20°S、70°W～110°W各渔区SST的相关性,获得影响秘鲁外海茎柔鱼资源丰度和补充量的SST因子,并建立关系模型。结果表明,当年资源丰度与SST的相关性最高值为5月份92.5°W、12.5°N海区(相关系数为0.94,P<0.001),该海区SST最适范围为29.8～30.5℃;下一年度资源补充量丰度指数与当年SST的相关性最高值为6月份98.5°W、11.5°N海区的(相关系数为0.93,P<0.01),该海区SST最适范围为29.1～30.5℃。同时,分别建立了基于SST因子的资源丰度预测模型(P<0.01)。研究认为,秘鲁外海茎柔鱼资源丰度和补充量可较好利用SST因子进行预测。     

西北太平洋柔鱼适宜栖息地动态变化研究

柔鱼(Ommastrepes bartramii)是短生命周期种类,具有较高的经济价值和重要的生态地位,研究柔鱼资源对我国的远洋渔业发展有重要作用。本研究根据2005～2016年8～10月西北太平洋柔鱼渔业数据以及海表温度(Sea surface temperature, SST)数据,依据前人建立的柔鱼栖息地适宜性指数模型(Habitat suitability index, HSI)计算适宜柔鱼栖息地面积大小,并与柔鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit of fishing effort, CPUE)和渔获量进行相关性分析。研究发现,2015年平均适宜栖息地(HSI0.6)面积范围最大,达到1087369km2;2008年平均适宜栖息地面积范围最小,仅为618407.5 km~2。所选区域内适宜栖息地分布能有效反映柔鱼的资源分布情况,但其适宜栖息地面积大小与渔获量和CPUE之间不存在显著相关性(P0.05)。其原因可能有:鱿钓渔船作业集中,导致单船渔获量不能表征实际CPUE;大尺度的气候变化,特别是厄尔尼诺和拉尼娜现象会影响柔鱼资源量;黑潮与亲潮的变化也会影响柔鱼资源量。     

秋冬季智利竹(竹夹)鱼栖息地指数模型比较

秋冬季是智利竹筴鱼的主要渔汛,准确建立其渔场预报模型具有现实的意义。为了找出适宜的秋冬季智利竹筴鱼栖息地指数模型,论文根据2003-2009年5-9月智利竹筴鱼的商业捕捞数据, 结合海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)的海洋环境因子,以作业次数为基础,采用外包络法分别建立SST、SSH 的适应性指数(SI),采用算术平均法(AMM)、几何平均法(GMM)建立栖息地指数(HSI)模型计算其栖息地指数,并以2010-2011年度的捕捞数据进行验证。研究结果表明：以作业次数为基础,采用外包络法建立SST、SSH 的适应性指数为最适,5-9月SST权值分别为0.4、0.7、0.5、0.7、0.1的算术平均法适合秋冬季智利竹筴鱼栖息地指数模型。研究也以为,不同月份的SST和SSH对秋冬季智利竹筴鱼渔场分布有着不同的影响。     

基于神经网络的东南太平洋茎柔鱼渔场预报模型的建立及解释

东南太平洋秘鲁茎柔鱼(Dosidicus gigas)是我国鱿钓船的重要捕捞对象。准确预报中心渔场是提高渔业生产能力的重要内容。本文根据2006~2009年我国远洋船队东南太平洋秘鲁茎柔鱼生产统计数据(月份、经度、纬度)及遥感获得的表温、Nio 3.4区海表温度异常、海面高度资料,利用反向传播(EBP)神经网络建立秘鲁茎柔鱼中心渔场预报模型。在此基础上,尝试使用神经网络解释图(neural interpretation diagram)、自变量相关(independent variable relevance)、灵敏度分析(sensitivity analyses)三种方法解释EBP模型权重,推断东南太平洋茎柔鱼中心渔场形成的主要影响因子。结果认为,影响中心渔场的3个主要影响因子为Nio 3.4区海表温度异常、表温和纬度,其贡献率分别为28.95%、22.1%和19.68%。利用EBP神经网络建立的预报模型不仅在预报精度上达到要求,而且能够很好地解释秘鲁茎柔鱼中心渔场的形成机制。     

多类型厄尔尼诺和拉尼娜事件下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的变动

茎柔鱼（）为短生命周期头足类，其栖息地易受气候及海洋环境的影响。本研究利用1950-2015年海表温度（SST）和海面高度距平（SSHA）数据，计算秘鲁外海茎柔鱼栖息地适宜性指数，分析不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件期间茎柔鱼栖息地适宜性的变动规律。结果表明，相较于弱厄尔尼诺和中强度厄尔尼诺事件，强厄尔尼诺事件期间，茎柔鱼渔场水温偏暖，海面高度偏高，适宜的SST和SSHA范围减小，适宜的栖息地面积减小，弱拉尼娜事件期间，水温偏暖，海面高度偏高；中强度拉尼娜和强拉尼娜事件期间，水温偏冷，海面高度偏低。相较之下，强拉尼娜事件期间较为适宜的栖息地面积明显多于中强度拉尼娜和弱拉尼娜事件。此外，随着厄尔尼诺强度的增加，适宜的栖息地纬度重心向南偏移；随着拉尼娜强度的增加，适宜的栖息地纬度重心向北偏移。结论认为，不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件期间茎柔鱼渔场环境存在明显差异，适宜的栖息地范围及空间分布不同。     

不同气候模态下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的季节性分布

茎柔鱼（Dosidicus gigas）为环境敏感型头足类，气候的多元变化促使茎柔鱼栖息地发生变动。本研究利用海表温度（SST）和海表面高度（SSHA）两个关键环境因子构建栖息地适宜性指数（HSI）模型，结合太平洋年代际涛动（PDO）指数，分析1950-2015年不同气候模态下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的季节性分布规律。结果发现，PDO冷期茎柔鱼栖息地适宜性较高；而PDO暖期栖息地适宜性较低。相较于PDO冷期，PDO暖期下茎柔鱼适宜栖息地分布向东南移动。适宜栖息地的分布位置与适宜的SST和SSHA的重叠区域重合，表明两个关键环境因子与栖息地分布显著相关。此外，适宜栖息地指数距平值与PDO指数的年际变化呈显著负相关关系。春季茎柔鱼渔场栖息地适宜性高于冬季，且冬季适宜栖息地的分布相较春季偏东南方向。茎柔鱼渔场6-11月适宜的SST和最适宜的SST在经度和纬度上的分布存在显著差异，春季（9-11月）最适宜的SST分布逐月向西北方向移动；冬季（6-8月）最适宜的SST分布逐月向东南方向移动。推测不同气候模态下茎柔鱼栖息地季节性分布差异，可能是由于最适宜的SST显著的月间分布差异所致。研究表明，不同PDO时期下茎柔鱼栖息地适宜性具有显著季节性差异，其差异可由环境因子的月间变动来解释。     

秋冬季智利竹鱼栖息地指数模型比较

根据2003—2009年5—9月我国大型拖网渔船捕捞智利竹鱼的生产统计数据,结合海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)的海洋环境因子,以作业网次和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)作为适应性指数(SI),采用外包络法分别建立SST、SSH的SI,采用算术平均法(AMM)、几何平均法(GMM)、基于权重的AMM分别建立栖息地指数(HSI),并用2010—2011年度生产捕捞数据进行比较与验证。结果显示,以作业网次为基础的SI为最适;AMM优于GMM;考虑到权重的AMM优于没有考虑权重的AMM,5—9月最适HSI模型的SST权重分别为0.4、0.7、0.6、0.7、0.1,2010—2011年渔获量和作业网次的验证预报精度分别为75%~93%、80%~90%,可作为秋冬季智利竹鱼栖息地指数模型。研究表明,不同月份的SST和SSH对秋冬季智利竹鱼渔场分布有着不同的影响。秋冬季是智利竹鱼的主要渔汛期,本研究为准确建立其渔场预报模型奠定了基础。     

海表水温变化对东南太平洋智利竹筴鱼栖息地分布的影响

根据2003~2011年的东南太平洋智利竹筴鱼(Trachurus murphyi)生产统计数据及海表水温(SST)数据,以经纬度方向上偏移幅度和栖息地的铺展面积作为衡量指标,基于作业网次和单位捕捞努力量渔获量用外包络法建立各月的栖息地适应指数模型,分析各月适宜栖息的海表水温范围。以2003~2011年各月历史均温为基础,研究海表水温分别升高和降低0.5、1、2℃,适宜栖息地的经纬度偏移幅度与铺展面积变化情况。结果显示,东南太平洋智利竹筴鱼的栖息地随着SST的升高,有明显的向南移动趋势,5月、8月适宜栖息地面积逐渐减少,而6~7月份适宜栖息地面积则增加了;当SST下降时,智利竹筴鱼适宜栖息地有向北移动的趋势,同时适宜栖息地面积增加。研究结果可用于分析厄尔尼诺现象和拉尼娜现象对东南太平洋智利竹筴鱼栖息地以及渔场空间分布的影响。     

基于约束线性回归的柔鱼栖息地指数渔场预报模型构建

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是我国在西北太平洋重要的商业捕捞对象,对其渔场进行准确预报是提高渔业生产能力的重要内容。本研究分别选取2005~2013年我国在该海域的柔鱼渔获量和捕捞努力量作为计算适宜度指数(SI)的2种指标,利用包括海表温度、叶绿素a(Chl-a)浓度、表温梯度强度和100 m水深的Argo浮标水温数据在内的海洋环境因子,通过非线性回归,生成了不同环境因子的SI曲线。在考虑约束条件的前提下,建立2种柔鱼渔场的栖息地指数(HSI)模型,并利用逐步回归剔除不显著的解释变量。2种模型拟合优度比较的结果显示,利用渔获量建立的模型具有更高的精度,其中,7~11月模型的调整后相关系数分别为0.853(P0.001)、0.773(P0.001)、0.789(P0.001)、0.745(P0.001)和0.724(P0.0001)。各环境因子的SI权重系数符合约束条件,并随着季节的变化,权重值有所不同。在主要渔汛期间(7、8和10月),100 m水深温度的SI对HSI得分起到了最关键作用;而在渔汛末期(11月),与海表温度相关的SI成为影响HSI的最重要因子。利用该模型对2014年进行预报实验,预报结果与实际渔场在空间分布上具有一致性。全年统计结果显示,高HSI(0.7)的区域渔获量占总渔获量的49.06%,而低HSI(0.3)区域渔获量仅占9.06%,表明该模型具有一定的渔场预报能力。     

秘鲁外海茎柔鱼栖息地时空分布及对环境因子的响应差异

根据中国远洋渔业数据中心提供的 2012—2018 年东太平洋秘鲁外海茎柔鱼(Dosidicus gigas)捕捞数据, 结合该海域环境数据, 包括海表面温度(sea surface temperature, SST)、海表面盐度(sea surface salinity, SSS)、叶绿素 a 浓度(chlorophyll-a, Chl-a)、净初级生产力(net primary production, NPP)、光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)、涡旋动能(eddy kinetic energy, EKE)和海平面异常(sea level anomaly, SLA), 利用最大熵模型研究了茎柔鱼栖息地的月间时空变化及环境因子的影响差异。结果显示: 1—8 月渔场纬度重心向北移动, 9—12 月向南偏移。渔场经度重心主要在 80°W~82°W 之间移动, 此外, 适宜栖息地重心与渔场重心变化一致。通过比较贡献率大小发现环境因子对茎柔鱼栖息地影响程度具有显著月间差异, 但基本以 SST、SSS、NPP 和 PAR 对栖息地影响最大。 依据环境因子响应曲线估算的关键环境因子适宜范围与茎柔鱼适宜性较高栖息地基本重叠。研究表明, 利用最大熵模型模拟茎柔鱼栖息地具有较高精度, 茎柔鱼栖息地时空分布存在明显的月间变化, 且受环境因子影响显著。     

赤道海域茎柔鱼栖息地月间分布及与环境因子的关联

茎柔鱼是我国主要捕捞的经济头足类之一,探究其栖息地的空间分布与环境的关系可以帮助企业有效利用和开发渔场。本研究利用2012~2018年我国鱿钓渔船在赤道海域的捕捞数据,选取海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)、海表面盐度(Sea Surface Salinity,SSS)、叶绿素浓度(Chlorophyll-a, Chl-a)、净初级生产力(Net Primary Production,NPP)、光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)、涡旋动能(Eddy Kinetic Energy,EKE)和海平面异常(Sea Level Anomaly,SLA)7个环境因子以月为单位建立最大熵模型,分析赤道海域茎柔鱼栖息地的月间时空变化及环境因子的影响差异。结果表明：各月模型模拟的适宜栖息地空间分布与实际作业位置较好吻合,1~8月份适宜栖息地向东南海域移动,随后月份逐渐转向西北海域。环境因子贡献率表明各月间环境因子对茎柔鱼栖息地分布影响具有明显差异,关键环境因子的适宜范围呈现出明显的季节变化,但各月对SST的空间分布表现出较高的敏感性。研究表明,最大熵模型能较好模拟茎柔鱼栖息地的分布情况,月间时空分布特征显著,海流和涡旋可能会对茎柔鱼的渔场形成和分布具有较大影响。     

基于GAM和权重分析的西北太平洋秋刀鱼渔情预报研究

为了提高秋刀鱼(Cololabis saira)渔情预报模型的时空分辨率, 提升生产经济效益, 本研究基于 2013─2016 年 7—11 月中国在西北太平洋公海的秋刀鱼生产数据及海洋环境数据, 利用广义可加模型(generalized additive models, GAM)分别拟合单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)的适宜性指数(suitability index, SI)与各海洋环境变量之间的 SI 模型, 结合提升回归树模型(boosting regression tree, BRT)进行权重分析, 建立以月份为周期的秋刀鱼栖息地适宜性指数(habitat suitability index, HSI)模型。结果表明, (1) GAM 能较好地拟合适宜性指数与环境变量的关系, 获得最优环境变量参数值;(2) 环境变量对 CPUE 影响权重的前 3 位分别为海表温度梯度、海表温度和混合层深度, 其中, 在秋季 9—11 月海表温度梯度的权重值均为最高;(3) HSI 模型的检验和评价总体准确率分别为 82.0%和 73.2%, 秋季可达 87.7%和 77.9%, 在盛渔期 10 月, 预测准确率达 89.4%;(4) HSI 高值区与秋刀鱼实际渔场在空间分布基本一致。研究表明该模型适用于秋刀鱼的渔情预报, 并在每天的速报中具有明显优势。     

厄尔尼诺和拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场分布的影响

研究大范围环境变化对茎柔鱼渔场分布的影响,对指导渔业科学生产、掌握资源变动规律具有重要意义。根据2005—2009年我国鱿钓船鱿钓生产数据,结合表温(SST)、0~200 m垂直水温(15 m水层温度T15,50 m水层温度T50,100 m水层温度T100,200 m水层温度T200)等资料,研究厄尔尼诺和拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场分布的影响。结果表明,2006和2009年10—12月受厄尔尼诺影响,作业渔场分布在79°W~84°W、10°W~17°S海域,最适SST为19~22℃;2007年10—12月受拉尼娜影响,作业渔场分布在81°W~85°W、10°W~14°S海域,最适SST为17~20℃,中心渔场作业范围相比厄尔尼诺年份向北偏移1°~2°,平均SST降低2℃。各层水温分布表明,2007年10—12月T15和T50水温均明显高于2006年10—12月,最大温度差值为6~9℃;T100和T200温度差别较小,最大温度差值为1℃。水温垂直结构结果表明,2006年10—12月作业渔场未形成明显的上升流,主要分布在外洋水与沿岸水交汇处;2007年10—12月的沿岸一侧形成了势力强劲的上升流,作业渔场主要分布在上升流等温线密集交汇处。此外,由于受上升流的加强使栖息水层营养盐丰富,更有利于茎柔鱼索饵,导致茎柔鱼渔场分布也出现一定转移。研究表明,秘鲁外海中心渔场位置的变化与厄尔尼诺和拉尼娜事件具有密切关系。     

基于灰色系统的北太平洋柔鱼渔汛特征分析及旺汛期预测

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是大洋性经济头足类,是我国远洋鱿钓渔船重要的捕捞对象。分析柔鱼渔汛特征并预测旺汛期,有助于柔鱼资源的合理开发与利用。本研究根据2013―2017年北太平洋柔鱼渔业生产统计数据,以每日平均渔获量(CPUEday)作为资源丰度,利用分位数的方法划分旺汛期;结合灰色波形预测方法,对旺汛期日期序列建立灰色波形预测模型群[GM(1,1)模型],对旺汛期出现的时间进行预测。结果显示,北太平洋柔鱼渔汛时间最早为5月12日,一直持续到年终;旺汛期为每年的8―11月,第1旺汛期基本在8月出现。GM(1,1)模型的平均相对误差为6.83%,旺汛期日期序列预测的平均相对误差为8.19%,验证数据的平均相对误差为15.82%,表明此模型可预测北太平洋柔鱼的旺汛期。研究结果可为远洋渔业企业的高效率、合理化的科学生产提供技术支撑。     

2015年超强厄尔尼诺事件对西北太平洋柔鱼渔场变动的影响

为研究超强厄尔尼诺事件对西北太平洋海域柔鱼（Ommastrephes bartarmii）资源量变动的影响，并分析柔鱼栖息地在极端气候条件下的变化规律，根据上海海洋大学鱿钓科学技术组提供的中国柔鱼生产捕捞数据，比较2008年正常气候年份与2015年超强厄尔尼诺年份的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）、产量、捕捞努力量以及渔场纬度重心（LATG）的变化；利用栖息地适宜性指数模型对西北太平洋柔鱼栖息地的海表温度（SST）、光合有效辐射范围（PAR）和海表面高度距平（SSHA）3个关键环境因子进行分析。渔业数据时间为2008年和2015年9—11月，数据覆盖范围为36°N~48°N、150°E~170°E。结果发现，相对于2008年正常年份，2015年超强厄尔尼诺事件下的CPUE明显降低，且LATG向南偏移；此外，2015年适宜的SST和PAR范围均显著降低，导致适宜的栖息地面积与正常年份相比大幅减少；最适宜的SST和PAR等值线向南偏移，导致有利的栖息地纬度位置向南移动。研究认为，2015年超强厄尔尼诺事件发生时，柔鱼渔场环境不适于柔鱼生长，适宜栖息地面积减少且向南移动，导致该年份柔鱼资源丰度骤减，渔场向南偏移。     

The effect of lunar cycle,tidal condition and wind direction on the catches and profitability of Japanese common squid Todarodes pacificus jigging and trap-net fishing

Jigging with artificial lights (squid jigging) and deploying of large scale trap-net (also known as a set-net in Japan), are the major methods to capture Japanese common squid Todarodes pacificus in western Japan. Squid jigging is a highly selective fishing method. However, it consumes large amount of energy for steaming to the fishing ground and for lighting. In contrast, trap-net fishing requires substantially less energy but its capture efficiency is strongly influenced by its stationary mode of capture. The primary objective of this study was to analyze how various environmental and biological factors such as the lunar cycle, tidal condition, wind direction and squid abundance affect the capture efficiency of squid jigging and trap-net fishing. We analyzed the effect of these factors on squid catch in five Fisheries Cooperative Associations located on four islands in Nagasaki Prefecture, western Japan. Our analysis shows that squid catch in jigging and trap-net fishing is mainly influenced by the lunar cycle but also tide and wind direction play a marked role. In addition, squid abundance significantly affects the catches in trap-net fishing. Recommendations are made to improve the overall profitability of squid fishing by proper choice of the capture method, location and season.