关于西北太平洋的柔鱼渔场形成的海洋环境因子的分析

本文根据1995年7－8月鱿钓调查结果着重对西北太平洋（155°E－160°E）柔鱼渔场形成的海洋环境条件进行了分析，并与155°E以西渔场进行了比较。155°E以西海域暖寒交汇区有密集的等温线分布，同时也存在明显的暖水团；155°E以东海域等温线分布较为稀疏，并基本上与纬度平行。各海区柔鱼渔场的表层水温不一，155°E以西海域为20－23℃，155°－160°E海域为17－18℃，20℃和17℃的等温线可分别作为155°E以西海域和155°－160°E海域寻找渔场的指标之一。渔场形成的海域50米以内水层存在着温跃层。     

未来气候变化情景下西北太平洋柔鱼资源补充量预测

结合1996—2005年西北太平洋柔鱼经验产卵场、推测产卵场和索饵场各月适宜水温面积占总面积的比例(P;),分析其与柔鱼单位捕捞努力量渔获量(catch per unite effort, CPUE)之间的相关关系,选取统计关系显著的P;与CPUE建立线性预报模型,在RCP4.5和RCP8.5两种情景下,对2025、2055和2095年柔鱼资源补充量进行预测。结果表明:在气候变化下,柔鱼经验产卵场适宜SST范围向北移动,到2095年移动至经验产卵场最北缘,1—4月经验产卵场平均P;呈下降趋势:但变化不显著;推测产卵场适宜SST范围向北移动,到2095年移动至推测产卵场最北缘,且已超过推测产卵场范围,1—4月推测产卵场平均P;呈下降趋势,变化显著;索饵场适宜SST范围向北移动且有扩张趋势,7—10月索饵场平均P;呈下降趋势,变化显著。相关分析表明,1996—2005年2月和3月推测产卵场P;与CPUE显著正相关。未来柔鱼CPUE呈下降趋势:到2025年,柔鱼CPUE为(208.87±5.46)t/艘;到2055年,为(198.00±47.92)t/艘;到2095年,为(154.35±48.72)t/艘。到2095年,相比于2000年柔鱼CPUE最大下降60.08%。建议采取兼容气候适应性的柔鱼资源养护管理措施。     

基于BP神经网络的西北太平洋柔鱼资源丰度预测

柔鱼是具有巨大开发潜力的重要经济头足类种类,广泛分布在太平洋海域。柔鱼是短生命周期种类,其生活史过程与栖息地的海洋环境条件有重要关联,海洋环境因子的时空分布与变化显著影响着柔鱼资源的分布范围和资源密度。本文基于监督式学习算法的BP神经网络模型,综合多源卫星遥感观测获取得到的海表温度（Sea surface temperature;SST）、叶绿素a浓度（Chlorophyll-a concentration;Chl-a）、海表面高度距平（Sea surface height anomaly;SSHA）、海水质量变化和地转流等海洋环境因子,对西北太平洋柔鱼资源丰度的时空分布进行了模拟和预测。以上海海洋大学中国远洋渔业数据中心2004~2017年的西北太平洋海域的柔鱼历史渔业捕捞数据为参考值,对基于多源卫星遥感观测的多海洋环境因子的柔鱼资源丰度的模拟和预测结果进行了精度评定。结果表明,与仅采用SST、Chl-a和SSHA等进行柔鱼资源丰度时空分布预测的传统方案相比,进一步加入海水质量变化和地转流后,可有效提高利用BP神经网络对西北太平洋柔鱼资源丰度进行模拟和预测的精度：改进方法模拟的标准差（Standard deviation; STD）和均方根误差（Root mean square error; RMSE）均提高了22%;且预测的STD提高了31%,RMSE减少了26%。     

基于不同阶数灰色系统模型的北太平洋柔鱼资源丰度预测

柔鱼（Ommastrephes bartramii）为短生命周期种类,是西北太平洋经济头足类之一。优化资源丰度预测模型能够更科学、有效地为渔业生产提供依据。本研究利用1998—2016年北太平洋柔鱼生产统计数据,采用GM（1,1）模型对不同时间长度的资源丰度（CPUE）进行分析,选择相对误差和方差最小的CPUE序列作为母序列,与太平洋年代际震荡指数 （PDO）、产卵场平均海表温度（SGSST）、育肥场平均海表温度（FGSST）、产卵场平均叶绿素浓度（SGC）、育肥场平均叶绿素浓度（FGC）等因子进行灰色关联分析,并以此分别建立6个不同阶数的灰色预测模型[GM（0,N）模型和GM（1,N）模型],筛选误差最小的模型作为预测柔鱼资源丰度的最佳模型。结果表明,以8年CPUE序列的建模为最佳,其平均相对误差最小,为6.28%;同时,GM（0,N）模型的预测精度普遍比GM（1,N）模型的要高,其中包含2月SGSST、10月FGSST、8月FGC和10月PDO的GM（0,5）模型为最优,拟合相对误差为3.87%,预测相对误差为1.18%,可作为预测北太平洋柔鱼资源丰度的最优模型。     

北太平洋巴特柔鱼渔业2001年低产原因分析

中国在1993年开始试捕北太平洋巴特柔鱼后,数年间在该海域无论是船只数也好(年年维持在三、四百艘左右),渔获量也好(年产量在10×104t左右),中国的鱿钓船队已发展成为该渔业的主要生产力量。但2001年却遇到了前所未有的挫折,年产量跌到7×104t多。通过对2001年的渔海况进行综合分析研究,结果表明2001年度从海况方面而言,2001年存在的不利于柔鱼生长、集群的因素主要有:黑潮大蛇行、黑潮势力偏弱、北部水温过低和渔汛期流隔不明显。从资源情况而言,西部资源较大幅度的下降是使得渔获量减少的主要原因。而饵料不足也是渔获量降低的原因之一。此外,对东部渔场鱿鱼洄游、分布规律了解不够,使得这一群体未得到充分利用。所以,2001年低产是多方面因素造成的,且在不同海区其主要原因各不相同。     

北太平洋柔鱼渔场的环境特征

采用棋盘式定点大面调查和中心渔场专项调查2种方式,于2001年5～8月对北太平洋柔鱼(Ommastrephesbartrami)渔场进行了渔业资源与渔场环境特征调查。调查范围为北太平洋152°00′E～171°00′W、39°00′N～43°00′N海域,渔场环境特征要素主要为各站点的温度、盐度、浮游植物、浮游动物和叶绿素a含量。调查海域的柔鱼资源密度采用渔场海域每个经纬度的单位捕捞力量渔获量表示。结果显示,北太平洋柔鱼中心渔场中部与西经渔场表温为18℃左右,100m水温为9℃左右;西部渔场表温为16～20℃,100m水温为7～8℃;在有温跃层海域的跃层面下易形成高产渔场。浮游动物生物量较高的海域与中心渔场的位置基本保持一致;浮游植物生物量较高的海域和叶绿素a含量高于0.1mg/m3的海域,以及它们东侧海域易形成高产渔场;盐度与中心渔场的关系不明显。     

北太平洋海区柔鱼生物学特征研究

本文利用1996～2001年间对北太平洋柔鱼生物学测试资料,分西部(160°E以西)、中部(160°E～170°E)和东部(170°E以东)三个海区对柔鱼生物资料进行分析研究,结果表明:1.东部海区胴长明显大于西部海区,中部海区的群体组成与其相邻的西部和东部海区相接近。2.性腺成熟度组成,雌性以Ⅱ期为主,雄性以Ⅱ期和Ⅲ期为主,雄性性腺成熟度普遍较雌性的早,并随着生产月份的延续,性腺成熟度越高。3.所有年份柔鱼的摄食等级均以1级和2级为主,渔汛后期,摄食等级有所下降。4.通过对摄食等级较高的柔鱼饵料成份的分析,出现机率头足类最高,为90.3％;鱼类次之,为64.5％;甲壳类最少,为51.6％。     

基于支持向量机的西北太平洋柔鱼渔场预报模型构建

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是中国在西北太平洋主要的鱿钓捕捞对象。准确预报柔鱼渔场,对减少寻鱼时间、节省油料和提高渔获产量均有积极的意义。该研究将2002年~2012年中国在西北太平洋鱿钓产量数据、渔场时空数据以及海表温度、叶绿素a浓度、表温梯度强度和叶绿素梯度强度等海洋环境因子作为训练数据,基于支持向量机(support vector machine,SVM)的方法,建立了以月为时间分辨率、0.5°×0.5°为空间分辨率的西北太平洋柔鱼渔场的预报模型。该模型以径向基函数(RBF)为核函数,利用10折交叉验证和网格选优法,确定了最优惩罚项因子和核函数参数值的组合(C,γ),分别为1.41和2.83,样本分类精度达73.6%。利用2013年7月~11月环境数据,对模型进行了精度检验,预报准确率为53.4%~60.0%,平均准确率为57.4%。研究认为,在训练数据不够充分的条件下,SVM模型可成为西北太平洋柔鱼渔场预报的一个有效手段。     

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%。