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。     

东南太平洋茎柔鱼资源丰度灰色预测研究

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东南太平洋头足类中个体最大、资源最丰富的种类之一,经济价值高,已成为我国远洋渔业的重要组成部分。准确的资源丰度预测有利于资源的合理开发和利用。本研究基于2003~2015年东南太平洋茎柔鱼生产统计数据以及其产卵场环境、气候因子资料,使用相关性分析和灰色系统方法,建立东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预报模型。结果显示,2月产卵场海表面温度(Sea surface temperature, SST)、3月产卵场叶绿素a浓度(Chl a)、12月太平洋年代气候震荡(Pacific decadal oscillation, PDO)和10月厄尔尼诺指数(Oceanic Nino index, ONI)与茎柔鱼资源丰度具有较好的相关性。比较多种预报模型发现,基于2月SST、12月PDO和10月ONI的GM(1, 4)模型有较好的预测效果,其准确率达到85%以上,可用于东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预测。     

阿根廷滑柔鱼渔场预报模型最适时空尺度和环境因子分析

根据2003―2011年主渔汛期间中国鱿钓船队在西南大西洋的鱿钓生产数据,结合海洋遥感获得的海表温度(SST)、海面高度(SSH)和叶绿素a浓度(CHL-a)数据,匹配组织成不同时空尺度和环境因子的样本集,使用人工神经网络(artificial neural network,ANN)作为中心渔场的预报模型,比较所匹配的样本集对阿根廷滑柔鱼中心渔场预报模型的影响。研究表明,样本的时间尺度为周时,1.0o×1.0o的空间尺度和环境因子为SST所建立的BP中心渔场预报模型,具有最高的预报精度和最小的平均相对变动值(average relative variance,ARV);样本时间尺度为月时,0.25o×0.25o的空间尺度和环境因子为SST所建立的BP中心渔场预报模型,具有最高的预报精度和最小的ARV值。对这两种最优样本集建立的BP中心渔场预报模型进行灵敏度分析发现,不同样本集建立的中心渔场预报模型表达的渔场栖息地适宜程度也不尽相同。研究认为,在建立中心渔场预报模型时,需要考虑海洋环境因子的时空尺度。     

地理信息系统在海洋渔业中的应用现状及前景分析

地理信息系统(geographic information system,GIS)作为一种高效的时空分析工具,于20世纪80年代末期应用于海洋渔业领域,并在渔海况数据采集与分析、渔业资源与海洋环境关系、水产养殖选址、渔业资源评估与分析、标志放流、海洋生态系统以及渔情预报等方面得到广泛应用。但GIS在渔业方面的应用仍然面临着巨大挑战,渔业信息已不再局限于渔业数据及相关环境数据,还应包含与渔民本身相关的社会经济数据,即未来的海洋渔业GIS应是一个集自然资源与环境系统、人类系统、社会系统与经济系统为一体的综合系统。基于生态系统的海洋渔业管理及可持续性已得到全社会和国际组织的共同关注,GIS相比于传统分析方法具有很大的优势,将有助于提高海洋渔业信息决策分析。未来GIS在海洋渔业中的应用将注重以下几个方面:(1)基础数据库的建立及数据标准化;(2)鱼类关键栖息地的分析与研究;(3)海洋保护区的确定;(4)渔业资源的长期监测与管理;(5)鱼类洄游分布及海洋环境的三维化。结合我国大洋渔业的研究现状,提出了建立基于GIS我国大洋渔业信息系统的框架。     

秘鲁上升流对秘鲁鳀渔场的影响

秘鲁鳀作为世界上产量最大的单鱼种渔业的目标种,研究秘鲁上升流对渔场的作用机制有利于人们加深秘鲁鳀渔场形成机制的理解,把握渔场状况。研究利用风场数据反演的秘鲁鳀渔场的上升流流速(upwelling velocity,UV)作为上升流的指标,同时结合港口实测渔场温度(temperature,T)和温度距平(temperature anomaly,TA)数据及秘鲁鳀的渔获数据(2005—2009年),以名义单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)作为渔场的表征,对2005—2009年秘鲁鳀渔场状况与海域上升流和水温状况的规律进行研究。结果显示,渔汛期间,渔场上升流流速(UV)在1.42×10~(–5)~7.44×10~(–5) m/s之间,温度(T)范围在16.61~19.42°C之间,渔场的温度距平(TA)范围在–1.87~1.69°C之间。利用广义可加模型(generalized additive model,GAM)分析环境因子对渔场的影响发现,模型对渔场CPUE的解释率为67%,能够较好地拟合2005—2009年渔汛期间渔场CPUE的变动趋势,各个环境因子的适宜范围分别为UV小于4.5×10~(–5) m/s;T为18.4~19.5°C;TA小于0.2°C。上升流的流速小于4.5×10~(–5) m/s时,渔场CPUE随着UV的升高而基本不变,但是上升流的流速高于4.5×10~(–5) m/s之后,渔场CPUE随着UV的升高呈现下降趋势。研究表明,秘鲁鳀渔场由适宜的海表风速、上升流流速以及上升流海域适宜水温等环境条件的共同作用而形成。     

基于近实时海洋遥感数据的渔场预报系统设计与实现

针对国内渔业企业对于渔场预报系统的需要,设计和开发基于近实时海洋遥感数据的渔场预报系统。系统分为陆地数据服务和渔情预报软件两个模块,其中:陆地服务模块负责收集全球近实时海洋环境数据,并提供环境数据下载服务;渔情预报软件可以从陆地服务器下载海洋环境数据,并通过这些数据,使用栖息地适应性指数模型进行渔场预报,为渔业企业和作业渔船的捕捞决策提供辅助。两个模块之间以国际海事卫星船队宽带系统作为数据传输手段。前期的远洋渔船应用试验表明,该系统能稳定下载海洋环境数据并实现渔场预报,预报结果作为捕捞决策的重要辅助信息,可为渔业生产者选择作业地点提供很好的参考。     

GLM模型和回归树模型在CPUE标准化中的比较分析

在渔业资源评估中,CPUE(catch per unit effort)标准化是基础性工作。一般线性模型(generalized linear model,GLM)已成为CPUE标准化的基本方法,但GLM模型在误差结构、自变量的选择、缺失数据、复杂交互效应及异常值处理等方面仍然缺乏灵活性。本文基于模拟数据及我国东、黄海鲐鱼(Scomber japonicus)灯光围网渔业数据,比较和分析了基于GLM模型与回归树模型在CPUE标准化中的效果。研究表明:当渔业数据不存在非线性关系与异常值时,GLM模型与回归树模型均能较好地对CPUE进行标准化,但由于回归树模型具有阶跃函数特征,因而GLM模型更具优势;在非线性关系及异常值存在的条件下,回归树模型对CPUE的标准化具有相对较小的估计误差,模型更简约、有效。由于回归树模型能可视化显示自变量与应变量间的复杂关系,因此,更有利于探索和分析渔业数据。     

渔业资源评估中的回顾性问题

回顾性问题是指,随着渔业数据逐年加入,渔业资源评估结果如资源量或捕捞死亡系数等出现系统性偏差。多种渔业资源应用不同评估模型进行渔业资源评估,其结果常存在回顾性问题,这使得渔业资源评估的结果存在不确定性,不利于渔业资源合理的管理与开发,因此,回顾性问题是目前渔业资源评估研究中的热点与难点之一。回顾性问题的度量目前主要采用MOHNρ,产生回顾性问题的原因主要可归纳为数据错误与模型假设错误。目前,尽管有多种方法用于诊断、分析回顾性问题的成因,但这些方法均存在局限性。针对回顾性问题,渔业资源评估学者根据其研究对象的特点提出了校正回顾性问题的方法,但目前仍缺乏通用的方法或手段以校正或避免回顾性问题。在渔业资源评估中,若结果存在回顾性问题,则表明数据或模型假设存在问题。因此进行回顾性分析,是评估数据质量及检查数据与模型假设是否一致的有效手段。     

化隆县农业有害生物调查

为了解化隆县现有农作物有害生物种类，分布情况，掌握有害生物的发生发展规律和动态变化趋势，以便进行病虫害预测预报，确定防治对象及时期，制订行之有效的防治方法提供可靠的科学依据，化隆县自2004年-2005年开展了农业有害生物调查工作。     

不同气候模态下西北太平洋柔鱼冬春生群资源时空分布变化研究

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是大洋性短生命周期物种,其生活史和生物量受环境和气候因子影响明显。基于2004—2015年西北太平洋柔鱼渔捞日志、海表面温度(Sea surface temperature,SST)、叶绿素(Chlorophyll a,Chl a)浓度及太平洋年代际震荡(Pacific decadal oscillation,PDO)数据,利用空间自相关统计方法、热点分析和小波分析法研究PDO冷期与暖期两种气候模态下西北太平洋柔鱼渔场的时空变化。结果表明,PDO指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)与柔鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)呈正相关,且CPUE滞后PDO 8个月(R2=0.548,P<0.05),CPUE与PDO指数的共轭周期为2~4个月。不同气候模态下的渔场热点分布特征为,暖期时渔场重心向高纬方向分布较为明显,空间上的集聚性强;冷期时向低纬分布较为明显,空间上的集聚性相对较差。PDO冷暖时期对西北柔鱼时空分布影响显著,该研究对柔鱼资源的可持续开发具有一定的科学意义。