Realizing the potential of trait‐based approaches to advance fisheries science

Analysing how fish populations and their ecological communities respond to perturbations such as fishing and environmental variation is crucial to fisheries science. Researchers often predict fish population dynamics using species‐level life‐history parameters that are treated as fixed over time, while ignoring the impact of intraspecific variation on ecosystem dynamics. However, there is increasing recognition of the need to include processes operating at ecosystem levels (changes in drivers of productivity) while also accounting for variation over space, time and among individuals. To address similar challenges, community ecologists studying plants, insects and other taxa increasingly measure phenotypic characteristics of individual animals that affect fitness or ecological function (termed “functional traits”). Here, we review the history of trait‐based methods in fish and other taxa, and argue that fisheries science could see benefits by integrating trait‐based approaches within existing fisheries analyses. We argue that measuring and modelling functional traits can improve estimates of population and community dynamics, and rapidly detect responses to fishing and environmental drivers. We support this claim using three concrete examples: how trait‐based approaches could account for time‐varying parameters in population models; improve fisheries management and harvest control rules; and inform size‐based models of marine communities. We then present a step‐by‐step primer for how trait‐based methods could be adapted to complement existing models and analyses in fisheries science. Finally, we call for the creation and expansion of publicly available trait databases to facilitate adapting trait‐based methods in fisheries science, to complement existing public databases of life‐history parameters for marine organisms.     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

草地贪夜蛾缅甸虫源迁入中国的路径分析

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E. Smith)对非洲和南亚国家的入侵已对全球粮食安全造成重大影响,该虫2018年年底已在缅甸形成虫源基地,并零星进入中国云南西南部地区。本文利用历史数据分析了缅甸和华南地区春、夏两季(3-8月)925 hPa夜间平均风温场,并模拟预测了缅甸地区草地贪夜蛾在此期间进入中国的迁飞轨迹以及主要降落和波及的地区。结果表明:3-4月盛行的微弱西风不利于远距离迁移,但成虫的自主飞行可形成对云南和广西局部地区的近距离入侵;进入5月份后,随着西南夏季风的加强,云南和广西全境成为缅甸虫源的主要迁入地,并可能波及贵州、广东、海南和湖南等省。因此,4月份之前要重点监控云南和广西地区草地贪夜蛾的发生与为害,此后,应将监控区域扩大至中国中南部地区的各个省份。     

基于元胞自动机模型的土地利用情景模拟与驱动力分析

土地利用格局的形成过程比其最终形成的结果更为重要。本文以哈尔滨市双城区为例，利用不同时期的土地利用数据，在土地利用变化关键驱动因素分析的基础上，选取了对土地利用变化影响较大的距离变量、邻近土地利用类型数量、单元自然属性、社会经济因素等4方面14个驱动力因子，建立了基于元胞自动机(CA)与人工神经网络(ANN)相结合的土地利用空间格局模拟模型。在此基础上，对研究区自然禀赋、社会经济快速发展、基本农田保护及土地利用规划等不同情景驱动机制下的土地利用空间格局进行了时空模拟，以此解析土地利用变化过程与驱动力因素的响应关系。模拟结果显示：自然禀赋情景下，各地类变化趋势与现在保持一致；在社会经济快速发展情景下，建设用地面积增加明显，主要由旱地和其他用地转入；在基本农田保护情景下，耕地面积比较稳定，各地类变化趋势较为缓和；在土地利用规划情景下，各地类变化较为合理，兼顾耕地保护和经济发展。研究结果显示，该方法对哈尔滨市双城区土地利用格局变化的驱动机制具有较好的解释作用。     

红椿天然种群分布格局尺度研究

为研究濒危物种红椿(Toona ciliata Roem.)的种群分布格局,在谷城南河流域对发现的仅有两个红椿种群(T1,T2),以相邻格子法设置5 m×5 m、3 m×3 m的样方,精确到1 m格子.通过 χ2检验、Cx的t检验、Morisita Iδ的F检验,对种群分布格局进行判断是否符合泊松分布.结果表明,T1种群在5 m×5 m、3 m×3 m样方尺度下,Cx和Iδ均为泊松分布,5 m×5 m尺度 χ2检验为集群分布,3 m×3 m尺度为Poisosn分布;干扰种群T2种群密度较大,3种检验均为集群分布.因此,分布格局满足 χ2检验的泊松分布,样方设置应注重尺度和数量;df越大,理论值与观测值更可能越接近正态分布,种群分布格局的检验更加真实可信.     

湘西北长果安息香种群数量与分布格局

对湖南石门壶瓶山景关门、桑植龙潭坪茅垭村样地的长果安息香(Changiostyrax raxdolichocarpa)种群数量和分布格局进行调查和分析。结果表明：长果安息香种群的年龄结构呈衰退型，个体数量主要集中在小树(IV龄段)，幼龄级株数和老龄级株数匮乏；长果安息香种群在进入生理死亡年龄前有2个死亡高峰，第1个峰值产生于幼树(II、III龄段)，主要原因是种内和种间竞争(主要是光照)，第2个峰值产生于中树长成大树阶段(V、VI龄段)，除种内、种间对环境的竞争外，生长地土层浅薄、大树倒伏及人为砍伐亦加剧了该峰值的产生；种群整体呈聚集分布类型，小树向中树、大树变化过程表现出聚集分布向随机分布转变，导致长果安息香濒危的主要原因是种子萌发率极低、种群竞争能力较差以及人为干扰等。     

三疣梭子蟹快速生长品系核心种质有效群体含量

三疣梭子蟹是我国海水养殖的重要种类之一,良种选育核心种质的繁衍与更新是制约品种选育成功的技术瓶颈。根据Doyle和Talbot提出的计算有效群体含量的计算公式,对2008年三疣梭子蟹快速生长品系核心育种群有效群体含量进行估算,得出实际群体有效含量为213,实际近交系数为0.002 3,其近交系数较小,近交衰退控制在较低的水平。但三疣梭子蟹保种数量和留种方式仍然困扰育种群体控制,因此,借鉴畜禽的保种模式,从留种方式、雌雄比例、保种数量等方面对三疣梭子蟹快速生长品系核心基础群进行保种研究。结果表明,采用随机留种,雌雄1∶1比例交尾,雌雄数量各131只,此保种模式既能保证三疣梭子蟹快速生长品系核心基础群遗传多样性处于较高水平,使其具有较大的选育潜力,又能使保种成本维持在一个合理水平。此研究模式也为理论保种模式,需要在以后的实际群体选育过程中逐步完善。     

双向链表人口迁移算法

最短路径搜索是路径分析中的热点问题.将双向链表和人口迁移算法的智能进化体制相结合,提出一种新的启发式智能仿生优化算法——双向链表人口迁移算法,并用于求解最短路径问题.仿真实验结果表明：双向链表人口迁移算法求解最短路径搜索问题是可行、有效的.     

轮回选择在烟草育种中的应用及方法

提出了在烟草育种中应用轮回选择方法的必要性,综述了轮回选择改良群体的理论与方法和轮回选择在烟草育种中的应用效果,同时探讨了轮回选择在烟草群体改良中的应用特点和方法。     

Stock structure of blue threadfin Eleutheronema tetradactylum across northern Australia as inferred from stable isotopes in sagittal otolith carbonate

Abstract Stable isotopes of δ¹⁸O and δ¹³C in sagittal otolith carbonates were used to determine the stock structure of the polynemid Eleutheronema tetradactylum (Shaw) across tropical northern Australia, where this species is an important component of inshore commercial and recreational fisheries. Stable isotopes from the sagittal otolith carbonate of 470 fish from 11 discrete locations across western, northern and eastern Australia were sampled between 2007 and 2009. Analysis of these stable isotopes revealed different location‐specific signatures, indicating strong population subdivision. The significant differences in the isotopic signatures of E. tetradactylum demonstrated that there is unlikely to be substantial movement of fish between these locations. The spatial separation of these populations indicates a complex fine spatial scale stock structure across northern Australia, with at least 11 stocks or management units present. The population subdivision of E. tetradactylum was evident along expansive stretches of open beach systems and within coastal embayments with no physical barriers such as headlands. These results indicate that optimal fisheries management will require a review of the current spatial arrangements, particularly the potential for localised depletion of stocks on small spatial scales.