长山列岛邻近海域春、秋季鱼类群落结构

为探究长山列岛邻近海域春、秋季鱼类群落的空间格局, 根据 2016 年 10 月、2017 年 5 月在长山列岛邻近海域获取的渔业资源与环境调查数据, 应用聚类分析和非度量多维标度分析等多元统计分析方法研究了该海域春季、秋季鱼类群落空间结构及其与环境因子的关系。结果表明, 该海域春、秋季调查共获鱼类 66 种, 隶属于 11 目 33 科 58 属, 其中春季 46 种, 秋季 52 种, 均以鲈形目(Perciformes)为主。春季的优势种为黄鮟鱇(Lophius litulon)、 方氏云鳚(Enedrias fangi)和大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)等; 鱼类群落在空间上可分为 2 个站位组, 站位组Ⅰ位于长山列岛以西, 站位组Ⅱ位于长山列岛附近及其东部海域; 底层水温是影响春季鱼类群落空间结构的主要环境因素; 各站位组内的主要典型种如黄鮟鱇和赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)等存在明显的空间分布差异。秋季的优势种为小眼绿鳍鱼(Chelidonichthys spinosus)、黄鮟鱇和褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)等; 鱼类群落在空间上可分为 2 个站位组, 站位组 I 位于远离长山列岛的东部及西部海域, 站位组 II 则围绕长山列岛分布; 水深和底层水温是影响秋季鱼类群落空间结构的主要环境因素, 黄鮟鱇、褐牙鲆和许氏平鲉(Sebastes schlegelii)等主要典型种存在着围绕长山列岛分布的趋势。在水温的驱动下春季各站位组的主要典型种空间分布不同, 鱼类群落空间结构表现出较强的异质性; 秋季由于主要典型种的空间分布差异而呈现出环长山列岛和远离长山列岛的鱼类群落空间格局。     

以优化的BP神经网络模型为基础研究山东近海口虾蛄空间分布与环境因子的关系

BP神经网络模型作为一种常用的机器学习方法,被广泛应用于物种分布模型,以解析生物分布与环境因子的关系。与传统回归模型相比,该模型可以灵活处理变量间的非线性关系,但其结构复杂,在参数设置方面存在不确定性,从而影响模型的预测与应用。根据2016—2017年山东近海口虾蛄渔业资源调查与环境数据,利用BP神经网络模型构建口虾蛄资源分布模型,同时利用数据分组处理算法(group method of data handling, GMDH)、遗传算法(genetic algorithm, GA)和自适应算法(adaptive algorithm)分别对模型输入变量、初始权值和隐节点数目3方面进行优化,构建7种不同组合优化模型。结果显示,7种模型的优化效果存在明显差异,单方面和两方面组合优化模型预测性能基本保持一致;而三方面共同优化其均方根误差与残差平方和分别为0.35和1.94,较初始模型的0.52和2.40更小,且相关系数最大为0.45,表明模型优化效果最好。对比优化前后发现,口虾蛄资源密度随纬度和底层盐度变化趋势基本保持一致,而随底层温度的升高,口虾蛄资源密度存在较大差异。此外,最优模型较初始模型增加水深为关键环境因子,对口虾蛄的资源密度具有重要影响。本研究进一步开发了BP神经网络模型参数优化的方法,证明了参数优化对BP模型的预测性能具有重要影响,模型优化对于分析口虾蛄资源密度与环境因子的关系具有重要意义。     

山东近海口虾蛄空间分布特征及其与环境因子的关系

近年来口虾蛄（Oratosquilla oratoria）为代表的甲壳类生物在海洋生态系统中的数量和经济地位有着显著的增长，但其空间分布规律及与环境因子的关系尚不明确。为了解山东近海海域口虾蛄的栖息分布规律及其主要环境因子的影响，本研究根据2016-2017年在山东近海进行的4个航次渔业资源和环境调查，采用广义线性模型、广义可加模型以及多层前馈神经网络模型等方法，比较分析了口虾蛄的空间分布特征及环境因子的关系。结果表明，口虾蛄的资源密度在季节间存在明显差异，夏季密度最高，春、秋季次之，冬季最低；近岸资源密度高于远岸，且由南到北呈逐渐增加的趋势。模型分析表明，纬度、海水底层温度和底层盐度对口虾蛄的资源密度分布有显著影响。3种模型中，广义可加模型的拟合效果最好，多层前馈神经网络模型预测准确性最好。本研究通过不同模型结果的比较，揭示了影响山东近海口虾蛄的空间分布特征与关键环境因子的关系，旨在为口虾蛄的合理开发和利用提供理论支撑。     

渔业资源增殖评估研究进展与展望

渔业资源增殖是修复受损生物资源和维持渔业可持续发展的重要途径,近几十年来在我国以及全球许多国家有着较快发展。有研究指出很多资源增殖项目未能实现预期效果,甚至带来了负面的生态影响,这对资源增殖产业的未来发展提出了重要警示。本文简要回顾了我国以及全球渔业资源增殖的现状,围绕资源增殖评估研究所关注的问题,总结了资源增殖策略与增殖效果评估研究方面的进展;基于对增殖生态系统的认识,阐述了资源增殖中关键生态过程、生态机制与时空尺度问题,从基本原理、生态效应和空间尺度三个方面探讨了资源增殖评估方法的发展方向。研究表明渔业增殖生态系统具有复杂的结构与动态,资源增殖应基于对生态系统的全面了解,以前瞻性的评估研究指导资源增殖规划和合理避险。通过探讨增殖评估研究的不足之处与发展方向,本文旨在为渔业资源增殖的研究与实践提供科学参考。     

山东近海渔业物种多样性与环境因子的关系

当前山东近海的渔业资源与生态环境面临较大压力,对海洋中的生物多样性水平有着较大影响。为探究山东近海生物多样性的空间分布特征及影响多样性水平的环境因子,实验基于2017年冬季在山东近海进行的渔业资源和环境调查数据,分析了整体与山东近海3个不同海域的物种数、辛普森多样性(Simpson’s index of diversity)、香农多样性指数(Shannon-Wiener index of diversity)、皮尔洛均匀度(Pielou evenness index)等物种多样性指数的空间分布,利用随机森林算法评估了多样性指数与环境因子所构建模型的拟合优度并且探究两者间的依存关系,研究将山东近海分成3个区域并将分区作为空间因子加入到算法模型中。结果显示,山东近海的多样性水平空间分布上呈现半岛南部海域高于北方的烟威渔场及其临近海域、莱州湾渔场的趋势。物种数和香农多样性指数模型拟合效果较好,方差解释率达到77.46%和45.66%,而对Pielou均匀度指数的拟合效果较差。研究表明,无论整体海域模型还是分区模型,海底温度、海底盐度及海水深度等3种环境因子都是对多样性指数最为显著的影响因子,...     

海州湾鱼类β多样性变化

海州湾海域渔业资源丰富, 但近年来由于过度捕捞、环境污染的影响, 渔业资源严重衰退。为了解海州湾鱼类 β 多样性的时空变化规律, 本研究根据 2011 年、2013—2019 年在海州湾海域进行的 8 个航次秋季渔业资源底拖网调查数据, 采用 Chao 和自助法两种非参数统计方法, 估算调查海域的鱼类物种丰富度, 并采用 Sorenson 和 Cody 指数等多种 β 多样性的度量方法, 计算了鱼类物种 β 多样性。海州湾海域调查共捕获鱼类 94 种, 鱼类物种数和 β 多样性均在近年间呈现波动下降趋势。利用 K 均值聚类将调查站位按 20 m 等深线划分为组 I (<20 m)和组 II (>20 m), 进一步的 β 多样性空间差异分析表明, 组 II 的 β 多样性呈现相对明显的下降趋势, 而组 I 无明显变化; 两组间 Cody 替代性指数随时间降低, 而 Sorenson 相似性指数略有升高, 表征了深水区与浅水区 β 多样性的变化趋势有着显著差别。研究结果表明海州湾海域的鱼类群落呈现生物同质化趋势, 该趋势的出现可能与过度捕捞、环境变化等原因有关。本研究旨在为渔业资源的养护、海洋保护区的建设提供科学依据。     

山东海域口虾蛄肥满度的时空变化及其影响因素

根据 2017 年冬、夏季在山东海域进行的底拖网调查数据, 分析了口虾蛄(Oratosquilla oratoria)肥满度的变化, 并应用 GAM 模型分析了肥满度与海洋环境因子、种群结构以及生物因素等 3 类因子之间的关系。研究表明, 山东海域口虾蛄评估肥满度接近 1.1, 冬季肥满度高于夏季, 在北部和东部海域肥满度较高, 南部近岸海域口虾蛄的肥满度较低。个体大小对于肥满度影响最大, 小个体的肥满度略大于大个体, 两个季节不同性别间肥满度差异较小。 夏季口虾蛄肥满度随种群密度的增加逐渐上升, 冬季种群密度对口虾蛄肥满度的影响不大。夏季温度和水深的变化对口虾蛄肥满度大小的影响较小, 冬季口虾蛄肥满度大小变化受温度、水深的影响较大。饵料生物对口虾蛄肥满度呈现出显著影响(P＜0.01)。口虾蛄肥满度的变化与其摄食、繁殖和越冬等生物学过程紧密相关。通过研究发现, 种群结构(种群密度、体长、性别)、环境因子(海水温度、水深、底质类型)和饵料生物对口虾蛄肥满度大小呈现显著影响(P＜0.01), 初步阐明了口虾蛄肥满度与种群结构、环境因子及生物因素之间的关系。     

海州湾3种石首鱼的食物组成和生态位重叠

根据2011及2013年在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查资料和胃含物分析数据，应用多元统计分析法和生态位重叠指数法等，研究了海州湾皮氏叫姑鱼、小黄鱼和棘头梅童鱼3种石首鱼的食物组成及其营养—空间二维生态位的重叠情况。结果显示，皮氏叫姑鱼属于底栖动物食性，主要摄食虾类、端足类和多毛类；小黄鱼属于底栖动物和游泳动物食性，主要摄食鱼类、虾类、头足类和磷虾；棘头梅童鱼属于底栖动物食性，主要摄食虾类、毛虾类、磷虾和糠虾。这3种石首鱼的营养生态位宽度较为接近，其中小黄鱼的营养生态位宽度(2.69)和空间生态位宽度(2.78)均最高，皮氏叫姑鱼的营养生态位宽度(2.59)最低，而棘头梅童鱼的空间生态位宽度(2.42)最低。3种石首鱼的营养生态位重叠指数为0.24~0.46，其中皮氏叫姑鱼与棘头梅童鱼的营养生态位重叠最高。它们的空间生态位重叠指数为0.19~0.30，表明这3种鱼在空间方面存在一定的分隔。它们的营养—空间二维生态位重叠指数为0.05~0.11，其中皮氏叫姑鱼与棘头梅童鱼的重叠指数最高，因此有可能发生激烈的食物竞争，而小黄鱼与皮氏叫姑鱼和棘头梅童鱼之间则可以通过营养和空间生态位的分化来降低种间竞争。     

气候变化对黄海中南部斑鰶产卵场适宜性的影响

为全面了解气候变化下黄海中南部近海海域斑鰶的产卵场适宜性变动规律,为黄海中南部产卵场的保护提供科学依据,实验根据2014—2018年5—7月黄海中南部产卵场调查数据,并结合FVCOM (Finite-Volume Community Ocean Model)模型提取的表层水温、表层盐度、水深、离岸距离、海表流速以及NOAA数据中心的叶绿素a浓度等6种环境因子,基于随机森林(Random Forest,RF)模型构建黄海中南部斑鰶产卵场适宜性的分布模型,根据未来气候变化的情景,预测该鱼种产卵场在未来的潜在分布。结果显示,不同月份中影响斑鰶鱼卵分布的主要环境因素不同,主要因子在5—7月分别为水深、叶绿素a和表层水温,其偏差贡献率分别为24.49%、28.08%、26.26%。研究表明,在未来气候变化的情景下,斑鰶的适宜产卵场将向北迁移。此外,黄海中南部北部沿岸海域及南部远岸深水区的栖息地适宜性明显增加。因此,未来在产卵场保护以及资源开发利用等方面,应当充分考虑这一变动趋势。     

山东半岛南部海域小黄鱼时空分布及其与环境因子的关系

小黄鱼(Larimichthys polyactis)是山东半岛南部海域重要的渔业种类之一。本研究根据 2016 年 10 月及 2017 年 1 月、5 月、8 月在山东半岛南部海域(35°N~37°N, 119.5°E~124°E)开展的底拖网渔业资源调查和环境观测数据, 分析了该海域小黄鱼相对资源量的时空分布特征, 并运用广义可加模型(GAM 模型)探究了影响其时空分布的环境因子。结果表明, 小黄鱼的相对资源量具有较明显的季节变化, 夏季相对资源量最高, 冬季最低。GAM 分析表明, 该海域小黄鱼相对资源量分布的主要环境影响因子为水深和底层水温。随着水深增加, 小黄鱼相对资源量呈现先增加后减少的趋势, 在水深为 50 m 附近时其相对资源量最高; 在一定水温范围内, 小黄鱼相对资源量随底层水温升高而增加, 但不同季节最适底温有所差异。山东半岛南部海域水深和底层水温的季节变化对小黄鱼资源量的分布具有较大的影响, 这可能与小黄鱼的洄游习性相关。