基于最大熵模型分析西南大西洋阿根廷滑柔鱼栖息地分布

根据2008—2010年中国鱿钓船在西南大西洋海域得到的生产数据及海洋环境数据(海表面温度,sea surface temperature,SST;海面高度sea surface height,SSH;叶绿素-a浓度,chlorophyll-a,chl.a),利用最大熵模型(Max Ent)分析捕捞主渔汛期间(1—4月)阿根廷滑柔鱼的潜在栖息地分布,同时与实际作业位置相比较,结合海洋环境因子分析不同年份分布差异的原因。模型运算结果显示:阿根廷滑柔鱼潜在分布区域的变化与实际作业位置变动基本一致;南北方向上,2008年和2009年的潜在分布区域较为广泛,而2010年的潜在分布区域较为狭窄,且主要分布在45°S以南的区域。Jackknife检验表明,SST是影响阿根廷滑柔鱼分布的首要环境因子,SST等温线分布可用来表征海流的强弱进而影响阿根廷滑柔鱼的分布,其中12°C等温线可以作为寻找渔场的一个指标。SSH等高线分布及其涡的变化也会影响到阿根廷滑柔鱼分布。chl.a只能间接地反映阿根廷滑柔鱼渔场的分布,不能很好地作为表征其分布的环境因子。研究表明,分析阿根廷滑柔鱼栖息地分布及其差异原因应主要观察SST和SSH的变化。     

赤道海域茎柔鱼角质颚形态及生长特征分析

茎柔鱼(Dosidicus gigas)资源丰富,约占我国远洋鱿钓总产量的50%以上,角质颚形态稳定,在头足类的种类、种群划分中有着重要意义。根据2017年2-4月调查期间赤道海域采集到的茎柔鱼角质颚样本,观测分析其角质颚形态特征、茎柔鱼个体生长对角质颚形态的影响。结果表明:雌、雄个体间角质颚的各形态参数具有显著性差异(P0.05),且雌性个体的角质颚大于雄性个体;主成分分析结果表明可以选用上脊突长(upper crest length,UCL)代表赤道茎柔鱼角质颚的形态特征,并且可以做为茎柔鱼个体大小的估算;对不同胴长和性腺成熟度与角质颚上脊突长(UCL)的生长关系进行分析,显示随着胴长的增大和性腺的发育,茎柔鱼雌、雄个体角质颚上脊突长(UCL)也逐渐增加,角质颚逐渐增大。因此,根据角质颚上脊突长(UCL)的长度对茎柔鱼的胴长及生长情况进行判定是可行的。     

气候变化下西北太平洋大海洋生态系海表面温度特征分析

气候变化和气候事件对海洋环境有着重大的影响,其影响存在着时空差异。研究以西北太平洋五个大型海洋生态系统(Large Marine Ecosystem,LME,包括西白令海,鄂霍茨克海,黑潮、亲潮以及日本海)的海表面温度(Sea surface temperature,SST)为研究对象,分析SST的随时空变化趋势及其与太平洋年代际振荡((Pacific Decadal Oscillation, PDO)和厄尔尼诺(El Ni?o)、拉尼娜(La Ni?a)事件的影响。研究发现,除了西白令海,其它四个大型海洋生态系统的SST都在1987年左右发生了急剧的上升,呈现出两个变化模态;将SST的长期变化趋势去除后,可以发现,五个LME的SST随着时间上下波动,并没有固定的周期性变化存在,但是与厄尔尼诺拉尼娜事件有着密切联系。水温的空间分布上看,各区域的SST都呈现由北向南逐渐增高的趋势,但是增温趋势不尽相同,在西白令海的整个区域SST都在升高,降温区域围绕在库页岛和日本的北海道附近,这其中相关机制有待后续进一步研究。     

基于角质颚形态的东海2种常见乌贼类的种类判别

为了尝试利用角质颚对东海2种常见乌贼类种类进行判别,根据2015年采集的47尾虎斑乌贼和87尾神户乌贼的角质颚,采用主成分分析、逐步判别分析等方法对两种乌贼进行种类判别。结果表明,在所有12个形态参数的比较中,除了下头盖长/胴长,虎斑乌贼和神户乌贼都存在极显著差异(P0.01),虎斑乌贼和神户乌贼角质颚在雌雄群体间均不存在显著差异(P0.05)。采用逐步判别分析法对两种乌贼进行分类,虎斑乌贼判别正确率为95.7%,神户乌贼为94.3%,总判别正确率为94.8%。根据主成分分析结果,以两种乌贼主成分特征值大于1的因子中,负载值最高的形态参数比例指标构建判别函数,虎斑乌贼的判别正确率为83.0%,神户乌贼为83.9%,总判别正确率为83.6%。分雌雄对两种乌贼进行分类判别,雄性的总判别正确率为93.8%,雌性为96.6%。研究认为,乌贼类角质颚形态同样可用于种类判别。     

秘鲁鳀资源变动及与海洋环境要素的关系研究进展

秘鲁鳀(Engraulis ringens)是一种小型中上层鱼类。作为重要的商业性鱼类之一,秘鲁鳀的捕捞产业曾形成了世界上最大的单鱼种渔业,但其产量的年间差异非常大,上升流流场结构变化是其产量变化的重要影响因素。上升流对秘鲁鳀捕捞量的作用机制可归纳为低纬度的地理位置、适宜的水温结构、低溶解氧、高能量传递效率的食物网以及复杂的海洋环境要素变化五个方面。秘鲁鳀渔业生物学的多个方面都显著地受到了海洋环境变化的影响。此外,与气候相关的大尺度海洋生态系统周期性变化(regime shift)也影响到了秘鲁鳀的资源变动。本研究认为,今后在加强对长时间尺度生态系统周期性变化的研究同时,也应注重结合海洋环境变化、捕捞因素及种群的内部动力过程这三者之间的关系,结合基于个体的海洋动力学,建立秘鲁鳀资源评估及预测的模型,为合理开发和管理提供基础。     

不同时间尺度下秘鲁鳀资源量的波动特征

海洋渔业资源其资源量在时间上存在波动,了解资源量波动的不同时间尺度特征可为探索资源变动的相关因素提供依据。为此,研究根据1985—2021年间秘鲁鳀（Engraulis ringens）资源量时间序列,利用自适应噪声的完全集合经验模态分解（Complete Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）的方法,提取资源量波动的不同时间尺度特征,并评价各时间尺度波动对总体资源波动的贡献程度;此外使用交相关分析的方法探究厄尔尼诺和拉尼娜事件对不同时间尺度下秘鲁鳀资源量波动的影响。研究发现,CEEMDAN可将秘鲁鳀资源量时间序列分解成5个本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMFi,其中i为分量级数）分量和1个残差项（Residual,RES）;根据各IMFi分量的周期特征及其对总体资源波动贡献分析结果可知：秘鲁鳀的资源量波动主要受到季节或年间为表征的IMF1波动和代表其年代际变动的趋势的RES所控制,其中资源量年代际变动的趋势与东南太平洋洪堡洋流生态系统周期性变动（regime shift）有关;交相关分析结果表明厄尔尼诺和拉尼娜事件主要影响秘鲁鳀资源量年间和年际的波动,其中Ni?o 1+2区的海表面温度距平（Sea surface temperature anomaly,SSTA）与海洋尼诺指数（Oceanic Ni?o Index,ONI）相比对秘鲁鳀资源量波动的表征作用更为明显,在滞前1-1.5年内,其值的偏高可能会对秘鲁鳀资源量产生负影响。     

基于角质颚外部形态学的柔鱼种群判别

根据2012年5~10月在北太平洋海域(153°E~180°E,39°N~45°N)采集的柔鱼(Ommastrephes bartramii)样本,对柔鱼的两个群体(秋生群和冬春生群)的胴长(ML)、质量(BW)、角质颚等形态参数进行分析,同时利用角质颚形态参数对2个群体进行判别。结果表明,两个群体在胴长和质量上均具有显著差异,秋生群体柔鱼的角质颚所有形态参数均小于冬春生群体的均值;均数差异假设检验结果表明,两个群体在上脊突长/胴长(UCL/ML)、上喙长/胴长(URL/ML)、上喙宽/胴长(URW/ML)、上侧壁长/胴长(ULWL/ML)、上翼长/胴长(UWL/ML)、下喙长/胴长(LRW/ML)、下喙宽/胴长(LRW/ML)、下侧壁长/胴长(LLWL/ML)和下翼长/胴长(LWL/ML)的形态参数比例指标上差异显著(P0.05)。冬春生群雌、雄个体只在下脊突长/胴长(LHL/ML)上差异显著(P0.05),而秋生群雌雄个体在上脊突长/胴长(UHL/ML)、UCL/ML、ULWL/ML、UWL/ML、LHL/ML和LWL/ML上差异显著(P0.05)。逐步判别分析建立种群判别函数,判别正确率为90.9%,结合主成分分析结果建立的判别函数正确率为76.9%。利用逐步判别分析对两种群雌、雄个体建立判别函数,冬春生群的判别正确率为55.1%,秋生群为70.5%。研究认为,冬春生群和秋生群在角质颚上差异明显,可利用判别分析对两者进行有效的划分,但是进一步的种群划分需要考虑性别差异。     

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。     

气候变化对北京地下水资源的影响分析

总结了北京地下水资源概况,对近60 a来北京气温、降水、蒸发的变化特征进行了分析。结果表明:北京气温在波动中增暖,增幅约为0.08℃/a,而年降水量表现为下降趋势,平均变幅为-3.45 mm/a;年总水面蒸发量表现为明显的下降趋势,平均变幅为-8.04 mm/a。降水减少加之超量开采给地下水资源带来不利影响,导致地下水位持续下降,局部浅层含水层疏干,1999-2013年,第四系地下水累计亏损量达65.82亿m3,年均亏损量4.39亿m3,地下水水质也随之变差。平原区地下水蒸发量由1960-1980年的年均4.95亿m3/a,降至2001年以来的年均0.44亿m3/a。气温对地下水的影响是间接和微弱的。     

基于灰色系统的秘鲁鳀资源量预测模型的构建

秘鲁鳀(Engraulis ringens)是栖息于东南太平洋的小型中上层鱼类,是鱼粉的主要来源。有效预测秘鲁鳀的资源量,综合评价环境因子对秘鲁鳀资源量的影响将有利于我国鱼粉进口企业利用环境和气候变化把握秘鲁鳀的生产行情。利用2004—2013年秘鲁鳀的资源量数据,首先对影响秘鲁鳀资源量的环境和气候因子进行灰色关联分析,并基于该结果利用灰色预测模型[GM(0,N)模型]进行秘鲁鳀资源量预测模型的构建,同时通过去除某个环境因子的模型与包含所有环境因子的模型的预报精度比较,对环境因子的重要性进行评价。结果表明,包含所有因子(渔场水温(Fishing ground temperature,FGT)、(渔场水温距平(Fishing ground temperature anomaly,FGTA)、南方涛动指数(Southern Oscillation Index,SOI)、Nino 1+2区海表面温度和太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI))的模型1对拟合资源量与实际资源量的平均相对误差为0.197,两个序列间的相关系数为0.544,对验证数据的相对误差为0.434;对比去掉其中某一个因子的模型2-模型6,去掉PDO的模型4效果最好,拟合资源量与实际资源量的平均相对误差为0.187,两个序列间的相关系数为0.663,对验证数据的相对误差为0.274,该模型能够更好地提高模型精度,可作为预测秘鲁鳀资源量的最优模型。