基于个体生态模型在渔业科学中的应用研究现状

基于个体生态模型(IBM)于20世纪70年代提出,数十年间在渔业科学领域得到广泛应用,现已成为渔业科学研究的重要手段之一。本文主要介绍了IBM的基本概念和研究方法,概述了国内外研究现状以及在渔业科学中的应用,分析了模型在应用中存在的问题、未来发展方向及趋势。研究认为,IBM在渔业科学研究和应用过程中需充分考虑以下问题:(1)了解模拟对象的生活史过程生物学特性,以及其栖息地环境特征;(2)针对不同的对象选用合适的环境因子和参数;(3)参考经典的生态学理论框架和方法来建立和分析个体模型;(4)综合统计分析、海洋遥感、地理信息系统等方法;(5)利用野外和敏感性试验获得实测数据,以校正IBM模型并提高精度。     

长江口水质人T神经网络模型的建立及现状评价

应用B-P人工神经网络方法建立了长江口的海域水质综合评价模型,B-P人工神经网络结构中的输出层以单输出代替多输出以保证评价结果的唯一性.以此模型采用溶解氧、化学需氧量(COD)、磷酸盐、无机氮、总汞、镉、铅、砷、油类,对长江口18个监测点的海水水质进行综合评价.表明2个站点为I类水质,10个站点为Ⅱ类水质,5个站点为Ⅲ类水质,1个站点为Ⅳ类水质.     

长江口水质人工神经网络模型的建立及现状评价

应用B－P人工神经网络方法建立了长江口的海域水质综合评价模型，B－P人工神经网络结构中的输出层以单输出代替多输出以保证评价结果的唯一性。以此模型采用溶解氧，化学需氧量（COD），磷酸盐，无机氮，总汞，镉，铅，砷，油类，对长江口18个监测点的海水水质进行综合评价。表明；2个站点为Ⅰ类水质，10个站点为Ⅱ类水质，5个站点为Ⅲ类水质，1个站点为Ⅳ类水质。     

2005—2016年中国东海鲐鱼渔场的时空分布及与海表面温度的关联

鲐鱼(Scomber japonicus)是中上层经济鱼类,也是我国近海重要的捕捞对象,其资源分布受不同尺度气候和海洋环境变化的显著影响。本文根据2005-2016年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的我国东海鲐鱼捕捞数据,结合关键因子海表面温度(sea surface temperature,SST),计算各年鲐鱼渔场经纬度重心,量化鲐鱼渔场重心的时空变化。进一步分析了捕捞努力量在经度、纬度以及SST上的分布规律,并基于聚类法筛选出代表年份评估异常气候事件对鲐鱼渔场内SST及渔场重心时空分布的影响。研究结果显示,鲐鱼渔场重心具有显著的年际和月间变化,7-9月渔场逐渐向东北方向移动,且主要分布在SST为25~28°C范围内。聚类分析将各月份渔场重心分为四类,其中2007和2015年渔场分布具有显著差异。此外,鲐鱼渔场内SST与尼诺指数具有显著的正相关关系,且代表年份2007和2015年分别对应拉尼娜事件和厄尔尼诺事件,当拉尼娜事件发生时,渔场内SST上升,渔场重心逐渐北移;而厄尔尼诺事件发生时,渔场内SST下降,渔场重心主要分布在南部海域。研究表明,中国东海鲐鱼渔场时空分布受到厄尔尼诺和拉尼娜调控的海表温度变化的显著影响。     

不同强度拉尼娜事件下东海鲐栖息地的时空变动

鲐(Scomber japonicus)是一种重要的经济鱼种, 其栖息地环境易受到气候变化的影响。本研究依据 1950— 2015 年 2.5 m、25 m、50 m 水层温度数据以及 Ni?o3.4 指数, 计算东海鲐栖息地适宜性指数(HSI), 对比分析不同强度拉尼娜事件期间鲐栖息地的时空变动。结果表明, 拉尼娜事件期间鲐渔场适宜栖息地面积高于正常气候条件。 弱拉尼娜事件和中强度拉尼娜事件期间, 鲐渔场各水层温度偏低, 适宜的温度面积比例较高, 栖息地适宜性较高; 而强拉尼娜事件期间, 鲐渔场各水层温度偏高, 适宜的温度面积比例较低, 栖息地适宜性较低。相较于强拉尼娜事件, 弱拉尼娜事件和中强度拉尼娜事件期间, 适宜栖息地的经度重心偏东, 纬度重心偏南, 不适宜栖息地的经度重心偏西, 纬度重心偏北。此外, 鲐渔场各水层最适宜温度等值线在强拉尼娜事件下偏西北方向, 推测不同强度拉尼娜下鲐栖息地空间分布差异, 可能是由于各水层最适宜温度显著的月间分布差异所致。研究表明, 不同强度拉尼娜事件对东海鲐栖息地的影响具有显著差异。     

长江河口内溢油轨迹的数值模拟研究

构建了海洋与溢油模型相耦合的长江河口的溢油轨迹预报系统,海洋模型能较好模拟该海域的表层流场;溢油模型采用拉格朗日和随机游走的油粒子追踪法,可快速预测油粒子的漂移扩散轨迹和扫海面积。研究表明,大潮时溢油的油粒子的分布范围和扫海面积均比小潮时刻大,在南支溢出的油粒子会漂移到南、北港和南、北槽,对生态环境危害最大,会影响陈行和青草沙两大水库取水口,并对中华鲟和九段沙湿地保护区产生潜在的生态危害;在北支溢出的油粒子主要分布在北支水道和两岸,如果溢油点位于上段会倒灌进南支水道,将会产生较大的生态危害;在南港溢出的油粒子会漂移到南北槽,不会对两大水库和中华鲟保护区产生危害,但会对九段沙保护区造成潜在的危害;在北港溢出的油粒子则会漂移到崇明岛外海,且扩散范围很大,只对中华鲟保护区造成危害。     

鲐鱼生活史及模型应用研究进展

鲐鱼Scomber japonicus是太平洋、大西洋和印度洋的主要经济鱼类之一,是暖水性远洋中上层洄游性鱼类,在中国近海渔业中具有重要的地位.鲐鱼早期生活史会受多种环境因素的影响,气候变化、海洋环境的改变均会对鲐鱼资源补充量产生影响,通过构建模型可以更好地对鲐鱼资源量补充进行模拟和预测,为其资源管理提供科学依据.本文综述了鲐鱼的生物学特性、早期生活史与环境因子间的关系、环境变动对其早期生活史中生存、生长和资源补充量的影响、相关生态模型等在鲐鱼上的应用,并对未来掌握全球气候和环境变化对鲐鱼资源的生态响应及鲐鱼资源中长期预测提出相应的建议,以期为鲐鱼渔业发展战略提供参考依据.     

基于个体生态模型在渔业生态中应用研究进展

近年来, 基于个体的生态模型(individual-based model, IBM)被广泛应用到海洋生态环境中, 被认为可能是研究鱼类生态过程的唯一合理手段。基于个体生态模型以众多的生物个体为模拟对象, 考虑个体之间的差异、环境条件的时空变化对个体发育的影响,这一研究为基于生态系统的渔业管理, 以及资源补充量预测分析提供了科学的研究方法和手段。本文主要介绍了IBM的基本概念, 以及在渔业上的研究方法和技术, 总结了IBM在鱼类输运、生长死亡和捕食相关的应用研究现状以及IBM在渔业上未来发展趋势, 并对IBM在渔业上应用的问题和不足进行了分析和讨论。本论文的总结与分析将为国内开展我国近海鱼类早期生活史的研究, 以及基于生态系统的渔业资源评估管理提供参考。     

长江口水质人T神经网络模型的建立及现状评价

应用B-P人工神经网络方法建立了长江口的海域水质综合评价模型,B-P人工神经网络结构中的输出层以单输出代替多输出以保证评价结果的唯一性.以此模型采用溶解氧、化学需氧量(COD)、磷酸盐、无机氮、总汞、镉、铅、砷、油类,对长江口18个监测点的海水水质进行综合评价.表明2个站点为I类水质,10个站点为Ⅱ类水质,5个站点为Ⅲ类水质,1个站点为Ⅳ类水质.     

产卵深度变动对东海日本鲭鱼卵仔幼鱼输运和存活率的影响

日本鲭(Scomber japonicus)是我国近海重要经济鱼种,海洋环境变动对鱼类生命周期中最为脆弱的鱼卵和仔幼鱼的生长、存活直至种群补充产生重大的影响,其中产卵深度变动对其是否会产生影响,目前尚不清楚。为此,本文拟采用FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)物理模型来模拟三维物理场,使用基于个体模型IBM(individual-based model)参数化并模拟日本鲭的早期生活史,从而建立起基于物理-生物个体的东海日本鲭初期生态耦合模型,使用该耦合模型模拟了日本鲭产卵水深不同导致鱼卵仔幼鱼从产卵场向育肥场的输运过程中经历物理环境的差异对鱼卵仔幼鱼的输运分布以及存活率的影响。研究发现,产卵深度的变动,未对鱼卵仔幼鱼的输运分布产生明显影响,但在输运过程中所处水深和水温的微小差异却导致了变浅(5 m)和加深(15 m)产卵深度鱼卵仔幼鱼的存活率降低,正常产卵深度(10 m)是最佳的产卵水深。因此,研究认为产卵深度的细微变动将会对东海日本鲭鱼卵仔幼鱼的存活率产生影响,但对鱼卵仔幼鱼输运则影响不大。