基于不同权重栖息地模型的秘鲁外海茎柔鱼渔场分析

根据2006-2014年春季(8月~10月)、夏季(11月~翌年1月)、秋季(2月~4月)、冬季(5月~7月)秘鲁外海茎柔鱼渔获数据,结合3个关键海洋环境因子海表面温度(SST)、海表面高度(SSH)和净初级生产量(NPP)的数据,利用不同权重方案的栖息地适应性指数模型来分析秘鲁外海茎柔鱼渔场分布。利用单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与SST、SSH和NPP建立适应性指数(SI)模型,采用算术加权法建立综合适应性指数(HSI)模型,依据捕捞量和努力量的比重来比较不同权重的HSI模型,选择不同季度下的最优模型,并用2015年的数据进行验证。结果显示,茎柔鱼CPUE 和渔场纬度重心(LATG)呈现显著的年际和季节变化。不同季节茎柔鱼最优栖息地模型中的权重方案不同,其中春季最优模型权重方案为案例9,权重比例最高的环境因子是SST;夏季最优模型权重方案为案例7,SST、SSH和NPP所占的权重比例均等;秋季最优模型权重方案为案例3,权重比例最高的是SSH;冬季与春季相同。研究表明,影响秘鲁外海茎柔鱼栖息地分布的环境因子随季节具有显著差异,春冬季节最主要的环境因子是SST。此外,建立茎柔鱼的栖息地预测模型需考虑环境因子权重以区分影响差异。     

基于信息增益技术比较分析智利和秘鲁外海茎柔鱼渔场环境

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是短生命周期物种,广泛分布在东太平洋海域。其资源大小和分布受不同时空尺度的气候变化影响。根据我国鱿钓船生产数据,结合卫星遥感获取的环境资料,利用信息增益技术对东太平洋智利和秘鲁外海两个海区茎柔鱼栖息环境进行比较分析。可以得出,智利和秘鲁外海茎柔鱼中心渔场分布对应的适宜表温(SST)范围分别是15~23℃和16~25℃,且每月最高作业频次对应的SST值具有明显的季节性特征,与SST平均值关系密切。信息增益技术结果表明,智利外海和秘鲁外海影响中心渔场分布的关键环境因子基本相同,主要为SST、55米层水温(T55)、表层至55米层的水温梯度(G0-55)。研究认为,不同海域表征茎柔鱼中心渔场的主要环境因子是有差异的,这一差异主要由其海洋环境大背景所决定。     

基于最大熵模型的西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭栖息地差异

远东拟沙丁鱼Sardinops melanostictus和日本鲭Scomber japonicus作为西北太平洋的主要关联物种,研究其潜在栖息地分布以及对该海域环境变化响应的差异对管理和持续利用该渔业资源有重要的科学意义。本研究采用最大熵模型,利用2017~2021年盛鱼期(5~11月)在西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭的渔业数据,结合海表面温度 sea surface temperature, SST、海表面盐度 sea surface salinity, SSS、海表面高度 sea surface height, SSH、叶绿素浓度 chlorophyll-a, Chl-a、涡旋动能 eddy kinetic energy, EKE、不同水层温度(包括50m、100m、150m、200m),通过贡献率的大小分别筛选出各月对远东拟沙丁鱼和日本鲭排位前三的关键因子,根据二者对各月关键环境因子的响应曲线,获得各月关键因子对二者潜在栖息地的月间变化,最终模拟出二者在5~11月的潜在栖息地分布图。结果表示,远东拟沙丁鱼和日本鲭的潜在栖息地变动与实际作业位置具有一致性,随着月份的增加均呈现先向东北方向移动,在向西南方向折回的运动趋势,且二者各月潜在栖息地位置均大范围重叠。在6、8~10月影响二者适宜栖息地变动的关键因子均为SSH、SST、Chl-a,且适宜范围相差不大。5、7、11月影响二者适宜栖息地变动的关键因子有所不同,远东拟沙丁鱼5月的关键因子为SSH、EKE、SST,7月为SSH、SST、Chl-a,11月为EKE、SST、Chl-a,而日本鲭5月为SSH、EKE、Chl-a,7月为SST、Chl-a、SSS,11月为SSH、SST、Chl-a,各月环境因子的适宜范围不同。此外,随着月份增加日本鲭最适栖息地面积向北逐渐缩小,7和11月份面积最小,而远东拟沙丁鱼最适栖息地面积有增大趋势,11月份最适栖息地延伸到37°N以北的地区。该研究表明SSH、SST、Chl-a的变化对西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭潜在栖息地分布变化均有重要影响,而EKE、SSS是造成二者之间潜在栖息地分布变化差异的主要原因。     

水温变化对秘鲁外海茎柔鱼栖息地的影响

为获取秘鲁外海茎柔鱼Dosidicus gigas栖息地的适宜温度指标,预测水温变化对茎柔鱼栖息地的影响,根据2006—2011年中国鱿钓船在秘鲁外海的茎柔鱼生产数据,并结合实测和通过卫星遥感技术获得的该海域海表温度数据,在作业次数和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)基础上,采用海表温度适应性指数(Suitability index,SI)模型预测方法进行了相关研究。结果表明:随着水温的升高,茎柔鱼栖息地经向自西向东转移,纬向自北向南转移;产量较高的月份为7—12月,选取最佳适宜温度指标为19℃;发生厄尔尼诺现象时茎柔鱼产量下降,发生拉尼娜现象时产量则增加。     

基于BP神经网络的西北太平洋柔鱼资源丰度预测

柔鱼是具有巨大开发潜力的重要经济头足类种类,广泛分布在太平洋海域。柔鱼是短生命周期种类,其生活史过程与栖息地的海洋环境条件有重要关联,海洋环境因子的时空分布与变化显著影响着柔鱼资源的分布范围和资源密度。本文基于监督式学习算法的BP神经网络模型,综合多源卫星遥感观测获取得到的海表温度（Sea surface temperature;SST）、叶绿素a浓度（Chlorophyll-a concentration;Chl-a）、海表面高度距平（Sea surface height anomaly;SSHA）、海水质量变化和地转流等海洋环境因子,对西北太平洋柔鱼资源丰度的时空分布进行了模拟和预测。以上海海洋大学中国远洋渔业数据中心2004~2017年的西北太平洋海域的柔鱼历史渔业捕捞数据为参考值,对基于多源卫星遥感观测的多海洋环境因子的柔鱼资源丰度的模拟和预测结果进行了精度评定。结果表明,与仅采用SST、Chl-a和SSHA等进行柔鱼资源丰度时空分布预测的传统方案相比,进一步加入海水质量变化和地转流后,可有效提高利用BP神经网络对西北太平洋柔鱼资源丰度进行模拟和预测的精度：改进方法模拟的标准差（Standard deviation; STD）和均方根误差（Root mean square error; RMSE）均提高了22%;且预测的STD提高了31%,RMSE减少了26%。     

基于声学指数的2021年夏季西北太平洋鲐鱼(Scomber japonicus)栖息地建模

西北太平洋的鲐鱼具有重要经济价值,为了更好地管理其资源,必须了解其适宜栖息地分布。本研究将2021年夏季西北太平洋公海渔业资源调查采集的声学走航数据转化为可用于栖息地建模的声学指数即海里面积散射系数,结合海表面温度(Sea surface temperature, SST)、海表面盐度(Sea surface salinity, SSS)、海表面高度(Sea surface height, SSH)和叶绿素a质量浓度(Chlorophyll a mass concentration, Chl.a)的卫星遥感数据分析鲐鱼适宜栖息地与主要海洋环境要素之间的关系。分析了鲐鱼适宜栖息地对应的各环境要素范围。分别使用算术平均法和几何平均法建立鲐鱼的栖息地适宜性指数模型,并通过500次交叉验证比较了两种模型的性能,绘制鲐鱼适宜栖息地的空间分布图。研究表明,鲐鱼的适宜SST、SSS、SSH和Chl.a范围分别为22.51~25.09 ℃,34.09~34.65,0.48~1.14 m和0.13~0.23 mg/m3。使用算术平均法建立的模型在回归斜率、R2和AIC方面均优于几何平均法,更适合鲐鱼的适宜栖息地建模。夏季西北太平洋鲐鱼适宜性较高的栖息地主要集中在38° N以南海域,靠近黑潮一侧。本研究可为这一重要渔业资源的可持续开发提供依据,有助于进一步使用声学指数探究海洋条件对鱼类适宜栖息地分布的影响。     

智利外海茎柔鱼资源密度分布与渔场环境的关系

根据2006年4-6月我国鱿钓船对东南太平洋智利外海茎柔鱼探捕所获资料,采用效能比方法,对茎柔鱼资源密度指标CPUE值进行了估算.分析表明,整个探捕海域均有茎柔鱼分布,且资源密度较高,但不同区域资源密度有所差异.南部区域(78°30'～84°W,37°30'～41°S),CPUE范围为0.4～10.3尾/线·h,平均2.8尾/线·h,高CPUE(5.0尾/线·h以上)区域分布在79°～79°30'W、40°～40°30'S附近.北部区域(76°～78°W,28°～30°S),CPUE范围为1.0～5.6尾/线·h,平均3.1尾/线·h,高CPUE(5.0尾/线·h以上)区域分布在28°30'S、77°W附近.南部和北部区域的温盐结构差异显著,南部区域各层的水温和盐度均低于北部区域相应水层.经分析,南部区域CPUE与上层(25～75 m)水温和深水层(300～325 m)盐度的关系较为密切,北部区域CPUE与深层水温(150～250 m)和盐度的关系较为密切.     

东太平洋不同海区茎柔鱼渔业生物学的初步研究

根据我国鱿钓船多年在秘鲁、智利和哥斯达黎加外海生产调查所采集的茎柔鱼样本,对3个不同作业海区茎柔鱼渔业生物学特性进行比较分析。研究表明,秘鲁、智利和哥斯达黎加外海茎柔鱼胴长范围分别为209～1 149 mm、166～837 mm和204～429 mm,优势胴长分别为250～400 mm、300～450 mm和250～350 mm,对应的渔获物中雌雄性比平均值分别为3.87∶1、2.50∶1、3.75∶1。根据胴长组成以及性成熟,认为秘鲁外海存在大型、中型和小型3个群体,智利外海以中型群体为主体并存在少量的大型群体,哥斯达黎加外海以小型群体为主体并存在少量的中型群体。秘鲁和智利外海茎柔鱼体重与胴长关系式的生长参数b值为3.06～3.17,而哥斯达黎加外海为2.57～2.63。秘鲁和智利外海茎柔鱼性腺成熟度均以Ⅰ级和Ⅱ级为主,而哥斯达黎加外海则以Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级为主。各月间摄食等级差异变化较为显著,但基本上以0～2级为主体。研究表明,3个海区茎柔鱼种群结构和生物学特性总体上有所差异。研究亮点:首次对秘鲁、智利和哥斯达黎加外海3个不同作业海区茎柔鱼渔业生物学特性进行比较分析,研究认为秘鲁外海存在大型、中型和小型3个群体,智利外海以中型群体为主体并存在少量的大型群体,哥斯达黎加外海以小型群体为主体并存在少量的中型群体。生长参数存在差异,各月间摄食等级差异变化较为显著。研究表明,3个海区茎柔鱼种群结构和生物学特性总体上有所差异。     

秘鲁外海茎柔鱼产量分布及其与表温关系的初步研究

根据2004年1-12月我国鱿钓船在东南太平洋海域茎柔鱼的生产统计和表温数据,按经纬度1°×1°的格式利用Marine Exlporer4.0软件,对其各月产量、平均日产量的分布以及与表温的关系进行分析。结果表明,1-7月产量主要集中在14°~17°S、80°~84°W海域,8-9月在9°~11°S、81°~83°W海域,12月在14°S以南海域。由此判断,作业渔场随月份进行西北-东南方向移动。全年都有较高的平均日产量,主渔汛为5-12月。作业渔场的适宜表温为18~22℃、24~25℃,其结果经过K-S检验。但适宜表温随季节发生变化。     

6-9月秘鲁外海茎柔鱼资源的空间异质性研究

根据2003-2012年6-9月(2005年数据缺失)秘鲁外海茎柔鱼渔获数据,利用全局和局部自相关性分析,结合半变异函数模型,探讨秘鲁外海茎柔鱼资源分布的异质性特点,并寻找影响茎柔鱼空间分布的关键环境因子。研究认为:(1)全局自相关统计量Moran’s I和局部自相关统计量Getis-Ord Gi*的Z得分结果显示,秘鲁外海茎柔鱼呈斑块状中等程度的聚集分布,7月份的聚集性强;(2)趋势性分析认为,6-9月茎柔鱼资源在南北方向上基本都呈现出南低北高的变化趋势,而东西方向上均呈现出中间高两端低的分布趋势;(3)6、8月份的最优模型为高斯模型,7月份的最优模型为球状模型,9月份的最优模型为指数模型,6-9月份的块金系数分别为41.33%、24.66%、25.89%和35.42%,其反映了中等程度自相关性,与全局自相关的分析结果一致;(4)相关性检验认为,秘鲁外海茎柔鱼资源局部聚集分布主要是受到海表面高度的影响。对秘鲁外海茎柔鱼资源分布空间异质性的研究,对揭示其栖息地分布及其生态学意义具有一定的作用。     

哥斯达黎加外海茎柔鱼个体与耳石间生长关系研究

根据2009年7-8月哥斯达黎加外海采集的茎柔鱼样本,利用多种统计方法分析了茎柔鱼耳石与个体生长之间的关系。研究认为,耳石各形态参数与胴长(ML)关系显著(P<0.01),其中背侧区间长(DDL)、耳石总长(TSL)与其相关性最大。耳石生长存在两个阶段,当ML小于26～30 cm时,其耳石生长迅速,之后耳石生长减慢。在生长过程中,耳石背区长(DL)、吻区内长(RIL)、DDL生长快于TSL,背侧区夹角(DDA)、吻侧区夹角(RDA)、吻区夹角(RA)则随着ML的增大出现减小趋势,侧区、吻区形态变化显著(P<0.05)。耳石形态先于生长速度发生显著性变化,同时各形态参量发生显著性变化时间不同,但形态特征变化主要发生在ML为23～29 cm个体中,之后趋于稳定。耳石生长及形态显著性变化与茎柔鱼栖息水层改变相关,茎柔鱼与中上层头足类耳石特征相符。     

智利外海茎柔鱼渔获率及钓捕技术的初步研究

根据2006年4-6月我国鱿钓船对东南太平洋智利外海茎柔鱼资源探捕,对捕捞产量及其钓捕技术进行了分析。探捕期间,其产量以手钓为主,约占总产量的98%。试验表明,八角型手钓钩的脱钩率为6.5%-19.5%,平均为13.2%。船体后部和前部的手钓脱钩率较高,中部较低。机钓脱钩率为20.7%-46.2%,平均为32.9%。茎柔鱼对机钓钩的颜色具有选择性,其中荧白色机钓钩的钓获率为最高,其次为绿色,橙色为最低。集鱼灯为金属卤化物灯时（2kW×180盏）,八角型手钓钩的钓捕产量比四角型手钓钩高0.5倍;凌晨02：00-03：30时采用高压钠灯时（30盏×500W）,四角型手钓钩反过来比八角型手钓钩高0.35倍。     

智利外海茎柔鱼渔获率及钓捕技术的初步研究

根据2006年4-6月我国鱿钓船对东南太平洋智利外海茎柔鱼资源探捕,对捕捞产量及其钓捕技术进行了分析。探捕期间,其产量以手钓为主,约占总产量的98%。试验表明,八角型手钓钩的脱钩率为6.5%-19.5%,平均为13.2%。船体后部和前部的手钓脱钩率较高,中部较低。机钓脱钩率为20.7%-46.2%,平均为32.9%。茎柔鱼对机钓钩的颜色具有选择性,其中荧白色机钓钩的钓获率为最高,其次为绿色,橙色为最低。集鱼灯为金属卤化物灯时（2kW×180盏）,八角型手钓钩的钓捕产量比四角型手钓钩高0.5倍;凌晨02：00-03：30时采用高压钠灯时（30盏×500W）,四角型手钓钩反过来比八角型手钓钩高0.35倍。     

洪堡洋流系统内重要渔业资源对气候和海洋环境变化的响应研究进展

洪堡洋流系统支撑着世界上最大的中上层渔业,同时也是受到气候胁迫最为显著的海洋东边界流系统。本文概述了洪堡洋流系统的海况和渔业现状,围绕秘鲁鳀(Engraulis ringens)、智利竹■鱼(Trachurus murphyi)、远东拟沙丁鱼(Sardinops melanosticta)和茎柔鱼(Dosidicus gigas)4种代表性的重要经济渔业物种,总结气候和海洋环境对其生长繁殖、种群结构以及资源波动等影响。研究认为,以上4类中上层关键经济种类的物种丰度和分布均受到季节性、年际和年代际气候变化和洪堡洋流海洋条件的强烈影响,在未来气候变化的影响下,研究洪堡洋流生态系统需要依赖于高能力的综合生态系统模型,需考虑物理、生物和化学环境、营养结构等因素,全面地评估生态系统内各种群的变动规律,进而更加科学地开发和管理该系统的渔业资源。