基于点模式模型的南极半岛北部南极磷虾渔场的时空变动

南极磷虾作为南极生态系统中的关键物种,磷虾渔场时空演变规律对于磷虾海洋生态功能影响及其资源管理十分重要。本研究利用我国磷虾渔业生产数据,按照月份组合,针对南极半岛北部磷虾渔业,采用点模式方法,利用3个空间因子:经度、纬度和离岸距离,获得各月磷虾资源分布最佳点模式模型和模型的方差分析结果,并以最佳点模式模型推知可能潜在的渔场分布。结果显示,(1)12月磷虾渔场离岸距离最大(为45 km),随后,渔场逐渐向南设得兰群岛岸线逼近,至3月时渔场离岸最近,3月之后,磷虾渔场逐渐远离海岸线,4月和5月渔场离岸距离大约在13 km左右。(2)点模式模型的方差分析结果发现,12月,1月,3月和4月最优点模式模型对模型的方差解释率分别为59%、60%、57%和68%,空间因子能够较好拟合磷虾渔场分布,而2月和5月,空间点模型对总体方差的解释率分别为38%和32%。(3)夏季12—1月,磷虾渔场分布在乔治王岛北部;2月,在利文斯顿岛周围形成第2个渔场,以及布兰斯菲尔德海峡中部形成第3个渔场;3—5月渔场基本分布在布兰斯菲尔德海峡沿南极半岛岸线平行方向分布。研究表明,南极半岛北部磷虾渔场的离岸距离远近与该海域海冰边界消融和生长的规律相吻合;基于空间因子点模式模型在大部分月份均能较好地拟合磷虾渔场的时空演变规律,再配合单位捕捞努力量渔获量(CPUE)数据,可以作为探测磷虾群热区的潜在手段。     

南极半岛周边水域南极磷虾渔场特征分析#br#

为了解南极半岛周边水域内南极磷虾(以下简称磷虾)拖网渔场的特征,基于2013年1月至2019年5月"福荣海"轮在南极半岛周边水域的生产数据,分析了水域内磷虾中心渔场年际空间分布和生产特征。结果表明,南极半岛周边水域内磷虾拖网渔场主要分布于布兰斯菲尔德海峡(Bransfield Strait)、乔治王岛(King George Island)和斯诺岛(Snow Island)3个区域;其中布兰斯菲尔德海峡内是历年磷虾生产最稳定的区域,尤以海峡中部靠近南极半岛一侧水域(58°~60°W、63°~64°S)的作业天数和年产量占比最高;乔治王岛和斯诺岛区域的作业天数和年产量占比较低,且主要分布在岛屿周边近岸水域;布兰斯菲尔德海峡内区域、乔治王岛区域和斯诺岛区域的历年产量占比分别为60.00%~99.97%、0.03%~21.15%和0.01%~17.25%,历年作业天数占比分别为61.76%~98.75%、1.25%~28.68%和0.84%~16.67%。布兰斯菲尔德海峡内渔场的生产主要在3—5月,日产量主要为150 t以下;乔治王岛区域生产主要在1月份,日产量以150 t以下为主;斯诺岛区域的日产量在3月份较高,主要以150~250 t为主。各年度的连续生产期分布区域以布兰斯菲尔德海峡中部水域为主;各日产量区间的生产日历年主要分布在布兰斯菲尔德海峡中部,各日单位小时产量生产日也呈现逐渐集中到布兰斯菲尔德海峡的趋势;各级别亚渔场历年主要分布区域均在布兰斯菲尔德海峡内。     

南极半岛海域南极磷虾资源时空分布格局及尺度研究

生物资源分布格局依赖于空间尺度,不适宜的尺度可能会产生误导性的结果。作为南极生态系统的关键物种,南极磷虾的资源分布存在着极为显著的时空异质性,分布格局难以预测。为了解南极磷虾资源在不同空间尺度下的时空分布格局,实验利用科学调查数据,以5′为间隔将数据处理为5′×5′至60′×60′等12个空间尺度,从而针对南极磷虾资源主要分布区的南极半岛开展多尺度分析,并计算不同空间尺度下南极磷虾资源密度分布的Moran’s I指数。结果显示,不同空间尺度下南极磷虾资源密度分布的空间格局存在着差异,其中11个空间尺度下的南极磷虾资源密度分布均呈现出聚集趋势。通过Moran’s I指数与空间尺度的相关图确定了南极磷虾资源密度分布的特征空间尺度为25′×25′(Moran’s I指数首次穿过y=0的点)和15′×15′(相关图上Moran’s I指数与0无显著差异的最小尺度)。研究表明,Moran’s I指数与0之间无显著差异的方法更符合南极磷虾资源自身的特性,建议将15′×15′作为该区域南极磷虾资源分布研究的最适空间尺度。     

基于广义可加模型研究时间和环境因子对南极半岛北部南极磷虾渔场的影响

基于南极海洋生物资源养护委员会(CCAMLR)统计公报(Statistical Bulletin,Volume 23)提供的数据,利用广义可加模型(generalized additive model,GAM),实验对1998-2009年南极半岛北部(CCAMLR 48.1、48.2和48.3小区)内的南极磷虾渔场时空分布及其与环境因子(表温和叶绿素a浓度)之间的关系进行了研究.结果表明,模型对3个小区的单位捕捞努力量渔获量(catch per unit fishing effort,CPUE)总偏差解释率分别为51.11％、69.25％和65.82％,其中各小区贡献最大的因子均为月份.1998-2009年期间,3个小区内各年平均CPUE保持相对稳定.48.1小区各年间平均CPUE值变化最小,而48.3小区则较48.2小区大.3个小区之间及48.2小区和48.3小区内年均CPUE差异不明显,而48.1小区内平均CPUE则存在显著性年份差异.从CPUE月均变化可以看出,3个小区均呈单峰分布,48.1～48.3小区的峰值分别出现在4月、5月和6月.3个小区之间平均CPUE月变化不显著,但各区内平均CPUE则存在显著的月变化.48.1～48.3小区南极磷虾渔场的适宜表温范围分别为-3～2℃、-2～2℃和0～5℃,但CPUE主要分别集中在表温-2～1℃、-1～0℃和1℃左右以及0.8～2.4℃范围内.48.1小区(53％)、48.2小区(39％)和48.3小区(51％)3个小区较大比例的CPUE值处于叶绿素a浓度为0～0.2 mg/m3的范围内.     

南极半岛邻近水域南极大磷虾商业捕捞群体的年龄结构时空变化

2009/2010和2010/2011两渔季,我国渔轮在南极公约区内、位于CCAMLR48.1亚区邻近南设得兰群岛和48.2亚区邻近南奥克尼群岛的南大西洋水域开展了南极磷虾捕捞作业。根据两渔季采集的捕捞群体中南极大磷虾体长及性比资料,利用体长频数的混合分布法,比较和分析了两渔季我国商业捕捞所获南极大磷虾Euphausia superba Dana的种群年龄结构特点。结果表明,2009/2010和2010/2011渔季夏至秋初(12月～翌年4月),近南极半岛的南设得兰群岛和南奥克尼群岛附近水域,南极大磷虾捕捞群体中至少有5个年龄组,雌雄性比、种群年龄组成存在较为明显的年间和季节、区域差异。48.1亚区近南设得兰群岛水域,2009/2010和2010/2011渔季的1月和12月,南极大磷虾以5+龄虾数量最多,雌性临产个体占相当比例(>40%),雌性临产个体的年龄分布为3+～5+龄,以5+龄为主。而48.2亚区邻南奥克尼群岛的水域,2009/2010渔季的2月,以5+龄虾数量最多,出现一定比例的5+龄雌性临产个体;2010/2011渔季2～4月连续3月,随时间后移,该水域的大磷虾年龄构成由复杂转为单一;以3+龄虾数量最多,雌雄比值增加;雌性临产个体由很少至基本不出现(<1%);各年龄组生长率随月减少,3～4月均为负值。由上述结果推测,2010/2011渔季南极大磷虾产卵高峰期应早于2011年2月,较2009/2010渔季有所提前。     

基于变点分析的南极半岛南极磷虾资源分布空间格局尺度效应

南极磷虾是南极生态系统的关键物种,其资源分布具有显著的时空异质性.为了分析不同空间尺度对南极磷虾资源空间格局的影响,实验利用1996—2011年南极半岛海域的南极磷虾生物量数据,通过全局Moran's I、Geary's C与Ripley's K函数对该资源的空间格局进行分析,并对不同空间尺度下各空间指标进行变点检测....     

基于渔业数据的南极磷虾48渔区渔场时空分布

根据我国2010—2019年南极磷虾(Euphausia superba)捕捞渔船的生产资料,分析了南极海域48渔区南极磷虾渔场的分布特点,采用重心迁移轨迹模型和标准差椭圆(SDE)模型探讨了南极磷虾的渔场变动特征和规律。结果显示,南极磷虾捕捞量主要集中在48.1亚区,占比为70.30%,48.2亚区和48.3亚区的产量相差很小,占比分别为14.28%和15.42%;年间单位捕捞努力量渔获量(CPUE)曲线上升,最小值为2012年,最大值为2019年;月间CPUE先增后降,最小值为1月,最大值为6月。48.1亚区的年间和月间渔场重心均往西南方向移动;48.2亚区年间的渔场重心东移,但移动范围较小,月间规律不强;48.3亚区年间渔场重心南移,月间渔场重心向西北移动。经SDE分析可知,48.1亚区渔场分布范围最广、离散程度最大,48.3亚区渔场方向性最强、向心力最明显。48.1亚区渔场重心主要分布于布兰斯菲尔德海峡,48.2亚区渔场重心分布于南奥克尼群岛东侧,48.3亚区渔场重心分布于南乔治亚群岛东北侧。聚类结果表明,48.1亚区年间渔场重心均较为集中,48.2和48.3亚区除2017年外,其他年间渔场重心较为集中。     

南极半岛邻近海域南极大磷虾(Euphausia superba Dana)的数量组成和分布

根据2010年1月23日-2月13日在南极南设得兰群岛和南奥克尼群岛邻近海域渔场采集的南极大磷虾(Euphausia superbaDana)样品,分析了南极大磷虾数量、个体体长分布和发育期组成等种群结构特点.样品由330μm和500μm浮游生物网垂直拖网和表层水平拖网两种采集方式所获.结果显示,采集样中,南奥克尼群岛水域的南极大磷虾平均密度为1.92 ind/m3,高于南设得兰群岛水域的相应值(0.35 ind/m3);出现的南极大磷虾个体发育期包括CI至CIII期原蚤状幼体、FI至FIV期和FVI期蚤状幼体、未成体、成体(包括雌体和雄体);各发育期个体中,原蚤状幼体数量较多;原蚤状幼体、蚤状幼体、未成体及成体的体长范围(平均体长)分别为1.76–4.96 mm (3.48 mm)、3.95–14.80 mm (5.96 mm)、16.87–39.85 mm (36.10 mm)、40.00–58.96 mm (43.94 mm).CIII期原蚤状幼体和FI期蚤状幼体的生长率较高.推测,南奥克尼群岛水域南极大磷虾生殖季节始于9月末,集中出现在12月中上旬;而南设得兰群岛生殖季节应早于上述水域.比较两种采集方式,南极大磷虾在水平网中的出现频率和个体出现数量均高于垂直网采集样的相应值,建议传统垂直拖网与水平拖网两种采样方式有效结合,可促进更全面了解大磷虾水平分布和种群结构特点.     

南极半岛邻近海域南极大磷虾(Euphausia superba Dana)的数量组成和分布

根据2010年1月23日?2月13日在南极南设得兰群岛和南奥克尼群岛邻近海域渔场采集的南极大磷虾(Euphausia superba Dana)样品,分析了南极大磷虾数量、个体体长分布和发育期组成等种群结构特点。样品由330 μm和500 μm浮游生物网垂直拖网和表层水平拖网两种采集方式所获。结果显示,采集样中,南奥克尼群岛水域的南极大磷虾平均密度为1.92 ind/m3,高于南设得兰群岛水域的相应值(0.35 ind/m3);出现的南极大磷虾个体发育期包括CI至CIII期原蚤状幼体、FI至FIV期和FVI期蚤状幼体、未成体、成体(包括雌体和雄体);各发育期个体中,原蚤状幼体数量较多;原蚤状幼体、蚤状幼体、未成体及成体的体长范围(平均体长)分别为1.76–4.96 mm (3.48 mm)、3.95–14.80 mm (5.96 mm)、16.87–39.85 mm (36.10 mm)、40.00–58.96 mm (43.94 mm)。CIII期原蚤状幼体和FI期蚤状幼体的生长率较高。推测,南奥克尼群岛水域南极大磷虾生殖季节始于9月末,集中出现在12月中上旬;而南设得兰群岛生殖季节应早于上述水域。比较两种采集方式,南极大磷虾在水平网中的出现频率和个体出现数量均高于垂直网采集样的相应值,建议传统垂直拖网与水平拖网两种采样方式有效结合,可促进更全面了解大磷虾水平分布和种群结构特点。     

南极磷虾资源分布热点分析的空间尺度效应

空间尺度是生态学的一个重要研究领域,但少有研究关注空间尺度对生物资源热点分析产生的影响。为了分析不同空间尺度对南极磷虾环南极分布热点的影响,以10年为间隔,将1926—2016年南极磷虾资源密度数据插值为10′×10′、20′×20′、30′×30′、40′×40′、50′×50′、1°×1°、2°×2°、3°×3°、4°×4°、5°×5°这10个空间尺度,利用线性、对数、指数、幂律和多项式函数计算了南极磷虾资源全局密度、磷虾资源热(冷)点区密度与空间尺度之间的关系,分析了热(冷)点区在不同空间尺度下质心与面积的变化。结果显示,南极磷虾资源全局密度的最大值、偏度、峰度、变异系数与空间尺度之间存在显著的比例关系,热点区的最大值、偏度、峰度、Q3、变异系数与空间尺度之间存在显著的比例关系,而冷点区的最大值、平均值、标准差、偏度、峰度、Q3、变异系数与空间尺度之间存在显著的比例关系。热(冷)点区的面积随着空间尺度的增大而增大,其位置受空间尺度变化的影响较大。当空间尺度大于1°×1°时,热(冷)点区的质心偏移严重,故不建议将大于1°×1°的空间尺度用于识别南极磷虾的局部空间格局。     

光照条件下南极磷虾的行为观察

2010—2011年随中国大型拖网加工船“安兴海”轮在南极南奥克尼群岛附近进行南极磷虾拖网作业,将作业过程中采集到的鲜活南极磷虾立刻转移至实验水箱,进行暂养并观察其行为。实验样本为45尾,体长为37~50 mm,整个实验持续时间为13 d,水面光照为220 lx,水温恒定在0 ℃。通过观察发现:(1) 南极磷虾进入实验水箱后体色迅速变为透明;(2) 在静水环境中,南极磷虾多数时间位置相对固定,集中于角落,沿箱壁进行角落间游动,较少穿过水箱中央,穿过水箱中央时有加速游动的现象;动水环境中能够顶流游动并形成集群,0.5 m/s时顶流游动,流速超过1 m/s时,集群消失;水流对南极磷虾的集群有极显著影响;(3) 南极磷虾进入水箱后第6天开始蜕壳,第6~9天均发现虾壳,实验对象平均体长增长5~8 mm。     

2020年秋季南极布兰斯菲尔德海峡南极磷虾集群时空分布

南极磷虾是南极海洋生态系统中的关键物种,具有重要的商业开发潜力,但其集群的类型与分布存在较大时空异质性,这增加了南极磷虾资源评估的难度,也对南极磷虾渔业的海上作业与企业生产安排带来了较大的挑战.为了探究布兰斯菲尔德海峡渔场内南极磷虾的集群分布和结构特征,提高渔船作业效率,基于渔船采集的声学数据,分析其时空分布特征,昼夜...     

南极磷虾主要过敏原的分离纯化及性质研究

为了探究南极磷虾致敏问题,从南极磷虾中筛选、鉴定、分离纯化其主要过敏原,并对过敏原的性质进行研究,实验通过缓冲盐溶液提取南极磷虾蛋白;采用SDS-PAGE和Western blot(WB)筛选南极磷虾过敏原;使用高效液相色谱-串联质谱鉴定过敏蛋白;通过等电点沉淀、硫酸铵盐析、阴离子交换柱层析分离纯化过敏原;采用SDS-...     

南极磷虾生物量估算方法

南极磷虾是南大洋生态系统食物网中的关键种,在南大洋中上层生态系统中起着至关重要的连接作用,其资源的养护和持续利用受到国际社会日益关注。磷虾研究已有90多年的历史,其生物量及其分布一直是研究的重点。生物量评估方法也在不断发展,从早期的浮游动物干重法、生产量与生物量比例系数转换法,到网具采样法以及现在流行的声学法,评估手段也变得更为高效。本文通过系统梳理磷虾生物量的主要评估方法,分析其优缺点,并着重从磷虾目标强度模型(TS)参数的海上实测、声学数据中磷虾信号的提取,磷虾单位平方海里声学反射系数(NASC)的计算,基于渔船声学数据修正磷虾渔业单位捕捞努力量渔获量(CPUE),基于渔船声学数据的磷虾集群、洄游和渔场形成机制研究等5个方面对现行生物量声学评估法提出改进建议,提高资源评估的精度,以期为磷虾生物资源的开发与管理提供科学依据。     

2019年秋冬季南设得兰群岛南极磷虾集群时空分布特征

为了进一步研究南设得兰群岛附近海域南极磷虾集群时空分布特征,基于2019年秋冬季（4—7月）中国南极磷虾生产渔船声学调查及商业捕捞数据,从时空两个维度对南极磷虾集群中心深度、集群所处水深水温和集群形态进行了分析。结果显示,南设得兰群岛附近海域南极磷虾集群中心深度、集群所处水深水温和集群形态存在明显的时空差异。平均集群中心深度在4—7月总体呈递增趋势(变化范围为34.39～86.12 m),昼夜差异较小(P=0.325),峰值时段为日升阶段(sun rising, SRS)(64.06 m)和夜间(night, NIT)(65.32 m);平均集群中心深度低值区间为62.75°～63.75°S和58.25°～59.75°W,高值区间为61.75°～62.25°S和60.25°～61.75°W。平均集群所处水深水温在4—7月总体呈递减趋势(变化范围为-1.71～-1.50℃),昼夜集群水温差异明显,峰值时段为NIT(夜间)(-1.46℃)和暮光(evening twilight, ETW)(-1.4℃);平均集群所处水深水温低值区间为62.75°～63.75°S和61.25°～61.75°...