黄海太平洋磷虾回波映像识别与资源密度评估

太平洋磷虾是黄海生态系统中浮游动物的关键种。为准确评估太平洋磷虾的资源密度,基于2010年1月黄海渔业资源调查过程中采集的声学和生物学数据,利用SDWBA目标强度理论模型,研究了太平洋磷虾38和120 k Hz目标的回声散射特性,并根据2个频率平均体积散射强度的差值(简称频差技术),开展了太平洋磷虾回波映像识别及资源密度评估研究。结果显示,太平洋磷虾的目标强度与其倾角和体长密切相关;120k Hz的目标强度明显高于38 k Hz,且两个频率的有效平均目标强度之差随着磷虾体长的增加而减小。数据处理结果显示,两个频率回声数据的平均体积散射强度(MVBS)呈线性关系,120 k Hz的MVBS比38 k Hz高约14.1 d B,与理论仿真结果一致;回声散射层内太平洋磷虾的资源密度为1.8~2531.8尾/m3,均值为255.1尾/m3。本研究对利用渔业声学技术开展浮游动物资源评估具有借鉴意义,未来还需要进一步对太平洋磷虾目标强度模型参数及目标识别方法进行完善,以提高其资源密度声学评估的准确度。     

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。     

基于声学映像的南奥克尼群岛海域南极磷虾集群特征

为确定南奥克尼群岛海域南极磷虾(Euphausia superba)集群特征,本研究根据2017年3-4月我国南极磷虾探捕项目采集的断面声学数据,使用通用声学数据后处理软件,研究了该海域的南极磷虾集群特征信息。本研究共检测并提取了2539个磷虾集群的高度、长度、分布深度、集群间距、集群面积及集群磷虾密度信息,其中白天集群1389个,夜晚集群1150个。通过集群特征值的统计,将该海域集群分为3类。聚类A的虾群密度最大[(19.24±27.00)ind/m~3],聚类B的虾群最深[(174.74±53.30) m],聚类C的虾群面积最大[(2868.62±2149.75) m~2]。聚类A和聚类B的集群长度无显著性差异(P0.05),聚类A和聚类C的集群深度无显著性差异(P0.05)。A类集群主要分布在南奥克尼群岛北部及西北部的深水区,水深1000 m。B类和C类集群在整个调查海域均有分布,其中B类集群多分布在群岛大陆架海域,水深200 m。不同区域的集群分布信息不同,离岛屿最远的东西两个断面集群较少,分布比较分散。本研究结果表明大部分的磷虾个体位于少数的大型集群中,集群磷虾密度和集群间距间存在正相关关系;未来通过磷虾集群与外界因子(环境因子,捕食者)相关性的研究,可以帮助我们更为准确地了解集群结构与形成机制,预测磷虾资源分布。     

南极磷虾渔船船速对科学探鱼仪有效探测深度的影响

渔业资源声学调查评估的基本条件之一是科学探鱼仪的有效探测深度可以覆盖目标的主要分布水层.针对利用渔船采集声学数据开展南极磷虾资源调查评估,本研究基于后处理方法获得声学数据背景噪声强度,建立一种科学探鱼仪有效探测深度的评估方法,并以南极磷虾渔船"福荣海"轮为例,评估船速变化对该船船载Simrad EK60型科学探鱼仪(3...     

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...     

南极磷虾资源利用现状与中国的开发策略分析

由于南极磷虾(Euphausia superba)资源丰富,可捕量是世界现有渔业产量的1倍以上,因而参与南极磷虾资源开发是中国远洋渔业可持续发展的重要途径.由于南极磷虾资源开发面临困难较多,如远离港口、远离补给、远离市场、航行距离长等,加之捕捞技术和加工技术仍存在问题,与其他渔业相比,具有较大的成本压力.尽管如此,由于南极磷虾属于寒带海洋生物,具有其特殊的营养学特征,形成高附加值产品的潜力较大,因此在进行南极磷虾开发的准备过程中,应以最终产品的设计为导向,如提高产品的附加值,发展产品综合开发能力等以化解高成本的压力;从相关加工设备、加工工艺的研究和捕捞技术改进为出发点,重视项目的经济技术和盈利前景分析.由于南极磷虾的商业开发是高风险、高投入的项目,因此在没有把握获得商业利润以前,应以技术准备为主,不宜盲目投入大量资金直接进行商业化开发.建议以此作为制订中国南极磷虾资源开发策略的主要考虑因素.     

南极磷虾渔业CPUE及其丰度估算适用性

作为一种衡量渔业资源丰度变化的指标,CPUE常用于多种渔业资源评估。南极磷虾作为一种集群性的生物资源,其资源存在着较为明显的时空变化特征,加之该物种本身所具有的特殊性以及渔业特点,这也使得采用CPUE作为衡量该资源丰度指标的有效性存在着较大的不确定性。为此,本实验详细介绍了4种南极磷虾渔业CPUE的常用估算方法,并总结了这些方法所具有的特点、优势以及劣势,在此基础上从时空尺度和环境影响因素等方面对南极磷虾渔业CPUE估算的影响进行了分析。最后,实验就CPUE作为评估南极磷虾资源丰度的适用性及可行性进行了探讨。近年来,南极磷虾渔业日益受到全球的关注,但如何将渔业调查数据纳入到南极磷虾资源评估当中,一直未得到统一的结论,从而导致基于生态系统的南极磷虾渔业管理进展缓慢,本研究结果可为更好地开展南极磷虾资源评估和丰度估算提供思路。     

声学仪器间干扰信号的消除及其在南极磷虾集群研究中的应用

为充分利用渔船采集的声学数据,基于Echoview渔业声学数据后处理软件的相关功能模块,建立了一种强干扰背景下的回波映像集群信号提取方法,并针对2011年2月在南奥克尼群岛周边水域采集的南极磷虾集群数据进行了应用研究,有效消除了回声数据中的强干扰信号。还原后的磷虾集群数据显示,南极磷虾集群具有明显的昼夜垂直移动特征,白天虾群几何中心分布水层的平均深度为77.4 m,虾群平均厚度为10.8 m;夜间分布水层变浅,平均深度为41.2 m,平均厚度为8.8 m。     

2018年夏季南奥克尼群岛南极磷虾资源丰度多尺度空间异质性

南极磷虾是南大洋中上层生态系统的关键物种,也是我国远洋渔业的重要捕捞对象,充分了解其空间分布特征可为南极磷虾资源的持续开发和利用提供理论支撑.基于2018年夏季南奥克尼群岛南极磷虾资源声学调查数据,将研究海域按经纬度划分为7个空间尺度,利用地统计学方法研究不同尺度下南极磷虾资源丰度的空间异质性特征.结果 显示:①随着空...     

南极南奥克尼群岛2017年春季南极磷虾资源声学评估

南极磷虾（Euphausia superba）为南大洋中上层生态系统的关键种,对其生物量的研究有助于更准确地掌握磷虾的生态和分布信息。基于2017年我国南极磷虾声学调查采集的断面回波映像,应用声学回波后处理软件（Echoview）,评估了南奥克尼群岛周边水域的磷虾生物量。该海域磷虾体长范围为25.50~49.21 mm,平均体长为（33.01±4.06）mm;其中雌性平均体长为（33.15±3.90）mm,雄性平均体长为（32.68±4.43）mm,雌、雄磷虾体长无显著性差异。本海域声学映像可分为1338个积分单元,最大单元磷虾密度为554.07 g/m²,最小单元密度值为0 g/m²。调查海域磷虾分布不均匀,87.90%的积分单元无磷虾生物量。磷虾平均密度为71.01 g/m²,总生物量为1.77×10⁶ t,密度差异系数为97.4%。磷虾主要分布在水深<200 m的南奥克尼群岛大陆架海域,群岛东侧磷虾生物量多于西侧。积分单元中磷虾密度大于450 g/m²但小于600 g/m²的有2个,群岛东西两侧各1个;密度值大于300 g/m²但小于450 g/m²的积分单元有6个,5个位于群岛东侧。远离群岛的2个断面（1,9）和调查海域中心的2个断面（5,6）磷虾生物量较少。本海域磷虾的昼夜垂直移动对磷虾生物量评估也无影响。磷虾白天聚集在60~180 m水层,随着时间推移,磷虾逐渐向上或向下移动。光照强度是触发磷虾白天下沉、夜晚上浮的因素之一。     

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。     

基于灯光罩网法的南海鸢乌贼声学评估技术研究

南海中南部深水海域蕴藏着丰富的鸢乌贼资源,为推动南海外海渔业资源开发,实验探索了灯光罩网与声学手段相结合的鸢乌贼资源量评估方法。根据2011年4—5月在南沙群岛海域灯光罩网和Simrad EY60科学鱼探仪同步采集鸢乌贼生物学和声学数据,对鸢乌贼的趋光性行为、种群结构、声学映像和分布水层等特征进行分析。结果表明,灯光诱集结合罩网采样可确定南海鸢乌贼的单体回波,分布于0～100 m水层;通过背景噪声消除、鱼类和浮游动物目标限定、单体目标检测等处理,确定鸢乌贼现场目标强度-67～-52 dB;选择鸢乌贼渔获比例较大的网次,统计得到鸢乌贼胴长10.4～14.2 cm,对应目标强度-60.7～-58.0 dB,胴长与目标强度经验公式为TS=21.23LogML-82.48。研究认为,声学与灯光罩网相结合的调查方法可以作为南海今后开展鸢乌贼资源量评估的基本方法。     

南极磷虾资源开发利用现状及发展趋势

南极磷虾(Euphausua superba)商业性开发从20世纪70年代初开始,生产至今,南极磷虾总的渔获量已超过600万t,其中的90%以上来自于大西洋海区西侧的Scotia海域,2001/2002年南极磷虾产量为11.87万t,生产国家为日本、波兰、韩国、乌克兰和美国等.2000年提出有意从事南极磷虾生产的国家有俄罗斯、南非、英国、乌拉圭和阿根廷等.本研究着重介绍南极磷虾资源状况、作业渔场、生产利用等,对我国今后开发利用南极磷虾提出一些看法.     

拖网作业参数对南极磷虾捕捞效率的影响

为了解南极磷虾(Euphausia superba Dana)拖网作业中捕捞效果及影响因素,根据 2017 年 12 月 2018 年 6月随“龙腾”轮在南极海域生产时收集的作业参数、网具深度和声学数据等信息,利用声学方法获取磷虾集群质量中心深度与期望入网渔获量,结合网位变化和渔捞统计情况量化捕捞效率;利用广义可加模型(GAM)分析不同拖速和曳纲长度下,网位与磷虾集群质量中心的偏离程度,研究其对网具捕捞效率的影响。结果表明:(1)磷虾集群质量中心水深为(37.29±9.72) m,拖网稳定拖曳期间网位深度为(30.72±10.41) m,网位调整幅度为(11.52±7.09) m。网位与磷虾集群质量中心深度偏离(6.33±3.58) m。(2)网次渔获量为(16.25±6.77) t,拖曳过程中网口始终对准磷虾集群质量中心进入网口的磷虾总量为(27.06±10.19) t,捕捞效率为(63±19)%。(3)网位与磷虾集群质量中心深度差值对捕捞效率影响极显著(P<0.001),两者吻合较好时捕捞效率高;拖速与捕捞效率呈显著相关关系(P<0.05),拖速增大网位上升,捕捞效率越低;曳纲长度增加网位下降,但曳纲长度变化与捕捞效率相关性不明显(P=0.087)。研究结果将有助于南极磷虾拖网作业中有效利用磷虾行为特征,改善网具性能,提高拖网捕捞效率。     

商用探鱼仪南极磷虾声学图像的数值化处理

为充分利用渔船所获渔业资源的分布信息,提出了一组商用探鱼仪声学图像数值化处理方法,并将其应用于以数码相机拍摄的南极磷虾回波图像处理,对南极磷虾的集群特征进行了研究.通过对图像进行拍摄角度与亮度调整等预处理、像素色彩标准化与二值化处理后,对虾群厚度、密度中心以及相对集群密度等集群特征进行了分析.30幅图像的处理结果表明,图像所示虾群的平均厚度范围为5.6～55.8 m,中值厚度为25.7m,均值厚度为27.1 m;虾群密度中心所处水深为40.0～156.5m,中值水深为68.8m,均值水深为77.3 m.磷虾的集群特征存在较为明显的昼夜变化,白天集群密度高、厚度小,夜间密度低、厚度大.本研究所述方法为利用渔船商用探鱼仪进行渔业资源研究提供了一种有效技术手段.     

酶解工艺优化对南极磷虾蛋白功能特性的影响

南极磷虾是一种资源量巨大,营养价值高的极地海洋生物,其蛋白质含量高,氨基酸组成符合联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)规定的优质蛋白标准,是一种具有良好开发利用潜力的优质蛋白。以南极磷虾蛋白为原料,开展酶解对南极磷虾蛋白功能特性(吸水性、吸油性、乳化性和起泡性)的影响研究。南极磷虾蛋白功能特性的评价方法采用食品蛋白功能特性评价国际通用方法。酶解能够改善南极磷虾蛋白的吸油性、乳化性、起泡性及泡沫稳定性,能够靶向性地改善南极磷虾蛋白的功能特性,提高南极磷虾蛋白及其衍生品现实应用的可行性。研究表明,酶解加工能够改善南极磷虾蛋白的功能特性,拓展南极磷虾蛋白的应用领域和范围。     

南澳岛海域渔业资源声学评估与空间分布

基于2014年秋季和2015年春季南澳岛海域渔业资源声学与底拖网调查数据,对该海域主要渔获物种类、资源动态与空间分布进行了评估分析。结果表明优势种类存在较大差异,短尾大眼鲷(Priacanthus macracanthus)和鹿斑鲾(Secutor ruconius)分别为秋季和春季主要优势鱼类。秋季和春季声学评估种类平均数量和生物量密度分别为(26 806±39 968)尾·n mile–2和(403.68±601.9)kg·n mile–2、(34 416±38 497)尾·n mile–2和(124.5±139.26)kg·n mile–2。统计分析结果显示,2014年秋季渔获组成单一和混合2种不同条件下,调查海域渔业资源数量与生物量密度均存在显著性差异(P=0.0070.05;P=0.0040.05);而2015年春季不同条件下差异均不显著(P=0.1130.05;P=0.3100.05)。该差异可能与不同季节声学评估种类优势集中程度相关。由于鹿斑鲾(Secutor ruconius)等种类季节性集群活动的影响,调查海域渔业资源在水平空间上分布极不均匀。此外,以15m水深为界,不同季节回波单体目标强度(TS)频率组成及其在垂直方向上的分布存在明显差异。     

南极磷虾产品研究及发展趋势

南极磷虾生活在南极海域,资源量丰富,具有较高的应用价值.南极磷虾开发耗资巨大,在大规模商业性开发投入之前,做好相关产品与市场分析等基础工作十分必要.本文首先对南极磷虾产品的发展历程进行了分析,继而对南极磷虾产品的主要形式与发展前景进行了剖析,并对主要目标市场进行了定位研究.研究认为：南极磷虾粉和液态磷虾油是目前较为普遍的产品存在形式.其中,磷虾粉可作为蛋白质增强剂、增味剂和重要的氨基酸补充剂使用,可作为渗透调节之用,同时,可以作为矿物质来源、脂质来源、几丁质/几丁聚糖免疫增强剂、天然色素（类胡萝卜素）来源使用.磷虾粉的目标市场更倾向于水产饲料;磷虾油的目标市场主要倾向于营养保健和制药行业.相对于磷虾粉,磷虾油的市场价值更高.     

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°...     

采用声学方法研究2016年秋季布兰斯菲尔德海峡南极磷虾群昼夜垂直移动特征及其影响因素

近年来,南极磷虾渔业过于集中于布兰斯菲尔德海峡,这也使得该海区磷虾资源状况及其生态学特征日益受到关注。南极磷虾群具有较为明显的昼夜垂直移动特征,开展此方面的研究可为探索其渔场形成机制提供基础数据,并为磷虾渔业反馈式管理提供参考。基于磷虾渔船上Simrad EK80记录的相关声学数据,使用Echoview软件判别声学数据中的磷虾群体,对2016年秋季布兰斯菲尔德海峡南极磷虾群昼夜垂直移动特征进行分析,并进一步分析影响磷虾群昼夜垂直移动的因素。结果显示,3月和4月磷虾群深度基本维持在250 m以浅,虾群最大深度出现在日升时分的频次最高（22.9%）,而最浅深度出现在夜间时分的频次最高（36.0%）,同时在日升时分,虾群厚度达到最大值;白天磷虾群多集中在较深水层,夜间会上浮到较浅水层。随着月份的推移,磷虾群平均深度总体呈现加深的趋势。光强和海底深度是影响磷虾群深度变化的2个主要因素。