利用栖息地指数模型预测秘鲁外海茎柔鱼热点区

利用栖息地指数模型准确地预测了秘鲁外海茎柔鱼的热点区。根据2008-2010年1-12月期间我国鱿钓渔船在秘鲁外海的生产数据,结合实时的海表温及海表面高度数据,分别建立以作业次数、单位捕捞努力量渔获量为基础的适应性指数。利用算术平均数模型建立基于海表温和海表面高度的栖息地指数模型,并利用2011年生产及环境数据对栖息地指数模型进行验证。结果显示,以作业次数为基础的适应性指数符合正态分布,而以单位捕捞努力量渔获量为基础的适应性指数显著性检验不显著,因此,只建立以作业次数为基础的模型。结果表明,以作业次数为基础的栖息地指数模型都高估了茎柔鱼热点区的范围,但大体范围基本一致,这说明其能较好地预测茎柔鱼的热点区。     

厄尔尼诺和拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场分布的影响

研究大范围环境变化对茎柔鱼渔场分布的影响,对指导渔业科学生产、掌握资源变动规律具有重要意义。根据2005—2009年我国鱿钓船鱿钓生产数据,结合表温(SST)、0~200 m垂直水温(15 m水层温度T15,50 m水层温度T50,100 m水层温度T100,200 m水层温度T200)等资料,研究厄尔尼诺和拉尼娜事件对秘鲁外海茎柔鱼渔场分布的影响。结果表明,2006和2009年10—12月受厄尔尼诺影响,作业渔场分布在79°W~84°W、10°W~17°S海域,最适SST为19~22℃;2007年10—12月受拉尼娜影响,作业渔场分布在81°W~85°W、10°W~14°S海域,最适SST为17~20℃,中心渔场作业范围相比厄尔尼诺年份向北偏移1°~2°,平均SST降低2℃。各层水温分布表明,2007年10—12月T15和T50水温均明显高于2006年10—12月,最大温度差值为6~9℃;T100和T200温度差别较小,最大温度差值为1℃。水温垂直结构结果表明,2006年10—12月作业渔场未形成明显的上升流,主要分布在外洋水与沿岸水交汇处;2007年10—12月的沿岸一侧形成了势力强劲的上升流,作业渔场主要分布在上升流等温线密集交汇处。此外,由于受上升流的加强使栖息水层营养盐丰富,更有利于茎柔鱼索饵,导致茎柔鱼渔场分布也出现一定转移。研究表明,秘鲁外海中心渔场位置的变化与厄尔尼诺和拉尼娜事件具有密切关系。     

智利外海智利竹筴鱼与茎柔鱼栖息地变动对ENSO事件响应的差异

探究同海域物种栖息地变动的同步性有利于有效利用和管理多个关联物种资源。本研究利用 2011—2016 年秋季智利外海茎柔鱼(Dosidicus gigas)渔业数据及海表面高度距平值(SSHA)、海表面盐度(SSS)、400 m 水层温度 (Temp_400 m)等环境数据和 2013—2016 年秋季智利竹筴鱼(Trachurus murphyi)渔业生产数据及海表面温度(SST)、 混合层深度(MLD)、400 m 水层温度(Temp_400 m)构建了不同权重的栖息地模型, 各种类选取最优栖息地模型并利用 2017 年数据进行验证。此外, 基于最优模型分别追算 1950—2017 年智利竹筴鱼(Trachurus murphyi)与茎柔鱼栖息地适宜性指数(HSI), 并分析其对 ENSO(El Ni?o-Southern oscillation, 厄尔尼诺与南方涛动)事件响应的差异。结果表明, 智利竹筴鱼与茎柔鱼最优栖息地模型均能较好地预测两者潜在分布。厄尔尼诺事件期间, 各环境变量表现为海温偏高, 海面高度空间上由东北向西南方向递减, 混合层较浅, 智利北部海表面盐度高于南部; 物种生境变化表现为智利竹筴鱼适宜面积增加, 最适 HSI 重心向西移动, 而茎柔鱼适宜面积减小, 最适 HSI 重心向西南方向移动。拉尼娜事件期间各环境变量表现为海温偏低, 海面高度空间上由东北向西南方向递增, 混合层加深, 海表面盐度变化与厄尔尼诺期间相似且差异较小; 此事件期间, 智利竹筴鱼适宜面积于西南方向显著减少, 最适 HSI 重心向东南方向偏移, 而茎柔鱼适宜面积于高纬度方向上增幅显著, 最适 HSI 重心向东北方向移动。智利竹筴鱼与茎柔鱼适宜面积在不同 ENSO 事件下变化差异可能与东南太平洋智利海域分布的海流及两者摄食对象生物量的变化有关。     

厄尔尼诺-南方涛动对秘鲁外海茎柔鱼耳石形态的影响

为了解厄尔尼诺-南方涛动(El Ni1o-Southern Oscillation, ENSO)事件对茎柔鱼(Dosidicus gigas)耳石形态的影响,以不同海洋环境年的秘鲁外海茎柔鱼样本作为研究对象,分析ENSO对其耳石形态及生长的影响。结果表明,不同海洋环境年,茎柔鱼耳石均有明显的翼区、吻区、背区和侧区;雌、雄个体耳石形态差异不显著(P>0.05);不同海洋环境年间耳石形态存在显著差异(P<0.05)。通过主成分分析,选取耳石总长、吻区长和背侧区长作为耳石长度表征参数,选取翼区宽和吻区宽作为耳石宽度表征参数。厄尔尼诺年,茎柔鱼耳石整体形态较大,吻区长且窄,翼区较大;拉尼娜年,茎柔鱼耳石整体形态较小,吻区短且宽,翼区较小。研究结果可为后续利用耳石进行茎柔鱼种群鉴定和生活史研究提供科学依据,也可为研究气候变化对头足类硬组织生长的影响提供参考。     

基于垂直水温因子的秘鲁外海茎柔鱼春、夏季栖息地分布

为了研究温度变动对茎柔鱼(Dosidicus gigas)资源丰度和栖息地的分布的影响, 利用 2006—2015 年秘鲁外海春夏季节(9 月至翌年 2 月)茎柔鱼渔业捕捞数据结合中上层垂直水温数据(0 m, 50 m, 100 m 和 150 m)建立栖息地适宜性(habitat suitability index, HSI)模型, 分析秘鲁外海茎柔鱼渔场以及栖息地的时空分布。通过计算适宜栖息地内的茎柔鱼资源量占比, 并用 2014—2015 年的数据进行验证。结果发现, 基于垂直水温因子和算术平均法的栖息地模型可以较好模拟出茎柔鱼栖息地适宜性指数。空间相关分析结果显示, 秘鲁外海水域各水层水温与栖息地适宜性呈现负相关关系。茎柔鱼的 CPUE 和适宜栖息地面积的变化相对平稳, 没有明显的年间和月间差异, 两者之间呈现显著的正相关关系。茎柔鱼的渔场重心和栖息地重心存在显著的年间和月间变化, 均呈现向东南方向移动的趋势, 同时春季适宜栖息地面积与夏季相比明显减少。茎柔鱼渔场的经纬度重心的月间和年际变化与栖息地经纬度重心的移动具有一致性, 两者之间呈现明显的正相关。研究表明, 茎柔鱼的资源丰度与适宜栖息地密切相关, 其适宜栖息地存在明显的年间和月间变化, 这可能是造成秘鲁外海茎柔鱼时空分布变动的重要原因。     

秘鲁外海茎柔鱼索饵场栖息地研究

两步广义加性模型被广泛应用于渔业资源栖息地的分析与研究中。笔者根据2006—2010年秘鲁外海茎柔鱼鱿钓生产数据以及海洋环境数据,利用两步广义加性模型分析环境因子对秘鲁茎柔鱼资源丰度的影响,预测秘鲁茎柔鱼索饵场栖息地分布。研究结果显示：春季,仅纬度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);夏季,纬度和海表面温度对单位捕捞努力量渔获量影响显著(P<0.01);秋季,海表面温度和海表面高度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);冬季,纬度和海表面高度对单位捕捞努力量渔获量的影响显著(P<0.01);叶绿素a对各季节资源分布的影响不显著(P>0.01)。根据单位捕捞努力量渔获量与海洋环境的关系,推测春季茎柔鱼索饵场位于S 15°,W 77°附近海域,夏季位于S 24°～26°,W 75°～78°海域,秋季位于秘鲁沿岸S 12°～16°和智利中部S 28°附近海域,冬季位于秘鲁沿岸S 13°～18°海域。研究结果可为指导我国远洋鱿钓鱼船在秘鲁海域的作业生产提供基础资料。     

不同气候模态下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的季节性分布

茎柔鱼（Dosidicus gigas）为环境敏感型头足类,气候的多元变化促使茎柔鱼栖息地发生变动。本研究利用海表温度（SST）和海表面高度（SSHA）两个关键环境因子构建栖息地适宜性指数（HSI）模型,结合太平洋年代际涛动（PDO）指数,分析1950-2015年不同气候模态下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的季节性分布规律。结果发现,PDO冷期茎柔鱼栖息地适宜性较高;而PDO暖期栖息地适宜性较低。相较于PDO冷期,PDO暖期下茎柔鱼适宜栖息地分布向东南移动。适宜栖息地的分布位置与适宜的SST和SSHA的重叠区域重合,表明两个关键环境因子与栖息地分布显著相关。此外,适宜栖息地指数距平值与PDO指数的年际变化呈显著负相关关系。春季茎柔鱼渔场栖息地适宜性高于冬季,且冬季适宜栖息地的分布相较春季偏东南方向。茎柔鱼渔场6-11月适宜的SST和最适宜的SST在经度和纬度上的分布存在显著差异,春季（9-11月）最适宜的SST分布逐月向西北方向移动;冬季（6-8月）最适宜的SST分布逐月向东南方向移动。推测不同气候模态下茎柔鱼栖息地季节性分布差异,可能是由于最适宜的SST显著的月间分布差异所致。研究表明,不同PDO时期下茎柔鱼栖息地适宜性具有显著季节性差异,其差异可由环境因子的月间变动来解释。     

2001年秘鲁外海和哥斯达黎加外海茎柔鱼探捕结果及其分析

本文对2001年秘鲁外海和哥斯达黎加外海茎柔鱼探捕调查的海况、渔获、渔场和生物学等数据进行分析。结果表明秘鲁外海表层水温呈自东向西、自南向北逐渐升高的趋势,表层到100m水深存在温跃层;茎柔鱼的优势胴长为24～48cm,胴长和体重的关系为:Y=6×10~(-6)L~(3.2598)(R~2=0.9924);渔场主要集中在14°00′S、80°00′W附近海区。调查表明秘鲁外海和哥斯达黎加外海茎柔鱼渔场具有较高的开发价值,但茎柔鱼钓捕技术还有待进一步的研究。     

秘鲁外海茎柔鱼肌肉组织的能量积累

能量积累是表征生物体身体能量储备水平的重要指标之一,对寿命短、生长快且终生一次繁殖的头足类属种的表征作用尤显重要。本实验根据我国远洋渔业鱿钓渔船于2014年6-8月在秘鲁外海(10?26?S~17?17?S,79?17?W~82?39?W)作业期间随机采集的茎柔鱼(Dosidicus gigas)样本173尾(雌性107尾,雄性66尾),利用数学统计方法和组织能量密度测定技术,分析了该柔鱼个体的体重-胴长生长和胴体、足腕、尾鳍等肌肉组织的能量密度及其能量积累过程。结果显示,茎柔鱼雌雄个体的胴长、体重分别为(262.12±38.33)mm、(541.69±251.69)g,以及(251.37±31.90)mm、(449.78±179.99)g;雌雄个体的体重-胴长生长存在显著性差异(P0.05)。雌雄个体肌肉组织能量密度均以胴体的为最高,分别为(20.56±1.12)k J/g和(20.67±0.76)k J/g;足腕次之,分别为(20.09±1.25)k J/g和(19.95±0.87)k J/g;尾鳍最低,分别为(19.92±1.05)k J/g和(19.63±0.96)k J/g;同一组织雌雄个体间的组织能量密度无显著性差异(P0.05)。胴体、足腕、尾鳍等组织间的能量积累差异性显著(P0.05),胴体是最大的能量积累单元。其中,雌性个体胴体、足腕、尾鳍三组织的能量积累占比分别为63.14%、25.23%和11.63%;雄性个体的分别为65.89%、22.91%和11.20%。此外,胴体、足腕、尾鳍肌肉组织的能量随着个体生长积累显著(P0.05),并且这些肌肉组织的能量积累自低纬度向高纬度海域显著增加(P0.05),表明秘鲁外海茎柔鱼肌肉组织的能量积累过程是一个索饵育肥及其生长的过程。     

2015年超强厄尔尼诺事件对西北太平洋柔鱼渔场变动的影响

为研究超强厄尔尼诺事件对西北太平洋海域柔鱼（Ommastrephes bartarmii）资源量变动的影响,并分析柔鱼栖息地在极端气候条件下的变化规律,根据上海海洋大学鱿钓科学技术组提供的中国柔鱼生产捕捞数据,比较2008年正常气候年份与2015年超强厄尔尼诺年份的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）、产量、捕捞努力量以及渔场纬度重心（LATG）的变化;利用栖息地适宜性指数模型对西北太平洋柔鱼栖息地的海表温度（SST）、光合有效辐射范围（PAR）和海表面高度距平（SSHA）3个关键环境因子进行分析。渔业数据时间为2008年和2015年9—11月,数据覆盖范围为36°N~48°N、150°E~170°E。结果发现,相对于2008年正常年份,2015年超强厄尔尼诺事件下的CPUE明显降低,且LATG向南偏移;此外,2015年适宜的SST和PAR范围均显著降低,导致适宜的栖息地面积与正常年份相比大幅减少;最适宜的SST和PAR等值线向南偏移,导致有利的栖息地纬度位置向南移动。研究认为,2015年超强厄尔尼诺事件发生时,柔鱼渔场环境不适于柔鱼生长,适宜栖息地面积减少且向南移动,导致该年份柔鱼资源丰度骤减,渔场向南偏移。     

秘鲁外海茎柔鱼栖息地时空分布及对环境因子的响应差异

根据中国远洋渔业数据中心提供的2012-2018年东太平洋秘鲁外海茎柔鱼(Dosidicus gigas)捕捞数据,结合该海域环境数据,包括海表面温度(sea surface temperature,SST)、海表面盐度(sea surface salinity,SSS)、叶绿素a浓度(chlorophyll-a,Ch...     

秘鲁外海茎柔鱼渔场分布和水温结构的关系

分布在东南太平洋海域的茎柔鱼是重要的经济性头足类,是我国鱿钓船队的主要捕捞对象之一。研究茎柔鱼渔场分布及其与水温的水平、垂直结构等关系,是探索渔场形成机制及其规律的重要内容。本文根据2006年1-12月我国鱿钓船在秘鲁外海的渔捞记录、表温（SST）和5～180 m垂直水温等资料,用3种方法计算SST的水平梯度（D_max,D_square和D_mean）,用ArcGIS 9.0和Sufer 8.0软件分析绘制单船平均日产量(CPUE)和SST、SST水平梯度关系的分布图、水温垂直结构分布图,分析茎柔鱼渔场分布及其与水温结构的关系。结果表明,全年中心渔场分布在80～85°W、10～17°S,SST为18～28 ℃,产量分布呈现明显的空间变化。其中,6-8月为全年最高产时期,其中心渔场分布在81～83°W、12～13°S,相应的SST为18～23 ℃。SST水平梯度与渔场分布关系密切,水平梯度D_square和产量的拟合度为最优（P<0.001）,中心渔场相应的D_square为0.6～1.7 ℃。水温垂直结构分析认为,6-8月通常在81°W、12～13°S附近形成上升流中心,中心渔场基本位于上升流冷水团边缘81°30′～82°30′W。研究认为,该渔场因上升流而形成,主要分布在上升流引起冷水与外洋暖水的交汇区,与SST、SST水平结构、水温垂直结构关系极为密切。     

Juvenile chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) growth on the central California coast during the 1998 El Niño and 1999 La Niña

We assessed growth in subyearling chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) during the 1998 El Niño and 1999 La Niña in the Gulf of the Farallones, a region of the continental shelf off central California seaward of the Golden Gate and the southernmost ocean entry point for the species in North America. Juvenile salmon demonstrated greater growth during this strong El Niño, when water temperature anomalies of more than +3°C were recorded at local buoys, than during the similarly strong 1999 La Niña. Slopes of regressions of weight on length, length on age, and weight on age were all significantly greater for juvenile salmon during the 1998 El Niño compared with those in the 1999 La Niña. Daily otolith increment widths, an estimator of somatic growth, corroborated population data. Between June 1 and August 9, mean increment widths for juvenile chinook salmon in 1998 were 3.54 ± 0.03 μm, significantly larger than the 3.13 ± 0.03 μm found in juveniles during the same time interval in 1999. Condition factor for juvenile chinook salmon entering the ocean at the Golden Gate was the same in both years, but became significantly greater in ocean fish during the 1998 El Niño than in ocean fish during the 1999 La Niña. Energy storage was significantly greater in ocean juvenile salmon during the 1998 El Niño as well. Mean triacylglycerol/cholesterol ratios increased following ocean entry in 1998, whereas they declined in ocean juveniles during 1999. Thus, not only was growth better in the El Niño period compared with La Niña, but lipid accumulation was also better. Oceanographic data for 1998 indicated elevated temperatures, lower salinity, greater freshwater outflow from San Francisco Bay, northerly flowing coastal currents, and positive upwelling index anomalies. This combination of environmental factors resulted in greater zooplankton productivity that, in conjunction with higher temperatures, allowed metabolic processes to enhance growth. Although El Niño events have certainly produced large-scale, and often adverse, effects on ecosystems, the results of this study emphasize the importance of local oceanographic conditions to growth and other physiological and ecological processes.     

Ecological variations and El Niño effects off the southern coast of the Korean Peninsula during the last three decades

To explore ecosystem response to environmental changes, we investigated interannual and decadal changes in the marine ecosystem using data collected from the southern coast of the Korean Peninsula during the 1960s–1990s. Water properties such as sea surface temperature (SST) and salinity in April did not show large variation during the 1970s, but a relatively cool water mass appeared from the early to mid 1980s and a warm water mass replaced it after 1989. Chl a concentration in April, which was converted from Secchi disc information, was low (mean=1.18 mg m⁻³) during the period 1968–1980 excluding 1974, but there was a period of greater biomass for 7 years from 1981 (mean=2.78 mg m⁻³). A negative correlation ( r =−0.387, P  < 0.05) between SST and chl a in April matched high chl a during the low-SST period in the early and mid 1980s. Annual zooplankton biomass ranged from 37 to 132 mg m⁻³, but abundance was frequently high after 1984 and low during 1972–1982. The most representative pelagic fishes in the South Sea seemed to respond to the increase in planktonic organisms. Anchovy, mackerel and sardine increased in abundance since the mid 1970s. High catches of anchovy and mackerel lasted until the 1990s, whereas sardine decreased after the early 1990s. From the matrix of simple correlation coefficient, the Southern Oscillation Index (SOI) exhibited a high correlation with SST in December in the study area ( P  < 0.05). Catches of anchovy and mackerel were positively correlated with chl a and zooplankton during their early life periods, as well as with SST in December.     

性成熟和个体大小对智利外海茎柔鱼耳石生长的影响

根据2007-2008年智利外海茎柔鱼资源调查期间采集的样本,以耳石最大宽度MW与其总长TSL之比作为表征耳石生长的指标,利用方差分析研究性成熟和个体大小对耳石生长的影响。分析认为,雌性个体的耳石MW/TSL与性腺成熟度存在相关性,性成熟度Ⅰ级与Ⅲ级、Ⅱ级与Ⅲ级个体的耳石MW/TSL存在显著差异(P<0.05);而雄性个体的耳石MW/TSL与性腺成熟度无关。雌性个体的耳石MW/TSL与胴长也存在着相关性,胴长300～400mm的个体与500～600mm和600～700mm、胴长400～500mm与500～600mm和600-700mm的雌性个体,它们耳石MW/TSL差异显著(P<0.05),胴长为400～500mm至500～600mm的个体,其MW/TSL增加迅速,差异极显著(P<0.01)。胴长350～400mm与400～500mm、400～450mm与450～500mm的雄性个体,它们耳石MW/TSL也存在显著差异(P<0.05),胴长400～450mm时的MW/TSL值为最小。研究表明,性成熟和个体大小对智利外海茎柔鱼耳石的生长有影响,但雌雄个体有差别。     

西北太平洋柔鱼栖息地适宜性变动研究

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是西北太平洋重要的经济头足类,其栖息地受到气候变化的显著影响。根据中国鱿钓渔船在38°~45°N、140°~160°E作业渔场内的生产数据以及卫星遥感数据,利用信息增益技术选取关键环境因子,以单位捕捞努力量渔获量(CPUE)作为适应性指数,使用算术平均法(AM)和联乘法(GM)分别建立综合栖息地指数模型,对比异常环境条件下(厄尔尼诺和拉尼娜事件)柔鱼栖息地适宜性变动情况。结果表明,1998年La Ni■a事件发生时,西北太平洋传统作业渔场温度升高,海表温度(SST)相对正常年份2008年平均上升2. 72℃;而2009年El Ni■o事件发生时,SST相对正常年份降低0. 45℃。栖息地综合指数模型结果表明,1998年作业比重主要分布于在栖息地指数(HSI)大于0. 8的范围内,作业比重达到80%;2008年作业比重主要分布在HSI值0. 6~0. 8和0. 8~1. 0之间,所占比重在30%~50%左右; 2009年作业比重主要分布在HSI值0. 4~0. 6、0. 6~0. 8和0. 8~1. 0之间,作业比重平均约为32%。此外HSI值低于0. 2的区间面积随着La Ni■a事件、正常年份和El Ni■o事件递增,而HSI值大于0. 4的区间面积随着La Ni■a事件、正常年份和El Ni■o事件递减。研究认为,1998年La Ni■a事件发生时西北太平洋海域柔鱼适宜栖息地面积增加,而2009年El Ni■o事件发生时柔鱼栖息地适宜性变差,导致柔鱼产量变低。     

Fluctuation in abundance of larval anchovy and environmental conditions in coastal waters off south-western Taiwan as associated with the El Niño–Southern Oscillation

Monthly abundance ( CPUE ) of larval anchovy in the coastal waters off south-western Taiwan from 1980 to 1992 (156 months) fluctuated at intervals corresponding to the 4.3- and 2.2-year cycles of the southern oscillation index ( SOI ). Also, CPUE was significantly correlated with sea surface temperature with a time lag of 3 months and nearly significantly to river flow with a time lag of 4 months, which in turn correlated with SOI at lags of 13–14 months (cross-correlation and transfer function analyses). The results suggested the presence of linkage between recruitment of the larvae and ENSO episodes, perhaps through oceanographic and meteorological conditions that affect coastal upwelling and river discharge. The Kuroshio Current, which is the western extension of the North Equatorial Current, may be one of the important mechanisms of ENSO's teleconnections affecting local climate and fisheries in the western Pacific region.