不同气候模态下西北太平洋柔鱼冬春生群资源时空分布变化研究

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是大洋性短生命周期物种,其生活史和生物量受环境和气候因子影响明显。基于2004—2015年西北太平洋柔鱼渔捞日志、海表面温度(Sea surface temperature,SST)、叶绿素(Chlorophyll a,Chl a)浓度及太平洋年代际震荡(Pacific decadal oscillation,PDO)数据,利用空间自相关统计方法、热点分析和小波分析法研究PDO冷期与暖期两种气候模态下西北太平洋柔鱼渔场的时空变化。结果表明,PDO指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)与柔鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)呈正相关,且CPUE滞后PDO 8个月(R2=0.548,P<0.05),CPUE与PDO指数的共轭周期为2~4个月。不同气候模态下的渔场热点分布特征为,暖期时渔场重心向高纬方向分布较为明显,空间上的集聚性强;冷期时向低纬分布较为明显,空间上的集聚性相对较差。PDO冷暖时期对西北柔鱼时空分布影响显著,该研究对柔鱼资源的可持续开发具有一定的科学意义。     

不同气候模态下西北太平洋秋刀鱼海况特征分析

根据1985—2013年日本秋刀鱼(Cololabis saira)生产数据,结合海表温度(sea surface temperature,SST)、海表温度距平值(sea surface temperature anomaly,SSTA)及亲潮、黑潮环境数据,探究太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation,PDO)冷、暖2种气候模态下秋刀鱼产卵场、索饵场海况特征及资源丰度差异。结果表明,PDO暖期内单位捕捞量努力量(catch per unit effect,CPUE)略高于冷期,另CPUE与PDO指数存在滞后关系,且前者滞后于后者3年时相关系数最大(–0.318);PDO冷、暖模态转换对索饵场SST影响较产卵场大(P0.05),产卵场及索饵场SSTA与PDO指数间均呈负相关性,滞后时间分别为–1和0年时相关系数最大;PDO暖期内黑潮经向流量年间变化率低于冷期,冷、暖2种模态下亲潮春季占有面积存在显著差异(P0.01),且冷、暖模态转换对亲潮影响程度大于黑潮。研究表明,2种气候模态通过影响秋刀鱼产卵场及索饵场的海表温、海况环境,进而对西北太平洋秋刀鱼资源量产生年间波动影响。     

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。     

太平洋褶柔鱼秋生群产卵场环境变化及对资源丰度的影响

根据日本渔业机构提供的2002-2011年太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)秋生群的生产统计数据,结合产卵场环境数据以及厄尔尼诺指数(Ni1o 3.4区海表温度距平值,NI)和太平洋年代际涛动指数(PDOI),利用交相关函数分析NI和PDOI与太平洋褶柔鱼秋生群资源丰度(CPUE)、产卵场海表温度(SST)、叶绿素a(Chl-a)浓度以及适宜产卵场面积(Ps)之间的关系,检验不同气候条件下太平洋褶柔鱼产卵场环境变化。结果表明,NI与CPUE和Ps均显著正相关,与产卵场SST显著负相关,但与Chl-a浓度相关性不显著;PDOI与CPUE显著正相关,与SST显著负相关,与产卵场Ps和Chl-a浓度相关性均不显著。PDO位于正位相或发生厄尔尼诺事件时,太平洋褶柔鱼秋生群的产卵场SST偏低,Chl-a浓度偏高,Ps增大,提供了有利的资源量补充条件,太平洋褶柔鱼秋生群资源丰度增加;而PDO位于负位相或发生拉尼娜事件时,产卵场SST上升,Chl-a浓度降低,Ps减小,不利于资源量的补充,其资源丰度相应降低。研究表明,PDO模态转换以及厄尔尼诺和拉尼娜事件对太平洋褶柔鱼秋生群产卵场环境和资源丰度具有显著影响。     

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。     

西北太平洋公海秋刀鱼渔场及CPUE值的时空分布

为了初步掌握西北太平洋公海秋刀鱼渔场的变动规律,利用"欧亚1号"渔船2014年5—11月的渔捞数据,对西北太平洋公海秋刀鱼渔场的空间分布进行了研究分析,结果表明,西北太平洋公海秋刀鱼各月作业渔场分布较广,作业区域范围在38°N~48°N、147°E~163°E之间;捕捞作业渔场西北太平洋秋刀鱼洄游路线基本一致;8月份的月平均单位捕捞努力量渔获量(CPUE)最低,仅为9.1 t/d,9—11月份CPUE平均值较高;39°N~40°N的CPUE平均值较高,为36.10 t/d,146°E~147°E的CPUE平均值较高,为52.29 t/d;捕捞作业区域的作业水温范围在9.8~16.5℃区间内,其中接近72%的作业时间处于12~14℃之间;西北太平洋公海秋刀鱼渔场时空分布具有明显的季节变化,CPUE值波动范围较大。     

厄尔尼诺和拉尼娜发生期太平洋褶柔鱼秋生群资源丰度的响应研究

太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)是短生命周期的重要经济头足类, 其资源丰度易受气候和海洋环境变量的影响。本研究利用 1977―2015 年日本与韩国的太平洋褶柔鱼秋生群渔业统计数据, 结合海表面温度(sea surface temperature, SST)、50 m 水层温度(Temp_50 m)和 100 m 水层温度(Temp_100 m)等海洋环境数据, 探究太平洋褶柔鱼资源丰度[以 CPUE (单位捕捞努力量渔获量)为指标]和补充量在不同厄尔尼诺和南方涛动 ENSO (EI Ni?o-Southern oscillation)事件下的变动差异。结果表明, 相较于厄尔尼诺事件, 拉尼娜事件下太平洋褶柔鱼渔场内SST、 Temp_50 m 和 Temp_100 m 升高, 其在空间上呈由西北向东南、由北向南递增的变化趋势, 且大于 20 ℃的海温分布面积增加, 三者距平值均值及正值在空间上的分布面积均大于其在厄尔尼诺事件期间的。厄尔尼诺事件下的太平洋褶柔鱼秋生群资源丰度及其补充量小于其在拉尼娜事件期间的, 且资源丰度与 SST、Temp_50 m 和 Temp_100 m 间呈正相关。研究认为, 不同 ENSO 事件下太平洋褶柔鱼渔场海温环境存在明显差异, 其资源丰度及补充量与气候影响下的海温变动有关。     

西北太平洋柔鱼传统作业渔场资源丰度年间差异及其影响因子

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是短生命周期种类,资源丰度及分布极易受到海洋环境变化的影响。根据2008²009年72009年7¹1月份我国鱿钓船生产数据,结合表温(SST)、叶绿素浓度(Chl-a)、海表面高度(SSH)和盐度(SSS),比较2008与2009年资源丰度年间差异,并利用信息增益技术研究不同环境因子对西北太平洋柔鱼传统作业渔场资源丰度及分布的影响。研究表明,2009年711月份我国鱿钓船生产数据,结合表温(SST)、叶绿素浓度(Chl-a)、海表面高度(SSH)和盐度(SSS),比较2008与2009年资源丰度年间差异,并利用信息增益技术研究不同环境因子对西北太平洋柔鱼传统作业渔场资源丰度及分布的影响。研究表明,2009年7¹1月柔鱼渔获量出现大幅下滑,日产量不足2008年的一半。信息增益结果显示,水温因子是影响其资源丰度变动及分布的最关键因子,叶绿素次之,海表面高度和盐度影响最小。SST与CPUE叠加分析认为,2008年711月柔鱼渔获量出现大幅下滑,日产量不足2008年的一半。信息增益结果显示,水温因子是影响其资源丰度变动及分布的最关键因子,叶绿素次之,海表面高度和盐度影响最小。SST与CPUE叠加分析认为,2008年7¹1月受SST影响,柔鱼传统作业海域逐渐向东北方向移动,经度最大偏移2°,纬度方向最大偏移为5°左右,较高CPUE所处范围的平均SST逐渐降低,由7月份的16.5℃降至11月份的11℃。2009年711月受SST影响,柔鱼传统作业海域逐渐向东北方向移动,经度最大偏移2°,纬度方向最大偏移为5°左右,较高CPUE所处范围的平均SST逐渐降低,由7月份的16.5℃降至11月份的11℃。2009年7¹1月作业渔场随着时间逐渐向东北方向移动,经度最大偏移1°,纬度方向最大偏移为4°左右,平均SST逐渐降低,由7月份的16℃降至11月份的9.5℃。同时2009年作业海域黑潮比2008年平均偏南2.8°,强度减弱,势力范围减小,亲潮冷水团向南入侵势力变强,温度相对2008年平均降低2.5℃,不利于柔鱼洄游。此外,2009年作业渔场大多分布于水温距平均值(SSTA)小于-0.5℃海域以及Chl-a浓度偏高等也导致了柔鱼资源丰度减少产生年间差异。     

基于支持向量机的西北太平洋柔鱼渔场预报模型构建

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是中国在西北太平洋主要的鱿钓捕捞对象。准确预报柔鱼渔场,对减少寻鱼时间、节省油料和提高渔获产量均有积极的意义。该研究将2002年~2012年中国在西北太平洋鱿钓产量数据、渔场时空数据以及海表温度、叶绿素a浓度、表温梯度强度和叶绿素梯度强度等海洋环境因子作为训练数据,基于支持向量机(support vector machine,SVM)的方法,建立了以月为时间分辨率、0.5°×0.5°为空间分辨率的西北太平洋柔鱼渔场的预报模型。该模型以径向基函数(RBF)为核函数,利用10折交叉验证和网格选优法,确定了最优惩罚项因子和核函数参数值的组合(C,γ),分别为1.41和2.83,样本分类精度达73.6%。利用2013年7月~11月环境数据,对模型进行了精度检验,预报准确率为53.4%~60.0%,平均准确率为57.4%。研究认为,在训练数据不够充分的条件下,SVM模型可成为西北太平洋柔鱼渔场预报的一个有效手段。     

多类型厄尔尼诺和拉尼娜事件下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的变动

茎柔鱼（）为短生命周期头足类,其栖息地易受气候及海洋环境的影响。本研究利用1950-2015年海表温度（SST）和海面高度距平（SSHA）数据,计算秘鲁外海茎柔鱼栖息地适宜性指数,分析不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件期间茎柔鱼栖息地适宜性的变动规律。结果表明,相较于弱厄尔尼诺和中强度厄尔尼诺事件,强厄尔尼诺事件期间,茎柔鱼渔场水温偏暖,海面高度偏高,适宜的SST和SSHA范围减小,适宜的栖息地面积减小,弱拉尼娜事件期间,水温偏暖,海面高度偏高;中强度拉尼娜和强拉尼娜事件期间,水温偏冷,海面高度偏低。相较之下,强拉尼娜事件期间较为适宜的栖息地面积明显多于中强度拉尼娜和弱拉尼娜事件。此外,随着厄尔尼诺强度的增加,适宜的栖息地纬度重心向南偏移;随着拉尼娜强度的增加,适宜的栖息地纬度重心向北偏移。结论认为,不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件期间茎柔鱼渔场环境存在明显差异,适宜的栖息地范围及空间分布不同。     

环境因子对东南太平洋智利竹䇲鱼渔场时空分布异质性影响

基于2012—2018 年4—8 月我国东南太平洋智利竹?鱼 (Trachurus murphyi) 渔捞日志数据,应用地理权重回归模型 (GWR) 探究智利竹?鱼渔场资源分布与环境因子的空间异质性关系.结果表明,环境因子海面温度基于GWR 模型回归的拟合优度为0.54,校正的拟合优度为0.34,赤池信息准则 (Aka...     

东南太平洋茎柔鱼资源丰度灰色预测研究

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东南太平洋头足类中个体最大、资源最丰富的种类之一,经济价值高,已成为我国远洋渔业的重要组成部分。准确的资源丰度预测有利于资源的合理开发和利用。本研究基于2003~2015年东南太平洋茎柔鱼生产统计数据以及其产卵场环境、气候因子资料,使用相关性分析和灰色系统方法,建立东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预报模型。结果显示,2月产卵场海表面温度(Sea surface temperature, SST)、3月产卵场叶绿素a浓度(Chl a)、12月太平洋年代气候震荡(Pacific decadal oscillation, PDO)和10月厄尔尼诺指数(Oceanic Nino index, ONI)与茎柔鱼资源丰度具有较好的相关性。比较多种预报模型发现,基于2月SST、12月PDO和10月ONI的GM(1, 4)模型有较好的预测效果,其准确率达到85%以上,可用于东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预测。     

基于最大熵模型模拟西北太平洋柔鱼潜在栖息地分布

为模拟西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)潜在栖息地分布,分析柔鱼渔场时空变化和环境变化规律。利用2011—2015年中国鱿钓船在西北太平洋海域获得的柔鱼渔业生产数据,结合该海域海洋环境遥感数据,包括海表面温度(sea surface temperature, SST)、叶绿素a (Chlorophyll-a, Chl a)浓度、净初级生产力(net primary productivity, NPP)、混合层深度(mixed layer depth, MLD)及海平面异常(sea level anomaly, SLA),采用最大熵模型对柔鱼潜在栖息地进行模拟,并利用ArcGIS软件对栖息地适宜性进行评价。结果显示,7月柔鱼最适宜区主要分布在39°N～43°N, 150°E～163°E。8月柔鱼最适宜区向东移动,较适宜区向北扩张至46°N。9月柔鱼最适宜区和较适宜区面积向西缩小,主要集中在40°N～46°N, 150°E～160°E。10月最适宜区和较适宜区向南移动,主要分布在40°N～45°N,150°E～165°E。各月影响柔鱼潜在分布的重要环境因子有所差异,7—8月为SST,9月为MLD和SST,10月为NPP和SST。研究表明西北太平洋柔鱼分布受海洋环境因子的影响,时空变化明显,最大熵模型对西北太平洋柔鱼潜在栖息地分布的模拟精度非常高。     

The importance of environment and life stage on interpretation of silky shark relative abundance indices for the equatorial Pacific Ocean

Recent large fluctuations in an index of relative abundance for the silky shark in the eastern Pacific Ocean have called into question its reliability as a population indicator for management. To investigate whether these fluctuations were driven by environmental forcing rather than true changes in abundance, a Pacific‐wide approach was taken. Data collected by observers aboard purse‐seine vessels fishing in the equatorial Pacific were used to compute standardized trends in relative abundance by region, and where possible, by shark size category as a proxy for life stage. These indices were compared to the Pacific Decadal Oscillation (PDO), an index of Pacific Ocean climate variability. Correlation between silky indices and the PDO was found to differ by region and size category. The highest correlations by shark size category were for small (<90 cm total length [TL]) and medium (90–150 cm TL) sharks from the western region of the equatorial eastern Pacific (EP) and from the equatorial western Pacific. This correlation disappeared in the inshore EP. Throughout, correlations with the PDO were generally lower for large silky sharks (>150 cm TL). These results are suggestive of changes in the small and medium silky indices being driven by movement of juvenile silky sharks across the Pacific as the eastern edge of the Indo‐Pacific Warm Pool shifts location with ENSO events. Lower correlation of the PDO with large shark indices may indicate that those indices were less influenced by environmental forcing and therefore potentially less biased with respect to monitoring population trends.     

Seasonal potential fishing ground prediction of neon flying squid (Ommastrephes bartramii) in the western and central North Pacific

We explored the seasonal potential fishing grounds of neon flying squid (Ommastrephes bartramii) in the western and central North Pacific using maximum entropy (MaxEnt) models fitted with squid fishery data as response and environmental factors from remotely sensed [sea surface temperature (SST), sea surface height (SSH), eddy kinetic energy (EKE), wind stress curl (WSC) and numerical model‐derived sea surface salinity (SSS)] covariates. The potential squid fishing grounds from January–February (winter) and June–July (summer) 2001–2004 were simulated separately and covered the near‐coast (winter) and offshore (summer) forage areas off the Kuroshio–Oyashio transition and subarctic frontal zones. The oceanographic conditions differed between regions and were regulated by the inherent seasonal variability and prevailing basin dynamics. The seasonal and spatial extents of potential squid fishing grounds were largely explained by SST (7–17°C in the winter and 11–18°C in the summer) and SSS (33.8–34.8 in the winter and 33.7–34.3 in the summer). These ocean properties are water mass tracers and define the boundaries of the North Pacific hydrographic provinces. Mesoscale variability in the upper ocean inferred from SSH and EKE were also influential to squid potential fishing grounds and are presumably linked to the augmented primary productivity from nutrient enhancement and entrainment of passive plankton. WSC, however, has the least model contribution to squid potential fishing habitat relative to the other environmental factors examined. Findings of this work underpin the importance of SST and SSS as robust predictors of the seasonal squid potential fishing grounds in the western and central North Pacific and highlight MaxEnt's potential for operational fishery application.     

基于线粒体COⅠ和Cytb基因序列的北太平洋柔鱼种群遗传结构研究

为准确掌握柔鱼的种群遗传结构,拟通过线粒体DNA的COI和Cytb基因序列分析方法对柔鱼不同产卵季节群体的遗传多样性和遗传结构进行研究。经PCR扩增与测序分别获得600 bp COI与481 bp Cytb基因序列。基于COI基因序列分析得到的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为24、(0.729 ±0.033)、(0.005 70 ± 0.003 25)和3.421。基于Cytb基因序列分析得到的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为28、(0.852 ± 0.016)、(0.006 45 ± 0.003 73)和3.101。分析认为, 北太平洋柔鱼2个产卵季节群体均具有较高的单倍型多样性指数和较低的核苷酸多样性指数。单倍型邻接树、两两群体间的F_st值以及AMOVA分析结果均表明, 北太平洋柔鱼2个产卵季节群体间的遗传差异不显著, 不存在显著的群体遗传结构。初步认为, 该海域因缺乏地理上的障碍, 加之北太平洋海流的作用以及柔鱼个体较强的游泳能力, 使得群体之间具有较强的基因流。     

An assessment of the west winter–spring cohort of neon flying squid (Ommastrephes bartramii) in the Northwest Pacific Ocean

In the Northwest Pacific, the squid jigging fisheries targeted the west winter–spring cohort of neon flying squid (Ommastrephes bartramii) from August to November. Total annual catch by the Chinese mainland squid jigging fleet during 2000–2005 ranged from 64,100 to 104,200 t. The unique life history of this squid species makes the use of traditional age- or length-structured models difficult in evaluating the effect of intensive commercial jigging on this stock. We fitted a modified depletion model to the Chinese jigging fisheries data to estimate the squid stock abundance during 2000–2005. Monthly biological data were randomly sampled from the five squid jigging vessels during the fishing seasons. Effects of using different natural mortality rates (M) and three different error assumptions were evaluated in fitting the depletion model. Based on sensitivity analyses, the log-normal error model was found to be preferred for the squid assessment. The assessment results indicated that the initial (pre-fishing season) annual population sizes ranged from 199 to 704 million squid with the M value of 0.03–0.10 during 2000–2005. The proportional escapement (M = 0.03–0.10) for different fishing seasons over the time period of 2000–2005 ranged from 15.3% (in 2000) to 69.9% (in 2001), with an average of 37.18%, which was close to the management target of 40%. Thus, the current fishing mortality of the squid jigging fishery was considered to be sustainable. We inferred its annual maximum allowable catch ranging from 80,000 to 100,000 t. This study suggests that the modified depletion model provides an alternative method for assessing short-lived species such as O. bartramii.