基于GAM模型研究时空及环境因子对南太平洋长鳍金枪鱼渔场的影响

长鳍金枪鱼Thunnus alalung是南太平洋金枪鱼延绳钓渔业的主要捕获鱼种之一,为了开展对南太平洋长鳍金枪鱼渔场时空分布及其与海洋环境关系的研究,根据2009—2012年南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓生产统计数据及遥感获取的海表温度(SST)、叶绿素a浓度(Chl-a)和海面高度距平(SSHA)等环境数据,利用广义可加模型(GAM)分析了长鳍金枪鱼渔场分布及与时空、环境因子的关系。结果表明:GAM模型对长鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)总偏差解释率为11.34%,其中贡献最大的为时间(周),贡献率为6.35%;该渔场全年均可作业,5—7月CPUE值高于1—3月和10—12月,其中5月中旬—7月下旬为鱼汛盛期;长鳍金枪鱼渔场主要分布在10°S³0°S、162°E30°S、162°E¹74°E的海域范围内;中心渔场最适SST范围为26.0174°E的海域范围内;中心渔场最适SST范围为26.0²9.5℃,最适Chl-a浓度范围为0.0229.5℃,最适Chl-a浓度范围为0.02⁰.05 mg/m0.05 mg/m³,最适SSHA范围为03,最适SSHA范围为0²0 cm。研究表明,影响渔场的因子按重要性从大到小依次为时间(周)、纬度、SST、经度、SSHA和Chl-a。     

基于全卷积网络的南太平洋长鳍金枪鱼渔场预报模型

长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)为南太平洋延绳钓的主要目标鱼种之一,精确预报其渔场对于提高捕捞效率和优化渔业资源管理具有重要意义。本研究依据2000-2015年南太平洋长鳍金枪鱼的延绳钓数据、渔场时空数据以及海表温度、叶绿素a浓度和海面高度3种环境因子,采用全卷积网络构建了一种以月为单位、空间分辨率为5°×5°的渔场预报模型。本研究提出三维独热编码技术将各月环境数据映射到三维矩阵的不同层上,并设计2种卷积结构和3种全卷积网络模型,利用2015年数据对研究模型进行验证,最佳模型总精准率达到72.0%。结果表明,全卷积网络在一定程度上解决了传统渔场预报方法在处理高维复杂海洋数据时准确率偏低的问题,为渔场预报提供了一种新方法。     

南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔场与海水表层温度的关系分析

依据南太平洋长鳍金枪鱼Thunnus alalunga渔获量和海水表层温度等环境数据,研究了延绳钓长鳍金枪鱼渔获量的分布及渔场区海水表层温度(SST)的统计特征。结果表明:长鳍金枪鱼渔场分布具有纬向分布特征,主要分布于10°S两侧和25～30°S之间的西南太平洋海域;长鳍金枪鱼渔场区平均SST为25.8℃,中位数为27.0℃,多数渔场区平均海水表层温度为22～29℃;渔场区海水表层温度数据分布偏向高温区,产量数据分布为正偏;平均CPUE和平均产量分布变化一致,温度为17～18℃的海域渔场平均CPUE和平均产量最高;不同温度下总渔获量分布呈双峰型,分别为20℃和29℃附近海域;捕捞群体在高温海域(≥24℃)和低温海域(<24℃)有所不同,高温海域长鳍金枪鱼的个体相对较大;时间序列分析表明,长鳍金枪鱼CPUE同南方涛动指数具有相关性。     

南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔场与海水表层温度的关系分析

依据南太平洋长鳍金枪鱼Thunnus alalunga渔获量和海水表层温度等环境数据,研究了延绳钓长鳍金枪鱼渔获量的分布及渔场区海水表层温度(SST)的统计特征。结果表明:长鳍金枪鱼渔场分布具有纬向分布特征,主要分布于10°S两侧和25～30°S之间的西南太平洋海域;长鳍金枪鱼渔场区平均SST为25.8℃,中位数为27.0℃,多数渔场区平均海水表层温度为22～29℃;渔场区海水表层温度数据分布偏向高温区,产量数据分布为正偏;平均CPUE和平均产量分布变化一致,温度为17～18℃的海域渔场平均CPUE和平均产量最高;不同温度下总渔获量分布呈双峰型,分别为20℃和29℃附近海域;捕捞群体在高温海域(≥24℃)和低温海域(<24℃)有所不同,高温海域长鳍金枪鱼的个体相对较大;时间序列分析表明,长鳍金枪鱼CPUE同南方涛动指数具有相关性。     

南太平洋长鳍金枪鱼管理策略及中国的对策

南太平洋长鳍金枪鱼是我国金枪鱼延绳钓的主要捕捞种类,也是中西部太平洋海域重要的温带金枪鱼物种。2019年中西部太平洋海域南太平洋长鳍金枪鱼总渔获量为85 050 t,其中96%的渔获量由延绳钓渔船捕捞,我国延绳钓船队捕捞量占了三分之一,为该海域南太平洋长鳍金枪鱼捕捞第一大国。中西部太平洋渔业委员会(WCPFC)于2005年首次通过了南太平洋长鳍金枪鱼管理措施,旨在限制公约区20°S以南的捕捞努力量。通过分析南太平洋长鳍金枪鱼管理路线图和新修订的南太平洋长鳍金枪鱼养护管理措施,建议废除南太平洋长鳍金枪鱼管理措施中关于我国在20°S以南作业船数为70艘的限制,拓展作业海域,积极与太平洋岛国开展长期租赁安排入渔机制。探讨了南太平洋岛国提出的基于专属经济区的渔业管理制度对中国南太平洋长鳍金枪鱼渔业的影响,为中国南太平洋长鳍金枪鱼渔业今后的调整方向及应对策略提供科学参考。     

南太平洋所罗门群岛海域长鳍金枪鱼的生物学特征

根据2011年8-9月南太平洋所罗门群岛海域长鳍金枪鱼资源调查数据,对捕获的长鳍金枪鱼群体组成、性比、性腺成熟度、摄食等生物学特性进行了分析。结果表明：（1）南太平洋延绳钓渔业捕获的长鳍金枪鱼个体较大,叉长为77.5～112.9 cm,优势叉长为93～103 cm（67.2%）,平均叉长97.6 cm,雌性与雄性个体大小存在显著差异（P〈0.05）;（2）体重（W,kg）与叉长（FL,cm）关系分别为：W=4×10-5FL2.829（9总体）,W=10^-4FL2.565（9雄性）,W=6×10^-5FL2.764（7雌性）;（3）雌、雄性别比为1：1.94,成熟期雌性个体性以Ⅴ、Ⅵ期为主（94.4%）,雄性个体以Ⅲ、Ⅳ期为主（65.7%）。推测南太平洋长鳍金枪鱼在调查海域及调查期间存在产卵行为;（4）长鳍金枪鱼在繁殖期间摄食水平较低,摄食等级以0、1级为主（81.1%）,其中空胃率占56.6%。平均饱满度指数较低,且与个体大小无关（P〉0.05）。     

异常气候下温跃层及时空因子对中西太平洋黄鳍金枪鱼渔场分布的影响

为研究气候变化对渔业资源的影响,采用2008—2017年全球海洋Argo网格数据集（BOA_Argo）和同期商业渔船渔捞日志数据,分析了拉尼娜和厄尔尼诺年中西太平洋黄鳍金枪鱼围网主要作业渔场温跃层的时空变化特征,结合GAM（generalized additive model）对影响黄鳍金枪鱼渔场的变量进行分析。结果表明,拉尼娜年,单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)随温跃层上界温度的高值区向西收缩而西移,最西至145°E;厄尔尼诺年,东移至165°E以东。拉尼娜年较正常年份,赤道太平洋东、西侧温跃层的上界深度差拉大,80~130 m上界深度值偏西。温跃层强度整体上呈现西弱东强,温跃层厚度以15°N和15°S为轴线,分别存在一个较厚的带状分布结构,CPUE分布在厚度值120~200 m之间。温跃层上界温度为27.5～29.5 ℃、强度为0.08～0.13 ℃·m^-1时,CPUE分布密集,温跃层参数中上界温度对CPUE分布的影响最大。且厄尔尼诺年CPUE的东移和拉尼娜年CPUE的西移随渔场所在温跃层的最适参数值而移动。时间因子中年份对CPUE的影响是波动性的,拉尼娜年对CPUE的影响更密切。资源丰度较高海域在5°N—5°S,150°E—175°E。综上所述,异常气候导致的温跃层变化对于CPUE具有显著影响。     

南太平洋公海长鳍金枪鱼延绳钓钓捕技术及生产分析

根据2009年7-9月南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓探捕数据,对南太平洋长鳍金枪鱼的钓捕技术、南太平洋的海上环境、渔获组成和长鳍金枪鱼的的生物特征进行了分析,对影响渔获产量的因素、渔获冷藏加工、渔获销售相关情况进行了总结,针对生产实际存在的问题提出了建议,以期为今后在该区域长鳍金枪鱼生产提供参考。     

中西太平洋长鳍金枪鱼渔场与海温的关系

长鳍金枪鱼渔业是我国远洋渔业的重要发展对象,根据2008至2010年中西太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔业数据和海表温度(SST)数据,研究了长鳍金枪鱼(ALB)渔获量和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的主要分布区域及其海表温度特征。结果表明:以尾数统计时,长鳍金枪鱼渔场主要分布纬度位置为15°~40°N和10°~45°S,该区域渔获尾数占总渔获80%以上。高CPUE渔区主要位于25°~40°N和10°~40°S,其南北分布与季节有一定关系,北半球冬季时多分布于北太平洋,夏季时多分布于南太平洋。2008-2010三年间渔业资源丰度分布状况基本一致,2009年在北太平洋以及2010年在南太平洋的高CPUE渔区数相比另两年减幅较大。北太平洋主要渔场表层水温为16~22℃,南太平洋主要渔场表层水温为16~24℃及26℃左右的海域。     

所罗门群岛海域长鳍金枪鱼的垂直分布与环境因子的关系

根据2010年8-11月在中西太平洋所罗门群岛海域金枪鱼延绳钓作业,研究了长鳍金枪鱼的垂直分布与环境因子的关系。结果表明,在所罗门群岛海域,长鳍金枪鱼的最适水层为130．00～160．00m,最适水温范围为22．00～24．00℃．最适盐度范围为35．70～35．80;长鳍金枪鱼活动较频繁的水层范围为130．00-190．00m,水温范围为20．00-26．00℃,盐度段为35．60～35．90。     

中西太平洋金枪鱼围网的黄鳍金枪鱼CPUE时空分布及其与环境因子的关系

基于1998—2007年中西太平洋黄鳍金枪鱼Thunnus albacares围网生产统计数据及遥感获取的叶绿素a浓度、海表温度和海面高度等环境数据,应用GAM模型对黄鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)进行了标准化处理,并逐步回归分析了CPUE与各因子的差异显著性,然后利用渔业地理信息软件Marine Explorer 4.0对标准化后的黄鳍金枪鱼CPUE的空间分布与环境因子进行了叠加分析。结果表明:时空因子(年份、月份、经度和纬度)和环境因子(海表温度、海面高度和叶绿素a浓度)对黄鳍金枪鱼CPUE均有显著影响(P<0.05),其中纬度对CPUE的影响最显著,其次为经度、叶绿素a、海表温度、海面高度、年份和月份;1998—2007年,中西太平洋黄鳍金枪鱼年均CPUE最大值(2.43 t/d)出现在1999年,月均最大值(2.36 t/d)出现在10月份,黄鳍金枪鱼资源丰度较高的海域出现在10°S、155°W,5°S、155°W¹70°W,5°S、140°E170°W,5°S、140°E¹75°E和5°N、165°E175°E和5°N、165°E¹70°E四点连线之内;黄鳍金枪鱼适宜生存的环境条件分别为叶绿素a浓度0.152170°E四点连线之内;黄鳍金枪鱼适宜生存的环境条件分别为叶绿素a浓度0.152⁰.168 mg/m3、海表温度28.450.168 mg/m3、海表温度28.45²8.84℃、海面高度为70.0028.84℃、海面高度为70.00⁷7.04 cm。     

大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系

为了解大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)渔场适宜的温跃层参数分布区间,采用Argo浮标水温信息和大西洋金枪鱼会委员(International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas ICCAT)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔获数据,绘制了大西洋中部月平均温跃层特征参数和月平均单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort CPUE)的空间叠加图,用于分析大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场时空分布和温跃层特征参数关系。分析结果表明:大西洋中部温跃层上界深度、温度具有明显的季节性变化,而温跃层下界深度、温度没有明显的季节变化特征。空间叠加图显示,1-6月份在赤道地区中心渔场主要分布在温跃层上界深度为20-60 m之间。7-9月份在60-80 m,同期在纳米比亚外海,中心渔场区域温跃层上界深度超过100 m。10-12月份,中心渔场区域温跃层上界深度下降到60 m左右。全年在赤道区域,中心渔场CPUE主要分布在温跃层上界温度26-29 ℃,低于24℃区域渔获率很低;温跃层下界深度在160-250 m,集中在230 m;温跃层下界温度在12-14 ℃之间,在此区间外CPUE值都比较低。7-11月份,在纳米比亚外海的中心渔场区域上界温度会低至20 ℃,下界深度分布在140-160 m,下界温度在14-15 ℃左右。数值计算得出大西洋中部黄鳍金枪鱼适宜的温跃层上界温度是26-28.9 ℃;适宜的温跃层下界温度和深度分别是12-14.9 ℃和150-249 m,而上界深度和中心渔场CPUE关系不明显。研究得出大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场温跃层各特征参数的适宜分布区间及季节变化特征,为延绳钓黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论参考。     

运用生物量动态模型评估印度洋长鳍金枪鱼资源

生物量动态模型因所需数据量少、结构较为简单,是常用的渔业资源评估模型。多年来,这类模型一直被用于评估大西洋和印度洋的金枪鱼鱼类资源。然而,这些评估均未考虑模型的重要结构即剩余产量模式和模型拟合标准对资源评估结果的影响。运用典型的非平衡生物量动态模型-ASPIC模型,以渔获量和标准化CPUE为主要数据,评估印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)资源,重点比较FOX与LOGSITIC两种剩余产量模式、最小残差平方和(SSE)与最小残差绝对值和(LAV)对资源评估的影响。结果显示,剩余产量模式和拟合标准的选用对渔业管理生物学参考点估计(包括MSY、FMSY、BMSY)有明显影响,且总体而言,前者的影响更大;但在资源开发状态的定性判断上(即过度捕捞与否),上述选用未有明显影响。研究表明,在生物量动态产量模型运用中,应根据鱼种和渔业特点,考虑剩余产量模式和模型拟合标准这两个不确定性因素。     

印度洋中南部长鳍金枪鱼生物学特性的研究

根据2008年9月—2009年4月印度洋中南部金枪鱼延绳钓渔场所捕获的长鳍金枪鱼Thunnus alalun-ga数据,对该鱼种的生物学特征进行了分析。结果表明：1）叉长为74~120 cm,优势叉长为105~110cm,约占总数的47.8%,平均叉长为（107.2±4.99）cm。2）长鳍金枪鱼叉长（LF,cm）与加工后重（WD,kg）的关系可表达为WD=1.7146×10-5LF3.0197（总体）,WDM=7×10-5L2F.M7229（雄性）,WDF=2×10-6L3F.F5354（雌性）。3）调查期间,长鳍金枪鱼性腺成熟度以Ⅳ级为主,约占总数的43.1%。4）当长鳍金枪鱼叉长小于100 cm时,摄食等级以0级和2级为主;当叉长为100~120 cm时,空胃率达39%以上,且随叉长的增长而递增。当叉长为91~110 cm时,摄食饱满指数随叉长增长而上升;当叉长为111~120 cm时,饱满指数随叉长递增而降低。     

印度洋中南部长鳍金枪鱼生物学特性的研究

根据2008年9月—2009年4月印度洋中南部金枪鱼延绳钓渔场所捕获的长鳍金枪鱼Thunnus alalun-ga数据,对该鱼种的生物学特征进行了分析。结果表明:1)叉长为74¹20 cm,优势叉长为105120 cm,优势叉长为105¹10cm,约占总数的47.8%,平均叉长为(107.2±4.99)cm。2)长鳍金枪鱼叉长(LF,cm)与加工后重(WD,kg)的关系可表达为WD=1.7146×10-5LF3.0197(总体),WDM=7×10-5L2F.M7229(雄性),WDF=2×10-6L3F.F5354(雌性)。3)调查期间,长鳍金枪鱼性腺成熟度以Ⅳ级为主,约占总数的43.1%。4)当长鳍金枪鱼叉长小于100 cm时,摄食等级以0级和2级为主;当叉长为100110cm,约占总数的47.8%,平均叉长为(107.2±4.99)cm。2)长鳍金枪鱼叉长(LF,cm)与加工后重(WD,kg)的关系可表达为WD=1.7146×10-5LF3.0197(总体),WDM=7×10-5L2F.M7229(雄性),WDF=2×10-6L3F.F5354(雌性)。3)调查期间,长鳍金枪鱼性腺成熟度以Ⅳ级为主,约占总数的43.1%。4)当长鳍金枪鱼叉长小于100 cm时,摄食等级以0级和2级为主;当叉长为100¹20 cm时,空胃率达39%以上,且随叉长的增长而递增。当叉长为91120 cm时,空胃率达39%以上,且随叉长的增长而递增。当叉长为91¹10 cm时,摄食饱满指数随叉长增长而上升;当叉长为111110 cm时,摄食饱满指数随叉长增长而上升;当叉长为111¹20 cm时,饱满指数随叉长递增而降低。     

印度洋长鳍金枪鱼栖息地指数模型的构建与验证

长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)因其经济价值、分布广泛,成为世界各国海洋渔业的主要捕捞对象之一。对长鳍金枪鱼进行渔场预报研究,可以提高捕捞效率和渔获产量,为渔业生产提供科学依据。选取了2006—2014年印度洋长鳍金枪鱼的生产数据,结合海洋表层的温度、盐度和叶绿素a浓度等3个环境因子,运用一元非线性指数模型按月份建立了各环境因子的印度洋长鳍金枪鱼单因子栖息地适应性指数(suitability index, SI)后,采用算术平均法获得综合栖息地适应性指数模型(habitat suitability index, HSI),并根据2016年印度洋渔业生产数据及相应海洋环境资料,基于地理信息系统(geographic information system,GIS)软件——ArcGIS对栖息地指数模型进行验证。研究表明该模型对渔场预报准确率约为90.56%,各HSI等级下平均预报准确率为87.46%,对于HSI等级4和5(I_(HSI)0.5)等较高HSI值渔区所代表的中心渔场,其平均准确率为71.82%,考虑到I_(HSI)0.5的产量平均比重达69.35%这一事实,说明所建立的HSI模型对印度洋长鳍金枪鱼具有较好的预报效果。     

所罗门群岛海域长鳍金枪鱼繁殖生物学初步研究

根据2012年9-12月所罗门群岛海域采集的307尾长鳍金枪鱼样本,分析其性别比、性腺成熟度和性腺指数等繁殖生物学参数。结果表明：繁殖群体总性别比和性成熟个体性别比均不符合1：1（P〈0．05）,雄性个体比例大于雌性,性别比在产卵期间出现一定波动,但普遍小于1：1。性别比与个体大小密切相关,雄性比例随叉长增长而降低。性成熟度分析表明,产卵期间性成熟个体比例达到70％以上,其中存在大量的产卵后群体,未成熟比例较低。雌性不同性成熟度大小差异明显（P〈0．05）,但雄性并不明显（P〉0．05）。相同性成熟度雄性个体平均叉长均大于雌性,但并没有体现出一致的变化。雌、雄个体初次性成熟叉长分别为84．88cm和85．61cm。性腺指数（Gsi）在各性成熟度和叉长组间存在显著差异（P〈0．05）,雌性GSI大于1．2几乎全部为成熟个体,尤其GSI大于2普遍为即将产卵（V期）和产卵后（Ⅵ期）群体;雄性个体GSI普遍小于2,各叉长组雌性GSI普遍高于雄性,这表明雌性性腺发育较快。而调查期间9月GSI均值明显高于其他3月（P〈0．05）,综合分析认为该海域长鳍金枪鱼9—10月达到产卵高峰期。     

印度洋长鳍金枪鱼CPUE权重配置对资源状态指标的影响

单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE)权重问题对于渔业资源评估而言至关重要。本研究使用印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的渔业独立和非独立数据,构建了年龄结构资源评估模型(ASAP)。利用评估模型估算得出的参数,使用年龄结构种群模拟器(age based population simulator, PopSim)模拟“真实”的资源种群动态以及相应的捕捞动态。针对不同序列的CPUE数据赋予不同的权重因子,同时考虑种群关键参数(自然死亡系数M和陡度h)的错误设置,进行敏感性分析,阐述CPUE权重的错误设置对评估结果的影响。结果表明,当估算模型中的M和h被正确指定或被低估时,若给具有较高准确性或较长时间序列的CPUE分配更多的权重,模型估算的捕捞死亡系数F和产卵亲体生物量B具有较小的相对误差(RE)和相对均方根误差(RMSE),即估算更为准确。同时,对不确定性较高的CPUE赋予更大的权重会使F_last/F_start的估计值过高,而B_last/B_start     

库克群岛海域海洋环境因子对黄鳍金枪鱼渔获率的影响

为了提高延绳钓渔业中黄鳍金枪鱼(Thunnus albacrares)的渔获率并减少其他非目标种类的兼捕率,根据2013年9月8日至12月31日在库克群岛海域(9°S~19°S,157°W~168°W)延绳钓渔业调查数据,包括钓钩深度、温度、叶绿素a浓度、三维海流、作业参数、渔获统计等数据,利用DPS软件采用多元线性逐步回归的方法建立钓钩拟合深度计算模型,采用统计和谱系聚类的方法分析黄鳍金枪鱼渔获率与海洋环境因子的关系。结果表明:库克群岛海域黄鳍金枪鱼渔获率较高的水层、温度、叶绿素a浓度以及东西方向、南北方向、垂直方向、水平方向的海流流速分别为120~160 m、21~22℃、0.32~0.36μg/L和0.40~0.44μg/L、-0.20~-0.10 m/s和0~0.20 m/s、-0.10~0.20 m/s、-0.10~0.06 m/s和0.02~0.06 m/s、0.20~0.30m/s。建议在该海域作业并以黄鳍金枪鱼为目标鱼种时,在渔获率较高的水层、温度、叶绿素a浓度和海流范围内可增加钓钩投放数量。     

基于GAM模型的天津海域鱼类资源和环境因子关系的初步研究

根据2013、2014年5、8、10月6个航次的渔业资源及环境因子调查结果,分析了天津海域鱼类资源的种类组成及生物量,同时利用GAM模型,对天津海域鱼类资源生物量与环境因子之间的关系进行了分析研究。天津海域共采集到鱼类7目17科26种,其中鲈形目种类最多;鱼类资源平均生物量为3.37 kg/h,与1983年天津市海岸带和海涂资源综合调查结果相比,资源量降低了90.39%。8月航次的鱼类资源生物量最大,其次为10月航次,5月航次最小。本研究选取了月份、水温、盐度等11个环境因子,GAM分析结果表明,对鱼类生物量影响较大的4个因子为温度、仔稚鱼密度、盐度和经度,水温、仔稚鱼密度和盐度对鱼类资源生物量影响均显著,经度在p0.1的水平上显著,模型的累计偏差解释率为44.2%。根据AIC准则,包含上述4个变量的广义加性模型为最佳模型。各预测变量的相对重要性依次为盐度温度仔稚鱼密度经度。