多目标渔业资源科学调查的分层方案设计优化

渔业资源科学调查常用于收集高质量的生物学和生态学数据以进行渔业资源评估与管理。渔业资源调查设计优化十分必要,其有助于在经济有效的采样努力量下提高调查估计量的精度。对于估计单鱼种资源量指数和物种多样性指数为主的多目标渔业资源调查设计,本研究应用模拟方法评价和优化了分层随机采样设计的分层方案。在不同月份,对于不同调查目标,分别比较了不同分层方案设计的表现。对于大多数指标,与简单随机采样设计相比,分层方案设计可以提高调查估计量的精度。目前采用的具有5层的分层随机采样设计表现最好。通过分层方案设计可以补偿由于采样努力量降低造成的估计量精度的下降,采样努力量的减少有助于降低调查成本、减轻调查拖网对于种群数量较低鱼种的不利影响。本研究表明对于不同的调查目标,最优化的分层方案设计不同。调查后分析有助于改善渔业资源调查的分层方案设计。     

渔业资源调查采样设计优化研究进展

渔业资源调查是指利用一定的采样设计,对渔业种群进行空间布点采样,以获取研究区域内鱼类时空分布以及生物学和生态学信息。但是大量的研究表明,不同的鱼类分布适合不同的采样设计,需要根据鱼类的分布特点和调查目标(种群丰度等)优化采样设计,保证数据的准确性和精度。近年来,相关的研究有很多,涉及不同采样设计的比较和应用以及影响数据质量因素的探究。作者着重介绍了定点采样、传统方法、适应性方法和基于地理统计学方法,叙述了计算机模拟及重采样技术在采样设计优化中的应用以及相对偏差、相对估计误差、设计效果和变异系数等评价采样设计性能的指标,同时对采样设计中需要注意的问题进行介绍,最后进行了总结并对未来的研究工作进行展望。     

东北大西洋北海渔场鱼类群落结构年际变化研究

根据2001-2015年东北大西洋北海渔场进行的国际底拖网调查渔获数据，采用生物多样性指数和多元统计分析研究该海域群落结构的年际变化，并利用格局转变贯序t检验的方法研究鱼类种群的转变规律，结合环境因素与捕捞因素分析群落结构变化的原因。结果显示:2001-2015年北海渔场共出现280种渔业资源，其中鱼类有222种，资源丰度波动较大；物种多样性整体呈上升趋势。聚类分析和非度量多维标度排序分析表明，研究期间大致分为2001-2003年、2004-2011年和2012-2015年3个阶段。大西洋鲱分别在2004年和2014年种群结构发生格局转变，格局转变指数（RSI）分别为-0.45和0.41；黑线鳕在2003年和2012年格局发生转变，RSI值分别为-0.58和-0.66；黍鲱在2014年格局发生转变，RSI值为2。通过对环境因素与捕捞因素的分析发现，北海渔场群落格局第一次发生转变主要受捕捞因素影响，第二次发生转变主要受环境因素影响。     

黄骅港海域渔业资源结构特征研究

根据2014年5月(春)、10月(秋)2个航次在渤海湾黄骅港海域开展的渔业资源底拖网调查数据,利用相对优势度指数、聚类分析、非度量多维标度分析(NMDS)和ABC曲线等方法,对该海域渔业资源的种类组成、优势种和平均资源密度等群落结构特征进行了分析。结果显示,两次调查共捕获渔业资源48种,主要由26种鱼类、18种甲壳类和4种头足类组成。春季优势种主要为口虾蛄等甲壳类,秋季虾虎鱼类的优势度较高。春季该海域渔业资源的平均资源密度为13.16 kg/h,秋季平均资源密度为14.87 kg/h,渔业资源空间分布不均匀。与春季相比,秋季渔业资源的生物多样性较高,秋季群落结构受干扰程度也较高。本研究揭示了黄骅港海域渔业资源的结构特征,可为渔业资源的修复和养护提供理论依据,为港口工程的建设提供科学支撑。     

山东半岛南部近岸海域渔业资源群落结构的季节变化

根据2006年夏、冬季和2007年春、秋季在山东半岛南部近岸海域进行的渔业资源底拖网调杏资料,初步分析了该海域渔业资源群落结构特征.结果表明,该海域4个航次的调查共捕获渔业资源种类72种.2006年夏、冬,2007年春、秋4个航次的单化网次渔获量分别为18.1、6.9、1.3、10.3 kg/h.生物量的季节变化,依次呈夏季>冬季>秋季>春季.优势种类主要为赤鼻棱鲲(Thryssa kammalensis)、长蛇鲻(Saurida elongate)、方氏云鳚(Enedrias fangi)及口虾蛄(Oratosquilla orato-ria)、剑尖枪乌贼(Loligo edulis)、鹰爪虾(Rachypenaeus curvirostris)等.根据4个航次的调查数据,分别计算了渔业生物群落的种类丰度指数R、Shannon-Wiener多样性指数H'、Pielou均匀度指数J'.通过聚类分析、单因子相似性分析(ANOSIM)、相似性百分比分析(SIMPER),以及对该海域游泳动物资源结构现状与历史调查数据对比分析表明,该海域渔业资源群落结构存在衰退现象.本研究为山东半岛南部海域渔业生物多样性保护和资源管理提供了参考依据.     

底拖网渔具的采样设计对三疣梭子蟹资源量指数估算的影响

在渔业资源调查中，采样方案直接影响资源量估算的准确性，对采样方案进行优化可以提高调查数据的质量。基于2007年使用单拖网渔船在长江口——杭州湾及其邻近海域调查获得的数据，模拟出该海域三疣梭子蟹的资源数量及各季节的分布情况，作为“真值”，模拟计算不同采样方案调查获得的三疣梭子蟹资源量并与“真值”进行比较，评估不同方案的采样效果。本文利用计算机模拟了定点采样、简单随机采样、分层定点采样和分层随机采样四种采样方法，其中，定点采样和简单随机采样分别设置了9个、16个和24个采样站位，分层定点采样和分层随机采样设置了16个采样站位。三疣梭子蟹对拖网渔具的反应距离受年龄、季节和底质等条件的影响，因此，设置了1.5m，3m和5m三种反应距离。结果表明：分层采样设计优于不分层采样，简单随机采样优于定点采样。模拟结果的准确度随着采样站位数量的增加而提高，例如，定点采样方案中，9个站位时相对估算误差（REE）的最大值为163.43%，最小值为49.40%，而24个站位时REE的最大值和最小值分别是38.62%和4.15%。随着反应距离的增加，REE值和相对偏差的绝对值（RAB）逐渐降低。三疣梭子蟹的资源密集区和资源密度方差大的季节对模拟结果具有显著影响，因此，掌握该区域的资源密度情况或者进行预调查都能使采样设计方案更加合理。本研究可为底拖网渔具对三疣梭子蟹及其他物种的采样设计提供参考。     

太湖钩虾种群时空分布特征及与环境因子关系分析

在对太湖湖滨带钩虾种群空间分布前期调查的基础上,于2013年4月、8月和11月对太湖底栖动物钩虾种群的分布和水质情况进行了调研。钩虾种群密度在太湖水域空间上表现出明显的差异性,其高值区域出现在太湖的西北部,且随季节变化较大,其中,冬季钩虾种群密度最高。通过主成分分析(PCA)筛选出影响太湖水质的主要指标为氮和磷(方差解释率为52.2%),相关分析表明钩虾种群密度对数值与第一主成分氮和磷呈正相关,而与第二主成分透明度呈负相关。研究表明钩虾种群空间分布的差异与氮磷水平关系最密切,其次是透明度。     

基于长度贝叶斯生物量估算法的北部湾带鱼资源评估

带鱼是南海西北部北部湾主要经济鱼类种群之一,估算其种群参数和评估其资源状况对北部湾渔业资源管理具有重要意义.本文利用2006-2016年北部湾带鱼(Trichiurus haumela)的生物学数据,通过长度贝叶斯生物量估算法(Length-based Bayesian Biomass Estimation Metho...     

昼夜垂直移动对黄海中南部小黄鱼可捕系数的影响

鱼类的昼夜垂直移动是影响渔业资源调查可捕系数的重要因素之一，对调查获得的各种渔获物资源量指数（abundance index，AI）进行校正，对优化估计物种的空间分布和资源量估算有重要作用。本文以黄海中南部小黄鱼为例，利用2006-2009年和2011年黄海秋季底拖网渔业资源调查数据，应用地理统计二阶广义线性混合模型，量化了昼夜时段对黄海中南部小黄鱼AI的影响。不同昼夜时段对AI的随机效应系数表明，在黄海中南部秋季渔业资源调查中，底拖网对小黄鱼的可捕系数存在明显的昼夜变化:在午夜23点到凌晨3点间，可捕系数最低；凌晨3点后，可捕系数逐渐增大，直至9点达到峰值；在中午10点至下午16点，可捕系数小幅度降低后保持相对稳定，随后急剧下降；傍晚19点以后，可捕系数处于相对较低水平，直至午夜23点后降至最低水平。本研究通过地理统计二阶广义线性混合模型，去除了昼夜垂直移动对小黄鱼可捕系数的影响，预测的小黄鱼空间密度分布与其AI实际观测值以及渔场空间格局基本一致。另外，模型估计的2006-2009年和2011年秋季黄海中南部小黄鱼的总资源量指数相对扫海面积法的估计值精确度更高，且其变动趋势与黄海中南部沿岸两省（山东和江苏）小黄鱼次年总渔获量的变动情况一致。     

葫芦岛沿岸海域渔业资源群落结构与时空分布特征

根据2019年4、5、8和10月在葫芦岛沿岸海域获取的4个航次的渔业资源调查数据,研究了葫芦岛沿岸海域渔业资源的群落结构和资源丰度的时空分布特征。结果表明：2019年调查共获得渔业资源种类42种,其中鱼类隶属于5目13科共21种,均属于硬骨鱼类,头足类4种,甲壳类17种。渔业资源优势种为矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)、短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)和口虾蛄(Oratosquilla oratoria)。全年渔业资源多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和物种丰富度指数(D)平均值分别为1.96、0.62和1.01,多样性指数以10月最高,其次为5月和4月,8月最低。调查海域渔获种类组成主要为虾类和鱼类,头足类和蟹类所占比例较小。渔业资源丰度月变化明显,8月最大为27 772 g/h,其次10月为7 856 g/h, 4月和5月最小,分别为1 164 g/h和1 542 g/h。渔业资源丰度随月份不同呈现不同的空间变化,从春季到秋季,资源丰度高值呈现由北部沿岸向南部移动的特点。本研究旨在为葫芦岛近岸水域渔业资源的合理开发和保护提供科学...     

采样频次对渔业资源调查物种丰富度估计的影响

合理的调查采样设计可有效降低调查成本、获取高质量的调查数据。为深入理解采样频次对渔业生物物种丰富度估计的影响,本文基于2009—2010年胶州湾近岸水域逐月张网的渔业调查数据,采用计算机模拟重抽样方法,比较了简单随机抽样和两种分层随机抽样方案下不同采样频次在物种丰富度估计方面的表现。研究表明,三种采样方案下的物种丰富度的相对估计误差(REE)和相对偏差(RB)绝对值均随采样频次的增加而降低;简单随机抽样的REE值和RB值的绝对值略高于分层随机抽样;物种丰富度探测率达到90%、80%和70%时分别需要进行10、8和6次调查。对于胶州湾等温带半封闭海湾渔业生物多样性的调查,调查频次应尽可能覆盖全年以保证调查数据的代表性。     

Performance evaluation of fixed-station sampling design for a fishery-independent survey with multiple objectives

Fixed-station sampling design was widely used in fishery-independent surveys because of its characteristics of convenient sampling station setting, but the non-probabilistic(fixed) nature made it more uncertainty of drawing inferences on population. The performance of fixed-station sampling design for multispecies survey has not been evaluated, and we are uncertain if the design could detect the temporal trends of different populations in multispecies fishery-independent survey. In this study, s...     

长江口中华鲟保护区海洋环境监测浮标站点的优化设计

长江口是众多洄游性鱼类重要的栖息场所,其复杂的环境条件影响着该水域水生生物的生长和繁殖过程。海洋环境监测浮标能够对诸多环境要素进行长期、连续、实时和大范围的监测,是现代海洋环境自动观测系统中的重要组成部分。为在长江口中华鲟自然保护区及其邻近水域组建合理有效的浮标监测网络,本研究基于海上实测调查数据,使用普通克里金法模拟了多种环境要素的空间分布,在此基础上比较了分层随机采样设计中不同分层方案和站点数量变化对监测效果的影响,结果显示:(1)盐度要素在层数为3的分层随机采样方法中采样精度更高,水温、溶解氧和化学需氧量要素在层数为2的采样设计中采样效果更好;(2)站点数越多,相对误差越集中并趋向于0,并当站点数多于30时,采样估测准确性逐渐趋于稳定;(3)各季节中,秋季盐度要素中层数为2的采样准确性更高;与其他3季以及总体相对误差结果相比,冬季化学需氧量要素的采样效果比其他3个季节要差。在今后长江口中华鲟自然保护区水域组建环境监测浮标网络时,建议采用3层的分层随机采样作为盐度监测的分层标准,且站点数量要大于50个;使用2层的分层随机采样作为其他多种水文环境要素监测的分层标准,且站点数量要大于30个。     

黄河口鱼类群落分类学多样性的研究

根据2013-2014年在黄河口水域进行的7个航次的鱼类资源底拖网调查数据，应用分类多样性指数分析了黄河口水域鱼类群落生物多样性的时空变化。黄河口鱼类主名录的平均分类差异指数△+理论平均值为75.5。2013-2014年调查中，该水域共捕获鱼类51种，隶属10目、27科、43属，以鲈形目、鲱形目和鲉形目鱼类居多。本次调查中鱼类群落分类多样性指数△和分类差异指数△*月变化范围分别为39.98~65.48和59.15~75.54，均表现为夏季月份最高，春、秋季月份次之，冬季最低。除春季月份外，其他月份鱼类平均分类差异指数△+均显著低于黄河口鱼类主名录的△+理论平均值。不同月份中平均分类差异指数△+也呈现一定的空间变化，夏、秋季月份绝大部分站位平均分类差异指数处于95%置信范围内，春、冬季月份个别站位的平均分类差异指数显著低于理论平均值，这与这些站位绝大多数种类集中在鲈形目有关。黄河口水域鱼类分类学多样性具有明显的时空变化，鱼类资源衰退，应加强该水域鱼类资源养护和多样性保护。     

Catastrophic reduction of the oyster,Tiostrea chilensis (Bivalvia: Ostreidae), in Foveaux Strait,New Zealand,due to infestation by the protistan Bonamia sp.

Between 1985 and 1992, mortality due to infestation by the protistan Bonamia sp. severely reduced the numbers of the oyster, Tiostrea chilensis in Foveaux Strait, New Zealand. In 1990, two dredge surveys gave relative estimates, and a dive survey an absolute estimate, of the size of this oyster population; this allowed us to estimate dredge efficiency precisely. This estimate was used to re‐evaluate the dredge survey of 1975–76 and relate the size of the population in 1990 to that in 1975. By 1990 the population density had declined by 67% while a dredge survey in 1992 showed that the population density had declined by 91% from 1975. A dredge survey in 1993 showed that the population had increased slightly (but not significantly) over the 1992 level. By 1992 the population had probably been reduced below 10% of the virgin level. The fishery was closed in 1993 to allow the population to rebuild. The population surveys have followed stratified random and grid pattern sampling designs and the merits of the designs and methodology are discussed.     

Rare earth elements in the phosphatic-enriched sediment of the Peru shelf

Apatite-enriched materials from the Peru shelf have been analyzed for their major oxide and rare earth element (REE) concentrations. The samples consist of (1) the fine fraction of sediment, mostly clay material, (2) phosphatic pellets and fish debris, which are dispersed throughout the fine-grained sediment, (3) tabular-shaped phosphatic crusts, which occur within the uppermost few centimeters of sediment, and (4) phosphatic nodules, which occur on the seafloor. The bulk REE concentrations of the concretions suggest that these elements are partitioned between the enclosed detrital material and the apatite fraction. Analysis of the fine-grained sediment with which the samples are associated suggested that this detrital fraction in the concretions should have shale REE values; the analysis of the fish debris suggested that the apatite fraction might have seawater values. The seawater contribution of REE's is negligible in the nodules and crust, in which the apatite occurs as a fine-grained interstitial cement. That is, the concentration of REE's and the REE patterns are predominantly a function of the amount of enclosed fine-grained sediment. By contrast, the REE pattern of the pelletal apatite suggests a seawater source and the absolute REE concentrations are relatively high. The REE/P₂O₅ ratios of the apatite fraction of these samples thus vary from approximately zero (in the case of the crust and nodules) to as much as approximately 1.2 × 10⁻³ (in the case of the pellets). The range of this ratio suggests that rather subtle variations in the depositional environment might cause a significant variation in the REE content of this authigenic fraction of the sediment.

Pelletal glauconite was also recovered from one sediment core. Its REE concentrations closely resemble those of the fish debris.     

黄海南部和东海小黄鱼资源分布差异性研究

根据2006年6月～2007年4月黄海南部和东海底拖网监测调查资料,比较分析了2个海域小黄鱼资源密度指数(CPUE)分布、环境因子特征、CPUE与环境因子相关关系的差异.研究结果表明,黄海南部和东海小黄鱼资源密度指数分布除了秋季分布有显著差异之外(t′_((33))=2.69,P=0.011),其余季节分布均无显著差异(春季:t′_((43))=1.68,P=0.104;夏季:t′_((60))=0.31,P=0.756 7;冬季:t′_((43))=1.74,P=0.089);夏季的底层盐度分布和水深分布没有明显差异,在其他季节,黄海南部和东海的底层水温、底层盐度和水深分布等环境特征的差异明显,均达到极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)水平;资源密度与环境因子回归分析和AIC模型选择中,2个海域夏季的小黄鱼资源密度受到有显著性影响的环境因子数最多,而冬季受到有显著性影响的环境因子最少.综合推断,黄海南部和东海小黄鱼具有不同空间分布特征和环境分布特征,2个海域的小黄鱼分属于不同种群,但在2个海域交界处有混栖种群.