两种GAM模型对海州湾短吻红舌鳎（Cynoglossus joyneri）资源分布预测效果的比较研究

根据2011年及2013?2018年春、秋两季在海州湾及其邻近海域进行的底拖网调查数据，研究该海域短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)的资源分布特征及其受环境因子和饵料生物的影响，并比较了两种模型(普通GAM模型和PCA-GAM模型)对其资源分布的预测效果，采用交叉验证的方法对模型的预测能力及拟合效果进行评价。结果显示:PCA-GAM模型的拟合度及预测效果均优于普通GAM模型。春、秋两季海州湾短吻红舌鳎资源丰度均呈现南高北低、近岸浅水区大于深水区的分布特征，因为海州湾南部近岸海域较高的水温利于春、秋季短吻红舌鳎产卵群体性腺发育，较低的盐度利于其鱼卵及仔鱼的生长发育，同时，近岸海域丰富的饵料资源为产卵后的亲体提供大量食物供给。分别应用两种模型预测了2018年春季和秋季短吻红舌鳎在海州湾的资源分布，结果显示，PCA-GAM模型的预测值与实际调查的结果更为吻合，预测效果要优于普通GAM模型。本研究为今后开展渔业生物空间分布的研究提供了一种新的方法。     

基于Tweedie-GAM模型研究海州湾小黄鱼资源丰度与栖息环境的关系

本研究根据2011年及2013—2016年春季和秋季在海州湾及其邻近海域进行的底拖网调查数据，结合同步采集的底层海水温度、底层海水盐度、水深、底质类型，以及脊腹褐虾(Crangon affinis)、细螯虾(Leptochela gracilis)、鳀(Engraulis japonicus)、赤鼻棱鳀(Thrissa kammalensis)等小黄鱼(Larimichthys polyactis)主要饵料生物的资源丰度数据，采用条件数κ和方差膨胀因子(VIF)度量多重共线性的程度，选取关键环境因子，再应用基于Tweedie分布的广义可加模型(GAM)研究不同季节和不同生长阶段的小黄鱼资源丰度与环境因子的关系。多重共线性的检验表明，所有初始变量之间没有显著的多重共线性，均可作为解释变量代入模型。结果表明:不同季节和生长阶段，影响小黄鱼资源分布的主要因子及其偏差解释率各不相同，各变量所对应的适宜范围也不同。例如:影响春季小黄鱼幼体资源分布的主要因子有底层海水温度、底层海水盐度、水深和脊腹褐虾的分布，其中偏差解释率最大的因子为水深(16.09%)；而影响春季成体资源分布的因子为底层海水温度、底层海水盐度、水深及脊腹褐虾和鳀的分布，其中偏差解释率最大的因子为底层海水盐度(13.56%)。本研究表明，海州湾及其邻近海域不同季节和不同生长阶段小黄鱼的资源分布与其自身的生态习性、海洋环境以及饵料生物的分布密切相关。     

基于GAM和GWR模型分析环境因子对鱼类分布的影响

多鳞鱚（Sillago sihama）是山东近海重要的渔业种类之一。本研究根据2016年秋季（10月）在山东近海开展渔业资源底拖网调查取得的数据,分析该海域多鳞鱚的空间分布特征,并运用广义可加模型（GAM）和地理加权回归（GWR）模型探究影响其分布的因素及其与环境因子的非线性和空间非平稳性关系。GAM拟合结果显示,影响秋季多鳞鱚分布的环境因子主要有水深、底层水温和底层盐度,水深的偏差解释率最大,为23.50%。GWR模型拟合结果显示,多鳞鱚分布与水深和底层水温之间存在空间非平稳性关系。水深与多鳞鱚相对资源量呈负相关关系,底层水温与多鳞鱚相对资源量呈正相关关系。赤池信息准则和决定系数（R2）指标对比结果显示,GWR模型的表现优于GAM,在渔业生态数据分析中表现出较好的发展潜力。本研究为今后开展渔业生物空间分布提供了一种新的方法。     

气候变暖对海州湾春季短蛸空间分布的潜在影响

为了解气候变暖对海州湾短蛸(Octopus ocellatus)空间分布的潜在影响,本研究基于2011年和2013—2019年春季海州湾短蛸的渔业资源和栖息环境调查数据,采用随机森林(RF)模型构建了海州湾春季短蛸的空间分布模型,并根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告中的数据,分析和预测了在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种气候变暖情景下海州湾春季短蛸资源分布区、分布重心及相对资源量的变化。研究显示,模型预测值与观测值之间的线性回归方程的斜率为0.86,截距为0.25,模型预测性能较好;模型分析表明,对短蛸空间分布影响最显著的环境因子是底层水温,其次是底层盐度、水深,影响最小的是离岸距离;在未来气候变暖的情景下,海州湾春季短蛸资源分布的高值区将进一步扩大,空间分布重心将向海州湾北部和东部迁移,相对资源量呈增长趋势。     

环境因子对海州湾及邻近海域大泷六线鱼分布影响的分析

根据2011年在海州湾及其邻近海域进行的5个航次的渔业资源和环境调查数据,分析该海域大泷六线鱼的空间分布特征及其季节变化,运用广义可加模型(GAM)研究时空因子和环境因子对其分布的影响。结果表明:海州湾及其邻近海域的大泷六线鱼主要集中分布于35.0°N~35.6°N,119.6°E~121.2°E海域;7月平均网获质量最高(4 709.19g/h),12月平均网获质量最低(66.92g/h)。大泷六线鱼的空间分布存在明显的季节变化,且主要分布于研究海域的东北部。GAM模型分析表明,底层水温是影响大泷六线鱼空间分布的主要环境因子。模型筛选出的解释变量对大泷六线鱼空间分布的影响从大到小依次为:月份、底层水温、纬度、底层盐度和经度,GAM模型的总偏差解释率为75.32%。     

珠江河口棘头梅童鱼时空分布以及影响因素的研究进展

根据2019—2020年珠江河口底拖网调查数据,结合实测环境数据和遥感环境数据,建立以资源密度为响应变量的珠江河口棘头梅童鱼的广义加性模型(generalized additive models,GAM),分析棘头梅童鱼(Collichthy lucidus)时空分布规律,筛选影响其时空分布的关键环境因子。结果表明,棘头梅童鱼主要分布在伶仃洋海域,相对于冬、春两季,秋季棘头梅童鱼向南移动。构建最佳GAM模型的变量组合为底层盐度、叶绿素a浓度、底层酸碱度和季节,该模型对资源密度的累计方差解释率为96.8%,其中叶绿素a浓度对资源密度的贡献率最高,为58.2%,季节、底层盐度、底层酸碱度对其资源密度的贡献率分别为21.1%、14.8%、2.7%。研究结果可为棘头梅童鱼资源保护提供有效的科学依据。     

山东近海枪乌贼类资源丰度的时空变动及其与环境因子的关系

枪乌贼类(主要是日本枪乌贼(Loligo japonica)和火枪乌贼(Loligo beka))是山东近海头足类中的重要经济种,它寿命短、生长快,其资源变动极易受到外界环境因素的影响。本研究根据2016—2017年山东近海渔业资源底拖网调查数据,利用广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析枪乌贼类资源丰度的时空分布特征及其与环境因子的关系。研究表明,枪乌贼类的资源丰度秋季最高、春季最低,且主要分布在山东半岛南部的海州湾产卵场附近,呈现出显著的时空变化特征。GAM分析表明,除了季节因素外,海水深度、表层温度和表层盐度对枪乌贼类的资源丰度具有明显影响;在海水表层温度16℃、表层盐度31.2～32.5和水深40 m以内的水域,枪乌贼类的资源丰度较大。本文研究结果可为研究枪乌贼类的资源变动和可持续利用提供科学依据。     

生物和非生物因子对秋季海州湾长蛇鲻栖息地适宜性的影响

根据2011年和2013?2018年秋季在海州湾及邻近海域进行的底拖网调查数据，结合同步采集的底层水温、底层盐度、水深、资源密度、饵料生物等生物和非生物因子数据，开展长蛇鲻(Saurida elongata)栖息地适宜性的相关研究。利用提升回归树(Boosted Regression Tree, BRT)模型确定各环境因子的权重，分别采用算术平均法和几何平均法建立栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index, HSI)模型，并通过交叉验证确定最优模型。结果表明:海州湾长蛇鲻在秋季最适宜栖息的底层水温范围为17.5～18℃，最适底层盐度范围为31.3～32.0，最适水深范围为24～37 m；选择其3种主要饵料生物作为生物因子，即枪乌贼(Loligo spp.)、戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)和六丝钝尾鰕虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)，与底层水温、底层盐度和水深共同作为影响因子建立HSI模型。结果显示，对长蛇鲻空间分布总偏差贡献率最高的是饵料因子，其次是水深和底层水温。通过交叉验证发现，运用算术平均算法，且赋予权重的HSI模型具有较低的赤池信息准则值(Akaike Information Criterion, AIC)。研究发现，海州湾秋季长蛇鲻的最适栖息地(HSI≥0.7)主要分布在34.5°～36°N，119°～121°E之间，其中35°～36°N海域的最适栖息地分布范围大，而且从近岸至远海，HSI指数有增加的趋势。     

海州湾中时空和环境因子对桩张网捕捞小黄鱼的影响

为研究海州湾海区小黄鱼资源的时空分布,并对桩张网的使用提供指导。根据2011—2013年海州湾典型捕捞区域4个站位桩张网小黄鱼的连续调查数据,利用广义加模型(GAM)分析小黄鱼渔获量与时空及环境因子的关系。研究表明,广义加模型可较好的解释小黄鱼时空分布与环境因子关系,模型拟合度较高(Pseudo-R2=80.2%),模型残差基本符合模型假定。对小黄鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)具有显著影响的各因子的重要性依次为:月份、位置、海水表层温度。调查3年内,小黄鱼CPUE年际间没有显著变化,但季节间,秋季CPUE明显高于春季,表明小黄鱼分布有季节性差异并受伏季休渔影响。空间因子对小黄鱼CPUE影响显著,B、C站位小黄鱼CPUE高于A、D站位。海水表层温度(SST)为5~18℃时,小黄鱼CPUE随温度升高而增加;18~25℃时,随温度升高,小黄鱼CPUE没有显著变化。研究结果表明,月份、位置和海水表面温度对海州湾小黄鱼的渔获率影响显著。本研究为提高张网捕捞效率及可持续利用小黄鱼资源提供理论参考。     

基于两种机器学习方法分析东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)时空分布

为了解东海北部海域三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)资源时空分布规律,探索更适合三疣梭子蟹资源量预测的模型方法,根据2006—2007年共四个季度在东海北部海域的底拖网调查数据,运用梯度提升回归树(gradientboostingregressiontree,GBRT)和支持向量机(supportvector machine,SVM)这两种机器学习方法,分析了三疣梭子蟹时空分布与环境因子之间的关系,同时使用方差解释率(VE)、相对均方根误差(RMSE)以及决定系数R2等指标对不同模型的拟合效果、预测性能以及稳定性等进行了比较,选择其中最佳模型对东海北部海域三疣梭子蟹资源分布进行预测。结果显示, GBRT模型的拟合效果相对优于SVM模型,两种模型的拟合结果均显示底层海水盐度(SBS)为影响三疣梭子蟹资源分布最为显著的环境因子。GBRT模型的预测性能较高且模型较为稳定,其预测结果显示夏季的资源量高于其他三个季节,且各季节所研究海域的东南部均存在一个资源分布的低值区。研究结果预期可为三疣梭子蟹资源分布及资源量预测新方法的探索和分析提供技术指导。     

基于复合模型的西南大西洋阿根廷滑柔鱼（Illex argentinus）时空分布研究

本文利用2003-2011年西南大西洋阿根廷滑柔鱼渔业数据和海洋环境数据，包括海表温度（sea surface temperature， SST），海面高度（sea surface height， SSH）和叶绿素浓度（chlorophyll a， Chl a），开发基于广义加性模型（GAM）和神经网络模型（NNM）的复合模型研究滑柔鱼资源时空分布。GAM用于选择关键影响因子，并分析与单位捕捞努力量渔获量（catch per unit effort， CPUE）的关系，NNM用于建立关键影响因子与CPUE之间的预报模型。结果表明：GAM选择的影响因子的偏差解释率为53.8%，空间变量（经度和纬度），环境变量（SST、SSH、Chl a）均匀CPUE之间存在显著相关性。CPUE与SST和SSH之间为非线性关系，与Chl a之间为线性关系。NNM模型的MSE和ARV较低，其精度高且稳定。此复合模型也能够解释解释西南大西洋阿根廷滑柔鱼时空变化趋势和迁徙模式。     

春、秋季东海大桥海上风电场水域鱼类群落结构

为探明工程建设后东海大桥风电场水域鱼类群落结构特征,作者利用等级聚类和多元统计等方法对该水域鱼类种类组成、优势种及群落结构进行分析。春、秋季共发现18种鱼类,隶属6目9科15属;鲈形目鱼类所占比例最高(50%),其中又以虾虎鱼科鱼类最高(44.4%)。春季优势种为短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和孔虾虎鱼(Trypauchen vagina),秋季优势种为棘头梅童鱼、龙头鱼(Harpadon nehereus)和凤鲚(Coilia mystus);棘头梅童鱼为春、秋季共同优势种。等级聚类和非度量多维标序排序表明,东海大桥风电场水域鱼类群落可分为春季和秋季2个组群,相似性检验(ANOSIM)显示2个组群差异极显著(R=0.851,P0.01)。生物与环境相关分析(BIOENV)表明温度和盐度是影响东海大桥风电场水域鱼类群落结构的最主要环境因子,两者结合因子与鱼类群落的相关系数为0.791。本研究发现,东海大桥风电场水域是棘头梅童鱼、凤鲚、龙头鱼等多种鱼类的育幼和索饵场所,群落结构具有典型的季节特征。     

黄河口及其邻近水域强壮箭虫密度的时空分布及其与环境因子的关系

为探究强壮箭虫（Sagitta crassa）在黄河口及其邻近水域的时空分布特征及其与生物和非生物环境等因子的关系,本文依据2013—2014年在黄河口及其邻近水域6个航次的调查数据,采用丛生指标（I）、聚块性指标（A）和负二项分布参数的倒数（C_A）等聚集指标,分析了强壮箭虫的空间分布特征;应用广义可加模型（GAM）研究了强壮箭虫密度的时空分布和环境因子的关系。结果表明,黄河口及其邻近水域强壮箭虫平均密度为21.85 ind/m3,春、秋季高,冬、夏季低;其密度的空间分布以黄河入海口附近水域为密集中心,向远岸水域逐渐降低;强壮箭虫在黄河口及其邻近水域的聚集特征随密度的变化存在两次聚集和两次扩散;水深、表层水温和浮游桡足类密度是影响其密度时空分布的主要因子,总偏差解释率为55.11%,强壮箭虫密度随水深的增加而减小,随表层水温的升高先增加后减小,随桡足类密度的增加而增加。强壮箭虫密度受黄河口及其邻近水域环境因子变动的影响,具有明显的季节变化和空间分布规律。     

山东南部近海秋季长蛇鲻相对资源量的分布及其影响因素

为探究长蛇鲻(Saurida elongate)的生态习性和分布规律,并为长蛇鲻资源的合理利用与养护提供科学依据,本文根据2016年秋季在山东南部近海进行的渔业资源与环境调查数据,分析了该海域长蛇鲻的分布特征,研究长蛇鲻成体、幼体的分布差异,并利用广义可加模型(GAM)研究其分布与生物因子和环境因子的关系。结果表明,长蛇鲻成体与幼体的分布存在差异,成体分布范围广,幼体主要分布在30 m等深线及以浅水域。GAM模型的结果表明,饵料生物、底层水温、水深和底层盐度是影响长蛇鲻相对资源量分布的主要因子。成体、幼体的分布与影响因子的关系差异极显著(P<0.01)。长蛇鲻成体的相对资源量随饵料生物和底层水温的增加表现为先上升后下降的趋势,而幼体呈现一致上升趋势;成体和幼体的相对资源量随水深增加均呈下降趋势;幼体相对资源量随底层盐度增加有明显上升趋势,而盐度对成体的影响不显著。本研究认为山东南部近海是长蛇鲻的重要栖息地,水温和盐度是成体和幼体分布差异的可能原因。     

基于RF和GAM模型的南极磷虾资源分布与环境因子关系研究

为实现南极磷虾(Euphausia superba)渔场的有效预测和高效开发。本研究基于"龙腾"号拖网渔船在南设得兰群岛和象岛周围海域2015—2019年渔捞日志的数据,应用随机森林模型(Random forest, RF)和广义可加模型(Genera-lized additive model, GAM)分析了南极磷虾单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort, CPUE)与环境因子(经纬度、表层水温、水深、离岸距离)之间的关系。RF模型分析显示:经度和纬度与南极磷虾CPUE整体上呈负相关关系;随着表层水温的升高南极磷虾的CPUE呈逐渐下降趋势;当水深小于1 000 m时,南极磷虾CPUE较高,当水深大于1 000 m时,南极磷虾CPUE与水深呈负相关关系,这表明水深对南极磷虾的分布影响显著。GAM模型分析显示:南极磷虾CPUE与经度在整体上呈极显著非线性负相关关系(P0.01);与表层水温呈极显著线性负相关关系(P0.01);与纬度、水深和离岸距离呈极显著非线性相关关系(P0.01)。综合这两种模型结果表明,南极磷虾适宜栖息于较浅海域且在不同海域对水温的适宜性不同,CPUE高值相对集中于62.5°S—63.5°S、58°W—60°W范围。相较于GAM模型,RF模型拟合效果更优(R~2=0.331 4±0.000 7,RMSE=0.248 1±0.000 2)。RF模型通过计算变量重要性并排序,选择对南极磷虾的CPUE产生影响的主导因子,在研究海洋生物资源分布中有广阔的应用前景。     

基于GAM和GLM模型的西北太平洋秋刀鱼CPUE标准化比较研究

秋刀鱼（Cololabis saira）是中国在西北太平洋海域的重要的捕捞对象之一，单位捕捞努力量渔获量（CPUE） 标准化是开展其资源评估研究的重要内容，许多统计模型被运用到CPUE标准化研究中。本文根据2003-2017年中国大陆在西北太平洋海域的秋刀鱼生产统计资料，结合卫星遥感获得的海洋环境数据如：海表面温度、海表面高度以及海温梯度等，基于广义线性模型（general linear model，GLM） 和广义加性模型（generalized additive model，GAM） 对中国大陆西北太平洋秋刀鱼渔业进行CPUE 标准化，并对两种模型的结果进行了对比分析研究。通过贝叶斯信息准则选择最佳GLM和GAM模型，使用解释偏差和5-fold交差验证来对比两个模型结果。GLM模型的最佳模型对CPUE偏差的解释率为21.57%，GAM的最佳模型对CPUE偏差的解释率为38.95%。通过5-fold交差验证分析发现，GAM模型标准化结果较优于GLM模型，因此，认为GAM模型更适合于西北太平洋秋刀鱼渔业CPUE标准化。     

基于GAM模型分析印度洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场分布与不同环境因子关系

印度洋金枪鱼延绳钓渔业作为我国重要的远洋渔业之一，探究其渔场时空变动及与环境因子之间的关系十分必要。本文根据2016年1—6月收集的印度洋金枪鱼渔业生产数据，并结合卫星遥感获取的环境因子数据，运用ArcGIS和GAM模型分析了印度洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场时空变动及与环境因子之间的关系。研究结果表明:大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼1—6月CPUE均呈现先减小后增加的趋势，4月均达最高值，分别为2.45尾/千钩和3.56尾/千钩，各月CPUE均存在显著性差异（P<0.001）；大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场时空变动基本趋于一致，均为先向东北移动，后向西北移动，最后再向东北移动的趋势；GAM模型分析显示，大眼金枪鱼CPUE与模型因子的解释率为32.1%，纬度和250 m水深温度影响最显著，黄鳍金枪鱼CPUE与模型因子的解释率为37.2%，200 m水深温度影响最显著；协同分析表明，1—6月，印度洋金枪鱼延绳钓中心渔场分布于1°S~9.5°N，47°~64°E，且海表温度在29.3~30.8℃的海域。     

黄海南部春季帆张网黄鲫CPUE分布及其影响因素分析

根据2006—2009年春季黄海南部帆张网的渔获数据,利用广义线性模型(GLM)和广义加性模型(GAM)定量研究了年份、位置、水深和海水表层温度(SST)对黄鲫单位捕捞努力量的渔获量(CPUE)分布的影响。结果表明,GAM模型较GLM模型可以更好地解释黄鲫CPUE时空分布与环境因子之间的关系。时间上,黄鲫CPUE呈逐年下降的趋势;空间上,黄鲫CPUE呈现由北向南沿经度方向逐渐减小的趋势,在长江口周围较小。水深对黄鲫CPUE的影响显著(P<0.05),在20～35m内CPUE较大。SST对黄鲫CPUE的影响极显著(P<0.01),黄鲫适宜SST范围为7.2～12.4℃。     

基于优化模型的莱州湾三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)栖息地适宜性研究

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是莱州湾最重要的经济蟹类,其资源丰度受栖息环境影响显著,为了解不同的环境因子对其栖息地分布的影响,根据2010~2020年夏季底拖网调查数据,研究莱州湾三疣梭子蟹栖息地适宜性及其影响因子。利用广义可加模型(generalized additive models,GAM)选取变量因子,通过提升回归树模型(boosting regression tree,BRT)对因子进行权重分析,构建了4种栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,并通过实测值和预测值的Pearson检验,对模型比较和验证。结果表明,GAM和BRT优化的HSI模型好于其他3种模型(未优化模型,GAM优化HSI模型,BRT优化HSI模型),以生物量表征资源丰度的模型好于尾数表征资源丰度的模型,算术平均法构建的HSI模型的整体预测准确率和相关系数高于几何平均法,对莱州湾三疣梭子蟹栖息地有较强的预测能力。底层水温、底层盐度和水深对三疣梭子蟹栖息地影响较大,夏季栖息地适宜性较高的海域(HSI>0.7)主要分布在莱州湾南部、东南部和东北部海域,中部和西南部海域分布较少。研究结果为莱州湾三疣梭子蟹增殖放流工作提供了科学依据。     

东海、黄海底层鱼类数量分布季节变化的因子分析

根据2000年春(4月)、夏(6月)、秋(9月)、冬(12月)四季东海、黄海底拖网鱼类资源调查资料,使用因子分析的方法分析了该海域鱼类数量分布的季节变化特征。R型分析发现,春季关系最密切的鱼种有4种:斑鳐、凤鲚、海鳗和黑鳃梅童鱼;夏季有5种:鳀、小黄鱼、黄鮟鱇、绿鳍鱼和长蛇鲻;秋季也有5种:带鱼、灰鲳、虻鲉、日本鲭和小黄鱼;冬季有3种:带鱼、鳄齿鱼和发光鲷。历史资源调查证实,夏季的这5个鱼种之间以摄食与被摄食关系为主。进一步分析发现,各季节关系密切的鱼种所聚集分布的水域,正是这些鱼种各季对应的生理周期洄游分布的主要水域。根据Q型分析可以得到各季的综合优势鱼种及其优势分布水域,发现带鱼和小黄鱼是东海、黄海渔业资源的绝对优势鱼种,除了带鱼、小黄鱼以外,其他的综合优势鱼种都是一些价值较低的、生长速度较快的小型鱼类。