基于水温因子的太平洋褶柔鱼冬生群剩余产量模型研究

水温是影响太平洋褶柔鱼冬生群生长、繁殖、补充的重要因素之一。根据2004–2015年太平洋褶柔鱼冬生群渔业数据和其栖息地环境数据，包括1月产卵场(28°～35°N，125°～130°E)和9月索饵场(31°～38°N，128°～132°E)海表面温度(Sea Surface Temperature，SST)，建立了基于SST因子的太平洋褶柔鱼冬生群体的剩余产量模型，分析SST对太平洋褶柔鱼冬生群资源量的影响，对该模型的各项指标进行验证，发现该模型的预测精度较高。结果表明:太平洋褶柔鱼冬生群当年的资源量及渔获量主要受索饵场SST影响，而产卵场SST对其当年渔获量影响不显著。由此建议在今后对产卵场SST因子是否对次年的渔获量及资源量产生影响进行研究，同时渔业管理部门也应根据每年海洋环境状况确定其最大可持续产量，并实时调整管理方案。     

北太平洋柔鱼不同群体耳石日增量对海洋环境的响应研究

为了研究北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)索饵场不同群体耳石日增量与环境之间的关系,采用梯度森林法和广义加性模型对2010-2016年在北太平洋采集的柔鱼进行了耳石日增量与海洋环境间的关系的分析.结果表明,柔鱼生命周期大约为1 a,秋生群体柔鱼个体的日龄范围为165～345 d,冬春生群体柔鱼...     

基于灰色系统的西北太平洋柔鱼冬春生群资源丰度预测模型

柔鱼（Ommastrephes bartramii）是西北太平洋重要的经济头足类之一,科学预测柔鱼资源丰度有利于其合理的开发和利用。研究结合1998-2008年北太平洋柔鱼生产统计数据和产卵场环境及其气候因子,使用灰色关联分析和灰色预测建模的方法,对产卵期内（1-4月）影响柔鱼冬春生群体资源丰度（CPUE）的产卵场环境以及气候指标进行分析,并建立柔鱼冬春生群体资源丰度的预报模型。结果表明,产卵期内影响柔鱼冬春生群体资源丰度的因子依次是:3月份产卵场平均海表面温度SST（average sea surface temperature）、1月份太平洋年代际震荡指数PDO（Pacific Decadal Oscillatio index）,4月份Niño3.4指标和4月份平均叶绿素浓度Chl a（average chlorophyll a concentration）。灰色预报模型分析表明,基于3月份SST、1月份PDO和4月份Chl a的GM（1,4）模型有着较好的预测效果,其预测准确率在80%以上,可用于西北太平洋柔鱼冬春群体资源丰度的预测。     

基于世代分析法的西北太平洋柔鱼冬春生西部群体资源评估

根据1996-2006年7～11月中国大陆鱿钓船在西北太平洋38°N～46°N、150°E～165°E海域的生产统计、平均渔获个体等数据,基于Pope提出的世代分析法估算了不同自然死亡系数下(M＝0.03～0.1/10 d)柔鱼冬春生西部群体7月的初始资源量,以及该群体为对象的渔业管理参考点,包括最大可持续产量(MSY)和逃逸率,并且拟合了该群体补充量与亲体量的关系,推测了2006-2020年资源量和渔获量的变化.结果表明,M为0.06/10 d为1个临界点,若实际M＜0.06/10 d则该群体处于过度开发状态;若M=0.06/10 d则该群体处于充分利用状态;若M＞0.06/10 d则该群体还有进一步开发利用的空间.补充量亲体关系表明,Beverton-Holt模型拟合效果略优于Ricker模型.要持续利用该资源,逃逸率应设在40%左右,其相应的MSY为10万t左右.文章模拟了M=0.06/10 d时不同捕捞强度下资源量变化状况,认为维持目前的捕捞努力量下,到2020年该群体的资源量都将处在稳定状态,且能保持每年9～10万t的渔获量.     

基于BP神经网络的西北太平洋柔鱼资源丰度时空变化研究

西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)是我国鱿钓船队重要捕捞对象,其资源分布的时空变化对资源的可持续开发和利用有重要影响。本文以2000?2015年7?10月西北太平洋柔鱼渔业数据的单位捕捞努力量渔获量作为应变量,以年份、月份、经度、纬度、海表面温度、海表盐度、海面高度、叶绿素a浓度作为自变量,构建BP神经网络模型,推测该段时间西北太平洋柔鱼丰度时空变化规律,并探究环境因子对柔鱼资源丰度的影响。通过比较,确定输入层为年份、月份、经度、纬度、海表面温度和海表盐度,隐含层神经元数量为8的模型均方误差最小,模型最优。结果表明,单位捕捞努力量渔获量年间波动明显,每年的7月、10月柔鱼资源丰度较低,且空间分布分散在整个作业渔场,8月、9月资源丰度较高,并集中在41.5°～43.5°N, 155°～160°E局部区域。研究认为,海表面温度和海表盐度对柔鱼资源丰度时空变动有较大影响,在今后柔鱼资源评估与管理中予以考虑。     

北太平洋柔鱼生殖群体结构特征及繁殖生物学

根据2010年6～9月北太平洋柔鱼(Ommastrephe bartramii)渔业的现场调查资料,分析了北太平洋柔鱼胴长和体质量组成结构、性比、初次性成熟胴长、群体成熟度指数等等基础性的渔业生物学参数,阐述了该海域柔鱼的种群结构动态及繁殖生物学的特征.结果表明:各月北太平洋柔鱼生殖群体中雌性个体数量大于雄性,且雌性个体的平均胴长及体质量均显著大于雄性;生殖群体中雌、雄个体胴长与体质量关系的差异极为显著;相同胴长组下雄性个体的性成熟率要高于雌性;北太平洋柔鱼初次性成熟胴长ML0％♀为261.83 mm;Ml50％♂为255.60mm,雄性初次性成熟胴长显著小于雌性;东部海区(170°W～178°W)生殖群体比例及个体大小明显高于两部海区传统作业渔场(150°E～160°E).判断东西部海区柔鱼是否是同一群体,还需要连续性的调查,进一步分析其成熟度随时间的变化及利用耳石信息分析技术来确定,还可以用微卫星技术测定分析以及标志放流法来判定,结论更为准确.     

北太平洋柔鱼生殖群体结构特征及繁殖生物学

根据2010年6～9月北太平洋柔鱼(Ommastrephe bartramii)渔业的现场调查资料,分析了北太平洋柔鱼胴长和体质量组成结构、性比、初次性成熟胴长、群体成熟度指数等等基础性的渔业生物学参数,阐述了该海域柔鱼的种群结构动态及繁殖生物学的特征。结果表明:各月北太平洋柔鱼生殖群体中雌性个体数量大于雄性,且雌性个体的平均胴长及体质量均显著大于雄性;生殖群体中雌、雄个体胴长与体质量关系的差异极为显著;相同胴长组下雄性个体的性成熟率要高于雌性;北太平洋柔鱼初次性成熟胴长ML50%♀为261.83 mm;ML50%♂为255.60 mm,雄性初次性成熟胴长显著小于雌性;东部海区(170°W～178°W)生殖群体比例及个体大小明显高于西部海区传统作业渔场(150°E～160°E)。判断东西部海区柔鱼是否是同一群体,还需要连续性的调查,进一步分析其成熟度随时间的变化及利用耳石信息分析技术来确定,还可以用微卫星技术测定分析以及标志放流法来判定,结论更为准确。     

基于形态法的西北太平洋柔鱼种群结构研究

西北太平洋柔鱼是我国鱿钓渔业重要捕捞对象,种群结构是渔业生物学研究的基础内容.文中根据2007年7~10月40°N~45°N,151°E~158°E海域连续采集的1 342尾柔鱼样本,测定其胴长(ML)、腕长等12项形态指标,利用正态线性转化、主成分分析和判别分析等方法研究雌雄个体的种群结构.结果表明,该海域雌、雄柔鱼均存在大小2个种群.均数差异显著性表明,雌性个体2个种群在MW/ML和FW/ML存在显著差异,雄性个体在MW/ML和AL_3/ML存在显著差异,但其形态差异仍属于种内差异.主成分分析和逐步判别分析的判别准确率(雌性60.3%,雄性60.1%),说明所划分的种群在部分形态比指标上差异明显.研究认为,形态学指标可初步区分西北太平洋柔鱼种群,但需结合其他生态学指标和耳石等硬组织进一步划分.     

基于环境因子的东南太平洋茎柔鱼资源补充量预报模型研究

东南太平洋茎柔鱼(Dosidicus gigas)是短生命周期种类,其资源量极易受到海洋环境变化的影响。根据2003—2012年我国鱿钓船在东南太平洋的生产统计数据,以及茎柔鱼栖息地的海表温度(SST)、海面高度(SSH)、叶绿素a浓度(chl a)数据,利用相关性分析法分析茎柔鱼资源丰度和补充量(以单位捕捞努力量渔获量为指标,t/d)与栖息海域20°S—20°N、110°W—70°W的SST、SSH、chl a浓度的相关性,获取相关系数大的关键海区位置,同时加入茎柔鱼产卵场、索饵场最适表层水温范围占总面积的比例(分别用PS、PF表示)两个参数,建立三种基于主要环境因子的误差反向传播(EBP)神经网络资源补充量预报模型,进行了比较。结果表明:茎柔鱼资源丰度与SST、SSH、chl a浓度的相关系数最大值海域为7月份的Point1(13°N,102°W)海区、9月份的Point3(11°N,102°W)海区和3月份的Point5(8°S,107°W)海区;资源补充量与SST、SSH、chl a浓度的相关系数最大值海域为6月份的Point2(8°N,103.5°W)海区、2月份的Point4(12°N,97.5°W)海区和10月份的Point6(10°S,93.5°W)海区。EBP神经网络预报模型结果认为:基于产卵环境关键影响因子的方案2(以Point2的SST、Point4的SSH、Point6的chl a浓度、PS作为模型输入因子)和基于全部环境关键影响因子的方案3(以Point1与Point2的SST、Point3与Point4的SSH、Point5与Point6的chl a浓度、PS、PF作为模型输入因子)的两种神经网络预报模型均方误差较小,其准确率可达90%左右。     

利用GAM模型分析表温和时空因子对西北太平洋海域柔鱼资源状况的影响

根据1996～2001年6～11月西北太平洋海城柔鱼生产统计及其表温数据,利用GAM模型分析了表温、月份、经玮度等因子对柔鱼资源状况的影响。分析结果认为,经纬度、月份和表温对CPUE都有较大的影响。160°E以西海域CPUE高,而165°E以东海域CPUE低,并主要集中在40°N～43°N海域。一般在8～10月的CPUE最大。柔鱼分布的各海域其表温不相同,150°E以西海域表温为13～18℃;150°E～165°E海域为14～18℃,165°E-180°E海域为11～14℃。     

北太平洋大气沉降的时空特征及其对副极区海洋生态系统的影响

北太平洋副极地海区作为全球海洋三个高营养盐低叶绿素(high nutrient and low chlorophyll, HNLC)海区之一, 其浮游植物生长受到微量元素铁的限制。对于开阔大洋, 大气沉降是海洋表层铁的一个重要来源, 铁元素沉降进入海洋后能够促进浮游植物生长, 进而引起海洋初级生产力和生物泵的响应。本文利用SPRINTARS(Spectral Radiation-Transport Model for Aerosol Species)模式的时长为20a的日均大气沉降数据, 对北太平洋海区大气沉降的时空特征进行了分析。结果表明, 进入北太平洋海区的大气沉降量为26.81Tg·a^-1, 并且存在显著的季节变化: 春季最高, 冬季最低, 5月份进入海洋的沉降量达到峰值。大气沉降主要来源于陆地区域, 在风场的驱动下向海洋传输, 因此大气沉降量的空间分布呈现出西高东低的特征。本文以2010年8月中旬卫星观测到的一次强沙尘(即高大气沉降量)事件为例, 研究了大气沙尘的传播路径。进一步结合2001年4月9—12日及2008年4月20—22日的沙尘事件, 分析了西北太平洋K2站位(47°N, 160°E)附近海域海洋初级生产力对大气沉降——沙尘事件的响应。结果表明, 三次沙尘事件后, K2站位的颗粒有机碳通量、叶绿素浓度均有明显增加, 即沙尘事件对北太平洋副极区海洋初级生产力存在促进作用。     

利用渔场环境因子标准化西北太平洋柔鱼CPUE的研究

本文利用1998-2016年西北太平洋柔鱼渔业数据及其渔场（35°~45°N，140°~165°E）的海洋遥感环境数据，包括海表温度、海面高度异常和叶绿素浓度，采用基于渔场环境的方法标准化西北太平洋柔鱼单位捕捞努力量渔获量（catch per unit effort，CPUE）。结果表明:柔鱼高频次作业的海表温度范围为10.2~22.2℃（96.05%），海面高度异常范围为-15.9~28.2 cm（97.91%），叶绿素浓度范围为0.0~1.0 mg/m3（96.69%）。名义CPUE和基于环境因子的标准化CPUE年际变化趋势基本一致。但由于柔鱼作业方式高度集中，有效捕捞努力量远低于名义捕捞努力量，以及考虑环境因子影响效应，名义CPUE均低于标准化CPUE。在深入理解鱿钓渔业和其生物学特性的基础上，基于渔场环境因子准化后的CPUE更具代表性，建议在以后的柔鱼资源评估与管理中使用基于渔场环境因子的标准化CPUE。     

水温增加对西北太平洋柔鱼潜在栖息地的影响

In the Northwest Pacific Ocean, the squid jigging fisheries from China, Japan and other countries and regions have targeted the west winter-spring cohort of neon flying squid(Ommastrephes bartramii) from August to November since the 1970 s. This squid is a short-lived ecological opportunist with a life-span of about one year,and its population is labile and recruitment variability is driven by the environment or climate change. This variability provides a challenge for ones to forecast the key habitats affected by climate change. The catch data of O. bartramii from Chinese squid jigging fishery and the satellite-derived sea surface temperature(SST) data are used in the Northwest Pacific Ocean from August to November of 1998 to 2004, the SST preferences of O.bartramii corresponding to high values of catch per fishing day(CPUE) are determined and monthly potential habitats are predicted using a histogram analysis of the SST data. The possible changes in the potential habitats of O. bartramii in the Northwest Pacific Ocean are estimated under four climate change scenarios based on the Fourth Assessment Report(AR4) of the Intergovernmental Panel on Climate Change, i.e., 0.5, 1, 2 and 4°C increases in the SST because of the climate change. The results reveal an obvious poleward shift of the potential habitats of O. bartramii in the Northwest Pacific Ocean.     

基于产卵场和索饵场适宜性的西北太平洋柔鱼丰度预测

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是北太平洋重要的经济头足类。短生命周期的特征使其资源丰度主要取决于补充量，早期生活史阶段的海洋环境将直接影响补充量大小。利用2004?2015年我国鱿钓船队在西北太平洋的生产统计数据，以及产卵场和索饵场海表水温，将产卵场和索饵场等分成不同数量的海区，运用相关性分析和随机森林模型，筛选出产卵期各月产卵场最适海表水温范围占总面积的比值(Ps)和索饵期各月索饵场最适海表水温范围占总面积的比值(Pf)与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)显著相关的海区，将Ps值或Pf值作为神经网络模型的输入变量，分别构建基于产卵场、索饵场的资源丰度预报模型，分析模型的优劣与预报准确度。结果表明:产卵场划分方案为5°×5°，索饵场为2.5° (经)×4° (纬)较为合适。随机森林筛选出的海区与相关性分析筛选出的适宜海区范围大致吻合，且随机森林能够识别与CPUE相关的潜在海域。模型的预报结果表明，其预报准确度均达到90%以上，随机森林筛选出的海区的最适海表水温范围占该海区的比值作为神经网络模型输入因子构建的模型优于相关性分析，预报准确度更高。基于产卵场海域构建的模型相对于索饵场，模型精确度更高、更稳定。     

HYCOM模式对赤道及北太平洋海表温度的模拟

本文使用HYCOM数值模式,根据两种海气通量数据集(COADS、ECMWF)和两种海气通量块体参数化方案(常数块体参数化方案和非常数块体参数化方案)的不同结合,构成4组数值实验,分别模拟了赤道及北太平洋的气候态海表温度.实验结果表明:1)在本文的实验中,非常数块体参数化方案优于常数块体参数化方案;在太平洋40°N-20°S区域内,采用前者得到的年平均海表温度比Pathfinder卫星资料高约0.21 °C,而采用后者得到的年平均海表温度比Pathfinder卫星资料高约0.63 °C.2)HYCOM数值模式很好的模拟了赤道及北太平洋的气候态海表温度变化及西太平洋暖池空间分布的月变化.特别是实验2(采用COADS数据集和非常数块体参数化方案),在太平洋40°N - 20°S区域内,冬春两季平均SST仅比Pathfinder卫星数据集高0.02 °C.3)不同的海气通量数据会对模式结果产生明显的影响.对比采用COADS数据集的实验2结果与采用ECMWF数据集的实验4结果可以发现,在模拟区域的西北部,实验2比实验4的年平均SST高约1 °C;在模拟区域的东南部,实验4比实验2的年平均SST高约1 °C.两者差的最大值出现在58°N、140°E附近及中国渤海,约为4 °C(实验2比实验4的年平均SST高约4 °C).     

西北太平洋环境变化对柔鱼冬春生群体资源丰度年间变化的影响

The neon flying squid Ommastrephes bartramii is an economically important species in the Northwest Pacific Ocean. The life cycle of O. bartramii is highly susceptible to climatic and oceanic factors. In this study, we have examined the impacts of climate variability and local biophysical environments on the interannual variability of the abundance of the western winter-spring cohort of O. bartramii over the period of 1995–2011. The results showed that the squid had experienced alternant positive and negative Pacific Decadal Oscillation(PDO) over the past 17 years during which five El Ni?o and eight La Ni?a events occurred. The catch per unit effort(CPUE) was positively correlated with the PDO index(PDOI) at a one-year time lag. An abnormally warm temperature during the La Ni?a years over the positive PDO phase provided favorable oceanographic conditions for the habitats of O.bartramii, whereas a lower temperature on the fishing ground during the El Ni?o years over the negative PDO phase generally corresponded to a low CPUE. The same correlation was also found between CPUE and Chl a concentration anomaly. A possible explanation was proposed that the CPUE was likely related to the climateinduced variability of the large-scale circulation in the Northwest Pacific Ocean: high squid abundance often occurred in a year with a significant northward meander of the Kuroshio Current. The Kuroshio Current advected the warmer and food-rich waters into the fishing ground, and multiple meso-scale eddies arising from current instability enhanced the food retention on the fishing ground, all of which were favorable for the life stage development of the western squid stocks. Our results help better understand the potential process that the climatic and oceanographic factors affect the abundance of the winter-spring cohort of O. bartramii in the Northwest Pacific Ocean.     

全球变暖背景下对太平洋环流（1960—1999）的模拟

我们用Non—Boussinesq POP海洋模式和NECP 1000 hPa的风应力和气温场资料，模拟了1960—1999年太平洋环流，结果显示：在过去的40年，热带太平洋环流变弱了，另外，由于全球变暖，由北赤道流产生的向热带西太平洋沿岸的热输送和由南赤道流产生的向南太平洋中高纬度的热输送随着时间是减弱的，而在北半球，由北赤道流产生的向中高纬度的热输送是增加的。