海州湾鹰爪虾栖息地适宜性研究

根据2011年及2013−2017年春季和秋季在海州湾进行的底拖网调查数据,结合同步测定的底层水温、底层盐度、水深和资源量等数据,开展鹰爪虾(Trachypenaeus curvirostris)栖息地适宜性的研究,先利用广义加性模型对环境因子进行筛选,再应用提升回归树模型确定各环境因子的权重,然后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模型,并通过交叉验证选择最优模型。结果表明：春季鹰爪虾的栖息地适宜性指数模型采用算术平均法构建,选择水深和底层盐度作为变量,具有最小的拟合;秋季鹰爪虾的栖息地适宜性指数模型采用几何平均法构建,选择底层水温和底层盐度作为变量,具有最小的拟合。对春季栖息地适宜性指数模型总偏差贡献率最大的是水深(76.23%),其次是底层盐度(23.77%);对秋季栖息地适宜性指数模型总偏差贡献率最大的是底层水温(82.56%),其次是底层盐度(17.44%)。海州湾春季鹰爪虾的最适栖息水深为24 m以内,底层盐度为29.7～31.8;秋季的最适栖息底层水温为18～24℃,底层盐度为29.2～31.5。本研究表明,环境因子的优化有助于改进栖息地适宜性指数模型,并提升其预测能力。     

海州湾秋季细条天竺鲷栖息地适宜性研究

基于2011年和2013—2018年秋季在海州湾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、底质类型等环境数据,研究了该海域细条天竺鲷(Apogon lineatus)的空间分布特征和栖息地适宜性。利用提升回归树(BRT)确定各环境因子的权重,分别采用几何平均法(GMM)和算术平均法(AMM)构建栖息地适宜性指数(HSI)模型,并通过交叉验证确定最优模型。研究表明,海州湾秋季细条天竺鲷最适栖息的水深为19.0～37.5 m,盐度为31.4～32.0,水温为22.8～27.0℃,最适底质类型为粉砂质砂,其最适栖息地的分布范围在34.4°N—36.0°N、119.7°E—121.5°E海域。本研究发现,海州湾细条天竺鲷最适栖息地的分布与其自身生态习性、外界环境密切相关,其中对其栖息地适宜性影响最大的因子是水深,其权重为49.62%,其次是底层水温(22.67%)、底层盐度(15.76%)和底质类型(11.95%)。通过交叉验证发现,基于GMM算法且赋予权重的HSI模型具有较低的赤池信息准则(AIC),是最优的模型。本研究为海州湾细条天竺鲷资源的保护和合理利用提供了科学依据。     

海州湾春季皮氏叫姑鱼栖息地适宜性研究

根据2011年及2013-2015年春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水温、底层盐度、水深以及资源密度等数据,开展皮氏叫姑鱼（Johnius belangerii）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（AMM）和几何平均法（GMM）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,皮氏叫姑鱼幼体最适栖息的底层水温为17.4~18.0℃,底层盐度为29.2~30.8,水深为7 m以浅;成体最适栖息的底层水温为17.3~18.0℃,底层盐度为28.8~30.8,水深为12 m以浅。根据BRT模型的输出结果显示,对皮氏叫姑鱼幼体总偏差贡献率最大的是水深,其次是底层盐度和底层水温;对成体总偏差贡献率最大的是底层水温,其次是水深和底层盐度。通过交叉验证发现,无论幼体还是成体,运用GMM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）。海州湾春季皮氏叫姑鱼的最适栖息地随生长阶段而变化,幼体的最适栖息地（HSI ≥ 0.7）主要分布在7 m等深线以浅的山东、江苏沿岸海域;成体的最适栖息主要分布于12 m等深线以浅的海域。海州湾春季皮氏叫姑鱼幼体和成体最适栖息地的空间分布与其自身的生态习性、外界环境因子以及黄海冷水团、近岸沿岸流等因素密切相关。     

海州湾及邻近海域口虾蛄栖息地适宜性建模的环境变量优化

Habitat suitability index(HSI) models have been widely used to analyze the relationship between species abundance and environmental factors, and ultimately inform management of marine species. The response of species abundance to each environmental variable is different and habitat requirements may change over life history stages and seasons. Therefore, it is necessary to determine the optimal combination of environmental variables in HSI modelling. In this study, generalized additive models(GAMs) were used to determine which environmental variables to be included in the HSI models. Significant variables were retained and weighted in the HSI model according to their relative contribution(%) to the total deviation explained by the boosted regression tree(BRT). The HSI models were applied to evaluate the habitat suitability of mantis shrimp Oratosquilla oratoria in the Haizhou Bay and adjacent areas in 2011 and 2013–2017. Ontogenetic and seasonal variations in HSI models of mantis shrimp were also examined. Among the four models(non-optimized model, BRT informed HSI model,GAM informed HSI model, and both BRT and GAM informed HSI model), both BRT and GAM informed HSI model showed the best performance. Four environmental variables(bottom temperature, depth, distance offshore and sediment type) were selected in the HSI models for four groups(spring-juvenile, spring-adult, falljuvenile and fall-adult) of mantis shrimp. The distribution of habitat suitability showed similar patterns between juveniles and adults, but obvious seasonal variations were observed. This study suggests that the process of optimizing environmental variables in HSI models improves the performance of HSI models, and this optimization strategy could be extended to other marine organisms to enhance the understanding of the habitat suitability of target species.     

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。     

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。     

海州湾南部沉积物粒度分布特征

利用马尔文激光粒度仪研究了海州湾南部沉积物平均粒径、分选系数、偏态、峰态以及频率曲线在平面上的分布特征,其结果可为进一步研究海州湾沉积物形成时的沉积环境、各种污染物的沉积以及对海洋底栖生物的影响等提供科学依据。     

海州湾连云港邻近水域蟹类的分布特征

本文根据2009年5月、9月和12月海州湾水域生物资源的调查资料,分析了海州湾水域蟹类资源密度的分布,多样性及蟹类优势种对蟹类数量分布的影响。结果表明,5月、9月和12月蟹类质量密度分别为36.15、53.85和44.91kg/km2,尾数密度为6.33×103、3.13×103和35.88×103ind./km2。5月、9月和12月蟹类以质量计算的物种多样性分别是0.95、0.64和0.65,以尾数计算的物种多样性分别是0.96、1.01和0.61。海州湾水域以广温广盐性蟹类为主,5月、9月和12月的最重要的优势种分别为双斑蟳(Charybdis bimaculata)、日本蟳(Charybdis japonica)和豆形短眼蟹(Xenophthalmus pin-notheroides)。春季蟹类的密度分布规律不明显;秋季蟹类的密度分布除湾外个别站位很高之外,其余站位分布均匀;冬季蟹类的密度分布沿岸稍高于湾外。季节变化很大程度上影响了优势种的改变。不同季节,蟹类优势种类的绝对优势,使得蟹类多样性平面分布与蟹类密度分布存在差异。     

海州湾表层沉积物粒度的空间变异特征

在海州湾海域采集了表层沉积物60个,经实验室分析获得了各采样点不同粒级组分的质量分数,在此基础上运用地统计学方法分析了砂、粉砂和黏粒三组分的空间变异特征,并利用Kriging插值方法绘制了相应的沉积物分布图。结果表明,海州湾表层沉积物中砂和黏粒组分均具有较强的空间自相关性,其空间自相关距离分别达到15 km和28 km,而粉砂则具有中等的空间自相关性,自相关距离在12 km左右;在大于9 km的尺度上,3种粒级沉积物的空间变异性表现出明显的各向异性特征。制图结果表明,研究海域沉积物的总体组成状况是北部偏砂、南部偏黏、中部以粉沙为主。研究结果对连云港航道疏浚、整治及近海水产养殖规划等工作具有一定指导意义。     

海州湾潮间带大型底栖动物的分布特征

于2002年6月对海州湾3种底质的潮间带底栖动物进行了采样分析.结果显示,该区被鉴定出的大型底栖动物共有98种,其中多毛类为13种、软体动物为53种、甲壳类为25种、棘皮动物为2种、其它类动物为5种,软体动物和甲壳类的种类可占80%;该区潮间带大型底栖动物的平均生物量和平均栖息密度分别为257.30 g/m2和953个/m2,软体动物生物量(201.19 g/m2)和栖息密度(727 个/m2)分别占总数的78%和76%.经底栖动物种类相似性聚类分析和多维尺度排序,可将该区潮间带大型底栖动物划分为岩礁、沙滩和泥沙滩3个群落.通过对3个底栖动物群落的生态特征及相关环境因子分析得出:对于种类,泥沙滩群落 > 岩礁群落 > 沙滩群落;对于生物量、息栖密度、多样性指数和均匀度指数,岩礁群落 > 泥沙滩群落 > 沙滩群落;泥沙滩群落中的TE断面优势种分布显著而使多样性指数和均匀度指数明显低于其它两条泥沙滩断面.沙滩群落和岩礁群落的底栖动物分布分别与海水浴场和货运码头较多的人为活动影响有关,而泥沙滩群落的分布差异主要与海岸开敞度、海流潮汐作用、滩涂贝类养殖及优势种分布影响有关.泥沙滩是该区经济贝类的重要养殖场所,为使养殖种类健康生长,建议对沿岸排污口水质及养殖区沉积物环境质量进行定期监测.     

海州湾4种鱼类生长特征的空间异质性

传统的渔业资源评估均假设鱼类的生长参数是匀质的,然而近年来越来越多的研究表明海洋鱼类生长存在空间异质性。为探究海州湾鱼类生长参数的空间异质性现象,本研究分析了2013–2018年海州湾及其邻近海域方氏云鳚(Pholis fangi)、尖海龙(Syngnatus acus)、小黄鱼(Larimichthys polyactis)和赤鼻棱鳀(Thryssa kammalensis)的空间分布,使用电子体长频率分析方法结合Bootstrap重抽样方法估算了这4种鱼类的生长参数及其在深、浅水区域中的差异。结果显示,这4种鱼类生长参数均表现出一定的空间异质性,其中尖海龙和小黄鱼生长参数的空间异质性表现较为明显。这种差异可能是由于空间上的理化条件、群落结构以及物种本身洄游分布的差异而产生的。     

黄海小黄鱼生物学特征对多重压力的响应

Temporal changes in biological characteristics of small yellow croaker Larimichthys polyactis in the Yellow Sea were examined for the period of 1960–2008. The body size and age of small yellow croaker decreased substantially, in particular, average length of fish in 2008 was reduced by ~85% than those occurring in 1985, and at that time ~93% of the total catch was dominated by one-year-old individuals. Correspondingly, growth parameters also varied significantly over the years, i.e., k(growth coefficient) and t_0(zero-length age) gradually increased from 0.26 and –0.58 year in 1960 to 0.56 and –0.25 year in 2008, respectively. Although, L∞(body length)sharply decreased from 34.21 cm in 1960 to 24.06 cm in 2008, and t_r(inflexion age) decreased from 3.78 year in1960 to 1.61 year in 2008. There was a great increase both in natural mortality coefficient and fishing mortality coefficient. However, according to the gray correlation analysis, changes in the biological characteristics of small yellow croaker were induced by different stressors ranked as: fishing vessel powerfeeding gradesea surface temperature. This study suggests that the active fishery management measures for biological characters of fish populations should be considered.     

拉尼娜期间中西太平洋鲣栖息地分布特征

鲣是大洋中重要经济种类,主要分布于太平洋中西部海域,其渔场和资源丰度易受海洋环境因子影响。根据1995-2014年中西太平洋金枪鱼围网船队在主要作业海域（15°S~10°N,120°E~155°W）的生产数据,结合弱、中、强拉尼娜条件下的海表温度（SST）和海面高度（SSH）数据,运用算术平均法（AM）建立基于SST和SSH的栖息地指数综合模型。结果表明,在栖息地综合指数（HIS）大于0.6的海域,各拉尼娜时期作业比重均在60%以上。利用弱拉尼娜（2005年12月-2006年3月）、中拉尼娜（2011年10月-2012年3月）和强拉尼娜（2010年6月-2011年4月）数据进行模型验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6的海域,作业次数所占比重分别为53.9%、66.5%、63.6%。在中西太平洋区域,随着拉尼娜强度的增加,资源丰度上升,其渔场分布向东北和东南方向扩散。研究表明,基于SST和SSH各强度拉尼娜时期的栖息地模型均可较好预测中西太平洋鲣渔场,并为以后拉尼娜期间中心渔场的分析提供参考。     

海州湾南部海域不同季节虾类数量及其分布特征

根据2009年5月、9月和12月对海州湾南部海域3个航次的渔业资源调查资料,对该海域十足目虾类的数量和分布的特征进行了初步研究,且探讨了优势种、温度、盐度、水深等因素对以上特征的影响。结果表明,5月虾类资源量最高,9月最低,12月较9月有所回升,分别以戴氏赤虾Metapenaeopsis dalei和日本鼓虾Alpheus japonicus、细巧仿对虾Parapenaeopsis tenella和刀额新对虾Metapenaeus ensis、日本鼓虾等为主要优势种。5月和9月虾类平面分布趋势均为西北外侧和东南水域较低,南面沿岸较均匀,东部和中部出现最高值;12月北面和南面近岸资源量较低,其他水域较均匀,最高值出现在东部水域。逐步回归分析表明,海州湾虾类资源量与底盐间存在显著相关关系,其他水文因素无显著相关关系。此外,优势种生态习性、赤潮和径流等是影响海州湾虾类数量和分布变化的主要因素。     

海州湾湾顶潮间带沉积物粒度的垂向分布特征

研究了海州湾湾顶潮间带3个柱样沉积物平均粒径、分选系数、偏态、峰态以及频率曲线在垂向上的分布特征,其结果可为进一步追溯海州湾地区沉积物形成时的力学性质、物质来源、输送介质和沉积环境等提供科学依据。     

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。     

海州湾北部海域表层沉积物污染分布特征及环境质量评价

为了了解海州湾北部海域表层沉积物污染分布特征及环境质量状况,以2010-09在该海域的监测数据为基础,分析了该海域表层沉积物污染物含量及污染分布特征,并采用单因子质量指数法对该海域沉积物的质量情况进行评价。结果表明:1)表层沉积物的分布在调查海域承现中部及西部近岸区域高,东部低的趋势;2)该海域表层沉积物各调查要素符合第一类海洋沉积物质量标准。     

分形理论在空间网络分布特征研究中的应用

探讨了以图论为基础的空间网络的测度方法,以及以分形理论为基础的表达空间网络分布特征的几种分维数,并阐述了各种分维数的地理意义,最后对于分维数的测算进行了评述.     

利用栖息地适宜指数分析秘鲁外海茎柔鱼渔场分布

根据2003—2007年秘鲁外海茎柔鱼渔获数据以及海洋环境数据[表温(SST),表温水平梯度、表层盐度(SSS)、海面高度(SSH)、叶绿素(Chl-a)浓度],利用主成分分析法确定各环境因子的权重,分别采用权重求和法和几何平均法进行栖息地适宜指数(HSI)建模分析,选择最优模型进行实证分析,结果表明,权重最高的环境因子为SST,最小的为Chl-a浓度。HSI值较高的海区一般位于200海里专属经济区外附近海域。经统计比较,用权重求和法计算所得HSI值好于几何平均法。利用2008年茎柔鱼生产数据进行实证分析,产量和作业次数随HSI值升高而增加,权重求和法的HSI模型可用于茎柔鱼渔场的实时动态预报。分析还显示,HSI分布情况与研究海域的的海洋环境密切相关,HSI不小于0.8的海区一般处在水团交汇处。     

利用栖息地适宜指数分析秘鲁外海茎柔鱼渔场分布

根据2003—2007年秘鲁外海茎柔鱼渔获数据以及海洋环境数据 ,利用主成分分析法确定各环境因子的权重,分别采用权重求和法和几何平均法进行栖息地适宜指数(HSI)建模分析,选择最优模型进行实证分析,结果表明,权重最高的环境因子为SST,最小的为Chl-a浓度。HSI值较高的海区一般位于200海里专属经济区外附近海域。经统计比较,用权重求和法计算所得HSI值好于几何平均法。利用2008年茎柔鱼生产数据进行实证分析,产量和作业次数随HSI值升高而增加,权重求和法的HSI模型可用于茎柔鱼渔场的实时动态预报。分析还显示, HSI分布情况与研究海域的的海洋环境密切相关,HSI不小于0.8的海区一般处在水团交汇处。