基于贝叶斯状态空间产量模型的大西洋黄鳍金枪鱼资源评估

黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)是全球远洋渔业的重要目标鱼种,要实现有效的管理,对其进行科学的资源评估是必不可少的。本文以大西洋黄鳍金枪鱼为研究对象,根据国际大西洋金枪鱼养护委员会的渔获量和单位捕捞努力量渔获量数据,使用贝叶斯状态空间模型进行资源评估,并探讨不同剩余产量函数和单位捕捞努力量渔获量数据对评估的影响。结果表明,使用美国、委内瑞拉、日本和中国台北4个船队的单位捕捞努力量渔获量数据及Fox剩余产量函数时模型拟合效果最佳。关键参数环境容纳量和内禀增长率的估计中值和95%置信区间分别为178 (140,229)×10⁴ t和0.210(0.159,0.274);当前资源量为72.5×10⁴ t,最大可持续产量为13.7×10⁴ t时,种群既没有遭受资源型过度捕捞,也没有捕捞型过度捕捞发生。敏感性分析表明,当渔获量数据存在误报率(70%、80%、90%、110%、120%和130%)时,生物量的评估结果偏高,而捕捞死亡率的结果偏低,但种群均处于健康状态;预测分析显示,当总允许可捕量设为11×10⁴ t时,资源在2024年前仍基本保持健康状态。本研究与国际大西洋金枪鱼养护委员会现有的评估结果基本一致,且模型较稳健,可以为管理决策提供建议。根据模型结果,建议总允许可捕量为11×10⁴ t或更低,以使资源达到可持续开发水平。     

基于贝叶斯分类器的南海黄鳍金枪鱼渔场预报模型

本文利用来自中西太平洋渔业委员会(WCPFC)黄鳍金枪鱼延绳钓2000-2011年的历史渔获数据和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)气候预报中心提供的海表温度最优插值数据和法国空间局(CNES)卫星海洋数据中心提供的多卫星融合高度计月合成海面高度资料,基于贝叶斯分类器,根据模型中环境因子的选取以及渔区分类策略的不同预拟了8种构建方案对2011年南海外海黄鳍金枪鱼的渔场进行分类预报,并将预报结果与实际渔场进行对比检验,比较分析不同方案对最终分类结果和精度的影响。检验结果表明,方案1-8总体精度分别为71.4%、75%、70.8%、74.4%、66.7%、68.5%、57.7%和63.7%。方案1-6在65%以上,均能够满足实际渔场预报业务化需求。采用SST和SSH双环境因子的方案均比采用单SST环境因子的方案总体精度稍高,一定程度上提高了预报精度,其中采用去除SST和SSH相关性的第一主分量作为预报因子的方案2达到了75%最高精度。采用CPUE平均值正负标准差作为节点比以33.3%与66.7%作为节点来区分高、中、低CPUE渔区的预报结果要更加准确。因此在模型筛选的基础上,选用模型方案2完成南海金枪鱼渔场渔情预报服务系统的系统实现。     

应用贝叶斯方法对有效信息较少的渔业资源进行资源评估-以印度洋长鳍金枪鱼的资源评估为例

众所周知,对有效信息较少的渔业资源进行资源评估面临很大的挑战,而贝叶斯方法在数据数量较少、质量较差的情况下能利用其它种群高质量的数据或已知的先验信息提高资源评估结果的可靠性。由于印度洋长鳍金枪鱼的数据质量较差而数据量有限,长鳍金枪鱼的资源评估结果存在很大的不确定性,为此,本文以印度洋长鳍金枪鱼的资源评估为例,以调查贝叶斯方法在有效信息较少的资源评估中的优势。本文根据不同的先验假设与捕捞数据系列,共构建了8个贝叶斯动态产量模型,以评估长鳍金枪鱼资源。结果表明:(1)分析参数的后验分布能提高捕捞数据系列选择与参数假设的合理性; (2) 利用种群统计学方法为内禀增长率(r)构建有信息先验,能提高资源评估结果的可靠性。与传统方法相比,当基于贝叶斯框架时,能将已知的知识表示为先验信息并能分析参数的后验分布,从而在数据较少或数据质量较差的情况下,能利用各种信息提高参数估计的合理性与资源评估的可靠性。因此,对数据量较少或数据质量较差情况下的渔业资源评估而言,贝叶斯方法非常有效,如本文所示的印度洋长鳍金枪鱼的资源评估。     

热带印度洋黄鳍金枪鱼水平-垂直分布空间分析

为了解印度洋热带海域黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜渔获水温的等温线时空分布,分析黄鳍金枪鱼适宜的垂直和水平空间分布范围,采用Argo浮标剖面温度数据重构印度洋热带海域16°C和距海洋表层水温8°C(Δ8°C)的月平均等温线场,网格化计算了16°C和Δ8°C等温线深度值和下界深度差,并结合印度洋金枪鱼委员会(IOTC)黄鳍金枪鱼延绳钓渔业数据,绘制了16°C和Δ8°C等温线深度与月平均单位捕捞努力量的渔获量(CPUE)的空间叠加图,用于分析热带印度洋黄鳍金枪鱼中心渔场CPUE时空分布和高渔获率水温的等温线时空分布关系。结果表明,高值CPUE的分布表现出明显的季节性变化。16°C等温线,在东北季风期间,高值CPUE出现的地方深度值大多小于200m;西南季风期间,在15°—25°S深度可到达250m,在130—190m深度全年有高值CPUE集中出现,深度值超过300m的地方CPUE普遍较小。Δ8°C等温线,高值CPUE出现的地方深度值大多小于175m,主要在100—170m;西南季风期间,在15oS以南区域,150—300m深度,也有高值CPUE区域出现,全年深度值超过300m的地方CPUE普遍较小。全年在15oS以北纬向区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中,在西南季风期间尤其明显。采用频次分析和经验累积分布函数计算其最适次表层环境因子分布,16°C等温线120—209m;Δ8°C等温线80—159m;与下界深度差:16°C等温线0—59m;海表以下8°C等温线50—119m。文章初步得出热带印度洋黄鳍金枪鱼中心渔场适宜的水平、垂直深度值分布区间,结果可以辅助寻找中心渔场位置,同时指导投钩深度,为热带印度洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论支持。     

应用水温数据对印度洋黄鳍金枪鱼亲体-补充量Ricker模型的扩展

海洋环境是影响印度洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)资源量的重要原因之一。本文根据1960-2002年印度洋黄鳍金枪鱼亲体-补充量数据,基于以0~40m海水垂直平均温度(Verticalaverage sea temperature,VAST)为代表的环境因子对Ricker式亲体补充量模型进行了优化。分析表明,印度洋4月0~5°N、80°E~85°E,5月、6月0~5°N、45°E~50°E,7月、8月5°N-10°N、90°E-95°E,12月5°N-10°N、70°E-75°E等海域的VAST对印度洋黄鳍金枪鱼的补充量影响最为显著,加入这些VAST环境因子的Ricker模型,其AIC(Akaike information criterion)值明显降低,拟合效果得到明显提高,这表明水温等环境因子对黄鳍金枪鱼的种群补偿过程产生了干扰。     

大西洋热带海域长鳍金枪鱼渔场预报模型的比较

为提高大西洋热带海域长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)渔场预报的准确率,对K最近邻(k nearest neighbor,KNN)、逻辑斯蒂回归(logistic regression,LR)、决策与分类树(classfication and regression tree,CART)、梯度提升决策树(gr...     

基于连续型时滞差分模型的南大西洋长鳍金枪鱼资源评估

南大西洋长鳍金枪鱼群体是全球资源状况维持较好的金枪鱼群体之一,剩余产量模型(Surplus production model, SPM)、年龄结构模型(Age-structured population model, ASPM)和贝叶斯产量模型(Bayesian surplus production model, BSPM)等都已成功运用于该群体的资源评估。连续型时滞差分模型(Continuous delay-difference model, CTD-DM)是在时滞差分模型(Delay-difference model, D-DM)基础上考虑了生物过程充分时间延迟构建起来的模型,比起ASPM需要较少的数据,并且比SPM更具有生物学意义。本文在离散型D-DM基础上构建了CTD-DM,并应用在南大西洋长鳍金枪鱼渔业数据中。结果显示,CTD-DM评估的最大可持续产量(Maximum Sustainable Yield, MSY) 80%置信区间为21510-23118 t (中值22398 t),较ASPM和SPM等MSY评估结果偏保守。相对生物量B₂₀₁₁/B     

东海北部三疣梭子蟹资源评估与管理决策分析

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是中国东海北部海域重要的经济蟹类,对三疣梭子蟹资源开展评估是其可持续利用的基础。本文运用基于贝叶斯方法的Schaefer剩余产量模型,对东海北部海域的三疣梭子蟹资源进行评估,确定了当前三疣梭子蟹资源的开发利用状态,估算了在不同收获率水平下未来10年三疣梭子蟹的生物量和年总可捕捞量,分析了管理策略实施后三疣梭子蟹资源崩溃的风险。研究显示,在基准方案和敏感性分析方案下模型参数预测值以及生物学参考点估计值比较相近。使用两种方案估算得到的最大可持续产量(MSY)均约为24×10⁴ t, MSY对应的生物量B_MSY均约为252×10⁴ t。在基准方案下,MSY对应的捕捞死亡系数F_MSY为0.096;在敏感性分析方案下,MSY对应的捕捞死系数F_MSY为0.097。在2001—2020年间,捕捞死亡系数均低于F_MSY,且生物量基本在B_MSY水平之上,表明近年来三疣梭子蟹未出现过度捕捞的情...     

渔获量时间序列长度对基于CMSY方法的资源评估结果的影响

大多数渔业种类由于数据缺乏,无法使用传统的渔业资源评估方法开展评估和管理。越来越多的研究采用CMSY等基于有限数据的评估方法,但CMSY方法在渔获量数据时间序列长度有限、存在误差等情况下的评估可靠性尚有待验证。本研究运用CMSY方法对黄海3种产量较高的经济鱼类开展资源评估,探索渔获量数据时间序列长度、不同渔业发展阶段,以及观测误差水平对评估结果的影响。结果表明,鲐、带鱼和银鲳在2000年后均出现产量高于最大可持续产量（MSY）的情况,资源处于过度利用状况（B/B_MSY<1、F/F_MSY>1）,近10年来开发强度降低,但生物量仍处于较低水平（B/B_MSY<1）。评估模型的回溯性分析结果差异较小,表明评估结果稳定。从数据长度上看,使用遍历产量上升和下降过程的长时间序列数据,其评估结果更为稳定。在观测误差大于20%的情况下,模型对MSY和B_MSY出现高估,但结果仍较为稳健。在CMSY方法的应用中应注意选取长时间序列的产量数据,在评估结果不确定性高的情况下应采取相对保守的渔业管理措施。     

基于渔业统计数据的南海区渔业资源可捕量评估

科学确定海洋渔业可捕量是开展捕捞限额管理的前提和关键。南海区渔业资源种类繁多,无明显大宗经济鱼种,且产量统计不够完善,使得可捕量的量化评估较为困难。根据渔业产量统计数据,利用一种简化的产量模型对南海区渔业资源总可捕量以及11个重要经济类群的可捕量进行了评估。结果表明,南海区渔业资源最大可持续产量为308.6万t,总可捕量为246.9万~277.8万t。从11个重要经济类群的评估结果来看,这些类群在20世纪90年代后均遭受过不同程度的过度捕捞。目前状态较好,未处于过度捕捞状态的有蓝圆鲹和竹荚鱼、沙丁鱼类、马面鲀类、鲷类、鳓类和鲐类等6个恢复力较高的类群;而其他5个恢复力较低的类群,尤其是海鳗类和石斑鱼类,目前处于过度捕捞状态。     

南海北部金线鱼最大可持续产量和总可捕量的研究

限额捕捞试点工作逐步展开,预示着我国海洋渔业管理进入全面有序的管理时代。文章根据2008—2017年南海北部渔港渔业生产抽样调查数据,统计出南海北部金线鱼的产量主要来自刺网,占累计总产量的72.90%。剩余产量模型分析认为南海北部金线鱼的最大可持续产量在168 632.99~31 0518.85 t,平均为251 765.59 t。2017年实施最严格的休渔制度后,当年的捕捞努力量投入和渔业产量均未超过最适值,当前总可捕量可设为158 515 t。文章研究结果可为该鱼种限额捕捞政策实施提供参考。     

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。