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。     

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。     

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。     

不同采样设计对估计鱼类空间格局指数的影响

查明渔业种群空间格局可为渔业资源的合理利用和管理提供参考依据.在渔业资源调查中,采样设计会影响调查分析结果的准确性和适用性.为查明采样设计对分析种群空间格局的影响,本文根据2016年10月、2017年2月、5月、8月在山东南部近海调查获得的数据,以星康吉鳗(Conger myri-aster)、方氏云鳚(Enedria...     

优化采样策略下长江口潮间带大型底栖生物物种丰富度的估算

在异质性潮间带湿地中通过野外采样估算大型底栖动物物种丰富度,面临的挑战是统计上精确性的要求与实际采样难度之间的矛盾。为了解决这个问题,本研究通过对采样策略整个过程的三个主要部分进行优化设计（优化采样方法、确定最少采样效力、探索最佳的采样间距）,以期在中国长江河口典型的潮间带湿地中获得一个优化、有效和实用的大型底栖动物采样策略。本研究选取了横断面采样方法,并根据典型栖息地类型（潮滩、潮沟、盐沼植被）进行分层优化采样,这种类型的采样也称为横断面分层抽样。最少采样效力和最佳的采样间距由两个数学方法确定：蒙特·卡洛模拟和物种累积曲线。结果表明,根据典型栖息地类型优化的横断面分层采样,在大为减少采样效力和劳动力的情况下,还能采集样地81%物种,优化效果明显。同时,还分别确定了三类栖息地的最佳采样间隔和最小采样效力：在盐沼植被中,采样效力需要超过1.8 m2,最佳采样间隔为10 m;在潮滩中,最小采样效力2 m2,最佳采样间隔为10 m;在潮沟中,采样效力为3 m2,间隔为1 m。不同栖息地类型之间最小采样效力和最佳采样间隔的差异可能受到优势物种的迁移范围和栖息地的物理差异（例如潮汐水文、底泥、植被覆盖）的影响。本研究所采用的优化采样策略在平衡采样效力的情况下,为大型底栖动物丰富度估算提供良好的精度。此外,在河口湿地进行大型底栖动物调查之时,本研究的结论能提供采样策略参考。本研究所采用的采样策略设计注重采样的三个关键部分,具有良好的采样效果,可作为栖息地管理或生态系统评估的野外实地采样指南。     

近海生态系统动力学研究中浮游植物采样及分析策略

从理论上对于海洋游植物生态系统动力学中的监测与调查方法进行初步探讨。对浮游植物的采样站位的时空选择、采样方式、样品分析、数据同化和数据库形成等方面进行了讨论。建议在最小化、完整化和标准化的原则下进行近海浮游植物生态系统动力学的策略分析及采样设计，为更好地进行中国海域浮游植物的调查和监测提供理论依据。     

现场自动过滤萃取采样技术

本文介绍国内、外现场自动过滤萃取采样技术的现状和发展水平、研究内容、研究方法以及目前所进行的研究工作,并对以后的发展趋势进行了预测。     

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...     

基于LSH方法的珊瑚礁鱼类竞争压力查询和资源分配方法

基于海洋大数据查询技术的珊瑚礁鱼类保护策略是海洋科学研究的重要课题, 其中鱼群竞争状况对鱼类保护具有重要意义。研究鱼群竞争状况就必须模型化鱼群与珊瑚礁的依赖关系。作为一个简单有效的大数据模型, 图模型是表达这个关系的实用模型。文章提出表达珊瑚礁鱼类种群和珊瑚礁资源依赖关系的竞争图建模方法, 并提出基于局部敏感哈希(Local Sensitive Hashing, LSH)的鱼类种群竞争压力竞争图查询方法, 得到鱼类种群的实时竞争压力状况; 然后根据LSH查询结果, 分析出需要优先保护的鱼类种群; 最后对这些需要优先保护的鱼类种群设计了基于构建人工礁的资源分配方法, 使得区域内珊瑚礁鱼类总体竞争状况改善。     

长江口鱼类食物网与营养结构的研究

鱼类食物网是海洋生态系统中物质循环与能量流动的重要途径,营养结构则是表明能量流动过程中不同消费者的营养水平以及消费者之间的营养关系,二者对研究海洋生态系统中鱼类捕食与被捕食、种间竞争、种群调节以及数量变动等都具有重要意义。但国内、外关于长江口鱼类食物网及营养结构的研究尚未见详细报道。 为探讨三峡工程对河口生态系统的影响,中国科学院海洋研究所于1985年9月至1986年8月对长江口及邻近海域进行了周年综合性本底调查,并对长江口鱼类食物类型作了简单的描述(刘瑞玉、罗秉征等,1987),本文根据以上资料对长江口60种主要鱼类的食物组成、摄食生态类型、食物网与营养结构进行了分析,以期为研究长江口生态系统的功能、生物生产过程以及合理开发利用长江口渔业资源提供科学依据。     

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...     

Nocturnal fish utilization of a subtropical mangrove‐seagrass ecotone

Whereas diel fish migration between mangrove and seagrass habitats has been recognized for decades, quantitative studies have focused mainly on diurnal patterns of fish distribution and abundance. In general, previous studies have shown that fish abundances decline with increasing distance from mangroves; however, evidence for such a pattern at night, when many fishes are actively feeding, is scarce. The present study is the first to report nocturnal fish abundances along a continuous distance gradient from mangroves across adjacent seagrass habitat (0–120 m). Here, we used nocturnal seine sampling to test the null hypothesis (based on diurnal studies and limited nocturnal work) that fish abundance would decrease with increasing distance from shoreline. We focused on species and life‐stage‐specific abundance patterns of Lutjanus griseus, Sphyraena barracuda, Archosargus rhomboidalis, and Haemulon sciurus. Results indicated that assemblage composition and structure differed significantly by season, likely influenced by temperature. However, within each season, the fish habitat use pattern at both the assemblage and species‐specific level generally failed to support our working null hypothesis. Species‐specific analyses revealed that, for most species and life‐stages examined, nocturnal abundance either did not change with distance or increased with distance from the mangrove‐seagrass ecotone. Our results suggest that analyses where taxa are grouped to report overall patterns may have the potential to overlook significant species‐ and stage‐specific variation. For fishes known to make nocturnal migrations, we recommend nocturnal sampling to determine habitat utilization patterns, especially when inferring nursery value of multiple habitats or when estimating fish production.     

Regime shifts in the North Pacific: early indications of the 1976–1977 event

A major environmental change, since dubbed a “regime shift”, occurred in the North Pacific in 1976–1977. However, it was not identified as such until the early 1990s. Recognition was complicated by the presence of higher frequency, interannual variations in both the physical and biological time series. In retrospect some symptoms of the event were apparent within a few years of the shift. These included changes in SST distribution and zooplankton abundance as well as in the recruitment, abundance, and distribution of commercial fishes. Such observations, while not diagnostic at the time, are consistent with the larger scale analyses of recent years.Of particular interest was the demonstrated impact on commercial fish stocks, indicating that early recognition of such events could be useful for fishery management. There is some evidence that appropriate ecosystem data, by integrating the higher frequency variations, when combined with physical data might have advantages for early detection of major environmental changes. While fishery data can clearly indicate that change has occurred, their utility for this purpose is often limited because of inadequate sampling, length of fish life cycles, the complicating effects of fishing and delays in processing of the data. Selected zooplankton species might be the most useful early indicators of environmental change if sampling coverage could be increased and speedy means of identification developed.     

泉州市三个海湾浮性鱼卵和仔稚鱼的种类组成与数量分布特点

本文根据2007年3月至2008年2月期间在泉州地区3个海湾的调查资料,对其浮性鱼卵和仔稚鱼的种类组成与数量分布特点进行初步研究和探讨．结果表明,本调查海域共出现鱼卵和仔稚鱼51种（含未定种）,隶属于21科,主要是近岸底层鱼类、近海中上层鱼类和港湾河口型鱼类三个生态类型．各站鱼卵总平均丰度是81．2彬网,仔稚鱼总平均丰度31．0个／网．数量平面分布呈现优势种明显,占总量比例大,不同季节不同海湾差别较大,规律性不强等特点．整体数量上与往年比有下降趋势．     

黄河口及邻近水域小型鳀鲱鱼类数量分布及其与环境因子的关系

小型鳀鲱鱼类多为浮游生物食性种类;又是多种高营养层次鱼类的饵料生物;作为生态系统中的重要类群;其数量分布对多种生物均具有重要影响。本文根据2013年6月、8月、10月和2014年2月、4月、5月在黄河口及邻近水域进行的渔业资源和环境调查数据;分析了该海域小型鳀鲱鱼类资源数量分布特征;并用广义可加模型研究了其数量分布与时空和环境因子等之间的关系。黄河口及邻近水域小型鳀鲱鱼类相对资源量呈现明显的季节变化;夏、秋季相对资源量明显高于冬、春季。小型鳀鲱鱼类相对资源量具有明显的空间变化;且在不同月份呈现不同的空间分布格局;在4月、5月、6月小型鳀鲱鱼类主要分布于近岸水域;在8月、10月小型鳀鲱鱼类分布外移且范围扩大。GAM分析表明;影响黄河口及邻近水域小型鳀鲱鱼类相对资源量时空分布的主要环境因子包括表层盐度、表层水温、水深和浮游植物丰度等。小型鳀鲱鱼类相对资源量随表层盐度的升高呈现升高的趋势;在盐度达到30时;小型鳀鲱鱼类相对资源量处于最高水平。随表层水温的升高相对资源量有升高趋势;当表层水温达到15℃后;小型鳀鲱鱼类相对资源量增加趋势减缓且丰度较大。小型鳀鲱鱼类相对资源量随浮游植物丰度的增大总体呈现上升趋势;而随水深的变化呈现先降低后升高的趋势。黄河口及邻近水域小型鳀鲱鱼类相对资源量的时空变化与鳀鲱鱼类产卵、索饵和越冬洄游有关;受到季节变化、黄河径流变化以及黄河调水调沙等引起的海洋环境因子变动的影响。     

Fine‐scale patterns in the day,night and crepuscular composition of a temperate reef fish assemblage

The distribution, abundance and composition of marine fish assemblages are influenced by changes in behaviour and movement associated with the diel cycle. The majority of studies exploring day–night differences have demonstrated that there is a greater abundance and diversity of fishes during diurnal compared with nocturnal hours, and that fish assemblage composition varies with time of day or night. We investigated fine‐scale (hourly) diel cycles in the composition and relative abundance of temperate reef fishes using unbaited remote underwater video systems. We observed short crepuscular changeover periods with the hours around dawn and dusk sharing many species, some of which are nocturnal and others diurnal. Diurnal surveys recorded a greater number of individuals (16,990) and species (70) than nocturnal surveys (1053 individuals and 19 species). There was a clear difference between the diurnal assemblage, which was characterized by benthic invertivores, and the nocturnal assemblage composition, which contained zooplanktivores and generalist feeders. Within the diurnal period the hourly temporal variation was relatively homogenous, indicating that standardization of diurnal sampling to a particular time of day may not be necessary.