基于产卵场环境因子的阿根廷滑柔鱼资源补充量预报模型研究

西南大西洋阿根廷滑柔鱼Illex argentinus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—2011年我国鱿钓船队在西南大西洋的生产统计数据,以及产卵场海洋表面温度(SST)、海表温度距平值(SSTA),计算分析了阿根廷滑柔鱼在产卵期产卵场各月最适表层水温范围占总面积的比例(用PS表示)以及表征海流强度的SST、SSTA等多种环境变量因子与单位捕捞量渔获量(CPUE)的相关性,建立多种基于主要环境因子的资源补充量预报模型,同时分析比较预报模型的优劣。相关性分析表明:6月份有3片连续区域的SST与CPUE之间存在强相关性,分别为38°~39°S、54°~55°W,40.5°~41.5°S、51°~52°W,39.9°~40.4°S、42.6°~43.1°W。利用6月份此3片连续区域SST与次年CPUE建立的三元线性模型,模型符合统计检验,偏差解释率为82.4%。在此基础上加入7月份PS影响因子建立3种方案下的误差反向传播(EBP)神经网络模型。结果认为,包含了福克兰寒流与巴西暖流表温信息的方案3模型优于其他两种模型,其准确率可以达到90%以上。     

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。     

基于产卵场海表温度的阿根廷滑柔鱼资源丰度预测模型研究

阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)为短生命周期种,其资源丰度易受海洋环境变化的影响,尤其是在产卵场的早期生活史阶段。根据2003?2016年我国鱿钓船队在西南大西洋的生产统计数据,以及产卵场海洋表面温度(SST)卫星遥感数据,用相关性分析方法筛选出阿根廷滑柔鱼产卵旺季期间(6月份)表征产卵场SST变化的特征海域;基于阿根廷滑柔鱼产卵场最适SST范围占总面积之比(Ps)与资源丰度单位捕捞努力渔获量(CPUE,t/船)呈正相关性的假设,回溯阿根廷滑柔鱼最适的产卵场及水温环境条件,并据此建立多种基于表征产卵场SST环境因子的资源丰度多元线性预测模型。相关性分析结果表明:6月份有两片连续海域(Area 1、Area 2)的SST与CPUE之间存在显著相关性,分别为42.5°～44°S、57.5°～59°W(Area 1)和39°～39.5°S、45°～46°W(Area 2);回溯的阿根廷滑柔鱼产卵场范围为37.5°～44°S、41.5°～51.5°W,产卵场最适SST范围为16～17.5℃。利用2个特征海域(Area 1、Area 2)SST以及回溯的产卵场Ps建立4种的多元线性资源丰度指数(ICPUE)预测模型,结果表明,包含表征寒暖流的特征海域和回溯产卵场Ps的方案4模型优于其他3种模型,其资源丰度指数预测模型为ICPUE=1.390 4×Ps+0.261 9×SST_{Area 1}+0.096 2×SST_{Area 2}?3.248 0。     

基于不同权重的栖息地指数模型预报阿根廷滑柔鱼中心渔场

本文根据2003-2009年1-5月和2011年1-5月西南大西洋海域阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)的生产数据,结合遥感获得的海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)数据,利用不同权重的栖息地指数模型来预报阿根廷滑柔鱼的中心渔场。采用外包络法,利用作业次数与SST、SSH建立适应性指数(SI)模型,依据作业次数比重和产量比重来比较不同权重的算术加权模型(AWM),从而筛选出最佳模型,并对最佳模型进行验证。结果显示,确定AWM(a=0.3,SST权重为0.3,SSH的权重为0.7)为最佳模型,当栖息地适应性指数(HSI)大于0.6时,作业次数的比重为93.23%,产量比重为89.28%,当HSI小于0.4时,作业次数的比重为2.12%,产量比重为3.35%。利用2011年1-5月的生产数据和环境数据对AWM(a=0.3)进行验证,结果显示,在HSI大于0.6的海域,各月作业次数比重均在91%以上,产量比重均在95%以上。研究表明,在阿根廷滑柔鱼渔场形成中SSH比SST更为重要,基于SST和SSH的AWM(a=0.3)能够较好地预测西南大西洋阿根廷滑柔鱼的中心渔场。     

基于海表温度和海面高度的东太平洋大眼金枪鱼渔场预测

开展东太平洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)渔场预报技术研究,建立基于多环境因子渔场预报模型,将对该资源的高效开发和利用具有重要的意义。作者根据2009~2011年东太平洋海域(20°N~35°S、85°W~155°W)延绳钓生产统计数据,结合海洋遥感获得的表温(SST)和海面高度(SSH)的数据,运用一元非线性回归方法,以渔获量为适应性指数,按季度分别建立了基于SST和SSH的大眼金枪鱼栖息地适应性指数,采用算术平均法获得基于SST和SSH环境因子的栖息地指数综合模型,并用2012年各月实际作业渔场进行验证。研究结果显示,大眼金枪鱼渔场多分布在SST为24~29℃、SSH为0.4~0.8 m的海域。指数模型较好地拟合了因子适应性曲线(P0.05)。基于栖息地指数的2012年大眼金枪鱼中心渔场预报准确性平均达63%,可为金枪鱼延绳钓渔船寻找中心渔场提供指导。     

东太平洋赤道海域茎柔鱼(Dosidicus gigas)小型群体资源分布及其渔场环境特征

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是我国远洋渔业的重要捕捞对象。当前针对茎柔鱼渔场分布及其与环境关系的研究多集中于秘鲁海域,而在赤道海域则研究较少。根据2019年12月至2020年2月在赤道海域获取的茎柔鱼生物学数据,以及同期的渔业生产和环境数据,运用胴长-体重关系拟合、Arcgis地统计插值、广义可加模型(GAM)探究其资源分布及渔场环境状况。结果表明:东太平洋赤道海域茎柔鱼胴长范围为136~407 mm,体重范围为117~1 557 g; 2019年12月~2020年4月各月渔获量呈先增加后减小趋势, 2月渔获量最高; CPUE (单位捕捞努力量渔获量)除2月增加外,总体呈下降趋势;渔场集中分布于0°~3°S、105°~114°W海域,不同月份渔场中心经向变化明显;渔场最适SST范围是24.5~25.5 ℃,最适chl a范围是0.16~0.20 mg/m³,月份是影响茎柔鱼CPUE的主要因子。进一步分析表明:该海域茎柔鱼渔获主要为小型群体;小型群体生长发育期(2~3月)对渔场分布有重要影响,生长发育期前茎柔鱼集群度高,生长发育期后逐渐分散活动;单一影响因子与茎柔鱼CPUE相关性不显著,综合考虑其他环境因素及其交互影响是今后的研究方向。     

利用BP神经网络标准化东南太平洋茎柔鱼(Dosidicus gigas)资源丰度

东南太平洋茎柔鱼(Dosidicus gigas)是短生命周期大洋性经济鱼类,其资源量受环境因素变化的影响较大。根据我国鱿钓船队2013~2017年在东南太平洋的生产统计数据,结合海洋环境数据包括海表面温度(SST)、海表面盐度(SSS)、叶绿素a浓度(chl a),运用BP神经网络(back propagation network)模型来标准化单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort, CPUE,也称名义CPUE)。以均方误差(mean square errors, MSE)和平均相对变动值(average relative variances, ARV)为最优模型判断依据,比较隐含层节点3-10的神经网络模型,发现6-9-1结构为最优模型。用Garson算法解释模型结果,发现各输入层因子对东南太平洋茎柔鱼资源丰度影响重要度排序为chl a、SST、经度(Lon)、SSS、纬度(Lat)、月份(Month)。并作名义CPUE和标准化CPUE资源丰度对比分布图,结果显示CPUE与标准化CPUE总体分布状况基本一致,但局部区域存在明显差异, 80°~85°W及10°~20°S海域适宜鱿钓生产,表明BP神经网络模型可以适用于东南太平洋茎柔鱼的CPUE标准化,从而为鱿钓渔业生产提供一定参考依据。     

夏季东海渔场鲐鱼产量与海洋环境因子的关系

根据2002～2004年7～9月我国东海灯光围网渔业生产统计数据,结合卫星遥感获取的海表面温度(Sea surface temperature, SST)、叶绿素a浓度及海面高度数据(Sea surface height,SSH),分析鲐鱼渔场分布与其SST、叶绿素a浓度和SSH之间的关系.统计各月鲐鱼产量在SST、叶绿素a浓度上的频次分布,以确定各月中心渔场的最适SST和叶绿素a浓度范围,并对不同月份鲐鱼产量与SST和叶绿素a浓度关系进行分析和比较.利用Marine Explore4.0软件将每日鲐鱼产量和SSH图像进行空间展布,分析中心渔场形成与SSH分布的内在规律.研究结果显示,鲐鱼产量和当年SST成正比,东海SST的高低基本上决定了当年鲐鱼产量的高低,但并未发现叶绿素a浓度越高渔获产量也越高的规律,说明叶绿素a浓度并非鲐鱼渔场形成的最主要因素.夏季东海SST、叶绿素a浓度分布状况及其分布的季节变化决定了夏季东海鲐鱼作业渔场在东海南部和北部适宜SST、叶绿素a浓度不同的范围,但各年渔场SST以及叶绿素a浓度分布的总体趋势一致,鲐鱼产量集中分布在叶绿素a浓度较低、SST较高的东海南部渔场和叶绿素a浓度较高、SST较低的东海北部长江口渔场:7、8月鲐鱼中心渔场分布在东海南部海域,最适SST分别为27～29 ℃和28～30 ℃,最适叶绿素a浓度均为0.10～0.30 mg/m3;9月东海南部渔场最适SST为27～28 ℃,最适叶绿素a浓度为0.10～0.30 mg/m3,东海北部渔场最适SST为26～27 ℃,最适叶绿素a浓度为1.00～3.00 mg/m3.鲐鱼渔场和SSH之间有很好的匹配关系,中心鱼场通常位于SSH极大值和极小值交汇的海域、并靠近极大值海域一侧,即出现在冷水团和暖水团交汇区靠近暖水团一侧.研究表明,渔场最适SST和叶绿素a浓度以及SSH作为确定潜在中心渔场的指标各具优势,将三者结合、综合分析,预报潜在渔场的位置更为可靠.     

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。     

Satellite-derived measurements of spatial and temporal chlorophyll-a variability in Funka Bay, southwestern Hokkaido, Japan

Chlorophyll-a (chl-a) concentration has an important economic effect in coastal and marine environments on fisheries resources and marine aquaculture development. Monthly climatologies the Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) derived chl-a from February 1998 to August 2004 around Funka Bay were used to investigate the spatial and temporal variability of chl-a concentrations. SeaWiFS-derived suspended sediment, MODIS derived sea surface temperature (SST), solar radiation and wind data were also analyzed. Results showed two distinct chlorophyll blooms in spring and autumn. Chl-a concentrations were relatively low (<0.3 mg m⁻³) in the bay during summer, with high concentrations occurring along the coast, particularly near Yakumo and Shiraoi. In spring, chl-a concentrations increased, and a large (>2 mg m⁻³) phytoplankton bloom occurred. The spatial and temporal patterns were further confirmed by empirical orthogonal function (EOF) analysis. About 83.94% of the variability could be explained by the first three modes. The first chl-a mode (77.93% of the total variance) explained the general seasonal cycle and quantified interannual variability in the bay. The spring condition was explained by the second mode (3.89% of the total variance), while the third mode (2.12% of the total variance) was associated with autumn condition. Local forcing such as the timing of intrusion of Oyashio water, wind condition and surface heating are the mechanisms that controlled the spatial and temporal variations of chlorophyll concentrations. Moreover, the variation of chlorophyll concentration along the coast seemed to be influenced by suspended sediment caused by resuspension or river discharge.     

应用长链不饱和烯酮重建末次间冰期以来冲绳海槽中部SST变化

为了解自末次间冰期以来这一地区的古海水表层温度变化,应用气相色谱技术对取自冲绳海槽东侧的Z14?6孔的长链(C37)不饱和烯酮进行了分析。结果发现,该孔Uk37在0.83—0.95之间,其变化趋势与两种浮游有孔虫N.dutertrei和G.sacculifer的氧同位素组成一致。根据Uk37重建的SST在24.0—27.5℃之间变化,最高值27.5℃出现在MIS-5,最低值24℃出现在MIS-2(LGM)。从LGM到全新世SST增加约2℃。这与早期在附近地区根据Uk37重建的SST变化趋势一致。根据重建的SST自LGM以来的变化,作者认为现代黑潮洋流系统最晚在约10kaB.P.后已在冲绳海槽重新建立。许多早期研究揭示的黑潮在7.5—7kaB.P.的加强可能与全新世大暖期有关。     

墨西哥湾扇贝的引种和子一代苗种培育

为将美国佛罗里达州产的墨西哥湾扇贝作为我国南海水域的养殖对象，于１９９１年１２月将壳高２．０－４．５ｍｍ的２２２个稚贝置于保温瓶内，控温在１５－１６℃，并每隔１－１．５ｈ充气数分钟，经３ｄ长途运输到青岛，稚贝全部成活。在室内控制条件下，培育至６月下旬，平均壳高达３３ｍｍ，性腺成熟，并采卵成功地培育出子一代。从子一代在海区养成的亲贝采卵分别在青岛，广西与福建培育出子二代。表明，从繁殖，生长等生物学判     

Prediction of surface ocean pCO2 from observations of salinity, temperature and nitrate: The empirical model perspective

This paper evaluates whether a thermodynamic ocean-carbon model can be used to predict the monthly mean global fields of the surface-water partial pressure of CO₂ (pCO_2SEA) from sea surface salinity (SSS), temperature (SST), and/or nitrate (NO₃) concentration using previously published regional total inorganic carbon (C_T) and total alkalinity (A_T) algorithms. The obtained pCO_2SEA values and their amplitudes of seasonal variability are in good agreement with multi-year observations undertaken at the sites of the Bermuda Atlantic Timeseries Study (BATS) (31°50’N, 60°10’W) and the Hawaiian Ocean Time-series (HOT) (22°45’N, 158°00’W). By contrast, the empirical models predicted C_T less accurately at the Kyodo western North Pacific Ocean Time-series (KNOT) site (44°N, 155°E) than at the BATS and HOT sites, resulting in greater uncertainties in pCO_2SEA predictions. Our analysis indicates that the previously published empirical C_T and A_T models provide reasonable predictions of seasonal variations in surface-water pCO_2SEA within the (sub) tropical oceans based on changes in SSS and SST; however, in high-latitude oceans where ocean biology affects C_T to a significant degree, improved C_T algorithms are required to capture the full biological effect on C_T with greater accuracy and in turn improve the accuracy of predictions of pCO_2SEA.     

大鹏湾赤潮多发区的叶绿素a分布与环境关系初探

根据１９９０－１９９１年大鹏湾盐海田域４个测站的观测资料分析结果表明，大鹏湾赤潮我发区海水中叶绿素α含量的测值范围为０．０６－８．２８ｍｇ／ｍ＾３，平均为１．３３ｍｇ／ｍ＾３。季切平均值以春，秋季较高，夏，冬季较低；表层的叶绿素α含量稍高于底层。采用多元逐步回归分析得知，影响叶绿素α含量变化的主要因子是Ｆｅ，ＣＯＤ，ｓ，其次是ＤＯ，ｔ，Ｔｂ；此，Ｍｎ，Ｓｉ（ＯＨ）４，ＰＯ４，ＮＯ２与叶绿素α的分布     

日粮水平对黑鲷幼鱼氮收支的影响

于１９９４年８－１１月进行４次黑鲷幼鱼摄食－生长实验,平均水温２６．８,２４．４,２０．１和１４．８℃,生次实验分４个日粮水平,分别对单位体重日摄取、粪便氮、氮排泄和氮生长进行测定和估计。     

太平洋褶柔鱼冬生群资源丰度变动对ENSO事件的响应研究

太平洋褶柔鱼为大洋性经济鱼种,具有一年生命周期,其资源变动受气候和海洋环境条件的显著影响。本研究根据日本提供的2003-2012年太平洋褶柔鱼冬生群体的渔业统计数据,结合产卵场环境数据以及尼诺指数ONI（定义为Niño 3.4区海表温度距平值）,分析不同气候条件下（厄尔尼诺和拉尼娜）太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场海表温度（SST）、叶绿素a（Chl-a）浓度以及适宜产卵面积（SSA）的变动情况及对其资源丰度（CPUE）的影响。结果表明,太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SST、Chl-a浓度和SSA具有明显的季节性变化。相关分析表明,各年CPUE与Chl-a浓度以及SSA具有显著的正相关关系（p<0.05）,但与SST相关性不显著（p>0.05）。此外,厄尔尼诺和拉尼娜事件通过驱动太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场SSA和关键海域（25°-29°N,122.5°-130.5°E）内的Chl-a空间分布和大小变化,从而改变其资源丰度,但影响作用随各异常事件的强度不同而变化,具体表现为：发生弱强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较高,Chl-a浓度处于较低水平,导致资源补充量处于较低水平,CPUE降低;发生中等强度厄尔尼诺事件时,产卵场SSA较低,但Chl-a浓度处于较高水平,导致资源补充量增加,CPUE处于上升水平;发生中等强度拉尼娜事件时,产卵场SSA和Chl-a浓度均处于较高水平,资源补充量显著增加,CPUE显著升高。研究表明,厄尔尼诺和拉尼娜事件对太平洋褶柔鱼冬生群体产卵场摄食孵化环境和资源丰度变动具有显著影响。     

基于GAM的西北太平洋日本鲭资源丰度预测模型建立

日本鲭(Scomber japonicus)是西北太平洋重要的鱼类资源之一,科学预测日本鲭的资源丰度有利于其资源的合理开发和利用。本研究依据日本渔业机构提供的1987–2012年日本鲭太平洋群体的资源量数据,结合产卵场和渔场的海洋环境数据以及气候因子,使用广义加性模型对影响日本鲭太平洋群体的海洋环境和气候因子进行分析,筛选出有显著影响的因子并建立该群体的资源量预测模型。结果表明,与该群体资源量有显著关系的影响因子有:北极涛动指数、太平洋年代际振荡指数、渔场海表面高度、渔场海表面盐度和渔场海表面温度。基于赤池信息准则筛选出的4个资源量预测模型分析表明,包含北极涛动指数、渔场海表面高度和渔场海表面温度的模型有较好的预测效果,该模型的验证结果也通过了t检验(P<0.05),可用于日本鲭太平洋群体资源量的预测。     

Deposition rates, mixing intensity and organic content in two contrasting submarine canyons

The hydrographically different conditions characterising the Western Iberian Margin (NE Atlantic) and the Gulf of Lions (Mediterranean) may play an important role in determining the biogeochemical characteristics of the sediments. To investigate this, we compared the Nazaré and Cap de Creus canyons, and their respective adjacent open slopes in terms of the organic carbon (C_org) contents, chlorophyll-a (chl-a) concentrations, C:N and chl-a:phaeopigment ratios, and also in terms of modelled mixing intensities, chl-a and ²¹⁰Pb deposition and background concentrations in sediments. Chlorophyll-a and ²¹⁰Pb profiles were fitted simultaneously with a reactive transport model to estimate mixing intensity, deposition and background concentrations. Further, to account for the possibility that the decay of chl-a may be lower in the deep sea than in shallow areas, we estimated the model parameters with two models. In one approach (model 1), the temperature dependent decay rate of chl-a as given by Sun et al. [Sun, M.Y., Lee, C., Aller, R.C. (1993) Laboratory Studies of Oxic and Anoxic Degradation of chlorophyll-a in Long-Island sound sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57, 147-157] for estuaries was used. In the other approach (model 2), an extra parameter was estimated to derive the chlorophyll-a degradation rate. An F-test, taking into account the different number of parameters in the models, was used to single out the model that significantly fitted the data best. In most cases, the model parameters were best-explained with model 1, indicating the empirical relationship by Sun et al. (1993) is a valid means to estimate the chlorophyll-a degradation rate in deep sea sediments. To assess the robustness with which the model parameters were estimated we provide a first application of Bayesian analysis in the modelling of tracers in sediments. Bayesian analysis allows calculating the mean and standard deviation for each model parameter and correlations among parameters. The model parameters for stations for which ²¹⁰Pb and chlorophyll-a profiles were available were robustly fitted as evidenced by an average coefficient of variation of 0.22. C_org contents, chl-a concentrations, chl-a:phaeo ratios, mixing intensities, depositions and background concentrations of chl-a and ²¹⁰Pb indicated that the Cap de Creus canyon and adjacent slope were less active in terms of organic matter accumulation and burial than the Nazaré canyon and respective open slope.