西北太平洋柔鱼资源综合配置模型及管理策略探讨

柔鱼是我国远洋渔业重要的捕捞对象之一,如何综合考虑生态效益、经济效益和社会效益来科学制定渔业管理目标是确保柔鱼资源可持续利用的重要研究内容。本研究以Gordon-Schaefer生物经济模型为理论基础,利用1996—2008年我国鱿钓船在西北太平洋海域捕捞柔鱼的生产数据以及相关的经济数据,以生态效益(最大持续产量,MSY)、经济效益(最大经济产量,MEY)和社会效益(生物经济平衡点,BE)作为西北太平洋柔鱼资源优化配置的基础数据,考虑三个效益的不同权重建立了柔鱼资源综合配置模型,模拟不同备选方案下柔鱼的短期(1—5年)、中期(10年)及长期(20年)的渔业资源状况、经济效益及其社会效益。结果表明,西北太平洋柔鱼资源已处于充分利用状态,但尚未遭受过度捕捞;以方案8(MSY、MEY各占50%权重为管理目标)和方案2(MEY为管理目标)的中长期经济效益为最大,且资源状况保持最好,但社会效益较低;以方案3(BE为管理目标)的当前及短期效益较大,可以解决社会就业问题,但长期经济效益为最低,且资源状况最差;综合考虑各方面因素,最佳的备选方案为方案8和方案2,即适宜捕捞努力量应控制在3.94万—4.19万船次,可确保柔鱼资源量稳定在BMSY以上。     

西北太平洋柔鱼耳石形态特征分析

耳石是头足类生态的重要信息载体,掌握其形态特征是渔业生物学研究的基础.根据2007年7～10月我国鱿钓船在西北太平洋海域连续采集的202尾柔鱼,对其耳石形态特征进行观察与测量.研究发现,柔鱼耳石具有宽大的翼区和长窄的吻区.对耳石9项形态参数进行主成分分析,结果显示,耳石总长(TSL)、吻区长(RL)、翼区长(WL)可以作为耳石长度特征的代表,吻区宽(RW)、翼区宽(WW)则可代表耳石宽度特征.耳石长度参数TSL、RL和WL与胴长存在显著的幂函数关系(P<0.05),而耳石宽度参数RW和WW与胴长之间则无显著函数关系(P>0.05).性成熟对耳石生长有一定的影响.性成熟等级为Ⅰ～Ⅱ期的个体,其TSL增长较快,而Ⅲ～Ⅳ期个体的TSL增长不明显.     

基于栖息地指数的西北太平洋柔鱼渔获量估算

西北太平洋柔鱼是世界大洋性经济柔鱼类之一,估算其渔获量是科学管理柔鱼资源的重要基础。根据2003-2008年8～10月西北太平洋柔鱼生产统计数据,结合环境遥感数据,包括海表温度(SST),海表温梯度(GSST)及海表高度(SSH),利用栖息地适宜性指数(HSI)模型定性描述资源密度分布与其栖息环境之间的关系,同时在假设捕捞努力量时空分布相同的情况下,建立了各作业渔区渔获量与HSI之间的关系。结果表明,单位渔区(经纬度0.5°×0.5°内周平均渔获量与HSI之间呈现显著的正相关,并建立了最适关系的指数模型,以及单位渔区内周最大可能渔获量与HSI之间的线性关系式。当HSI较低(0～0.1)或较高(0.9～1)时,其预测的渔获量相对误差较大,并对误差产生的原因进行了分析。研究结果表明,利用基于栖息地指数模型来预测柔鱼可能的渔获量是可行性。     

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。     

西北太平洋海域太平洋褶柔鱼秋生群产卵场指数动态评估

为探究太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)秋生群资源丰度波动的原因,本研究利用适宜产卵的海表温度(SST)和水深数据,构建了太平洋褶柔鱼秋生群1979—2018年40年潜在产卵场模型,在此基础上开发了适宜海表温度均值(MVSS)、适宜性海表温度加权面积(SSWA)和等温线经向位置(MP)3种产卵场指数...     

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。     

基于水温垂直结构的西北太平洋柔鱼栖息地模型构建

根据1998-2004年8～10月中国大陆西北太平洋柔鱼生产数据,结合对柔鱼渔场与各水层水温的分析,以作业次数为基础建立各水层水温的适应性指数(Suitability Index,SI)模型,采用算术平均法(Arithmetic Mean Model,AMM)和几何平均法(Geometric Mean Model,GMM)建立综合栖息地指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型;并对1998-2004年8～10月的HSI值与实际作业次数、产量和单船日产量(CPUE)作比较.结果表明,8～10月,HSI＞0.6时,AMM的产量和作业次数比重分别占83.4％和80.9％,CPUE均2.1 t/d以上;GMM的产量和作业次数比重分别占73.5％和69.6％,CPUE均2.3 t/d以上.2种模型比较认为,AMM模型稍优于GMM模型.同时,利用2005年8～10月生产数据及水温资料对HSI模型进行验证.结果表明,基于水温垂直结构的栖息地指数模型能较好地预测西北太平洋中心渔场和潜在渔场.     

西北太平洋黑潮路径变化与柔鱼CPUE的关系研究

利用西北太平洋长时间序列SST、黑潮路径、柔鱼渔获量数据,基于GIS技术分析了黑潮路径类型变化和离岸摆动及其对柔鱼CPUE的影响。分析结果表明,1990—2003年,黑潮弯曲发生的月份数占82％,其中整月发生弯曲的月份数占47％,共发生2次大弯曲、2次准弯曲、5次小弯曲。柔鱼年CPUE,在黑潮发生准弯曲年份最高,黑潮发生小弯曲年份较高,黑潮发生大弯曲年份和平直年份较低,黑潮大弯曲发生的强盛年份最低。柔鱼月CPUE高值时段,多是黑潮发生弯曲时段,且主要是C型弯曲。连续3月以上出现月CPUE高值段,黑潮路径模式是C型弯曲和平直路径交替出现。3天CPUE的高值时段,黑潮弯曲型的频次远高于平直型;较高值时段,黑潮弯曲型的频次稍高于平直型;中值时段,黑潮平直型频次稍高于弯曲型;较低值时段,黑潮平直型高于弯曲型;低值时段,黑潮平直型远高于弯曲型。     

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.     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼作业前景的探讨

报道中国鱿钓渔业在西南大西洋1999－2000年度的生产情况：共有53艘生产渔轮参加作业，总产量为97545吨，单船平均产量1840吨，最高为4300吨。有3艘在阿根廷海域渔场、6艘在马尔维纳斯群岛海域渔场、44艘在公海渔场生产，其中在阿根廷海域作业平均产量最高，达4205吨／艘，平均每艘每天生产27．7吨。     

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.     

Influence of environmental data of different sources on marine species habitat modeling: A case study for Ommastrephes bartramii in the Northwest Pacific Ocean

The quality of environmental data and its possible impact on the marine species habitat modelling are often overlooked while the sources for these data are increasing. This study selected sea surface temperature(SST) from two commonly used sources, the NOAA Ocean Watch and IRI/LDEO Climate Data Library, and then constructed habitat suitability index model to evaluate the influences of SST from the two sources on the outcomes of Ommastrephes bartramii habitat models for the months of July–October...     

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.     

基于光合有效辐射的西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布变动研究

光合有效辐射(PAR)对于海洋初级生产力具有显著的调控作用,会间接影响到头足类的资源丰度和渔场分布。本文根据2006−2015年上海海洋大学鱿钓科学技术组提供的柔鱼鱿钓数据和光合有效辐射卫星遥感数据,研究了光合有效辐射与西北太平洋柔鱼种群的关系,并评估了异常环境条件下光合有效辐射对柔鱼的影响。结果发现,柔鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)、渔场纬度重心、PAR,及其空间分布均具有显著的月间变化。7−11月各月适宜PAR范围分别为36～39 E/(m²·d)、33～36 E/(m²·d)、24～27 E/(m²·d)、18 E/(m²·d)和12 E/(m²·d),最适宜PAR值分别为36 E/(m²·d)、33 E/(m²·d)、27 E/(m²·d)、18 E/(m²·d)和12 E/(m²·d)。此外,CPUE与PAR有显著正相关关系(p<0.05),且CPUE与各月适宜PAR范围占渔场比例也呈显著正相关(p<0.05);同时渔场纬度重心随各月最适PAR平均纬度变化而变化。在异常环境条件下,拉尼娜年份CPUE值比厄尔尼诺年份高,该年份PAR值异常增高可能是导致柔鱼资源丰度增加的因素之一。研究表明,光合有效辐射对于西北太平洋柔鱼资源丰度和空间分布具有显著影响。     

利用衰减模型评估柔鱼西部冬春生群体资源

根据2001~2004年8~11月中国大陆鱿钓船在西北太平洋生产的柔鱼渔获及其平均个体等数据,利用衰减模型估算各年度西部冬春生群体8月上旬的初始资源量、旬自然死亡系数和逃逸率等参数。评估认为,各年度8月上旬初始资源量为134.89×106~182.80×106ind.,平均值为160.57±17.13×106ind.。各年度初始资源量大小有所差异,其中2001年和2004年较高。2001~2004年可捕系数分别为3.722×10-5、3.892×10-5、8.491×10-5和6.665×10-5。各年度8~11月自然死亡系数在0.0377~0.0609/旬,平均值为0.0493±0.0118/旬。总死亡系数为0.1720~0.1957/旬,平均值为0.1834±0.0097/旬。2001~2004年11月末柔鱼的逃逸率在14.81%~23.34%间,逃逸量为12824~24499 t。分析认为,柔鱼西部冬春生群体的资源处在充分利用状态,年可捕量在8×104~10×104t。     

利用Argo 浮标资料研究西北太平洋三维声速分布特征

利用西北太平洋海区2002～2009年的Argo浮标剖面温度、盐度资料构建成0.5°×0.5°水平分辨率的三维声速网格化资料,并据此分析该海区声速的空间分布及季节变化特征。研究表明：该海区10 m层等声速线分布的季节变化较为明显,春、冬季的等声速线几乎与纬线平行,黑潮流经区域等声速线呈现一定的弯曲。100 m层等声速线分布的季节变化较小：北赤道流区,等声速线从外海向近岸延伸;吕宋岛东南部沿海,等声速线向南弯曲;吕宋岛、台湾岛东部等声速线呈现偏北方向的弯曲;琉球群岛附近,等声速线朝北偏东方向弯曲。此外,研究海区存在深海声道,声道轴最深的区域主要在吕宋海峡和日本东南部海区,其中吕宋海峡处的声道轴有显著的季节变化特征。可见,利用Argo浮标资料可以初步得到西北太平洋声速的空间分布及其季节变化特征,随着Argo剖面资料的增多,对该海区的声速场认识将会愈加清晰。