基于栖息地指数的西北太平洋日本鲭渔情预报模型构建

根据2014-2017年5-11月西北太平洋公海灯光围网日本鲭(Scomber japonicus)生产数据,结合同期的环境遥感数据,分别基于捕捞量和作业次数,构建日本鲭栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型。选取海表水温、海面高度异常和叶绿素a浓度,采用一元指数回归拟合,建立各个环境变量的适应性指数模型,并利用线性规划方法确定各环境因子的权重,从而提高日本鲭HSI模型对渔场的预报精度。利用2018年5-11月的实际捕捞数据对模型进行预报准确率验证,在基于渔获量和作业次数构建的HSI模型中,HSI大于0.7的海域,渔获量平均占比分别为77.29%、76.79%,这表明基于不同权重环境因子的HSI模型能够较好地预测西北太平洋公海日本鲭中心渔场。     

利用基于表温因子的栖息地模型预测西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)渔场

根据1999—2004年8—10月主渔汛期间我国鱿钓船在150—165°E海域的鱿钓生产数据,结合其表温及表温梯度,分别将作业次数百分比和单位渔船日产量作为适应性指数,利用算术平均法(AM)和联乘法(GM)分别建立基于表温因子(表温和表温水平梯度)的综合栖息地指数模型。结果表明,AM栖息地指数模型和GM栖息地指数模型均拟合较好,在HSI大于0.6的海域,1999—2004年间其作业次数平均比重分别在70%以上,平均日产量均在2t/d以上。但AM模型稍优于GM模型。利用2005年8—10月生产数据及表温资料对AM模型进行验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6海域,其作业次数比重达到80%以上,各月平均CPUE均在3.0t/d以上。研究表明,基于表温和表温水平梯度的AM栖息地模型能获得较好预测西北太平洋柔鱼中心渔场。     

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。     

秘鲁外海茎柔鱼栖息地适宜性年代际变动

茎柔鱼广泛分布于东南太平洋海域,是我国重要的远洋捕捞对象之一,其种群易受气候和栖息地环境的影响。利用海表面温度(SST)和海表面高度距平(SSHA)两个关键环境因子,计算1950-2015年1-12月秘鲁外海茎柔鱼栖息地适宜性指数(HSI),对比分析太平洋年代际涛动(PDO)位于冷暖位相下茎柔鱼渔场环境以及栖息地质量的变动。结果显示,1950-2015年PDO呈现冷、暖、冷3个位相变化,其中PDO冷位相内的SST距平(SSTA)和SSHA明显低于PDO暖位相。交相关分析结果表明,PDO指数与SSTA和SSHA均呈显著正相关,而HSI与PDO指数、SSTA和SSHA均呈显著负相关。PDO位于冷位相时,茎柔鱼渔场内水温变冷,海面高度下降,适宜的SST和SSHA范围增加,因此茎柔鱼有利的栖息地面积增大;而PDO位于暖位相时,水温增暖,海面高度上升,适宜的SST和SSHA范围缩减,导致茎柔鱼适宜的栖息地面积缩小。研究认为,太平洋年代际涛动调控了茎柔鱼渔场内的环境变化,进而对茎柔鱼栖息地质量及适宜栖息地范围产生显著影响。     

异常气候条件下秘鲁外海茎柔鱼栖息地的时空变动

茎柔鱼主要分布于东太平洋,是我国鱿钓渔船的主要捕捞对象,气候变化对其栖息地有较大影响。本研究依据1950-2015年海表温度(SST)、海表高度距平(SSHA)以及尼诺指数(Ni?o3.4指数),计算秘鲁外海茎柔鱼栖息地适宜性指数(HSI),分析在厄尔尼诺(El Ni?o)、正常气候和拉尼娜(La Ni?a)条件下适宜栖息地的时空变动。分析表明,海表温度距平(SSTA)和SSHA与Ni?o3.4指数的变化趋势基本相同,Ni?o3.4指数与SSTA和SSHA均呈显著正相关,但与HSI值呈显著负相关。依据气候事件的定义,将研究年份划分为El Ni?o年,正常年和La Ni?a年。研究发现,在El Ni?o年,茎柔鱼渔场水温变暖,海面高度上升,适宜的SST和SSHA范围缩小,导致适宜的栖息地面积范围缩减;而在正常气候和La Ni?a年份,茎柔鱼渔场水温变冷,海面高度下降,适宜的SST和SSHA范围增大,因此适宜的栖息地面积范围增加。此外,Ni?o3.4指数和茎柔鱼渔场HSI纬度重心呈显著正相关,在El Ni?o事件下适宜的栖息地纬度重心向南偏移。研究认为,不同ENSO事件下茎柔鱼渔场环境变化...     

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。     

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。     

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。     

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。     

2004年北太平洋柔鱼钓产量分析及作业渔场与表温的关系

根据2004年5—11月我国鱿钓船在北太平洋生产数据,结合表温资料,按经纬度1°×1°的格式,利用Marineexplorer4.0软件作图进行分析。结果表明,5—7月在160°E以东海域作业,产量较低;8—10月在150°—160°E海域作业,为生产作业的产量高峰期,占总产量的62.5%;11月在150oE以西海域作业,产量也较低。在150°E以西海域CPUE最高,150°—160°E中部海域次之,160°E以东海域最低。作业渔场的适宜表温呈现出季节性变化。各月适宜表温分别为:5月12℃～14℃;6月15℃～16℃;7月14℃～16℃;8月18℃～19℃;9月16℃～17℃;10月15℃～16℃;11月12℃～13℃。K-S检验表明,上述表温可作为寻找中心渔场的指标。     

西北太平洋柔鱼冬春生群体栖息地的变化研究

柔鱼（Ommastrephes bartramii）是短生命周期鱼种,其适宜栖息地范围受海洋水温条件的显著影响。本文根据2006-2015年7-11月中国鱿钓技术组提供的西北太平洋柔鱼冬生群体的捕捞数据以及海表温度（SST）数据,利用捕捞努力量与SST的频率分布关系,估算柔鱼各月适宜温度范围（PFSST）,对1985-2015年柔鱼PFSST进行估算,同时分析柔鱼PFSST的年代际变化规律,并评估不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件对柔鱼栖息地的影响。研究表明,2006-2015年柔鱼各月适宜的SST具有明显变化,7-11月对应适宜的SST范围分别为16~19℃、17~21℃、15~19℃、14~16℃和12~13℃。单位捕捞努力量渔获量大小随PFSST变动而发生相应变化,两者具有显著正相关关系,这说明了柔鱼渔场范围内适宜温度面积增加,对应柔鱼资源丰度上升。1985-2015年柔鱼PFSST呈现显著的月间和年际变化,7-11月PFSST具有先增加后递减的变化规律,且7-9月PFSST年际波动相似,10和11月PFSST年际变化相似。同时,柔鱼PFSST与渔场内SST具有显著正相关关系。柔鱼渔场内PFSST受厄尔尼诺和拉尼娜事件调控,其面积随气候事件的强度发生变化,具体表现为:弱拉尼娜事件和正常气候条件下,柔鱼渔场范围内水温最高,适宜栖息面积显著增长;中等强度和高强度拉尼娜条件下,柔鱼渔场内平均水温较高,但适宜栖息面积较前两者显著减小;弱强度、中等强度和超高强度厄尔尼诺条件下,柔鱼渔场内水温均较低,但弱强度和超高强度厄尔尼诺条件下柔鱼适宜栖息面积均大于中等强度厄尔尼诺条件。     

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...     

Variations of oceanic fronts and their influence on the fishing grounds of Ommastrephes bartramii in the Northwest Pacific

Two predominant currents, the warm Kuroshio Current and the cold Oyashio Current, meet in the Northwest Pacific Ocean. The dynamics of physical oceanographic structures in this region, including frontal zones and meandering eddies, result in a highly productive habitat that serves as a favorable feeding ground for various commercially important species. Neon flying squid, Ommastrephes bartramii, is an important oceanic squid, which is widely distributed in the North Pacific Ocean. Based on the catch data collected by Chinese squid jigging fleets and relevant environmental data, including sea surface temperature(SST) and fronts(represented by gradients of SST and thermocline) during 1998–2009, the variations of oceanic fronts and their influence on the fishing grounds of O. bartramii were evaluated, and the differences in distribution of fishing grounds of O. bartramii in 2000 and 2002 were compared by describing the differences in vertical temperature between 0–300 m. It was found that the preferred horizontal temperature gradient of SST for O. bartramii tended to be centered at 0.01–0.02°C/nm, which attracted nearly 80% of the total fishing effort, and the preferred horizontal temperature gradients at the 50 m and 105 m layers were mainly located at 0.01–0.03°C/nm, which accounted for more than 70% of the total fishing effort during August–October. The preferred vertical temperature gradient within the 0–50 m layer for O. bartramii tended to be centered at 0.15–0.25°C/m during August and September and at 0.10–0.15°C/m in October, implying that the mixed surface layer was distributed at depths of 0–50 m. It was concluded that the vertical temperature gradient was more important than the horizontal temperature gradient in playing a role in forming the fishing ground. The results improved our understanding of the spatial dynamics of the O. bartramii fishery.     

Habitat suitability index of Chub mackerel (<Emphasis Type="Italic">Scomber japonicus</Emphasis>) from July to September in the East China Sea

The habitat quality of Chub mackerel (Scomber japonicus) in the East China Sea has been a subject of concern in the last 10 years due to large fluctuations in annual catches of this stock. For example, the Chinese light-purse seine fishery recorded 84000 tons in 1999 compared to 17000 tons in 2006. The fluctuations have been attributed to variability in habitat quality. The habitat suitability Index (HSI) has been widely used to describe fish habitat quality and in fishing ground forecasting. In this paper we use catch data and satellite derived environmental variables to determine habitat suitability indices for Chub mackerel during July to September in the East China Sea. More than 90% of the total catch was found to come from the areas with sea surface temperature of 28.0°–29.4°C, sea surface salinity of 33.6–34.2 psu, chlorophyll-a concentration of 0.15–0.50 mg/m³ and sea surface height anomaly of −0.1–1.1 m. Of the four conventional models of HSI, the Arithmetic Mean Model (AMM) was found to be most suitable according to Akaike Information Criterion analysis. Based on the estimation of AMM in 2004, the monthly HSIs in the waters of 123°–125°E and 27°30′–28°00′ N were more than 0.6 during July to September, which coincides with the catch distribution in the same time period. This implies that AMM can yield a reliable prediction of the Chub mackerel’s habitat in the East China Sea.     

不同环境因子权重对东海鲐鱼栖息地模型的影响研究

鲐鱼（Scomber japonicus）是栖息在西太平洋沿岸的中上层鱼类,了解其栖息地分布及其与海洋环境因子的关系有助于合理开发和管理该资源。本文根据2003-2011年7-9月中国东海鲐鱼的生产数据,采用正态分布函数分别构建海表面温度（sea surface temperature,SST）、海表温梯度（gradient of sea surface temperature,GSST）和海表面高度（sea surface height,SSH）与作业次数的适应性指数（suitability index,SI）,基于不同权重的算术平均法（arithmetic weighted model,AWM）分别建立栖息地指数（habitat suitability index,HSI）模型,并用2012年7-9月生产数据进行验证。结果显示,7、8、9月各月最佳HSI模型的SST、STG和SSH的权重分别为0.5、0.25、0.25,0.8、0.1、0.1和0、1.0、0,利用2012年7-9月生产数据与环境数据对各月份最佳权重HSI模型进行验证,在HSI>0.6的海域,7、8、9月各月作业次数比重和产量比重分别为85.87%和92.55%,76.74%和86.69%,51.83%和56.11%。研究表明,不同月份的环境因子对鲐鱼渔场分布的影响程度不同,本研究为更好地预测鲐鱼栖息地奠定了基础。     

基于捕捞努力量的中西太平洋鲣鱼围网渔业入渔预测分析

中西太平洋是全球主要的鲣鱼（Katsuwonus pelamis）围网作业渔场,渔场极易受到海洋环境的影响,但渔场分布在众多岛国的管辖海域,如何科学指导企业准确入渔是重要的研究课题。本文根据1995-2012年中西太平洋鲣鱼围网捕捞生产统计数据,选取产量最高的22个海区（5°×5°）,结合Niño3.4区海表温度距平值（SSTA）和作业海域表温（SST）,研究中西太平洋鲣鱼围网渔场的空间分布规律,同时,以各海区捕捞努力量（作业次数）所占的百分比为入渔指标,建立基于环境因子的入渔决策模型。研究认为,中西太平洋鲣鱼捕捞努力量在纬度方向上主要分布于5°S~5°N,其累计捕捞努力量占所有作业海区的87.4%,其中以130°~140°E经度范围为最高,其捕捞努力量占22个海区的45.08%。入渔指标与Niño3.4区的SSTA、作业海域SST均符合正态模型（P<0.01）,Niño3.4区的SSTA最适值为0.25℃,作业海域SST最适值在29.5℃左右。对预测和实际排名前十的海域进行统计发现,预测值与实际值基本一致。研究认为,所建立的入渔预测模型可有效指导企业的渔业生产,为提高企业生产效率提供支撑。