东海南部净初级生产力与日本鲐生物量的关联性研究

Fish biomass is a critical component of fishery stock assessment and management and it is often estimated from ocean primary production（OPP）. However, the relationship between the biomass of a fish stock and OPP is always complicated due to a variety of trophic controls in the ecosystem. In this paper, we examine the quantitative relationship between the biomass of chub mackerel（Scomber japonicus） and net primary production（NPP） in the southern East China Sea（SECS）, using catch and effort data from the Chinese mainland large light-purse seine fishery logbook and NPP derived from remote sensing. We further discuss the mechanisms of trophic control in regulating this relationship. The results show a significant non-linear relationship exists between standardized CPUE（Catch-Per-Unit-Effort） and NPP（P〈0.05）. This relationship can be described by a convex parabolic curve, where the biomass of chub mackerel increases with NPP to a maximum and then decreases when the NPP exceeds this point. The results imply that the ecosystem in the SECS is subject to complex trophic controls. We speculate that the change in abundance of key species at intermediate trophic levels and/or interspecific competition might contribute to this complex relationship.     

西北太平洋海洋净初级生产力与柔鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力在海洋生态中扮演重要角色,其变化影响了海洋渔业的潜在产量。本文根据2004-2013年中国鱿钓组提供的西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)捕捞数据和海洋遥感净初级生产力数据,研究了柔鱼冬春生西部群体资源量变动与净初级生产力的关系。结果发现,柔鱼渔场范围内净初级生产力在经度方向上呈明显的季节性变化,冬春季低,夏秋季高。捕捞月份7-11月对应的适宜净初级生产力范围分别为500~700 mg/(m2·d)(以碳计),500~800 mg/(m2·d),500~1000 mg/(m2·d),500~800 mg/(m2·d)和300~500 mg/(m2·d),最适净初级生产力分别为700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d),700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d)和400 mg/(m2·d)。7-11各月最适净初级生产力平均纬度与捕捞努力量纬度重心呈显著正相关关系(P<0.05),说明了捕捞努力量位置在渔场中不是随机分布,可能受最适净初级生产力的纬度分布的影响。柔鱼年间资源丰度与各年3月份净初级生产力以及7-11月份平均净初级生产力大小显著正相关(P<0.05)。推测每年柔鱼资源量大小可能是由3月份产卵场海域和7-11月捕捞月份渔场净初级生产力水平交互作用的结果。研究表明,异常环境条件(厄尔尼诺和拉尼娜事件)对柔鱼产卵场和渔场的净初级生产力具有显著影响,但调控机制不同。     

中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力的关系研究

海洋净初级生产力影响了浮游动植物的空间分布和丰度,因此决定了海洋渔业的潜在产量。本文根据2006-2015年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的中国近海鲐鱼捕捞数据和海洋净初级生产力遥感数据,以单位捕捞努力量渔获量（CPUE）表征资源丰度,以经度和纬度重心表征空间分布,分析研究了鲐鱼资源丰度和空间分布与海洋净初级生产力的关系。研究结果表明,2006-2015年鲐鱼产量、CPUE、经度和纬度重心呈现明显的月份和年际变化,7-9月渔场内净初级生产力空间分布模式不同。频率分布结果表明7-9月鲐鱼对应的适宜净初级生产力浓度范围分别为300~500 mg/（m2·d）（以碳计,下同）,300~400 mg/（m2·d）,300~400 mg/（m2·d）。相关分析结果表明,鲐鱼资源丰度与适宜净初级生产力海域范围比例呈显著正相关,且鲐鱼纬度重心与适宜净初级生产力海域平均纬度呈显著正相关关系,这表明渔场内的净初级生产力大小和分布模式显著影响鲐鱼的资源丰度和渔场重心位置。在鲐鱼主要分布海域25°~30°N,120°~130°E范围内,鲐鱼资源丰度与净初级生产力大小呈显著负相关关系。此外,不同气候条件下鲐鱼渔场净初级生产力大小变化不同,2007年和2010年强拉尼娜年份以及2009年中强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围海洋净初级生产力降低,但适宜的海洋净初级生产力范围增大,导致鲐鱼资源丰度上升;而2015年超强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围内海洋净初级生产力上升,但适宜的海洋净初级生产力范围显著减小,因此鲐鱼资源丰度相对降低。研究表明,中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力具有显著关联。     

东海春季初级生产力与新生产力的研究

于1994年4月8－30日运用14C,15N同位素示踪法现场观测东海的初级生产力和新生产力。结果表明,初级生产力变化在200-2770mg／（m2·d）之间,高值出现于开阔深水区和近海富营养区,低值出现于近岸浑水区和外海贫营养区;东海初级生产力的主要限制因子是营养盐可得性和光照条件,在不同海区二者的作用地位有所不同。新生产力的变动范围在15－1372mg／（m2·d）山之间;剧烈的波动主要取决于氧化态、还原态氮的供给比例。f比变化在0．05－0．70。     

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.     

基于个体的东海鲐鱼补充量年际变动模拟研究

东海鲐鱼（Scomber japonicus）是我国近海重要经济鱼种,年际资源量波动较大,物理环境对其资源量的丰歉影响很大。本文运用基于个体的东海鲐鱼生长初期生态模型,模拟1978-2013年东海鲐鱼资源补充量。模拟发现,物理环境的变化确实能导致东海鲐鱼资源补充量的年际差异,并且在90年代后出现了较大的波动,资源补充量最多的2002年（1.8×109尾）与最少的1996年（6.5×108尾）相差1.15×109尾。产卵后的15~30 d,即4月份鱼卵仔鱼所处的海洋物理环境对东海鲐鱼最终的资源补充量起到重要作用,4月底鱼卵仔鱼的存活量基本上决定了东海鲐鱼最终的资源补充量的多寡。4月份的水温是影响鲐鱼资源补充量的物理因素之一,4月份水温高有利于提高鲐鱼的资源补充量,相反,水温偏低不利于鲐鱼的资源补充量。4月份的台湾暖流的流速也是影响鲐鱼资源补充量的另外一个物理因素,4月份台湾暖流的势力强对东海鲐鱼最终资源补充量是有利的,相反,流速小对补充量较不利。4月份台湾暖流的水温、流速决定最终东海鲐鱼资源补充量。     

台湾海峡鲐鱼食性的初步研究

一、前言鲐鱼Pneumatophorus japonieus为暖水性中上层鱼类,每年进行季节性洄游,游泳能力强,速度快,春夏时多栖息于水温和盐度较高、透明度大、潮流较缓、风浪较小的海区产卵索饵。此时,也是台湾海峡生产鲐鱼的旺季,有较多产量,有一定的经济价值。本文是一次对台湾海峡的鲐鱼食性进行较详尽的研究,现整理报导如下,以供参考。     

冬季东海及南海北部海域初级生产力和新生产力的初步研究

采用14C与15 N核素示踪方法,于2008年12月—2009年1月对东海和南海北部海域的初级生产力和新生产力的分布进行了研究,并对其环境制约机制进行了初步探讨。结果表明:调查海域叶绿素a质量浓度在空间分布上呈近岸高、外海低,表层高、真光层底部低的分布趋势。东海海域的积分初级生产力(IPP)和积分新生产力(INP)均低于南海北部海域,f比值为东海海域>南海北部海域,东海海域新生产力(NP)对初级生产力(PP)的贡献大于南海北部海域。浮游植物对氨盐的吸收速率(ρNH4)显著大于对硝酸盐的吸收速率(ρNO3)(P<0.05)。水柱平均新生产力与环境参数的相关性分析结果表明,营养盐是影响冬季调查海域新生产力的主要因素,温度和盐度为次要因素。     

基于个体模型的东海鲐鱼渔场形成机制研究

鲐鱼Scomber japonicus资源丰富,在我国近海渔业中占有重要地位。其渔场的形成受海洋环境的制约,本文确定鲐鱼运动和物理环境之间的响应关系,建立起了基于个体的东海鲐鱼生长洄游模型。结果显示,鲐鱼集群分布与捕捞生产渔场基本吻合,鲐鱼聚集主要受台湾暖流、大陆沿岸水、黑潮影响,往往集群在一定温度范围内并在冷暖交汇区温盐梯度大偏暖水一侧。在台湾暖流和沿岸水交汇的锋面附近、台湾暖流暖水舌前端、黑潮与中国大陆沿岸水形成的潮境区域均有大量的鲐鱼聚集,并形成渔场。产卵位置的变动使偏西产卵位置的鲐鱼由于受台湾暖流影响较大,鲐鱼会呈长带状大量聚集在台湾暖流和沿岸水的锋面附近,并使在台湾暖流暖水舌前端的聚集数量增多,而偏东的产卵的鲐鱼受黑潮影响较大,聚集分布范围较大,会使黑潮形成的锋面附近聚集数量增多,而使台湾暖水舌的前端的聚集量减少。正常产卵位置在生存率方面是最佳产卵位置。研究表明鲐鱼所处空间位置不同,会影响其集群的位置,用数值模型验证了物理环境会对鲐鱼的洄游和渔场的形成产生影响。     

海洋初级生产力的结构

海洋初级生产力的研究发展到今天,其内涵和信息已不是一个简单的量值所能表达得了的,必须建立起一个能够反映其生态学意义的关于生产力结构的概念。在这个概念中,初级生产力的结构归纳为以下4个方面:(1)组分结构,即不同类群生产者(包括自养微生物、各类浮游植物等)对初级生产力贡献的比例;(2)粒级结构,即不同粒径级(<2μm,2—20μm,>20μm)生产者对初级生产力贡献的比例;(3)产品结构,即初级生产产品中颗粒有机碳(POC)和溶解有机碳(DOC)的分配比例;(4)功能结构,即新生产力占总初级生产力的比例。     

Distribution of zooplankton biomass in the southeastern East China Sea

ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｚｏｏｐｌａｎｋｔｏｎｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎＥａｓｔＣｈｉｎａＳｅａ￥ＷａｎｇＣｈｕｎｓｈｅｎｇ；ＨｅＤｅｈｕａ；ＬｉｕＨｏｎｇｂｉｎ；ＹａｎｇＧｕａｎｍｉｎｇ；ＭｉａｏＹｕｔｉａｎａｎｄＹｕＨｏ...     

A New model to forecast fishing ground of Scomber japonicus in the Yellow Sea and East China Sea

The pelagic species is closely related to the marine environmental factors, and establishment of forecasting model of fishing ground with high accuracy is an important content for pelagic fishery. The chub mackerel(Scomber japonicus) in the Yellow Sea and East China Sea is an important fishing target for Chinese lighting purse seine fishery. Based on the fishery data from China's mainland large-type lighting purse seine fishery for chub mackerel during the period of 2003 to 2010 and the environmental data including sea surface temperature(SST), gradient of the sea surface temperature(GSST), sea surface height(SSH) and geostrophic velocity(GV), we attempt to establish one new forecasting model of fishing ground based on boosted regression trees. In this study, the fishing areas with fishing effort is considered as one fishing ground, and the areas with no fishing ground are randomly selected from a background field, in which the fishing areas have no records in the logbooks. The performance of the forecasting model of fishing ground is evaluated with the testing data from the actual fishing data in 2011. The results show that the forecasting model of fishing ground has a high prediction performance, and the area under receiver operating curve(AUC) attains 0.897. The predicted fishing grounds are coincided with the actual fishing locations in 2011, and the movement route is also the same as the shift of fishing vessels, which indicates that this forecasting model based on the boosted regression trees can be used to effectively forecast the fishing ground of chub mackerel in the Yellow Sea and East China Sea.     

基于提升回归树的东、黄海鲐鱼渔场预报

为提高东、黄海鲐鱼渔场预报准确率、降低渔业生产成本,研究提出了一种基于提升回归树的渔场预报模型。研究采用2003—2010年我国大型灯光围网渔捞日志数据,以有网次记录的小渔区为渔场,以渔捞日志未记录的区域作为背景场随机选择假定非渔场数据,以海表水温等环境因子作为预测变量构建东、黄海鲐鱼渔场预报模型并以2011年的实际作业记录对预报模型进行精度验证。验证计算得到预报模型的AUC(area under receiver operating curve)值为0.897,表明模型的预报精度较高。模型的空间预测结果表明,预报渔场与实际作业位置基本吻合,其位置移动也与实际情况相符。这表明基于提升回归树的渔场预报模型可以用来进行东、黄海鲐鱼渔场的预报。     

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.     

东海浮游动物生物量分布特征

根据1997～2000年东海海域23°30'～33°00'N,118°30'～128°00'E分别进行4个季节的海洋调查资料,对东海区浮游动物总生物量及饵料生物量的数量变动,时空分布及与鱼渔场关系作了分析.结果表明,四季总生物量均值为65.32mg/m3,其中秋季大于夏季大于春季大于冬季;饵料浮游动物生物量均值为40.9mg/m3,约占总生物量的60%,其中秋季大于夏季大于冬季大于春季.总生物量与饵料生物量平面分布趋势基本一致,高生物量(250～500mg/m3)区分布范围极小,一般占总调查面积的1%～4%.东海北部近海125°00'E以西,29°30'N以北水域生物量季节变化最明显.饵料浮游动物生物量平面分布取决于甲壳动物丰度的分布.饵料浮游动物生物量与鳀鱼中心渔场及其仔、稚鱼高密集区分布存在着较好的对应关系,春季鳀鱼中心渔场(>100kg/h1)和仔、稚鱼高密集区(≥100尾/网)位于东海中南部(28°00'～29°30'N)饵料浮游动物最高生物量(100～250mg/m3)密集区内或边缘水域.     

Distribution characteristics of zooplankton biomass in the East China Sea

On the basis of the data of oceanographic survey in the East China Sea in four seasons during 1997～2000 (23°30′～33°00′N,118°30′～ 128°E), the variation of total biomass and diet biomass of zooplankton and their spatial-temporal distribution and relationship with the fishing ground of Engraulis japonicus are approached and analyzed. The results show that the average biomass is 65.32 mg/m3 in four seasons, autumn (86.18 mg/m3) being greater than summer (69.18 mg/m3) greater than spring (55.67 mg/m3) greater than winter (50.33 mg/m3). The average value of diet zooplankton hiomass is 40.9 mg/m3.The trends of horizontal distribution both in the total biomass and the diet biomass of zooplankton are similar. The high biomass region (250～500 mg/m3) is very limited, only accounting for 1% of the investigation area. Seasonal variation of the biomass is very remarkable in the west and north parts of East China Sea coastal waters (29°30'N,125°E). The horizontal distribution of diet zooplankton depends on the abundance distribution of crustacean. The distribution of diet zooplankton is related to the fishing ground of Engraulis japonicus and the high-density area of young fish and larval. In spring, the central fishing ground of Engraulis japonicus (>100 kg/h) and the high-density area of young fish and larval (>100 individuals per net) are located at the same place of high-density (100～250 mg/m3)area of diet zooplankton in the middle-southern part of East China Sea or the edge of its waters.