基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法研究——以三峡水库为例

为了改善生态调度效果,提高生态调度实践成功率,采用医学领域适用性广、准确性高、直观性强的受试者工作特征曲线法(receiver operating characteristic, ROC),以三峡水库为例,提出了一套基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法,包括涨水事件界定及生态水文指标选择、鱼类自然繁殖事件及有效繁殖响应界定、生物-水文响应模型构建与多指标判别优选等多个环节。运用三峡水库运行后2013—2019年(除2016年)6年47场次宜昌江段的涨水事件和24次四大家鱼有效繁殖响应的实际观测数据构建模型并量化三峡水库生态调度目标。结果表明:(1)依据初始流量Q₀、洪峰流量Q_peak、流量总增长量Q_sum和流量日增长率dQ这4个指标所建立的单指标生物-水文响应模型具有较好判别四大家鱼自然繁殖对水文条件是否响应的能力;(2)各评价指标Q₀、Q_peak、Q_sum、dQ的最佳阈值分别为14960 m³/s、19610 m³/s、4050 m³/s及1405 m³/(s·d);单指标模型性能排序为dQ＞Q_peak＞Q_sum＞Q₀;(3)依据dQ或Q_peak的指标组合方式建立的多指标生物-水文响应模型综合性能最佳。结果表明,ROC模型方法结果形式简单、预见性强,据此量化生态调度目标,可为其他流域、水库的鱼类繁殖响应判别和水库生态调度方案制定提供参考借鉴。     

长江中华鲟(Acipenser sinensis)保护——反思、改革和创新

长江水生生物保护面临巨大挑战,加强长江水生生物保护是当前国家的战略需求.中华鲟(Acipenser sinensis)是长江的旗舰物种,也是1980s葛洲坝救鱼的唯一物种.经过近40年努力和数以亿计的投入,中华鲟的种群数量持续衰退,走到濒临灭绝的边缘.如果不能很好汲取中华鲟保护的教训,长江水生生物保护将难以走出困境.本文回顾了葛洲坝救鱼以来中华鲟保护的历程并进行评价,我们认为:回避或轻视长江梯级水坝的影响,就难以准确认识中华鲟种群衰退的定量影响机制,也不可能采取针对性措施.因此,要避免重蹈中华鲟的覆辙,对中华鲟保护工作进行全面反思、改革和创新,是长江水生生物保护面临的重大战略问题.     

南极冰鱼科鱼类摄食生态学研究进展

南极冰鱼科鱼类多为南大洋优势鱼种,在南极海洋生态系统的物质循环与能量流动中起着重要的作用,其中一些也是该海域主要的商业捕捞对象。目前,对于其中具有较高商业价值的鱼种,尤其是裘氏鳄头冰鱼(Champsocephalus gunnari)、威氏棘冰鱼(Chaenodraco wilsoni)以及南乔治亚拟冰鱼(Pseudochaenichthys georgianus)等已有较多的研究,这些研究集中在年龄与生长、分布等方面,关于南极冰鱼科鱼类营养动力学的研究较为零散,且多集中在少数几种南极冰鱼种类上,这限制了从整体上理解南极冰鱼科鱼类在南大洋生态系统功能中发挥的作用。为此,本文总结了国内外对南极冰鱼食物组成、摄食机制、摄食差异性的研究工作,并对今后开展南极冰鱼摄食生态学研究工作提出了展望。相关结果可为国内外学者开展相关研究提供基础信息,并进一步为开展该科鱼类摄食生态学研究提供科学思路。     

2016年夏秋季南极布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼脂肪酸组成及其食性指示研究

作为20世纪70年代末期底拖网渔业的主要捕捞对象以及近年来南极磷虾渔业的兼捕对象之一,威氏棘冰鱼(Chaenodraco wilsoni)在海洋捕食者与饵料生物之间的能量流动中起着重要的传递作用,而目前针对该鱼种的营养特性及其食性的研究却十分有限。为此,本研究分析了布兰斯菲尔德海峡威氏棘冰鱼肌肉组织中脂肪酸的含量及其组成,并进一步探讨特征脂肪酸对食性的指示。结果表明,体长范围为4.8—30.7 cm、质量范围为0.3—250.5 g的威氏棘冰鱼肌肉样本中共检测出29种脂肪酸,其中含量较高的脂肪酸包括C16:0,C18:0,C18:1n9c,C20:5n3(EPA)以及C22:6n3(DHA),各类脂肪酸类型含量由高至低依次为多不饱和脂肪酸(PUFA),饱和脂肪酸(SFA)以及单不饱和脂肪酸(MUFA)。威氏棘冰鱼多种特征脂肪酸含量与体长之间不具显著的相关关系,表明其摄食并不随着个体的生长而发生较大的变化。秋冬季威氏棘冰鱼呈现杂食性特性,主要摄食以硅藻为食的生物,如南极磷虾(Euphausia superba); 同时对底栖生物和海底碎屑也有一定的摄食,并会摄食一定量的桡足类生物。)     

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。     

宁夏纳缪尔期含鱼地层新知

宁夏石炭纪纳缪尔期地层为海陆交互相，富含植物、海生无脊椎动物化石。在这套地层的上部首次发现了保存完整的鱼化石，为该套地层划分对比及沉积环境的恢复提供了新的证据。这一鱼群化石在中国石炭纪亦是首次发现。初步研究表明，该鱼群包括古鳕类（palaeoniscoids)和软骨鱼类中的近似于Listracanthus化石。根据埋藏特征推断，这些鱼类的沉积环境为近岸滨海，但可能非原地沉积。建议在宁夏采用土坡组作为岩石地层单位来代表本区原定为“靖远组”和“红土洼组”的地层，而仅将靖远阶作为年代地层单位。     

BDS在仿生机器鱼中的应用研究

仿生机器鱼作为水下机器人行业的一个重要分支,在探索海洋资源方面发挥着重要作用.本文论述了北斗卫星导航系统(BDS)在仿生机器鱼中的应用,并基于BDS的仿生机器鱼基本定位原理,提出了多导航方式组合技术．对基于BDS的仿生机器鱼机械结构进行了模块化设计,说明了BDS在仿生机器鱼位姿解算以及路径规划技术中的应用,设计并搭建了基于BDS的仿生机器鱼的硬件系统,并在实验室自主设计的仿生机器鱼上实现.      

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。     

两类强度厄尔尼诺和拉尼娜事件对中国近海鲐鱼栖息地的影响

鲐鱼是中上层鱼类,具有较高经济价值,其种群受到气候和海洋环境的显著影响。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和海表温度以及海面高度两个关键环境因子的数据,构建了基于捕捞努力量的鲐鱼综合栖息地指数模型,分析研究了在不同强度厄尔尼诺和拉尼娜条件下鲐鱼栖息地适宜性的变动规律。通过计算和交叉验证,结果发现,基于算术平均法的栖息地模型能够较好地预测鲐鱼渔场栖息地适宜性指数。空间相关性结果表明,鲐鱼渔场主要作业海域范围内海表温度异常与栖息地指数值呈显著正相关关系,而海表面高度异常与栖息地指数值呈显著负相关关系。不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件对鲐鱼种群影响不同,具体表现为:相对于中强度厄尔尼诺事件（或中强度拉尼娜事件）,超强厄尔尼诺事件（或强拉尼娜事件）驱动鲐鱼主要作业海域内温度下降（或上升）,海面高度上升（或降低）,鲐鱼渔场适宜栖息地面积显著减小（或增大）,导致鲐鱼单位捕捞努力量渔获量骤减（或显著增加）。研究表明,中国近海鲐鱼栖息地适宜性与厄尔尼诺和拉尼娜事件显著相关,且随着异常气候事件强度的不同而发生变化。     

棘头梅童鱼的细胞遗传学特征和X1X1X2X2/X1X2Y性染色体系统

我们通过荧光染色、自身基因组原位杂交（Self-GISH）和多色荧光原位杂交（FISH）,首次研究了棘头梅童鱼（Richardson,1844）的核型特征。雌性核型有24对端部着丝粒染色体（2n=48a,NF=48）,而雄性核型包含22对端部着丝粒染色体,2条端部着丝粒染色体单体和1条中间着丝粒染色体（2n=1m+46a,NF=48）。雌性和雄性核型之间的差异表明,棘头梅童鱼的性染色体系统为X₁X₁X₂X₂/X₁X₂Y型,其中Y为雄性中特有的中间着丝粒染色体。三色FISH结果显示,5S rDNA和18S rDNA位点定位在最大的端着丝粒染色体（X₁）以及Y染色体的短臂;X₁染色体上有一个特异的臂间端粒信号（ITS）,与5S rDNA位点部分重叠。Self-GISH结果显示,在推定的性染色体DNA重复序列聚集。根据实验结果我们提出关于棘头梅童鱼Y染色体起源的假说：Y染色体起源于祖先核型（2n=48a）中的两条端部着丝染色体融合,并且在此过程中伴随着片段缺失。本研究首次在石首鱼科中描述了异形的性染色体,将为其他石首鱼的性染色体研究提供线索。