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。     

基于灰色系统的西北太平洋柔鱼冬春生群资源丰度预测模型

柔鱼（Ommastrephes bartramii）是西北太平洋重要的经济头足类之一,科学预测柔鱼资源丰度有利于其合理的开发和利用。研究结合1998-2008年北太平洋柔鱼生产统计数据和产卵场环境及其气候因子,使用灰色关联分析和灰色预测建模的方法,对产卵期内（1-4月）影响柔鱼冬春生群体资源丰度（CPUE）的产卵场环境以及气候指标进行分析,并建立柔鱼冬春生群体资源丰度的预报模型。结果表明,产卵期内影响柔鱼冬春生群体资源丰度的因子依次是:3月份产卵场平均海表面温度SST（average sea surface temperature）、1月份太平洋年代际震荡指数PDO（Pacific Decadal Oscillatio index）,4月份Niño3.4指标和4月份平均叶绿素浓度Chl a（average chlorophyll a concentration）。灰色预报模型分析表明,基于3月份SST、1月份PDO和4月份Chl a的GM（1,4）模型有着较好的预测效果,其预测准确率在80%以上,可用于西北太平洋柔鱼冬春群体资源丰度的预测。     

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。     

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。     

海洋环境因子对澳洲鲐亲体补充量关系的影响——基于贝叶斯模型平均法的研究

澳洲鲐（Scomber australasicus）是西北太平洋重要的中上层经济鱼类，生命周期相对较短，资源量受补充量影响明显，了解澳洲鲐太平洋群系补充量状况对掌握其资源量及确保其可持续利用具有重要的意义。本文利用产卵场1（30°~32°N，130°~132°E）海表面温度（sea surface temperature，SST1）、产卵场2（34°~35°N，138°~141°E）海表面温度（SST2）、索饵场（35°~45°N，140°~160°E）海表面温度（SST3）、潮位差（tidal range，TR）、太平洋年代际涛动（Pacific decadal oscillation，PDO）和亲体量（spawning stock biomass，SSB）6个影响因子任意组合与补充量构建多个模型，运用贝叶斯模型平均法（Bayesian model averaging，BMA）分析各个环境因子对资源补充量的解释能力，并预测其补充量的变化。结果表明，SSB对补充量具有最长期且稳定的解释能力，其次是SST3，PDO、TR、SST2、SST1也对补充量模型具有一定的解释能力。SST3是环境因子中影响最大的因子，可能是由于补充群体在索饵场内生活时间较长，索饵场温度对仔鱼或鱼卵的生长存活有较大的影响。研究认为，基于BMA的组合预报综合考虑了各个模型的优势，优于单一模型，可用于澳洲鲐资源补充量的预测。     

基于灰色系统西南大西洋阿根廷滑柔鱼资源丰度预测模型的构建

阿根廷滑柔鱼（Illex argentinus）是西南大西洋鱿钓渔业的主要作业鱼种，对资源丰度进行准确的预测可指导企业合理安排渔业生产。因此，本研究根据2000-2016年我国西南大西洋阿根廷滑柔鱼的生产数据，以单位捕捞努力量的渔获量（Catch per unit effort， CPUE）为阿根廷滑柔鱼资源丰度的指标，利用灰色绝对关联分析和灰色预测建模的方法（GM（0， N）），计算2001-2015年CPUE的时间序列值与产卵期（6-8月）产卵场海表面温度（Sea surface temperature， SST）时间序列值的灰色绝对关联度，选取产卵场海域中灰色绝对关联度大于0.90的海区SST建立资源丰度预测模型，并用2016年实际CPUE进行验证。灰色绝对关联分析表明，6-8月，30°~40°S，45°~60°W海域内存在若干海区的SST与次年对数CPUE时间序列呈现较强的关联度，可作为预报因子。GM（0， N）模型结果表明，以6-8月产卵场SST作为环境因子建立的模型4能较好地拟合出阿根廷滑柔鱼资源丰度变动趋势，与2016年真实值相比，相对误差为7%，该模型可较好地作为阿根廷滑柔鱼资源丰度的预测模型。相反，包含6月和7月SST的模型1效果优于不包含6月SST的模型2或不包含7月SST的模型3，拟合得到的2016年的数据与真实值相比，相对误差分别为128%和289%，这说明6月和7月是西南大西洋阿根廷滑柔鱼的主要产卵月份。     

南黄海浮游动物主要种类数量分布年间比较

分析对比1959年、1982年、1998-2000年以及2007-2010年4个不同时期南黄海中部（34.25°~37.45°N,122.00°~124.00°E）浮游动物主要优势种中华哲水蚤（Calanus sinicus）、太平洋磷虾（Euphausia pacifica）和强壮箭虫（Sagitta crassa）数量时空变化及其与温度、盐度和太平洋年代际震荡指数（Pacific Decadal Oscillation,PDO）变动的关系。结果显示,温度可能对中华哲水蚤和太平洋磷虾数量分布影响较大;强壮箭虫则受盐度影响较大。PDO暖位相时期中华哲水蚤和太平洋磷虾数量显著低于冷位相时期,强壮箭虫则相反。中华哲水蚤和太平洋磷虾丰度与提前3个月PDO值呈显著正相关,强壮箭虫丰度仅与当月PDO值呈显著正相关。     

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。     

日本鲐对马群系资源丰度预测研究

利用1973-2016年日本西海水产研究所提供的日本鲐(Scomber Japanicus)对马群系的资源量与渔获量数据,结合产卵场1(SG1, 26°~31°N,122°~127°E)、产卵场2(SG2, 30°~35°N,128°~131°E)、索饵场(FG, 35°~38°N,127°~138°E)的海表面温度、太平洋年代际振荡指数(PDO)和Nino3.4区海表温距平值(SSTA),建立基于灰色系统的日本鲐对马群系资源丰度预测模型。灰色关联和相关系数分析结果显示:选择产卵场2的4月、9月海表面温度和索饵场4月海表面温度作为日本鲐资源丰度关键影响因子。建立的模型有:分别包含产卵场2的4月、9月和索饵场4月的海表面温度3个因子的GM(1,2),GM(1,3),GM(1,4)的7种模型。这7种模型的相对残差Q检验值分别为:0.131 0,0.140 2,0.145 9,0.149 3,0.176 7,0.140 3和0.173 5。结果表明,基于产卵场2的4月海表面温度所建立的GM(1,2)模型是对日本鲐对马群系资源丰度最优预测模型。     

基于环境因子的西北太平洋秋刀鱼资源量评估研究

太平洋秋刀鱼(Cololabis saira)资源量波动易受海洋环境,尤其是海表温度(SST)变化的影响。本文假设产卵场最适SST范围(P_s)影响环境容纳量(K),索饵场最适SST范围(P_f)影响内禀自然生长率(r),利用2003—2014年西北太平洋渔业数据,建立了基于海表温度的剩余产量模型(EDSP),评估西北太平洋秋刀鱼资源量。研究显示,根据偏差信息准则(DIC)值,基于产卵场海表温度的剩余产量模型(P_s-EDSP)为最优模型。在P_s-EDSP中,最大可持续产量(MSY)为208.56×10~4 t,B_(MSY)水平的生物量为71.46×10~4 t。西北太平洋秋刀鱼的捕捞死亡率为0.15,低于目标水平和MSY水平的捕捞死亡率(F_(tar),F_(MSY)),当前资源生物量高于B_(MSY)。研究结果表明,目前西北太平洋秋刀鱼未遭遇过度捕捞,在其资源评估和管理中应适当考虑产卵场海表温度环境因素。     

西北太平洋环境变化对柔鱼冬春生群体资源丰度年间变化的影响

The neon flying squid Ommastrephes bartramii is an economically important species in the Northwest Pacific Ocean. The life cycle of O. bartramii is highly susceptible to climatic and oceanic factors. In this study, we have examined the impacts of climate variability and local biophysical environments on the interannual variability of the abundance of the western winter-spring cohort of O. bartramii over the period of 1995–2011. The results showed that the squid had experienced alternant positive and negative Pacific Decadal Oscillation(PDO) over the past 17 years during which five El Ni?o and eight La Ni?a events occurred. The catch per unit effort(CPUE) was positively correlated with the PDO index(PDOI) at a one-year time lag. An abnormally warm temperature during the La Ni?a years over the positive PDO phase provided favorable oceanographic conditions for the habitats of O.bartramii, whereas a lower temperature on the fishing ground during the El Ni?o years over the negative PDO phase generally corresponded to a low CPUE. The same correlation was also found between CPUE and Chl a concentration anomaly. A possible explanation was proposed that the CPUE was likely related to the climateinduced variability of the large-scale circulation in the Northwest Pacific Ocean: high squid abundance often occurred in a year with a significant northward meander of the Kuroshio Current. The Kuroshio Current advected the warmer and food-rich waters into the fishing ground, and multiple meso-scale eddies arising from current instability enhanced the food retention on the fishing ground, all of which were favorable for the life stage development of the western squid stocks. Our results help better understand the potential process that the climatic and oceanographic factors affect the abundance of the winter-spring cohort of O. bartramii in the Northwest Pacific Ocean.     

西北太平洋气候和海洋环境变化对柔鱼空间分布的影响

Ommastrephes bartramii is an ecologically dependent species and has great commercial values among the AsiaPacific countries. This squid widely inhabits the North Pacific, one of the most dynamic marine environments in the world, subjecting to multi-scale climatic events such as the Pacific Decadal Oscillation(PDO). Commercial fishery data from the Chinese squid-jigging fleets during 1995–2011 are used to evaluate the influences of climatic and oceanic environmental variations on the spatial distribution of O. bartramii. Significant interannual and seasonal variability are observed in the longitudinal and latitudinal gravity centers(LONG and LATG) of fishing ground of O. bartramii. The LATG mainly occurred in the waters with the suitable ranges of environmental variables estimated by the generalized additive model. The apparent north-south spatial shift in the annual LATG appeares to be associated with the PDO phenomenon and is closely related to the sea surface temperature(SST)and sea surface height(SSH) on the fishing ground, whereas the mixed layer depth(MLD) might contribute limited impacts to the distribution pattern of O. bartramii. The warm PDO regimes tend to yield cold SST and low SSH, resulting in a southward shift of LATG, while the cold PDO phases provid warm SST and elevated SSH,resulting in a northward shift of LATG. A regression model is developed to help understand and predict the fishing ground distributions of O. bartramii and improve the fishery management.     

西北太平洋环境变化对柔鱼冬春生群体资源丰度的影响

During 1995–2011, annual production of winter-spring cohort of Ommastrephes bartramii for Chinese squidjigging fishery has greatly fluctuated, which is closely related to the environmental conditions on the spawning and fishing grounds. To better understand how squid recruitment and abundance were influenced by ocean environmental conditions, biological and physical environmental variables including sea surface temperature(SST), SST anomaly(SSTA), chlorophyll a(Chl a) concentration and the Kuroshio Current were examined during years with the highest(1999), intermediate(2005), and lowest(2009) catches. Catch per unit effort(CPUE) of the squid-jigging vessels was used as an indicator of squid abundance. The results indicated that high SST and Chl a concentration on the spawning ground in 1999 resulted in favorable incubation and feeding conditions for squid recruitment. Whereas the suitable spawning zone(SSZ) in 2009 shifted southward and coincided with low SST and Chl a concentration, resulting in a reduction in the squid recruitment. The small difference of SSZ area in the three years suggested the SSZ provided limited influences on the variability in squid recruitment. Furthermore,high squid abundance in 1999 and 2005 was associated with warm SSTA on the fishing ground. While the cool SSTA on the fishing ground in 2009 contributed to adverse habitat for the squid, leading to extremely low abundance. It was inferred that strengthened intensity of the Kuroshio force generally yielded favorable environmental conditions for O. bartramii. Future research are suggested to focus on the fundamental research on the early life stage of O. bartramii and mechanism of how the ocean-climate variability affects the squid abundance and spatial distribution by coupling physical model with squid biological process to explore transport path and abundance distribution.     

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.     

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。