不同时空尺度下近海日本鲭栖息地模型比较

根据2003—2011年7—9月近海日本鲭生产数据,结合海洋遥感获取的海表温度(SST)和海面高度数据(SSH),利用作业网次与SST和SSH的关系建立适应性指数(SI)模型,将时间和空间尺度分别划分为3个级别,建立9个不同时空尺度下的栖息地适应性指数(HSI)模型,分析比较得出不同时空尺度下近海日本鲭栖息地适应性指数最优模型,并对最优模型进行验证。结果显示,时间尺度为月,空间尺度为1°×1°是建立近海日本鲭栖息地适应性指数模型的最适时空尺度,当HSI大于0.6时,作业网次比重为75.42%,当HSI小于0.4时,作业网次比重为12.93%。利用2012年7—9月生产数据对最优模型进行验证,结果显示,当HSI大于0.6时,作业网次比重为60.89%,当HSI小于0.4时,作业网次比重为13.88%。研究表明,在建立鱼类栖息地适应性指数模型时,需要考虑海洋环境因子的时空尺度,以便更好地预测中心渔场。     

基于最大熵模型的南太平洋长鳍金枪鱼栖息地预测

长鳍金枪鱼（Thunnus alalunga）是一种高度洄游的中上层鱼类,其分布受环境影响明显,利用海洋环境的变化对其栖息地分布进行预测有重要的科学意义。本研究采用2015—2017年盛渔期中国（不含港澳台地区）渔船在南太平洋140°E~130°W,0°~50°S区域长鳍金枪鱼延绳钓渔捞日志数据,结合同时期海洋环境数据,使用最大熵模型获得了2015—2016年盛渔期（5—8月）长鳍金枪鱼渔获率对各环境因子的反馈曲线以及各环境因子的贡献率,并据此计算出2017年盛渔期其潜在栖息地分布,然后叠加同年真实渔业数据对各模型的预测准确率进行比较。结果表明：（1）由渔获率对各环境因子的反馈曲线发现,25°S以北区域最适宜长鳍金枪鱼栖息的海表温度为28.4~30.6℃,300 m水深温度为13.2~17.6℃,海表面盐度为35.6~36.7,海表风场南北分量为-1.6~5.8 m/s;25°S以南区域最适宜长鳍金枪鱼栖息的海表温度为17.8~23.4℃,300 m水深温度为12.2~16.9℃,海表面盐度为35.2~36.0,海表风场南北分量为-0.7~4.9 m/s,总体相似。（2）25°S以北区域环境因子的重要性排名由高到低依次为海表面温度（因子平均贡献率31.3%）、海表面盐度（30.1%）、300 m水深温度（29.2%）、海表风场南北分量（9.4%）;在25°S以南区域依次为海表面温度（60.7%）、海表面盐度（22.4%）、海表风场南北分量（10.6%）和300 m水深温度（6.3%）;在25°S以南区域,最重要的环境因子为海表面温度（平均贡献率大于60%）,且显著高于以北区域的31%;在25°S以北区域,3个主要环境因子的重要性差异较小,平均贡献率都在30%左右。（3）模型的综合预测准确率在30%~85%,具体以中适生区的预测准确率较高,高、低适生区预测准确率相对较低。     

物理栖息地模型在中华鲟自然繁殖生态流量决策中的应用

以国家一级保护物种中华鲟(Acipenser sinensis)为研究对象,探讨三峡大坝和葛洲坝水利工程在不同流量调度措施下对中华鲟产卵栖息地的影响。通过考虑中华鲟生境需求特性建立了中华鲟产卵场的物理栖息地模型,根据模型得出的适宜栖息地面积变化来量化不同的流量调度措施对其产卵场质量的影响,然后利用实测的中华鲟产卵量和资源量数据来验证和评价物理栖息地模型的可靠性和实用性,从而进行合理的生态流量决策。结果发现,年平均适宜栖息地面积的变化曲线与中华鲟的产卵量和资源量变化曲线有着相同的变化趋势,从而推断适宜栖息地面积可以反映中华鲟产卵栖息地的质量;并通过不同流量工况的计算,进行最佳生态流量决策。利用该物理栖息地模型可以有效地量化流量改变对目标物种栖息地质量的影响,为中华鲟产卵栖息地的生态水利调度提供评估和决策的方法。     

物理栖息地模型在中华鲟自然繁殖生态流量决策中的应用

以国家一级保护物种中华鲟（Acipenser sinensis）为研究对象,探讨三峡大坝和葛洲坝水利工程在不同流量调度措施下对中华鲟产卵栖息地的影响。通过考虑中华鲟生境需求特性建立了中华鲟产卵场的物理栖息地模型,根据模型得出的适宜栖息地面积变化来量化不同的流量调度措施对其产卵场质量的影响,然后利用实测的中华鲟产卵量和资源量数据来验证和评价物理栖息地模型的可靠性和实用性,从而进行合理的生态流量决策。结果发现,年平均适宜栖息地面积的变化曲线与中华鲟的产卵量和资源量变化曲线有着相同的变化趋势,从而推断适宜栖息地     

基于物种分布集成模型的布兰斯菲尔德海峡南极磷虾栖息地研究

南极磷虾为南大洋海洋生态系统中的关键物种,但目前关于该物种栖息地研究仍较为有限,这不利于对该物种分布的理解以及资源管理.实验利用南极磷虾资源密度数据与海表面温度、海表面叶绿素、海表面高度、净初级生产力和季节性海冰覆盖等5个环境因素,通过12种算法的集成模型对南极磷虾栖息地进行分析.结果显示,支持向量机、随机森林、多元自...     

气候变化情景下洞庭湖流域鸟类栖息地适宜性分布研究

鸟类对生态系统变化较为敏感,是衡量生态环境质量变化的一种重要指示生物;气候变化已成为栖息地丧失的重要原因之一,对鸟类的迁徙、繁殖有一定的影响。为了探究未来气候变化条件下鸟类栖息地适宜性分布,以洞庭湖流域为研究区域,结合收集到的382个鸟类出现点数据、遥感影像数据、气候变化数据等,基于Maxent模型方法,综合分析驱动洞庭湖流域鸟类分布的气候因素,并预测2050年气候不同情景下鸟类栖息地适宜性分布特征。结果显示,历史情景下洞庭湖流域鸟类的适宜性栖息地为多个集中分布区组成的带状区域,而在未来情景下栖息地由以前的带状分布逐渐演变为团状分布。在2050年RCP2.6、RCP4.5排放情景下,适宜栖息地面积有所下降,占研究区域总面积的比例从历史情景的9.43%分别降至9.26%、8.91%;而在RCP8.5排放情景下面积有所增加,占研究区域总面积的比例增加至10.22%。从适宜性分布来看,栖息地变得更加集中,未来情景下鸟类栖息地适宜性在3种排放情景下略高于历史情景,适宜性RCP8.5情景(33.12%)>RCP2.6情景(32.87%)>RCP4.5情景(32.74%)>历史情...     

利用栖息地指数模型预测秘鲁外海茎柔鱼热点区

利用栖息地指数模型准确地预测了秘鲁外海茎柔鱼的热点区。根据2008-2010年1-12月期间我国鱿钓渔船在秘鲁外海的生产数据,结合实时的海表温及海表面高度数据,分别建立以作业次数、单位捕捞努力量渔获量为基础的适应性指数。利用算术平均数模型建立基于海表温和海表面高度的栖息地指数模型,并利用2011年生产及环境数据对栖息地指数模型进行验证。结果显示,以作业次数为基础的适应性指数符合正态分布,而以单位捕捞努力量渔获量为基础的适应性指数显著性检验不显著,因此,只建立以作业次数为基础的模型。结果表明,以作业次数为基础的栖息地指数模型都高估了茎柔鱼热点区的范围,但大体范围基本一致,这说明其能较好地预测茎柔鱼的热点区。     

松花江梧桐河生态修复工程鱼类栖息地模拟及调查

通过对松花江一级支流梧桐河中下游河道栖息地模型模拟和实地鱼类调查,分析了修复工程丁坝的水动力变化对鱼类栖息地的改善作用。基于流量内增加法(IFIM),应用水生生物栖息地模型(River 2D),考虑鱼类栖息地的流速、水深、遮蔽回水面积比3项指标,定义栖息地为差、中、良3个等级,模拟从小到大4个不同流量条件下顺直河道和丁坝河道鱼类栖息地等级的分布及变化,并通过实地鱼类调查数据验证修复工程丁坝对鱼类栖息地质量的改善情况。结果表明,在不同流量条件下,顺直河道和丁坝河道鱼中等级栖息地占84%以上;从生态流量到多年平均流量的过程中,顺直河道和丁坝河道不同综合适宜性指数(Combined Suitable Indexes,CSI)等级的栖息地面积变化较大,其中两者CSI差等级的栖息地面积占比分别减少4.9%和4.8%,顺直河道CSI中等级的栖息地面积占比升高4.9%,丁坝河道CSI中等级的栖息地面积占比下降6.0%,丁坝河道CSI良等级的栖息地面积占比从0%升高到10.8%;当流量大于多年平均流量26.42 m~3/s时,各种等级的栖息地比例变化不大,多年平均流量对鱼类生长而言是最佳下限流量。从2016年和2017年9月两河段的鱼类调查情况来看,丁坝河段鲫(Carassius auratus)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)的平均体重和平均体长更大,模拟和实测数据一致,说明丁坝在一定程度上改善了鱼类栖息地的质量。     

基于栖息地指数的阿拉伯海鲐鱼渔情预报模型构建

为了更好地了解和可持续开发利用阿拉伯海澳洲鲐(Scomber australasicus)资源,采用2016—2017年1、2、11和12月主渔汛期间我国公海围网渔船在阿拉伯海的鲐鱼生产数据,结合海表温度(Sea surface temperature,SST)、混合层厚度(Mixed-layer thickness, MLT)、海面高度异常(Sea level anomaly, SLA)、叶绿素a浓度(Chlorophyll-a concentration, CHL)环境数据,分别构建了以渔获量(Fish catch, FC)和作业次数(Fishing times, FT)为基础的栖息地指数(Habitat suitability index, HSI)模型:FC-HSI和FT-HSI模型。在HIS0.6的海域,2016和2017年实际渔获量占比分别为76.25%和80.03%。利用2018年的实际生产数据对模型进行预报准确度验证,得出在HIS0.6的海域,实际渔获量占比分别为45.68%和50.15%,FT-HSI模型的预报结果优于FC-HSI模型。结果表明,基于SST、MLT、SLA、CHL的FT-HSI模型能够较好地预测阿拉伯海鲐鱼的中心渔场。     

秋冬季智利竹(竹夹)鱼栖息地指数模型比较

秋冬季是智利竹筴鱼的主要渔汛,准确建立其渔场预报模型具有现实的意义。为了找出适宜的秋冬季智利竹筴鱼栖息地指数模型,论文根据2003-2009年5-9月智利竹筴鱼的商业捕捞数据, 结合海表面温度(SST)和海表面高度(SSH)的海洋环境因子,以作业次数为基础,采用外包络法分别建立SST、SSH 的适应性指数(SI),采用算术平均法(AMM)、几何平均法(GMM)建立栖息地指数(HSI)模型计算其栖息地指数,并以2010-2011年度的捕捞数据进行验证。研究结果表明：以作业次数为基础,采用外包络法建立SST、SSH 的适应性指数为最适,5-9月SST权值分别为0.4、0.7、0.5、0.7、0.1的算术平均法适合秋冬季智利竹筴鱼栖息地指数模型。研究也以为,不同月份的SST和SSH对秋冬季智利竹筴鱼渔场分布有着不同的影响。     

基于栖息地指数的东太平洋长鳍金枪鱼渔场分析

长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)是东太平洋海域重要的金枪鱼种类之一,也是我国金枪鱼延绳钓的主要捕捞对象之一。本文根据2009~2011年美洲间热带金枪鱼委员会(IATTC)在东太平洋海域(20°N~30°S、85°W~150°W)长鳍金枪鱼延绳钓生产统计数据,结合海洋遥感获得的表温(SST)和海面高度(SSH)的数据,运用一元非线性回归方法,以渔获产量、单位捕捞努力量CPUE为适应性指数,按季度分别建立了基于SST和SSH的长鳍金枪鱼栖息地适应性指数,采用算术平均法获得基于SST和SSH环境因子的栖息地指数综合模型,并用2012年各月实际作业渔场进行验证。研究结果显示,在东太平洋长鳍金枪鱼的栖息地预测中,以CPUE为适应性指数的栖息地指数模型比以渔获量为适应性指数的栖息地指数模型预测更为准确。2012年中心渔场的预报准确性达75%以上,具较高预报准确度,可为金枪鱼延绳钓渔船寻找中心渔场提供指导。     

印度洋大眼金枪鱼栖息地指数研究及其比较

根据商业性大眼金枪鱼延绳钓渔业数据、环境数据结合专家知识绘制了印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obseus)对温度、盐度、溶解氧和温跃层深度的适应性指数曲线,运用4种关联建模方法计算综合栖息地指数.用AIC值检验不同建模方法的拟合度,并对不同建模方法的输出结果进行空间分析.最后用实证研究的方法探索其在渔场选择上的可行性.结果表明,最小值法在4个模型方法中拟合度最好,给出了较为严格的栖息地适宜度估计,算术平均法则给出了较为粗略的栖息地适宜度估计.不同方法计算得出的栖息地指数(HIS)在空间分布上存在明显的差异.连乘法指示的HIS>0.9的区域局限于赤道附近55°E～68°E间;最小值法指示的HIS>0.9的区域分布于赤道附近50°E～75.E小块水域;算术平均法和几何平均法指示的HIS>0.9区域终年分布在50°E～85°E、5°N～5°S间的广大热带印度洋海域.最小值法和算术平均法指示的HIS等值线分布具有一定的相似性,两者相比较发现,最小值法指示的HIS=0.4等值线相当于算术平均法指示的HIS=0.7等值线;最小值法指示的HIS=0.6等值线相当于算术平均法指示的HIS=0.8等值线;最小值法指示的HIS=0.7等值线相当于算术平均法指示的HIS=0.9等值线.实证研究发现,算术平均法和几何平均法指示的HIS值对大眼金枪鱼的渔获地点和渔获频次有较好的估计,平均渔获频次比重分别达到96.10%和85.51%.研究认为发展实时的栖息地动态预测模型有助于渔场的探索.     

应用栖息地指数对印度洋大眼金枪鱼分布模式研究

运用分位数回归方法对温度、温差、氧差与印度洋大眼金枪鱼延绳钓钓获率进行二次回归分析,找出最佳上界方程,以最佳上界方程拟合的数值来建立栖息地指数(HSI)模型,从而揭示印度洋大眼金枪鱼栖息地的分布模式。研究表明,温度、温差、氧差与印度洋大眼金枪鱼延绳钓钓获率的最佳上界分位数回归方程分别为HR_(T0.9)=-44.803 7.685T_(0.9)-0.255T_(0.9)~2,HR_(dT_(0.9))=6.234 0.953dT_(0.9)-0.026dT_(0.9)~2和HR_(dO_(0.88))=7.422 4.25dO_(0.88)-0.727dO_(0.88)~2。10°N～10°S间印度洋海域大眼金抢鱼HSI指数达到0.9以上;10°N以北的波斯湾及10°S～15°S海域的HSI指数为0.8～0.9;15°S～40°S之间海域HSI指数介于0.7～0.8,其中50°E～90°E、15°S～25°S间存在一片季节性HSI指数<0.7的区域;40°S以南的海域HSI指数<0.6。     

基于栖息地指数的南海北部枪乌贼渔情预报模型构建

根据2009年~2014年南海捕捞信息网络获取的南海北部200 m等深线以内近海底拖网渔业数据,结合环境遥感数据,构建南海北部枪乌贼类(Uroteuthis sp.)栖息地指数(habitat suitability index,HSI)模型。选取海表水温(sea surface temperature,SST)、海面高度(sea surface height,SSH)和叶绿素a浓度(chlorophyll-a concentration,CHL)等环境因子,采用一元非线性回归建模,并分月份采用最小二乘法确定各环境因子的权重系数,从而建立南海北部枪乌贼类的栖息地指数综合模型。构建的模型能够有效解释渔场分布与环境要素之间的关系,并可从模型中推断各环境因子的最适范围和变化趋势;单位捕捞努力量渔获量(catch per unite effect,CPUE)高的渔场主要分布于HSI大于0.5的海域,其他HSI高的海域可能为潜在渔场。对不同因子权重系数的研究发现,叶绿素a浓度是影响渔场分布的重要因素。对模型的验证结果表明,其准确率达到75%以上。该研究表明,基于不同权重系数的HSI模型能够较好地预测南海北部枪乌贼渔场。     

东南太平洋智利竹筴鱼栖息地指数的比较研究

根据2000~2007年度东南太平洋智利竹筴鱼的商业捕捞数据,结合海洋环境数据(SST,SSA,SSHG以及等温层深度),运用4种关联建模方法计算其栖息地指数,并使用Surffer 8.0软件绘制出HSI的空间分布图。通过2008年度的捕捞数据进行验证,结果表明4种模型的结果存在明显差异:采用算术平均法和几何平均法时,主要产量分布在0.6HSI0.9的区域;采用最大值法时,主要产量集中在0.8HSI1.0的区域;采用最小值法时,主要产量分布在0.3HSI0.6的区域。通过4种模型的验证结果比较,本文认为算术平均法和几何平均法能较好地反映东南太平洋智利竹筴鱼的中心渔场位置以及分布特征。     

基于栖息地适宜指数的浙江南部近海黄鲫最适栖息地分布

根据2016-2018年4个季节的浙江南部近海黄鲫（Setipinna taty）的调查数据与水温、水深和盐度等水文数据构建栖息地适宜性指数（habitat suitability index,HSI）模型,探究黄鲫的适宜栖息地空间分布特征,预测最适宜栖息地分布。结果显示,黄鲫最适栖息水温为11.2~33.6℃,最适水深为19~46.6 m,最适盐度为27.8~33.2。通过交叉验证发现,基于几何平均模型（geometric mean model,GMM）拟合的栖息地适宜性指数模型精确度较高。最优模型预测结果显示,黄鲫的最适栖息地分布存在一定季节变化,全年HSI高值区出现在春季和夏季,其次为冬季和秋季。春季适宜性较高的栖息地集中在28°N以南、121.5°E以西,夏季分布在27.5°N~28.5°N、122°E以东,秋季分布在27.5°N~29°N、122.5°E以西和27.5°N以南、121.33°E以西两个区域,冬季分布在122.5°E以西。黄鲫是浙江南部近海重要的渔业种类,本研究通过探索黄鲫的栖息地分布和变化,旨在为黄鲫资源的变化预测与养护策略提供科学证据。     

Potential for reintroduction of lake sturgeon in five northern Lake Michigan tributaries: a habitat suitability perspective

• 1. Conservation and rehabilitation efforts for lake sturgeon Acipenser fulvescens throughout the Great Lakes include the re‐establishment of self‐sustaining stocks in systems where they have been extirpated.
• 2. Information on the suitability of potential lake sturgeon habitat in tributaries is important for determining their capacity to support lake sturgeon stocking and to develop system‐specific rehabilitation strategies.
• 3. Geo‐referenced habitat information characterizing substrate composition, water depth, and stream gradient were applied to a life‐stage specific lake sturgeon habitat suitability index in a geographic information system to produce spatially explicit models of life‐stage specific habitat characteristics in five northern Lake Michigan tributaries from which lake sturgeon have been extirpated.
• 4. Habitat models indicated that high quality lake sturgeon spawning and staging habitat comprised 0 to 23% and 0 to 9% of the available habitat, respectively, whereas high quality juvenile lake sturgeon habitat was relatively ubiquitous throughout each river and comprised 39 to 99%.
• 5. Comparison of these data to lake sturgeon habitat availability in Lake Michigan tributaries currently supporting populations indicated that spawning and staging habitats may limit the ability of these systems to support spawning. Efforts to re‐establish lake sturgeon populations in these systems should consider the creation of spawning and staging habitat to increase reproductive and recruitment potential prior to the initiation of stocking efforts.

Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

The relationships between spawning horseshoe crabs and egg densities: Recommendations for the assessment of populations and habitat suitability

1. Horseshoe crab population sizes and trends have been previously studied using surveys of spawning adults and counts of eggs from surface (top 5 cm) and deep (20 cm) sediment samples. The correlations between surface and deep eggs were studied at two locations, Delaware Bay and Jamaica Bay, USA, and the correlations between egg densities and spawning counts were examined in Jamaica Bay.
2. There were significantly higher densities of eggs in deep sediments than in surface sediments. Only about 10% of the variability in surface egg density was explained by deep egg density. The numerical patterns between surface and deep eggs were similar between Delaware Bay and Jamaica Bay and across sampling dates.
3. Nearly 20% of the deep samples in the combined data from Delaware Bay and Jamaica Bay with an egg density of ≥100,000 m⁻² had zero surface eggs. Therefore, the use of surface eggs as an indicator of habitat suitability and spawning intensity may seriously underestimate the importance of a beach for spawning horseshoe crabs.
4. When paired with nearest survey date, Jamaica Bay spawning indices did not predict deep or surface egg densities. This may be related to a temporal mismatch between survey methods, the extreme overdispersion (patchiness) of the eggs, and/or the dynamics of egg distribution after exhumation.
5. Both egg density and spawning surveys can provide useful data on habitat suitability for horseshoe crabs and can offer excellent opportunities for student and citizen scientist engagement. More labour is required for egg surveys than spawning surveys because of the time required to sample, sort, and enumerate the eggs.

     

利用水温垂直结构研究中西太平洋鲣鱼栖息地指数

根据1990~2001年中西太平洋海域(20°N~25°S、175°W以西)金枪鱼围网鲣鱼作业产量和作业次数,结合不同水层的水温及其温差数据(海表温度SST,12.5 m、237.5 m和287.5 m温度,137.5 m与287.5 m温差),以高产频次的相对比值分别建立各因素的栖息地指数SI,建立单因素一元非线形回归模型。采用连乘法、最小值法、最大值法、算术平均法和几何平均法建立综合栖息地指数HSI,并对1990~2001年各月HSI值与实际作业产量进行验证。结果表明,采用连乘法和最小值法时,主要产量分布在HSI<0.5以下的区域;采用算术平均法和几何平均法时,主要产量分布在0.30.7的区域,其产量占总产量的87%。五种模型结果比较,认为最大值法能更好地反映中心渔场分布和符合鲣鱼的分布特征。采用最大值法推算2003年各月HSI值,并与实际产量分布进行实证分析,发现其各月产量主要分布在HSI>0.8的区域,说明利用HSI模型来预测中心渔场是可行的。