2023年冬季宁德核电冷源海域棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)资源声学评估

滨海核电厂冷却水源的取水安全正受到海洋生物暴发引起的堵塞威胁,鱼类堵塞核电冷源的事件时有发生。声学技术在海洋生物探测方面具有高效、实时的优势,因此,被广泛应用于海洋生态系统研究。为了解冬季宁德核电厂冷却水源取水海域棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)的密度和运动规律,利用声学技术对相关海域冷却水源生物量进行了测量和评估。研究结果显示,棘头梅童鱼为研究海域的优势种,拖网调查显示平均尾数密度为1964尾·km^(-2),平均质量密度为0.483 kg·km^(-2)。棘头梅童鱼丰度在研究海域向核电厂方向减少,质量密度以核电厂温排水区域站点最高。通过对鱼类回波特征和个体轨迹的追踪统计,分析了该海域冬季内单体目标强度检测及其空间结构分布、资源现存量和资源丰度密度的时空分布变化。声学走航海域鱼类平均密度为2.78×10^(5)尾·n mile^(-2),生物量密度均值为1.41×10^(4) kg·n mile^(-2),棘头梅童鱼资源总量为7.47×10^(5) kg。研究表明,声学技术在宁德核电厂取水海域冬季冷却水源生物量测量中具有明显优势。通过不断改进和优化方法,声学技术将能更好地支持核电厂取水海域的生态环境监测与资源管理,为冷却水源取水安全提供科学依据。

1985—2005年东海海表温度时空变化特征分析

利用1985—2005年间AVHRR辐射计获取的东海海表温度资料,研究其时空变化特征。1985—2005年间东海海表平均温度总体呈上升趋势。对东海海温距平(SSTA)进行经验正交函数(EOF)分解,得到其2个主要变化模态,EOF1占总方差变化的34.8%,主要变化周期为3～5a,表示1985—2005年中东海绝大部分海域的表层海水温度呈现增温现象,近海比外海增温幅度大。EOF2占总方差变化的10.7%,主要变化周期为2a,显示东南与西北海区的温度异常呈反位相变化,近海海温由负异常为主转变为以正异常为主。东海SSTA以1996年5月为温度转折点,1996年5月前SSTA主要表现为负异常,之后以正异常为主,增暖特征明显。台湾海峡和东海南部海域的SSTA变化幅度基本相当,东海北部变化最剧烈,这3个海区均包含约5～7a的变化周期,与ENSO的相当。ENSO对滞后其2a左右的东海3个海区的SSTA变化影响显著,另外东海南部在滞后ENSO的8～9和16～18个月时也存在较强的响应,这主要缘于黑潮在赤道海温异常的北上输送过程中对东海的影响。与沿岸3个气象观测站的长年资料对比,东海北部海域的海温异常与该地区的气温变化关系最为密切,相关系数达到0.92。

1997—2007年东海叶绿素a质量浓度的时空变化分析

分析了1997—2007年由SeaWiFS卫星获得的我国东海ρ(叶绿素a)的时空变化特点.结果表明,ρ(叶绿素a)多年平均值在近海明显高于外海,近海往外快速递减,最高值位于长江口大沙滩.东海ρ(叶绿素a)呈明显的年周期性变化,波峰基本出现在3—4月,波谷在7—8月.在近11年间,ρ(叶绿素a)及距平呈下降趋势,最显著的是在东海近海海区.ρ(叶绿素a)及距平的变化具有明显的区域性,东海北部近海多年的月均值最高〔ρ(叶绿素a)>2.0mg/m3〕,南部近海和台湾海峡次之(0.8～2.0mg/m3),东海北部和南部外海最小〔ρ(叶绿素a)<1.0mg/m3〕.近海主要受到陆地径流带来富营养盐的影响,ρ(叶绿素a)高、变化幅度大、周期短,东海外海及台湾海峡主要受到高温寡营养盐的黑潮及其分支影响,ρ(叶绿素a)低、变化幅度小、周期长.

利用卫星资料反演月平均近海面气温和湿度

为弥补广阔海面上气象参数的观测数据的不足,利用专用成像传感器SSM/I和红外辐射计AVHRR资料进行近海面气温和湿度的反演,首先分析与近海面气温和湿度关系比较密切的几个气象因子及其相关性,并采用神经网络建立近海面气温和湿度与它们之间的关系,利用训练好的网络模型反演月平均近海面气温和湿度,并与TAO和NDBC提供的浮标及观测站的实测数据进行比较,近海面气温和相对湿度的均方根差分别为0.87℃和3.73%。低纬度反演的结果精度较高,达到0.53℃(气温)和2.03%(相对湿度);较大的误差(气温1.06℃、相对湿度3.85%)主要发生在近岸和高纬度区,因为近岸的地形比较复杂,并且很容易受陆地气候的影响;高纬度地区的气候变化比较剧烈,同时目前能得到的高纬度地区的实测资料比较少,这些因素都会影响反演结果的准确度。

利用AMSR-E资料反演实时海面气象参数的个例

利用2005年1月的AMSR-E卫星资料作为一个例子,探讨了AMSR-E的12个通道的亮温与海表温度、海面气温、湿度及风速4个气象参数的关系,把亮温通道分3大类组合分别进行参数模拟,确定模拟这4个气象参数最合理的通道组合,并利用多参数回归方法建立海表温度、海面气温、湿度及风速与亮温之间的经验关系。反演结果与TAO浮标实测资料进行了比较,实时海表温度、海面气温、湿度及风速的均方根差分别为0.53℃、0.74℃、3.2%和1.1m/s。是一个利用卫星资料同时反演四个参数（海表温度、海面气温、湿度及风速）的成功例子,为计算海气热通量提供了数据,并为实时观测和研究气候变化提供了一种简单而有效的方法。

基于卫星遥感的赤潮信息提取研究进展

赤潮发生时会对海洋环境和渔业资源造成严重的危害,也会给人类健康和安全带来不良影响,因此,赤潮是海洋环境领域的研究热点之一。通过简述赤潮遥感的研究意义和监测依据,然后根据卫星发射时间顺序分别对6种典型的水色卫星/传感器及其遥感反演方法进行概述。20世纪70年代末,国际上就开始了海洋水色卫星遥感的观测工作,40年来,海洋水色卫星的观测能力和水平都得到很大提升,最初的海岸带水色扫描仪(CZCS)仅设置6个观测通道,后来的中等分辨率成像光谱仪(MERIS)设置了15个观测通道;赤潮反演方法也得到不断丰富和发展,主要有叶绿素a浓度、荧光法、温度法、波段差值法与比值法等;目前,全球第一颗地球静止水色卫星(COMS)上搭载的地球同步海洋水色成像仪(GOCI)的应用前景良好,其高观测频率为观测赤潮的日变化提供了可能,可以用于开展赤潮快速变化的相关研究。

海洋环境因子对日本海太平洋褶柔鱼渔场时空分布的影响

根据2010—2013年11—12月日本海太平洋褶柔鱼（Todarodes pacificus）的渔获生产数据，并结合遥感获取的海洋环境数据，利用渔获量重心法、地统计插值和数理统计方法，分析了太平洋褶柔鱼的资源丰度与渔获量重心的时空变化及其与主要环境因子（海表温度、叶绿素浓度、海流）之间的关系。研究表明，渔场重心每年稍有差异，经度重心集中在132°20′E附近；纬度重心集中在36°30′N和37°30′N两个位置附近。GAM模型显示，日本海太平洋褶柔鱼渔场的最适海表温度为16~18℃；最适叶绿素a浓度为0.37~0.45 mg/m3。海洋环境与单位捕捞努力渔获量（CPUE）的回归方程的显著性检验表明，除了叶绿素 a 浓度呈一般显著外，海表温度和空间因子在 CPUE 上的回归均极显著（P〈0.01），符合统计意义。4年间渔场的适宜环境范围有所差异，推断主要是日本海海域对马暖流、东朝鲜暖流与里曼寒流相互交汇的强弱作用力引起的，也有不同年份季风的强弱不同以及全球气候变化的因素存在。每一年的渔场海洋环境因子稍有差别，对其资源量的影响巨大。

基于北斗卫星船位数据分析象山拖网捕捞时空特征

为了快速大范围掌握捕捞努力量时空分布特点,借助北斗船位数据采用统计方法获取拖网捕捞状态的速度阈值,根据阈值判断捕捞状态点,捕捞状态点之间时间组成累计捕捞时间,累计捕捞时间与功率的乘积作为捕捞努力量,根据捕捞努力量分析拖网捕捞时空特征。2013年象山在近海拖网捕捞努力量从时间上可以分为3个时间段,即2-5月、6-9月、10-12月与1月。从空间来看捕捞努力量以象山附近的渔场为中心由高到低向外扩展,形成近似的同心圆。从拖网捕捞时间来看分为全年近海渔场、春秋季近海渔场、春秋冬外海渔场、春季或秋季周边外缘渔场。利用北斗数据提取方法计算6个网次时长,并与手工出海调查记录的时长比较,两者相对误差在5%以内。

北太平洋柔鱼渔场时空分布与海洋环境要素的研究

根据2010年7∽9月和2011年7∽10月“舟渔1301#”2个航次的北太平洋柔鱼渔场海上调查资料,利用渔获生产数据？海况天气数据以及同期的卫星遥感获取的海表面温度（SST）？海表盐度（SSS）及叶绿素a（Chl-a）浓度和海流等数据,分析柔鱼的中心渔场分布与海洋环境的变动关系.研究结果显示：整个调查期间渔获频次在SST和Chl-a因子上均呈正态分布,渔场高产的最适SST范围为18∽20℃,最适SSS范围为33.60‰∽34.80‰,最适Chl-a浓度范围为0.08∽0.24mg/m3,其中SST与柔鱼渔场之间有较好的匹配关系,中心渔场通常位于18∽20℃的等温线附近,且位置一般出现在冷水团和暖水团交汇区的冷水团一侧;中心渔场位于亲潮和黑潮交汇混合区的向北一侧,离交汇地带的距离较近,而且随着时间的推移,渔汛期间中心渔场的位置逐步往其向西北方向移动.总体上多个环境因子皆可作为确定潜在中心渔场的指标,但以海表水温为最佳,另外辅助寒？暖流的交汇情况以及Chl-a浓度？天气海况等因素来综合分析,判断渔场的中心位置会更准确.

印度洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场水温垂直结构的季节变化

为了解印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差时空变化特征,采用2007～2010年Argo温度剖面浮标资料,计算了印度洋大眼金枪鱼、黄鳍金枪鱼主要作业渔场次表层温度和温跃层特征参数。研究认为,温跃层上界深度、温度和10～200 m温差存在明显的季节性变化。5～9月在15°～25°S纬向区域存在一块季节性较深的温跃层上界深度区域;在20°S以南海域,12月至次年4月份温跃层上界深度非常浅;在15°S至赤道纬向区域,尤其是在西部,常年存在一块温跃层较浅的区域。总体而言,温跃层上界深度较深的地方温度相对较低,在2～5月期间,在阿拉伯海东南和孟加拉湾西南形成一块大面积的暖水区;7～9月期间,在15°～25°S,纬向区域因温跃层上界深度较深,从表层至温跃层上界深度温度变化相对较大,温跃层上界温度显著较低。在20°S以南,温跃层上界温度常年都很低。10°S经线方向将水下10～200 m垂直温度分成南北两部分,10°S以南部及以北部海区的垂直温差分别大于和小于10℃。分析结果初步揭示了金枪鱼主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差分布特征,为金枪鱼实际生产作业提供理论参考。

基于朴素贝叶斯的西北太平洋柔鱼渔场预报模型的建立

西北太平洋是中国进行柔鱼（Ommastrephes bartramii）捕捞生产的重要海区,准确预报渔场出现的位置对提高渔业捕捞产量、节省燃油有重要的意义.本研究利用2002-2011年中国在该海域的历史产量数据、渔场时空数据以及包括海表温度、叶绿素浓度a、表温梯度强度和叶绿素梯度强度在内的海洋环境数据,基于朴素贝叶斯方法,建立了西北太平洋柔鱼渔场的预报模型.为满足朴素贝叶斯方法对条件独立性的假设,利用独立成份分析,重新获得相互独立的属性变量.通过求Cohen＇s Kappa系数最大值的方法,确定3种CPUE类型的先验概率,建立可用于渔场预报的朴素贝叶斯预报模型.作为实际验证,将2012年7～11月我国柔鱼渔船在西北太平洋实际生产数据与预报的高CPUE渔场位置进行叠加,平均综合预报精度达到69.9％,表明该模型对西北太平洋渔场的预报具有较好效果和可行性.

基于Argo数据的中西太平洋鲣渔获量与水温、表层盐度关系的初步研究

根据上海金汇远洋渔业公司2007年度在中西太平洋海域进行鲣Katsuwonus pelamis围网作业的生产数据以及Argo剖面浮标数据,利用地理信息系统软件Arcview,按1°×1°的格式绘制了各月产量、表层温度、表层盐度以及50 m和200 m水层温度等,并对数据进行了综合分析。结果表明:鲣的高渔获量区域主要分布于150°～153°E、160°～161°E,0°～2°S的水域;2007年最高月产量和最高单网平均日产量(CPUE)的月份分别为8月和2月;通过K-S检验,2007年最适表层温度为29.3～30.1℃,最适表层盐度为34.0～35.2;0～200 m、50～200 m水层的垂直温差为11℃时,渔获量达到最大。Shapiro-Wilk正态性检验结果表明,渔获量与0～200 m、50～200 m水层的垂直温差服从正态分布关系。上述结论符合生产实践中获得的情况,表明Argo数据可以应用于渔业生产和科研中。

基于Kriging方法Argo数据重构太平洋温度场研究

采用Kriging算法，将2007年1～12月份期间获得的太平洋海域的Argo剖面浮标资料重新构成3°×3°的月平均海温场。重构的温度场能较好地揭示太平洋暖流区、西边界流系的季节性变化和西边界流系强温度锋面。将插值数据与同一时期的实测数据进行比较。结果表明Kriging算法得到的海表温度最大误差0．7℃，平均误差0．3℃，平均相对误差0．7％，平均标准误差0．06℃，计算结果令人满意。进一步利用重构的太平洋表层及水下4个断面的温度场分析了太平洋海域的温度分布格局及季节变化，赤道海区表层暖水占主体，随着水深增加，东部冷水迅速往东扩展，在200m时冷水基本把北上的太平洋暖水切断。

基于分类回归树算法的东南太平洋智利竹筴鱼渔场预报

为了提高智利竹筴鱼渔场预报水平和满足渔业捕捞生产的需要,利用2002—2008年的东南太平洋公海海域捕捞的中国大型拖网渔船共计15艘的生产统计资料,以及海洋环境数据(包括海表温度、叶绿素a浓度、表温距平、叶绿素a浓度距平、海表温度梯度强度和海面高度异常等数据),基于CART的算法,构建了智利竹筴鱼渔场决策树预报模型。用含1 114条记录的数据集对模型进行训练,并采用ROC方法对该模型诊断中心渔场的准确性进行了分析。最后将该模型应用于2009年各月份的智利竹筴鱼中心渔场预报,并与实际渔场位置进行了对比,结果显示预报渔场与实际生产位置基本一致,表明利用CART决策树方法建立智利竹筴鱼渔场预报模型是可行的。

北太平洋柔鱼渔场资源与海洋环境关系的季节性变化

利用我国2002—2012年5—11月北太平洋鱿钓渔业的生产资料,结合同期卫星遥感反演技术获取的海表温度（SST）、海水叶绿素（Chl-a）、海流等数据,运用产量重心法和广义加性模型（GAM）,分析了北太平洋公海柔鱼渔场渔获量变化与海洋环境关系的季节性变化。研究结果显示北太平洋柔鱼5—6月渔场重心位于中、东部渔场,在168°～171°E、38°～39°N的范围;7—11月集中在西部渔场,重心位于150°～160°E、40°～44°N的范围,渔场重心伴随着明显的季节性变化。通过GAM模型综合分析发现整个渔汛期的北太平洋柔鱼渔场最适SST范围为14～19℃;最适Chl-a范围为0.22～0.55 mg·m^-3;集中的经度范围为154°～157°E;集中出现的纬度范围为41°～44°N。柔鱼活动呈现每年北上索饵洄游和南下活动产卵洄游,与环境因素的关系表现出不同的特征,尤其是SST相关性最好,从5月到9月SST与渔场重心的关系在北上时呈正相关,从9月到11月南下时为负相关,呈现明显的季节性变化。另外海流对渔场的影响甚为重要,高产渔场一般位于黑潮、亲潮交汇区域的黑潮前锋、亲潮向背一侧附近,随着暖、寒流的此消彼长而变化。

长江口浮游植物分布情况及与径流关系的初步探讨

利用2004—2008年5月(春季)和8月(夏季)共10个季度月航次调查资料,结合同时期长江口径流量的数据,研究了长江口海域浮游植物的分布特征、及其受长江径流影响的关系。分布情况的结果显示:同一年中,夏季调查航次鉴定的浮游植物种类数明显多于春季的种类数;浮游植物数量的基本趋势逐年增加,其中2008年调查航次的浮游植物数量急剧暴发;同时生物多样性指数呈逐年下降趋势,海域水质污染程度日趋严重。对浮游植物与长江口径流量的关系分析得到:拟合长江口5、8月平均径流量与对应调查航次的浮游植物数量呈正相关的幂函数关系,径流量与浮游植物多样度呈负相关的指数函数关系,径流量与浮游植物优势种数量百分比呈正相关的幂函数关系,关系都明显显著。其中长江口径流量的输入对优势种尤其是近岸低盐性的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)分布有着决定性的影响;长江径流把大量的N、P等无机营养物质携带入海,导致长江口水域严重富营养化,造成长江口海域的局部区域频发赤潮。

热带印度洋大眼金枪鱼垂直分布空间分析

为了解热带印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)适宜的垂直和水平空间分布范围,采用Argo浮标剖面温度数据重构热带印度洋10℃、12℃、13℃和16℃月平均等温线场,网格化计算了12℃、13℃等温线深度值和温跃层下界深度差,并结合印度洋金枪鱼委员会(IOTC)大眼金枪鱼延绳钓渔业数据,绘制了12℃、13℃等温线深度与月平均单位捕捞努力渔获量(CPUE)的空间叠加图,用于分析热带印度洋大眼金枪鱼中心渔场CPUE时空分布和高渔获率水温的等温线时空分布的关系。结果表明,从垂直分布来看,热带印度洋中心渔场延绳钓高渔获率区域垂直分布在温跃层下界以下,在表层以下150-400 m深度区间。从水平分布来看,12℃等温线,高CPUE区域大多深度值<350 m,众数为225-350 m;深度值超过500 m的区域CPUE普遍较低。13℃等温线,高值CPUE出现的地方大多深度值<300 m,众数为190-275 m;深度值超过400 m的区域CPUE普遍较低。全年在15oS以北区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中。采用频次分析和经验累积分布函数,计算其最适次表层环境因子分布,12℃等温线250-340 m;13℃等温线190-270 m;12℃深度差30-130 m;13℃深度差0-70 m。研究初步得出热带印度洋大眼金枪鱼中心渔场适宜的水平、垂直深度值分布区间,可以辅助寻找中心渔场位置,同时指导投钩深度,为热带印度洋金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论支持。

基于GAM模型研究时空及环境因子对南太平洋长鳍金枪鱼渔场的影响

长鳍金枪鱼Thunnus alalung是南太平洋金枪鱼延绳钓渔业的主要捕获鱼种之一,为了开展对南太平洋长鳍金枪鱼渔场时空分布及其与海洋环境关系的研究,根据2009—2012年南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓生产统计数据及遥感获取的海表温度(SST)、叶绿素a浓度(Chl-a)和海面高度距平(SSHA)等环境数据,利用广义可加模型(GAM)分析了长鳍金枪鱼渔场分布及与时空、环境因子的关系。结果表明:GAM模型对长鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(CPUE)总偏差解释率为11.34%,其中贡献最大的为时间(周),贡献率为6.35%;该渔场全年均可作业,5—7月CPUE值高于1—3月和10—12月,其中5月中旬—7月下旬为鱼汛盛期;长鳍金枪鱼渔场主要分布在10°S^30°S、162°E^174°E的海域范围内;中心渔场最适SST范围为26.0~29.5℃,最适Chl-a浓度范围为0.02~0.05 mg/m^3,最适SSHA范围为0~20 cm。研究表明,影响渔场的因子按重要性从大到小依次为时间(周)、纬度、SST、经度、SSHA和Chl-a。