卫星遥感和GIS技术在海洋渔业资源研究中的应用

卫星遥感和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术为海洋渔业资源研究提供了新的技术和方法,已在海洋渔业领域得到广泛应用。文章从海表温度、叶绿素浓度2个方面综述了遥感在海洋渔业环境因子方面的应用,简单介绍了GIS技术以及遥感和GIS技术的结合在海洋渔业资源研究中的应用。并在此基础上讨论了遥感和GIS技术在海洋渔业应用中需要注意的几个问题。

1959–2011年莱州湾渔业资源群落食物网结构的变化

通过对1959–2011年莱州湾渔业资源摄食习性、营养级的分析,构建了莱州湾生态系统简化食物网。结果表明,莱州湾渔业资源群落食物网经历了"以鱼食性种类为主的食物网—以浮游动物食性种类为主的食物网—以浮游动物食性种类和底栖动物食性种类为主,但浮游动物食性种类占比大于底栖动物食性种类的食物网—以浮游动物食性种类和底栖动物食性种类为主,但底栖动物食性种类占比大于浮游动物食性种类的食物网—以底栖生物食性种类为主的食物网"5个阶段的演变过程。中低营养阶层生物替代高营养阶层生物成为莱州湾生态系统食物网的顶级捕食者,食物链越来越短,食物网通过碎屑食物链传递的能量成为食物网能流的主体。在1959–2011年,莱州湾渔业资源群落平均营养级从4.4下降到3.4,平均以每10年0.19的速度下降,高于整个渤海生态系统的下降速度;种类组成的变化、个体小型化,以及摄食食物种类的变化是引起莱州湾生态系统营养级波动的主要原因。

秘鲁外海夏季渔业资源与水温分布特征

根据2006年12月～2007年1月在秘鲁200海里专属经济区外海渔场的探捕调查，对该海域夏季的渔业资源和水温分布特征进行了初步探讨。结果显示，南半球夏季调查海域（13°～22°S，78°～90°w）受秘鲁寒流的影响，存在一大范围的低温水舌，表层水温分布范围为19．37～23．26℃，由南向北递升。北部温跃层顶界较浅，厚度较小，强度较大；而南部温跃层顶界较深，厚度较大，强度较弱。拖网的平均CPUE为38．4kg／h，渔获物以茎柔鱼Dosidicusgigas为主，占总渔获量85．2％；秘鲁鳃Engraulis ringens仅分布于调查海域东南部的秘鲁专属经济区外缘水域，资源密度指数为3．7kg／h。秘鲁外海除茎柔鱼外，其他中上层鱼类的资源少，集群性差，不适合作为大型拖网加工船的作业渔场来开发。建议我国的东南太平洋竹荚鱼Trachurus murphyi 拖网渔业向智利外海南部（45°～50°S）和西部（95～110°W）海域发展。

长江口及其邻近海域渔业生物的群落结构特征

根据2006年6月、8月和10月对长江口及其邻近海域渔业生物的底拖网调查数据,对该海域渔业生物的群落结构特征进行了分析。调查中共捕获渔业生物207种,主要是以暖温性和暖水性的种类为主,冷温性种类细纹狮子鱼和黄鮟鱇等也出现在调查中并成为优势种。渔业生物的多样性有所升高,种类的更替加快,部分洄游种类已成为历史记录。经济价值低、个体小、年龄结构简单和营养层次低的类群在长江口及其邻近海域占据优势地位。调查捕获渔业生物的种类数明显高于20世纪80年代相应月份的种类数,但是渔业生物的渔获率和个体数仅占80年代调查的8%左右。渔获率比较高的区域主要分布在调查区域的北部、中部及河口区域,但是渔业生物的多样性指数分布与之相反,因此在具有相对均质高多样性的群落结构条件下很难维持高渔获率。

中国浅海贝藻养殖对海洋碳循环的贡献

中国是浅海贝藻养殖的第一大国,年产量超过 1 000万t。根据贝藻养殖产量、贝藻体内碳元素的含量及其贝类能量收支,推算出 2002年中国海水养殖的贝类和藻类使浅海生态系统的碳可达 300多万t,并通过收获从海中移出至少 120万t的碳。该结果不仅为探讨全球“遗漏的碳汇”问题提供了一个新的线索,同时也证明了浅海的贝类和藻类养殖活动直接或间接地使用了大量的海洋碳,提高了浅海生态系统吸收大气CO2的能力。另外,贝藻的养殖活动与浅海生态系统的碳循环之间关系复杂,相互作用明显,因此,它的生物地球化学过程是一个值得深入研究的科学问题。

海洋酸化对栉孔扇贝钙化、呼吸以及能量代谢的影响

通过"Alkalinity anomaly technique"测定了栉孔扇贝Chlamys farreri在不同酸度条件下的钙化率和呼吸率,发现栉孔扇贝的钙化和呼吸活动受酸化影响显著,均随着酸化的加剧出现了明显下降。当pH降低到7.9时,栉孔扇贝的钙化率将会下降33%左右;当pH降到7.3左右时,栉孔扇贝的钙化率将趋近于0,栉孔扇贝无法产生贝壳,而此时栉孔扇贝碳呼吸率(RC)与耗氧率(RO)也分别下降了14%和11%。随着酸化的加剧,栉孔扇贝的能量代谢方式也会发生改变。这些变化都可能影响到栉孔扇贝的生存。

利用叶绿素荧光技术揭示光照、温度和盐度对鼠尾藻嫩芽的影响

采用鼠尾藻嫩芽为实验材料, 研究了不同光强（25～220 μmol/（m2·s））、温度（5～34℃）和盐度（0～60）对其叶绿素荧光参数的影响。测定的叶绿素荧光参数包括光系统II 最大荧光产量（Fv/Fm）、最大潜在相对电子传递速率（RrET,max）、快速光曲线的初始斜率等。结果表明： （1）鼠尾藻嫩芽易受强光、高温胁迫, 在强光照射下, 其Fv/Fm值明显降低, 温度大于30℃时对其光合作用有显著影响; （2）5℃低温处理1 h 或0～60 盐度处理9 h 对光系统Ⅱ均有明显影响, 但24 h 恢复后, 除了盐度60 组, 其他组的叶绿素荧光参数均可基本恢复正常。初步分析了鼠尾藻嫩芽的抗逆生理, 可为鼠尾藻的人工栽培提供参考。

桑沟湾养殖水域春季和夏季营养限制的现场实验

采用营养加富生物测定法现场实验研究了桑沟湾养殖水域浮游植物的营养限制。结果表明,桑沟湾牡蛎和扇贝养殖水域在春季及夏季均不存在营养限制问题;海带养殖水域在春季存在Si营养限制,而在夏季存在N营养限制。讨论了在养殖海域进行营养限制研究的方法,提出了群落培养的营养加富现场实验方法是在养殖水域进行营养限制研究的有效方法。

7种海洋鱼类的生物能量学模式

根据室内流水实验法,定量研究了黄、渤海生态系统7种鱼类能量收支组分,并建立了相应的生物能量学模式。7种海洋鱼类的生物能量学模式显著不同,并可分为3类:(1)较低代谢和较高生长,如黑、矛尾虎鱼;(2)较高代谢和较低生长,如欧氏六线鱼和黑鲷;(3)代谢和生长均处于中等水平,如真鲷、红鳍东方和鲐。其差异原因可能与这7种海洋鱼类的生态习性不同相关。与淡水肉食性鱼类比较,7种海洋鱼类的代谢能明显偏高,表明海洋鱼类属于高代谢消耗、低生长效率型鱼类。

基于广义可加模型分析时空和环境因子对2013年南极磷虾资源分布的影响

根据2013年1—9月南极磷虾拖网调查数据,以单位捕捞努力量渔获量作为资源密度指标,分析南极磷虾资源空间分布特征和月间变化。结果表明,1—6月的月均单位捕捞努力量渔获量值相对稳定,7—9月逐月下降。渔区的平均单位捕捞努力量渔获量值以48.1小区最高,为(25.12±31.04)t/h,48.3小区最低,为(11.49±12.06)t/h;单位捕捞努力量渔获量值的波动幅度48.1小区大于48.2小区和48.3小区。广义可加模型筛选出的解释变量对南极磷虾空间分布的影响由大到小依次为:月份、经度、拖网深度、水深、纬度和表层水温。各因子的偏差解释率分别为16.82%、11.17%、3.98%、1.75%、1.54%和0.88%,所有因子对单位捕捞努力量渔获量的总偏差解释率为36.14%。本次调查的结果可为研究南极磷虾渔场形成机制和渔业管理提供参考。

渔业声学数据后处理中积分阈的选择与优化Ⅰ:目标离散分布状态下积分阈的确定

积分阈是渔业声学数据后处理中对回声信号进行积分的临界值,是参与积分的最弱回声信号的体积反向散射强度。通过合理设置积分阈,能在保留目标信号的同时有效地消除噪音和非目标回声信号,从而提高渔业资源声学评估的准确性。为研究目标离散分布状态下选择和优化积分阈的方法,推导了单体目标体积反向散射强度与目标强度之间的函数关系,提出了利用鱼类目标强度-体长经验公式和目标强度现场数据确定积分阈的两种方法,并以黄海鳀的调查为例,对上述两种积分阈确定方法进行了应用探讨,为渔业资源声学评估数据处理中目标离散分布状态下积分阈的选择与优化提供了有效参考。

菲律宾蛤仔养殖对底质AVS影响的模拟实验

采用模拟实验方法,研究了菲律宾蛤仔养殖对底质酸挥发硫的影响,分析了酸挥发硫与其他底质环境因子的关系。结果表明,菲律宾蛤仔养殖会增加底质中酸挥发硫的含量,而且酸挥发硫含量随养殖密度增加而升高;与酸挥发硫密切相关的环境因素有底质温度、氧化还原电位(Eh)值、有机物(OM)含量、Fe3+/Fe2+比值、硫酸盐还原菌(SRB)数量;菲律宾蛤仔的养殖导致沉积物中SEM和AVS的比值小于1,束缚了重金属的生物活性或生物毒性。

渤、黄、东海高营养层次重要生物资源种类的营养级研究

利用2000年和2001年2次大面调查所收集的11970个胃含物样品分析结果,计算了黄海和东海生态系统高营养层次35个重要生物资源种类的营养级,同时,结合对渤海和黄海39个种类营养级历史数据的修正,讨论研究了我国海洋高营养层次生物资源种类营养级的研究策略和计算方法。主要研究结果为:(1)渤海重要生物资源种类营养级的变化范围为3.12～4.9,黄海为3.2～4.9,东海为3.29～4.55。近年来各海域高营养层次的营养级呈下降趋势,如渤海从1959年的4.1下降到1998—1999年的3.4,黄海从1985—1986年的3.7下降到2000—2001年的3.4;(2)高营养层次营养级波动主要是由于群落种类组成变化及单种类营养级年间波动引起的,而单种类营养级年间波动又直接与群体个体变小以及摄食食物的低营养层次化有关。因此,高营养层次的营养级变化是认识海洋生态系统生物生产动态的重要指标,需要对其进行长期和系统的监测;(3)建议在今后的研究中,根据简化食物网的概念,对占生物量绝对多数的重要生物资源种类的营养级进行重点研究并采用国际通用的标准划分计算营养级。

大菱鲆种质资源研究与开发

综合介绍了大菱鲆种质资源的分类、自然分布和生物学特性。从生化和分子生物学方面阐述了大菱鲆自然群体遗传结构及国内外研究现状。详述了大菱鲆野生资源的利用和养殖开发现状,特别是我国对引进的大菱鲆种质资源的养殖开发。指明了我国目前在引种及养殖方面存在的不足,提出了建立全国性大菱鲆良种引育中心,以保证我国大菱鲆养殖业的持续、稳定、健康发展的建议。

越冬和产卵洄游期黄海鳀鱼对能量的利用差异

根据2002年6月至2003年9月黄海中南部水域的鱼(Engraulisjaponicus)样品,分析越冬和产卵期间鱼能量利用差异。结果显示,各个月份鱼性腺指数(GSI)和腹腔含脂量等级呈负相关。越冬和产卵期间鱼体脂肪消耗速率有显著差异,纯鱼体脂肪消耗速率也有相似变化。摄食期间(3～5月)黄海积累大量脂肪作为能量储备,产卵前期(5月)个别鱼全鱼体脂肪含量超过40%,平均脂肪含量达15%,产卵过后平均脂肪含量水平下降了10%～11%。然而,越冬期间(11～1月)脂肪含量变化幅度很小。产卵期间(5～7月)全鱼体脂肪含量与性腺重量(性腺成熟度为Ⅳ或Ⅴ期)呈显著正相关。叉长和性腺重量(性腺成熟度为Ⅳ或Ⅴ期)也呈显著正相关。越冬期间全鱼体和纯鱼体的固体物质(蛋白质)含量比产卵期间低1%～2%。各个月份全鱼体固体物质(蛋白质)含量比纯鱼体低1%左右。越冬期间各叉长组能量变化很小,而产卵期间月能量消耗则随叉长呈指数增长。能量损失主要是脂肪新陈代谢造成,而存储蛋白质主要用于性腺发育,并且在越冬和产卵期间全鱼体的蛋白质含量保持相对常量。

底拖网调查数据的Delta-模型分析及其在黄海小黄鱼和银鲳资源评估中的应用

底拖网调查(扫海面积法)的数据处理方法主要有两大类,即基于调查设计的方法(design-based method)和基于模型的方法(model-based method),其中基于调查设计的方法在我国的应用较为常见,而基于模型的方法则较少应用。介绍了渔业资源底拖网调查数据的Δ-分布模型分析方法,并采用此方法对2000年秋季黄海小黄鱼和银鲳的资源量进行了评估。结果显示,调查海区小黄鱼资源的平均分布密度为66.3kg.km-2,95%置信区间为(23.4,109.2)kg.km-2;总资源量均值为14 626.9t,95%置信区间为(5 168.4,24 085.5)t。银鲳资源密度均值为19.0kg.km-2,95%置信区间为(3.5,34.5)kg.km-2;总资源量均值为4 194.3t,95%置信区间为(773.2,7 615.4)t。传统的基于调查设计的方法得到的置信区间范围则较宽,且下限出现负值。上述结果表明Δ-分布模型法的评估结果具有较高的精度,是一种值得推广的渔业资源底拖网调查数据分析与资源评估方法。

多溴联苯醚的特性及其对海洋环境的污染研究

多溴联苯醚(PBDEs)作为阻燃剂被广泛用于电子电气设备和各种复合材料里。国内外研究证明,PBDEs是一种新型的全球性的环境污染物,会对生物肝脏、肾脏和神经系统的发育造成毒害,同时干扰甲状腺的内分泌,也会诱导有机体突变或致癌。检测结果显示,全球海洋环境中PBDEs污染是普遍的。本文概述了多溴联苯醚的特性及其对海洋污染状况,提出了遏制多溴联苯醚对海洋污染的应对措施。

莱州湾渔业水域生态环境质量分析与综合评价研究

应用多项指数综合评价公式、生物多样性指数综合评价公式和主成分分析方法对莱州湾2002年5月和8月生态环境质量进行了综合评价。结果表明,水质环境和生物环境处于良好水平;表层沉积环境处于污染水平,有的站达到严重污染水平,其中重金属镉的贡献率最大。

智利外海渔场竹筴鱼资源分布特征

根据在智利 2 0 0海里专属经济区外海的渔场周年探捕调查 ,对智利竹鱼 (Trachurusmur phyi)单位努力量渔获量 (CPUE)的构成和季节变化及其资源分布特征进行了初步探讨。结果显示 ,竹鱼在智利外海分布广 ,30°～ 43°S ,78°～ 87°W海区均可形成拖网作业渔场。南半球冬季竹鱼密集分布区较偏南 (38°～43°S) ,8月密集分布区向北偏移至 35°～ 40°S,春季鱼群继续向北洄游至 30°～35°S ,并开始分散索饵 ,集群性较差 ,到翌年秋季再集群向南洄游 ,在 38°～ 43°S ,78°～ 85°W形成越冬场。CPUE以冬季最高 ,春、秋季次之 ,夏季最低。冬季以 6月份平均CPUE最高 ,达 1 5 .1 8t/h ,夏季以 3月份平均CPUE最低 ,仅 1 .1 2t/h。

渤海渔业生物生殖群体结构及其分布特征

根据2004年春季渤海底拖网调查资料,从渔获物的种类组成、渔业资源结构、优势种以及重要鱼类的体长、体重和性腺成熟度等方面分析了渤海渔业生物生殖群体结构,并利用聚类分析法对生殖群体的区域集群进行了研究。结果表明,春季渤海的生殖群体种类仅为51种,资源量指数为1.54kg/网·h,与20世纪80、90年代相比,优势种更替明显,生殖群体结构的小型化、低龄化更加突出;生殖群体区域集群分布明显,渤海中部和渤海湾的种类组成最相近,相似指数达到67.67%。