中西太平洋海山特征对延绳钓渔业和围网渔业黄鳍金枪鱼CPUE的影响

海山是海底重要的生物栖息地类型之一,是研究海洋生物多样性的热点区域。黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)广泛分布于中西太平洋,具有极高的生态和经济价值,然而,鲜有关于海山及其相关特征对黄鳍金枪鱼资源丰度和分布影响的研究。基于2010—2021年中西太平洋渔业委员会(Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)汇总的延绳钓和围网渔业数据结合海山特征数据,采用广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析两种不同捕捞方式的黄鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)与海山相关特征之间的关系。结果表明,中西太平洋两种渔业方式的黄鳍金枪鱼渔获量主要来源于海山区域,海山特征对两种渔业黄鳍金枪鱼的CPUE均产生了极显著性影响(P<0.001)。在延绳钓渔业中,较高的CPUE出现在山顶深度、粗糙度、底面积和海山密度较小、坡度较缓的区域;而在围网渔业中,较高的CPUE则出现在粗糙度较小、山顶深度较大、底面积较大、较陡峭且密集的海山区域。研究探讨了中西太平洋海山特征对黄鳍金枪鱼不同群体的影响机制,为今后进一步探索黄鳍金枪鱼种群分布和资源丰度变化与海洋环境的关系提供了参考与新思路。

不同气候模态下西北太平洋柔鱼冬春生群资源时空分布变化研究

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是大洋性短生命周期物种,其生活史和生物量受环境和气候因子影响明显。基于2004—2015年西北太平洋柔鱼渔捞日志、海表面温度(Sea surface temperature,SST)、叶绿素(Chlorophyll a,Chl a)浓度及太平洋年代际震荡(Pacific decadal oscillation,PDO)数据,利用空间自相关统计方法、热点分析和小波分析法研究PDO冷期与暖期两种气候模态下西北太平洋柔鱼渔场的时空变化。结果表明,PDO指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)与柔鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)呈正相关,且CPUE滞后PDO 8个月(R2=0.548,P<0.05),CPUE与PDO指数的共轭周期为2~4个月。不同气候模态下的渔场热点分布特征为,暖期时渔场重心向高纬方向分布较为明显,空间上的集聚性强;冷期时向低纬分布较为明显,空间上的集聚性相对较差。PDO冷暖时期对西北柔鱼时空分布影响显著,该研究对柔鱼资源的可持续开发具有一定的科学意义。

环境因子对3种不同作业类型鲣CPUE的影响研究

鲣(Katsuwonus pelamis)广泛分布于各大洋热带和亚热带海域,在世界金枪鱼渔业中占有重要地位,其资源丰度受多种海洋环境因子的影响。为探明降水对不同鲣群体资源分布及变动的影响机制,利用2017—2019年毛里塔尼亚海域双拖渔业数据、2018—2020年中西太平洋围网渔业数据和2010—2020年美洲热带金枪鱼委员会网站记录的延绳钓渔业数据,结合降水、海表面盐度(Sea surface salinity,SSS)和海表面温度(Sea surface temperature,SST)等环境数据,通过广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析鲣的3种不同作业方式的单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)时空分布及其与降水等环境因子之间的关系。结果表明:月份对双拖和延绳钓作业方式鲣CPUE的影响显著(P<0.05);纬度对3种鲣作业方式的CPUE均存在显著性影响(P<0.05);降水对双拖和围网作业方式鲣CPUE分别存在极其显著性(P<0.001)和显著性(P<0.05)影响,且影响趋势较为一致,即这2种作业方式中高CPUE出现在较为适宜的降水范围内,然而降水对鲣的延绳钓CPUE的影响并不显著;SSS和SST对鲣的3种作业方式CPUE影响显著(P<0.05)。因此,在今后分析环境因子对渔业CPUE的影响效果时,建议将降水放入常规海洋环境因子中。

基于多尺度地理加权回归模型的中西太平洋围网鲣渔获率环境影响机制研究

鲣(Katsuwonus pelamis)是中西太平洋金枪鱼围网捕捞的重要资源,其资源分布受环境影响明显。为探索环境对鲣渔获率影响的空间异质性特征,利用中西太平洋渔业委员会(Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)所公布的2005—2019年中西太平洋金枪鱼围网综合的1°×1°渔业及海洋环境数据,对标准化后的环境因子及渔获率选用多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)方法进行研究。结果表明:1)与传统广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)相比,考虑环境影响空间异质性问题的地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)和MGWR拟合优度(R^(2))有明显提升,校正后拟合优度(Adjusted R^(2))分别为0.273、0.846和0.871,且拟合结果的空间分布形态更符合真实情况。2)各环境因子对鲣资源分布存在显著的空间非平稳性影响。各海洋环境因子对鲣渔获率分布影响的空间异质性程度(各环境变量变异系数大小)依次为水下55 m东西向海流速度(Sea water X velocity at 55 m depth,U55)>海表面温度(Sea surface temperature,SST)>净初级生产力(Net primary productivity,NPP)>100 m盐度(Sea water salinity at 100 m depth,S100)>55 m南北向海流速度(Sea water Y velocity at 55 m depth,V55)。3)各环境因子的影响存在明显尺度效应差异,NPP的作用尺度为44,其次为S100和U55(均为48),SST的为54,V55为全局尺度。4)总体上,S100、NPP、SST、V55和U55对鲣渔获率正向影响比例依次为73.5%、64.8%、66.8%、80.8%和32.3%;其中S100、NPP和SST对鲣渔获率空间分布的影响相似,具体表现为东西向差异,170°E以西主要为正向影响,170°E以东为负向影响;U55为负向影响为主的因子。

不同工作姿态下立式双曲面网板水动力及周围流场特性研究

网板是单拖网中实现网具扩张的重要属具,其稳定状态直接决定拖网网口扩张程度,进而影响渔获效率和经济效益。该研究以立式双曲面网板为研究对象,利用水槽模型试验和数值模拟(Computational fluid dynamics,CFD)探究立式双曲面网板在不同倾斜状态(内、外倾斜,前、后倾斜)和冲角下的水动力性能变化,并对网板周围流场和表面压力进行可视化。结果显示:1)模型试验和数值模拟的网板升力系数均在倾角为0°,冲角为25°时达到最大值,分别为1.69和1.88;而两者的阻力系数均随倾角增大逐渐减小。2)模型试验和数值模拟的升阻比均随倾角增大逐渐减小;当内倾角为5°时,两者的升阻比均达到最大,分别为3.27和3.69。3)压力中心系数Cpb随倾角变化基本保持不变;但当网板处于前倾状态时,Cpc随倾角增大而增加;而网板处于后倾状态时,Cpc随倾角增大逐渐减小。4)CFD结果显示,网板中心面后部旋涡随倾角增大逐渐减小;当网板处于内、外倾状态时,前端流速衰减区随倾角增大逐渐增加;但当网板处于前、后倾状态时,衰减区随倾角增大逐渐减小;网板处于前倾状态时,压力中心随倾角增大逐渐向网板上端翼弦移动,网板处于后倾状态时则出现相反结果。研究结果可为今后研究网板稳定性和合理使用及调整网板提供科学参考。

南印度洋长鳍金枪鱼渔获率与水深温度关系研究

印度洋金枪鱼延绳钓渔业是我国远洋渔业的重要组成部分,海洋不同深度的水温影响到长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)延绳钓渔获率。文章利用2008—2017年延绳钓生产作业数据,并结合Argo浮标水温数据,采用广义加性模型(Generalized additive model,GAM)分析长鳍金枪鱼空间分布与不同深度水温之间的关系。结果表明,海表面(0 m)、200和400 m 3个水层的温度显著影响长鳍金枪鱼的空间分布,最优的GAM模型对渔获率(单位捕捞努力量渔获量,Catch per unit effort,CPUE)的方差解释率为53.3%,模型拟合的决定系数为0.527。长鳍金枪鱼渔获率与所选取的3个水层温度均呈非线性关系,高渔获区集中分布于17~30℃的表层海域,17~20℃的200 m层海域,9~15℃的400 m层海域,以及他们的交集海线。文章初步得出了南印度洋长鳍金枪鱼空间分布与水深断面温度的关系,可为指导长鳍金枪鱼的合理生产提供技术支撑。

中西太平洋延绳钓兼捕大青鲨渔获率、性比及叉长分析研究

大青鲨(Prionace glauca)是一种分布广泛的大型中上层远洋性鲨鱼,在以金枪鱼等经济鱼种为目标的延绳钓渔业中渔获率较高。根据中国远洋延绳钓渔船2015—2018年在中西太平洋(Western Central Pacific Ocean,WCPO)海域共51个航次采集的兼捕大青鲨数据,分析了该海域兼捕到的大青鲨渔获率、性别及叉长(Fork length,FL)特征。结果显示,大青鲨兼捕的捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)在170°30'E—124°50'W、33°30'N—34°40'S范围内分布较高;2015—2018年间大青鲨兼捕CPUE波动较大,以2017年最高,兼捕CPUE与月份之间无显著性差异(P>0.05);大青鲨的雌、雄个体分布范围基本一致,优势叉长区间均为160~220 cm,各自所占比例为89.26%和85.19%,雌、雄个体的叉长分布存在显著性差异(P<0.05),雌雄比例为1.75。

基于ARIMA的海洋尼诺指数对中西太平洋黄鳍金枪鱼年际CPUE的影响

黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)为高度洄游的大洋性鱼类,有较高的生态和经济价值,中西太平洋(Western and Central Pacific Ocean,WCPO)是全球金枪鱼捕捞产量最高的海区。为了解和预测中西太平洋黄鳍金枪鱼不同渔业对气候变化的反应,根据1990—2020年世界各国在中西太平洋的围网和延绳钓作业以及海洋尼诺指数(Oceanic Niño index,ONI)数据,分析了常规自回归积分滑动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA)和加入ONI标准差为协变量的动态ARIMA模型在渔业资源量研究中的适用性,以及ONI对中西太平洋黄鳍金枪鱼年际单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)的影响。结果表明:1)常规ARIMA模型能够充分考虑中西太平洋黄鳍金枪鱼年CPUE的变化特征,可用于黄鳍金枪鱼年CPUE的长期拟合;2)相比常规ARIMA模型,动态ARIMA模型的拟合度更好,拟合值和真实值的相关性更高,同时平均绝对误差、均方根误差更小;3)ONI对中西太平洋赤道南北海域黄鳍金枪鱼的年CPUE影响不同,相对而言,在赤道以北,ONI的影响因素更关键,模型的拟合度更高;4)ONI对中西太平洋不同渔业的黄鳍金枪鱼的年CPUE影响有差别,对中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓渔业存在滞后1~2年的影响,而在强厄尔尼诺和强拉尼娜现象时,对围网渔业的影响速度较快,不存在滞后。

未来气候情境下中国东海鲐鱼栖息地的时空分布

为探讨全球气候变化对东海鲐鱼(Scomber japonicus)栖息地时空分布的影响,减缓气候变化对鲐鱼渔场的不利影响,基于CMIP6气候模式输出的2.5 m (Temp_2.5 m)、25 m (Temp_25 m)和50 m (Temp_50 m)水温数据分析3种未来气候情境下(SSP126、SSP370和SSP585)东海鲐鱼栖息地的时空变化。结果表明,SSP126情境下,2015—2100年渔场内所有水层温度整体变化幅度较小。SSP370和SSP585情境下,各水层温度均明显上升。3个水层温度在2015—2020、2055—2060和2095—2100年具有明显空间变化。2015—2100年东海鲐鱼渔场的栖息地指数(Habitat suitability index, HSI)和适宜栖息地面积比例在SSP126、SSP370和SSP585情境下整体呈下降趋势,而不适宜栖息地面积呈上升趋势。不同气候变化情境下,东海鲐鱼适宜栖息地在2015—2020、2055—2060和2095—2100年3个时间段内主要分布在122°E—126°E、28°N—30°N范围内,不适宜栖息地主要分布在渔场中部;此外,鲐鱼适宜栖息地重心具有向北移动的趋势。研究表明,在未来全球变暖的气候背景下东海海域不易形成适宜的鲐鱼栖息地。

热带中西太平洋海域黄鳍金枪鱼的摄食生物学特性

利用延绳钓作业方式,于2018年5月—2019年2月对热带中西太平洋海域(163°14’E—173°35’E, 2°03’S—11°17’S)的黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)进行了取样。对取样的919尾黄鳍金枪鱼叉长进行了组成和性比分析,对其中的551尾进行了摄食生物学研究,并使用方差分析(ANOVA)和广义线性混合模型(GLMM)分析了个体叉长、渔获水深、月相等因素对摄食的影响。结果表明:1)样本叉长范围介于87~163 cm,雌雄性比为1∶1.32;2)空胃率占33.76%,在胃含物中,沙丁鱼属、鱿鱼和杂鱼出现频率较高,依次为52.60%、35.34%和33.70%;3)方差分析表明,叉长和月相对Shannon-Weiner多样性指数(H’)和Pielou均匀度指数(J’)具有显著影响,而月份及水深对H’和J’的影响不显著;4)取样个体的摄食等级以0—2级为主,空胃率随着叉长的增加而增大,高摄食强度(2—4级)占比随水深的增加而增大;5)广义线性混合模型(GLMM)拟合结果显示,生物因素(叉长和性别)、时空因素(月相的余弦和水深)对黄鳍金枪鱼的摄食强度均有显著影响。

浙江南部近海鱼类粒径谱特征

为了解浙江南部近海鱼类群落粒径结构的时空特征、季节变动及其影响因素,基于2019年4个季节的渔业资源调查数据,利用粒径谱、多维尺度排序等方法,研究了鱼类粒径谱特征及其时空变动。结果表明,全年Sheldon鱼类粒径谱形状大体为单峰型,鱼类粒级介于-2~11,最高值出现在6~7粒级,以小型鱼类为主。四季Sheldon鱼类粒径谱基本呈单峰型,各季节峰值和最高生物量对应粒级区间、鱼种组成存在差异,其标准化鱼类粒径谱拟合曲线均呈"穹顶"型,曲率介于-0.18~-0.09,以冬季最大(-0.09),春季最小(-0.18),表明春季鱼类生物量受外界干扰程度最大,冬季相对稳定。多维尺度排序结果表明,冬、春季鱼类群落可分为4组,夏、秋季可分为3组。分组粒径谱分析结果表明,近岸鱼类群落比远岸鱼类群落受到更大的外界干扰。总体上,浙江南部近海鱼类群落处于干扰状态,这可能与环境因素、洄游性与定栖性鱼类的季节变化等有关,也存在禁渔期及人类捕捞活动的影响。

中西太平洋围网不同作业方式兼捕镰状真鲨渔获率和死亡率分析

我国在中西太平洋(Western and Central Pacific Ocean,WCPO)金枪鱼围网渔业作业的方式主要分为捕捞自由鱼群(free swimming school,FSC)和人工集鱼群(fish aggregation devices,FAD),镰状真鲨(Carcharhinus falciformis)是这两种作业方式中主要的兼捕鲨鱼。本研究根据2018-2019年我国围网渔业渔船在中西太平洋区域(15°S-15°N,140°E-180°E)共20个作业航次记录的渔捞日志,对FSC和FAD两种状态的捕捞作业下兼捕到的镰状真鲨渔获率、生存状态等进行比较分析,结果表明:(1) FAD作业相比FSC作业兼捕到的镰状真鲨分布范围更广,两种作业方式兼捕到的镰状真鲨单位捕捞努力量渔获(catch per unit effort,CPUE)主要分布区域均集中在基里巴斯和瑙鲁专属经济区;(2) FAD和FSC兼捕镰状真鲨CPUE出现较高月份均在5-9月,FAD兼捕镰状真鲨CPUE显著高于FSC (P <0.05);(3) FSC和FAD兼捕镰状真鲨的死亡率范围分别为0.00%~92.86%和20.26%~76.71%,经检验两种作业方式下镰状真鲨死亡率间无显著性差异(P> 0.05)。研究结果有助于了解不同作业方式对鲨鱼兼捕的影响,以实现提高目标鱼种渔获率、降低鲨鱼兼捕率的目的。