北太平洋柔鱼渔获量与海洋环境关系的遥感学研究

通过对2009年北太平洋我国鱿钓船的生产统计资料,结合遥感技术获取的海表面水温(SST)、叶绿素a、海流等数据进行分析,对北太平洋柔鱼产量大幅下滑的原因进行了分析。研究认为:SST比往年偏低,使得柔鱼资源补充量的减少,直接导致了北太平洋柔鱼产量大幅下滑;叶绿素a浓度分布波动较大,这一反常现象很可能导致了在传统作业海域渔汛后期,特别是9、10月份无法形成像往年那样正常的大规模渔场;由于海流的波动较大,导致饵料生物分布不稳定,没有大规模的集中分布,以致柔鱼在其索饵、性成熟的洄游过程中受到影响;如水温因子、黑潮的变动和恶劣的天气等不利海况也可能是造成2009年北太平洋柔鱼产量大幅下降的主要因素之一。

渔业遥感信息网影像数据管理与动态发布

渔业遥感信息网每周发布大量的影像信息,供用户免费查阅指导渔业生产,影像信息的管理与动态发布是网站要解决的首要问题。渔业遥感信息网采用ftp服务上传,通过服务程序监控指定路径,当有新影像时,从原始图自动生成缩略图,原始图与缩略图分开存储,其相对路径及属性信息保存到数据库,当原始影像有删改时,缩略图与数据库的数据做相应的更新,借助数据库的支持,有效的实现前台影像数据的浏览与查询服务。

图像分析技术在水产品属性特征识别中的应用

水产品安全事关国计民生,是人们长期关注的问题。借助图像分析技术可以掌握水产品特征,判断水产品质量,并对水产品进行分类、分级。图像分析技术是电子眼的核心,它贯穿于渔业捕捞、生产、检测检疫等各领域。研究水产品的图像特征,确定影像与水产特征间的稳定性关系,根据欲获取的水产品特征,采用适当的成像手段获取信息,通过大量的水产品图像样本研究,构建水产品稳定性图像特征信息库,新样本经过与信息库中的数据的对比确定类型、等级。图像分析技术的应用将有力地促进水产品生产的信息化,节约劳动成本,提高水产品生产自动化水平和精细加工能力。

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。

基于扩展CPN的OWL-S过程语义建模及分析方法研究

OWL-S过程语义的建模与分析是语义Web服务相关领域需要重点研究的问题。分析了目前OWL-S过程语义研究中存在的问题,提出了一种扩展的着色Petri网PM_net(过程模型网,Process Model net)来对OWL-S的过程语义进行转化与分析。结合OWL-S过程模型元素的特点,PM_net对基本着色Petri网的变迁和触发规则进行了扩展,使OWL-S的原子过程、组合过程和数据流等核心元素能够等价映射到PM_net。同时说明了如何基于PM_net对OWL-S的过程语义一致性进行分析,为OWL-S本体演化、语义Web服务组合和验证提供了合理的理论基础。

一种面向语义Web的组合服务演化方法研究

为了敏捷、有效地调整动态环境下的组合服务,系统地提出一种面向语义Web的组合服务结构化演化方法EM4CS。EM4CS方法采用OWL-S语言描述的组合式语义Web服务为研究对象,将组合服务演化过程划分为3个部分、6个阶段,分别从演化需求获取、演化需求形式化表示、语法一致性维护、语义一致性维护、演化结果确认和演化结果发布与传播6个方面覆盖组合服务演化周期。EM4CS方法从系统工程的角度分析组合服务演化过程,以迭代求精的方式逐步实现演化需求,同时维持服务描述语法和语义的一致性。介绍了遵循EM4CS方法的组合服务演化支撑系统ESS4CS,该系统能够全程辅助知识工程师完成组合服务演化工作,能有效地提高组合服务演化的效率和精度。

东黄海表层水温与叶绿素分布分析及其与围网船位分布关系研究

本文利用MTSAT卫星数据反演的海表温度资料和美国航空航天局（NASA）提供的叶绿素含量数据以及全国海洋捕捞信息动态采集网络采集的围网船只的船位数据,对2012年在24°～36°N、120°～130°E范围内的东海及黄海部分海域表层水温和叶绿素含量分布状况及其对鲐鱼（Scomber japonicas）、鲹鱼（Decapterus maruadsi）渔场分布的影响进行了初步的分析和研究.结果表明：（1）2012年黄、东海表层水温呈现出秋冬海表温度偏低,而春夏偏高的态势,沿岸流区域秋冬季平均偏低约0.5℃,春夏季平均偏高约1.5℃,暖流区域秋冬季平均偏低约0.9℃,春夏季平均偏高约1.2℃;（2）研究海域的叶绿素含量的分布与海流流域有关;（3）利用渔船船位来间接表示渔场的位置移动是可行的.

长江下游铁黄沙湿地植被与底栖动物群落研究

对长江下游铁黄沙湿地植被和底栖动物的群落结构进行了研究。结果表明:铁黄沙植被结构相对简单,主要的优势种为芦苇、藨草、菰。芦苇群落带生物量较高,伴生有十几种其他高等植物;藨草群落带生物量较低,群落结构比较单一,但是盖度范围和密度较大。共调查到大型底栖动物10种,以甲壳类动物和环节类动物为主。前者主要分布在高潮滩,并随高程降低逐渐减少,后者主要分布在中低潮滩,中潮滩生物种类数最多。优势种主要为无齿螳臂相手蟹、谭氏泥蟹和河蚬。底栖动物的生物多样性以藨草群落带最好,潮下光滩群落带最差,芦苇群落带和菰群落带介于其中。

鱼类死亡系数估算方法及应用研究进展

死亡系数是影响鱼类群体数量变动的关键因素(补充、生长、死亡)之一[1],同时是渔业资源评估的重要参数,它反映个体从种群中消失的快慢[2]。在研究鱼类种群动态、渔获量预测、捕捞对渔业资源数量变动的影响和制定渔业管理措施时,均需要对死亡系数进行估算,如果死亡系数未知就难以建立种群动态模型,同样难以估计可持续的捕捞率或其他有用的管理参数[3]。

基于Catch-MSY模型的西北太平洋日本鲭资源评估及敏感性分析

为了解日本鲭(Scomber japonicus)的资源状况,利用北太平洋渔业委员会(NPFC)统计的1995—2019年渔获量数据和生活史信息,基于Catch-MSY模型估算了西北太平洋日本鲭最大可持续产量(maximum sustainable yield,MSY),评价了渔业管理策略,同时对该模型开展了敏感性分析研究。根据不同模型参数先验分布、不同时间序列渔获量数据及过程误差设立了16个情景进行敏感性分析,考虑各因素对模型评估结果的影响。结果表明:1)基准方案情景S1A中,日本鲭MSY估计值为49.62×10^(4)t(38.72×10^(4)t~60.52×10^(4)t);情景S1B中,日本鲭MSY估计值为49.47×10^(4)t(38.51×10^(4)t~60.43×10^(4)t);2)与参数内禀增长率r相比,环境容纳量K具有相对较窄的后验分布,lnK随着lnr的增加呈逐渐减小的趋势,MSY的值与r先验分布的下限呈正相关关系;3)MSY值的估算结果对渔获量数据的时间序列长度较为敏感,但时间序列对资源利用状况的估算结果影响有限。研究结果可为科学管理日本鲭资源和了解Catch-MSY模型敏感性提供理论支撑。

基于分离式卫星标志信息的金枪鱼垂直移动特性

为了掌握金枪鱼类的活动规律，该文采用国际上先进的分离式卫星标志于2010－2012年对36尾黄鳍金枪鱼进行了放流试验。结果表明：围网捕捞方式释放的8枚标志信息回收率达到100%，但标志的时间只有0.5～5 d；利用手钓方式释放的28枚标志信息回收率达到75%，标志的时间为0.5～91 d，且有2枚标志是正常浮起。此次试验中，记录时间＜10 d的标志有18枚，10～20 d的标志有3枚，≥20 d的标志有8枚，特别是在手钓作业方式下进行的标志效果有了很大的提高。黄鳍金枪鱼有85.9%的时间在0～150 m水层活动，有13.0%时间在≥150～250 m水层活动，仅有1.1%时间在≥250 m水层活动。就水温来说，81.7%的时间活动在≥24℃的水层，16.2%的时间活动在16～24℃的水层，仅2.1%时间活动在≤16℃的水层。在0～50 m水层，夜晚出现频次约是白天的2倍；而在50～500 m水层，均是白天出现频次要大于晚上。总体来说，有68%的黄鳍金枪鱼个体在傍晚18：00时有上浮到浅水层活动的行为，而在凌晨06：00时有明显的下潜行为。该研究初步证明了黄鳍金枪鱼的放流取得了成功，为以后进一步开展金枪鱼的卫星标志放流试验奠定了基础。

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.

东南太平洋智利竹筴鱼资源和渔场的时空变化

根据2005—2008年我国在东南太平洋的智利竹筴鱼大型拖网渔捞日志资料,结合卫星遥感反演的海表温度数据,分析了智利竹筴鱼渔场的年际和季节变化规律以及CPUE与SST的关系。结果表明:2005和2006年智利竹筴鱼中心渔场的季节变化规律较为类似,而2007年和2008年的春季(9—11月)中心渔场发生了较大的变动;西部海域也存在一定的渔场分布。2005—2008年作业渔场的最适宜SST为13—15℃,随着月份的增加最适温度随之增加,2007、2008年的秋季最适海表温度同2005、2006年相比较有降低的趋势。2005—2007年月平均CPUE与产量重心对应的SST呈显著负相关关系(P<0.05)。

基于遥感数据的智利竹筴鱼渔场预报系统

根据中国2001-2009年东南太平洋作业船只提供的捕捞数据和卫星遥感反演的海表温度数据,建立了基于贝叶斯概率理论的智利竹筴鱼渔场预报系统。系统开发采用客户/服务器(C/S)体系模式,数据库则采用SQL Server 2000数据库管理系统,结合控件式GIS技术,构建了渔场分析和预报系统,并利用历史数据进行了模型精度验证。结果表明:预报渔场的准确度为72.6%,预报非渔场的准确率为57.5%;综合预报准确率达65%以上。渔汛盛期的渔场预报准确率要高于渔汛末期3%～22%,而非渔场的预报准确率低于渔汛末期4%～11%。因此,该预报系统对于南太平洋智利竹筴鱼渔场预测和捕捞活动具有一定的指导意义。但在实际预报过程中,也需结合其他相关环境因子(如叶绿素a、海面高度、海流等)对预报渔场进行修正。

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。

南极磷虾资源丰度变化与海冰和表温的关系

根据2003—2010年南极磷虾在南极半岛周边CCAMLR辖区48.2区产量数据,并结合该区域海冰和海表温度(Sea surface temperature,SST)数据,分析了磷虾产量的变化与海冰和SST的相关性。结果表明,48.2区的渔汛期为3—7月,主要作业时间为2—8月,产量约占该渔区年产量的99.3%。回归分析表明,磷虾的单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit of fishing effort,CPUE)变动与海冰面积和SST面积变化关系明显。磷虾的CPUE与海冰总面积年间变化呈现显著的负相关(R2=0.64),与海冰密集度大于90%的海冰面积负相关系数最大(R2=0.71);年内变化关系则为一元二次多项式回归模型,CPUE随海冰面积的递增先增大后减小,与海冰密集度为60%—70%的海冰面积回归模型最好(R2=0.88)。磷虾的CPUE与SST为-2—3℃时的总面积年间变化没有相关性(R2=0.21),但与SST为1—2℃时的面积呈现显著的负相关(R2=0.83);年内变化关系也为一元二次多项式回归模型,CPUE随SST面积的递增先增大后减小,与SST为0—1℃时的面积回归模型最好(R2=0.94)。