船舶自动识别系统(AIS)数据在海洋渔业中研究应用现状

在全球海洋主要经济渔业资源衰退的背景下,如何保护和可持续开发利用海洋渔业资源受到全球各国、地区和组织高度重视,一直是研究热点。受传统海洋渔业数据的制约,一直难以全面了解远洋渔船的捕捞足迹,因此,无法对其实行有效监控和管理。船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)提供的全球远洋渔船轨迹数据可以用于量化分析从单艘到全球渔船行为,挖掘的历史捕捞强度空间信息可为海洋捕捞活动的监测管理和生态压力评估提供良好的可替代数据来源,成为近年海洋信息和海洋渔业研究的新热点。为促进AIS数据在我国海洋渔业中的研究应用,对AIS近年的研究内容和应用现状进行总结,指出AIS数据目前研究的不足和未来潜在的研究方法,以期为AIS在海洋渔业中的研究和应用提供参考。

不同模型在渔业CPUE标准化中的比较分析

为了提高渔业数据单位捕捞努力量渔获量(catch per unite of effort,CPUE)标准化数据的质量和模型连续稳定预测能力,该文采用人工神经网络(artificial neural network,ANN)、回归树(regression trees,RT)、随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machine,SVM)等机器学习方法和传统的广义线性模型(generalized linear model,GLM)等方法,对2000-2013年大西洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)延绳钓CPUE数据进行标准化。采用平均绝对误差、平均均方误差、3种相关系数(Pearson’s,Kendall’s和Spearman’s)和标准化均方误差等评价指标对不同模型标准化结果进行对比,寻找较优的标准化方法。研究结果表明,在验证数据集SVM方法得到的3种相关系数(0.596,0473和0.632)和RF(0.623,0.456,0.621)相似,高于RT(0.516,0.432和0.586)、ANN(0.428,0.249和0.365)和GLM(0.199,0.106和0.159)。SVM预测的均方误差(11.25)、平均绝对误差(2.107)和标准化均方误差(0.652)略低于RF(11.655,2.377和0.661),明显低于RT(14.999,2.434和0.801)、ANN(16.692,2.883和0.823)和GLM(16.517,2.777和0.993)。各项指标揭示SVM方法要优于其他4种方法,RF次之,GLM计算结果在所有方法中最差,不适合渔业数据CPUE标准化。SVM和RF方法应该被优先考虑用于渔业数据CPUE标准化。研究结果为渔业资源管理和保护提供更好的支持。

基于GAM模型研究水温垂直结构对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼渔获率的影响

黄鳍金枪鱼索饵水层影响延绳钓捕捞效率,而黄鳍金枪鱼索饵水层分布受水温垂直结构的影响,因此本文采用GAM模型分析次表层环境变量对延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率的影响,评估黄鳍金枪鱼垂直水层分布对中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unite Effort,CPUE)的作用。模型结果表明,环境因子对热带中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率空间分布影响明显。黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE在2012年之后快速增多,高渔获率月份出现在北半球夏季,空间上在10°S,140°E附近区域。温跃层上界温度和深度、温跃层下界深度、18℃等温线深度、△8℃等温线深度及其和温跃层下界深度的深度差对延绳钓渔获率影响较大,是影响热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓渔获率的关键环境因子。随着温跃层上界温度和深度值变大,延绳钓CPUE逐渐递增,对延绳钓CPUE影响密切的温度和深度分别为27~28℃和70~90 m。温跃层下界深度对延绳钓CPUE影响在250~280 m时最大;之后随着下界深度的变大,CPUE快速下降。18℃等温线深度对延绳钓CPUE影响呈现先震荡后递增的趋势,影响密切的区域在230 m深度上下。△8℃等温线深度与温跃层下界深度的差值对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE影响呈现先快速递减后缓慢增加的趋势,在深度差为70 m上下时影响最密切。研究结果揭示,在黄鳍金枪鱼活动水层受限或栖息水层和延绳钓作业深度相吻合时,延绳钓渔获率最高。依据黄鳍金枪鱼垂直活动水层调整延绳钓投钩,可以提高渔获率。因此,采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估时要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。

基于BiLSTM模型的远洋渔船类型识别研究

船舶自动识别系统(Automatic identification system, AIS)为渔业资源和渔船捕捞活动管理和研究提供了可能。明确船舶作业类型是开展AIS信息渔业研究应用前提,为渔业研究和管理提供渔船捕捞类型基础数据支撑,保障渔船作业安全和监督非法捕捞渔业活动,作者通过搜集整理3000多艘已知类型船舶信息,从空间、时间和行为等多方面挖掘17种船舶特征参数,采用三层双向长短期记忆网络(Bidirectionallongshort-termmemory,BiLSTM)方法,分别构建渔船/非渔船类别识别模型和不同渔船类型识别模型。模型结果表明,渔船/非渔船的BiLSTM模型的训练数据集分类平均准确率为99.6%,平均精确率为99.8%;验证数据集分类平均准确率为93.6%,平均精确率为95.6%。渔船多分类模型训练数据集分类平均准确率为99.0%,平均精确率为99.3%;验证数据集分类平均准确率是97.0%,平均精确率是97.6%。作者构建的渔船/非渔船类别识别模型和渔船类别识别模型训练和验证精度都较高,模型具有较好的泛化能力,可用于主要捕捞类型渔船识别分类。

海洋环境对中西太平洋金枪鱼围网渔场影响的GIS时空分析

根据2008年~2012年中西太平洋金枪鱼(Thynnus)围网的渔获生产数据,并结合利用遥感信息技术手段同期获取的海表温度、次表层和温跃层温度、叶绿素等海洋环境数据,分析了围网主要捕获品种渔获量、资源丰度与渔场重心的时空变化及其与主要环境因子之间的关系。结果显示,目前中西太平洋金枪鱼围网渔获量分布在10°N^10°S、140°E^180°E,中心渔场经度重心集中在150°E^165°E,大体走向是由西向东;纬度重心在1°N^3°S,呈现先南后北的走向。渔场主要适温在28~32℃,最适海表温度为29~31℃,次表层50 m,适温为26.84~29.47℃,100 m适温为24.71~28.57℃,温跃层上界深度在54.09~121.49 m,对应的海水温度为27.10~29.18℃;主要渔获产量集中在叶绿素质量浓度0.02~0.35 mg·m-3内,叶绿素质量浓度处于0.04~0.18mg·m-3时渔获产量出现频次最高,为渔场的最适叶绿素质量浓度范围。

采用AIS计算中西太平洋延绳钓渔船捕捞努力量

对渔船捕捞行为和捕捞强度空间高分辨率的估计可以作为海洋资源管理和生态脆弱性评估的重要信息。为识别远洋延绳钓渔船作业状态,该文基于2017年10-11月中西太平洋延绳钓渔船卫星船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据和捕捞日志数据,采用支持向量机(support vector machine,SVM)学习方法,构建了中国中西太平洋延绳钓渔船捕捞作业状态(捕捞/非捕捞)分类模型。通过计算模型分类准确率、精确率、敏感度和特异度来评价模型对渔船作业状态分类能力。结果表明,模型训练数据的准确率为95.24%(Kappa系数为0.9),验证数据的准确率为93.85%(Kappa系数为0.87)。采用构建好的模型识别2017年10月和11月中西太平洋延绳钓渔船共计125624条AIS记录数据,模型准确率在83.3%(Kappa系数为0.67)。2017年10、11月所有数据分类精确率为82.33%,灵敏度为88.32%,特异度为77.27%。渔船主要作业空间在168°E^173°E,12°S^18°S,有3个明显的作业强度较高区域。基于SVM模型和日志记录的捕捞强度信息在空间上相关性很高(r>0.98),SVM模型识别的渔船捕捞努力量空间分布特征和实际吻合。捕捞努力量与单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of effort,CPUE)、渔获尾数、渔获质量和投钩数的相关系数分别是0.68、0.93、0.93和0.94。基于AIS信息挖掘的渔船空间捕捞努力量可用于渔业资源分析。

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HIS>0.6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HIS>0.6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。

热带印度洋黄鳍金枪鱼水平-垂直分布空间分析

为了解印度洋热带海域黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜渔获水温的等温线时空分布,分析黄鳍金枪鱼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印度洋热带海域16°C和距海洋表层水温8°C(Δ8°C)的月平均等温线场,网格化计算了16°C和Δ8°C等温线深度值和下界深度差,并结合印度洋金枪鱼委员会(IOTC)黄鳍金枪鱼延绳钓渔业数据,绘制了16°C和Δ8°C等温线深度与月平均单位捕捞努力量的渔获量(CPUE)的空间叠加图,用于分析热带印度洋黄鳍金枪鱼中心渔场CPUE时空分布和高渔获率水温的等温线时空分布关系。结果表明,高值CPUE的分布表现出明显的季节性变化。16°C等温线,在东北季风期间,高值CPUE出现的地方深度值大多小于200m;西南季风期间,在15°—25°S深度可到达250m,在130—190m深度全年有高值CPUE集中出现,深度值超过300m的地方CPUE普遍较小。Δ8°C等温线,高值CPUE出现的地方深度值大多小于175m,主要在100—170m;西南季风期间,在15oS以南区域,150—300m深度,也有高值CPUE区域出现,全年深度值超过300m的地方CPUE普遍较小。全年在15oS以北纬向区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中,在西南季风期间尤其明显。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,16°C等温线120—209m;Δ8°C等温线80—159m;与下界深度差:16°C等温线0—59m;海表以下8°C等温线50—119m。文章初步得出热带印度洋黄鳍金枪鱼中心渔场适宜的水平、垂直深度值分布区间,结果可以辅助寻找中心渔场位置,同时指导投钩深度,为热带印度洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论支持。

阿拉伯海鲐鱼渔场时空分布及其与海洋环境的关系

采用2016—2017年中国印度洋围拖网生产数据和同期的海表温度、叶绿素、表层海流和海面高度数据,绘制了阿拉伯海鲐鱼Scomber australasicus围网月平均单位捕捞努力量渔获量(CPUE)和环境因子空间叠加图,分析鲐鱼渔场与海洋环境因子之间关系,采用频次分析和经验累积分布函数计算鲐鱼渔场最适宜的海洋环境区间。结果表明,该海域月平均CPUE呈现先减少后增加的趋势;围网渔场渔汛主要在东北季风期间,从10月到翌年3月;作业渔场重心分布在59°—62°E、13°—17°N,具有明显的月变化,基本呈现西南移动趋势。空间上, CPUE分布在西边界流速较大的海域右侧,在海流最大值和最低值中间区域。在印度洋东北季风期间,阿拉伯海围网鲐鱼渔场适宜海表温度在25~28℃;叶绿素浓度在0.2~0.5mg·m^-3;表层海流在0.05~0.25m·s^-1;海表高度0.2~0.35m。

热带大西洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场温跃层的时空变化特征

采用2007～2011年Argo浮标剖面温度资料研究了大西洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)和大眼金枪鱼(Thunnus obesus)延绳钓主要作业渔场温跃层的时空变化特征.研究结果表明热带大西洋黄鳍金枪鱼、大眼金枪鱼延绳钓主要作业渔场温跃层的上界深度和温度存在着明显的季节性变化.温跃层上界深度呈现出冬深夏浅的季节性变化特征,大致呈纬向带状分布,12月至翌年4月份,15°N以北海域温跃层上界深度超过80 m,同期10°S以南海域的多低于50 m;6～10月份的则相反.在赤道纬向区域温跃层上界温度在27℃以上,往南北两侧30°区域温度值依次递减至20℃及以下.温跃层下界深度和温度没有明显的季节性变化.温跃层下界深度高值区域的空间分布呈现"W"形状,深度值在220 m以上.在25°S以南,从南美洲到非洲西沿岸海域并延伸到安哥拉外海,以及10°N非洲西海岸外海,在1a中的大部分月份里,温跃层下界深度浅于150 m.在15°N以北和15°S以南区域下界温度大于15℃,在这之间的纬向区域下界温度低于14℃.全年在大西洋西部的5°～15°N和5°～15°S区域的温跃层厚度最大,在80～150 m之间,冬季和夏季呈现相反的分布特征;温跃层强度高值在5°S～15°N纬向区域,尤其是大西洋东部,介于0.15～0.25℃/m之间.根据文中揭示的大西洋金枪鱼延绳钓主要作业渔场区温跃层的时空变化特征,作者建议晚上大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼投钩深度应该在温跃层上界深度分布的附近水域;白天捕捞黄鳍金枪鱼投钩深度应该在温跃层下界深度分布的水域附近,大眼金枪鱼投钩深度要比黄鳍金枪鱼的更深.

热带大西洋黄鳍金枪鱼垂直分布空间分析

为了解热带大西洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜渔获水温的等温线时空分布,分析黄鳍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大西洋13℃和距海洋表层水温8℃(Δ8℃)的月平均等温线场,网格化计算了13℃和Δ8℃等温线深度值和温跃层下界深度差,并结合大西洋金枪鱼会委员(International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas ICCAT)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔业数据,绘制了13℃和Δ8℃等温线深度与月平均CPUE的空间叠加图,用于分析热带大西洋黄鳍金枪鱼中心渔场单位捕捞努力渔获量(Catch per unit effort CPUE)时空分布和次表层环境季节性变化关系。结果表明,13℃等温线,在高值CPUE出现的海域深度值大多小于250 m,主要在170—249 m,深度值超过250 m的海域CPUE普遍较小。5°S—9°N区域,Δ8℃等温线高值CPUE出现的海域深度值大多小于150 m,主要在50—139 m;7—10月份在南半球的非洲西海岸,在Δ8℃等温线深度值为150—350 m的海域也会出现中心渔场。全年在低纬度区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中。13℃等温线影响热带大西洋黄鳍金枪鱼的空间分布,温跃层下界温度影响黄鳍金枪鱼的垂直分布。采用频次分析和经验累积分布函数计算其适宜次表层环境因子分布,13℃等温线180—240 m;Δ8℃等温线50—139 m;与下界深度差:13℃等温线-70—29 m;海表以下8℃等温线30—149 m。文章初步得出热带大西洋黄鳍金枪鱼适宜的水平、垂直深度分布区间。结果可以辅助渔情预报,为热带大西洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供参考依据。

中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层关系

为了解热带中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)适宜的温跃层参数分布区间,采用Argo浮标温度信息和中西太平洋渔业委员会(The Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔获数据,绘制了热带中西太平洋月平均温跃层特征参数和月平均CPUE的空间叠加图,用于分析热带中西太平洋黄鳍金枪鱼中心渔场时空分布和温跃层特征参数间的关系。分析结果表明:热带中西太平洋温跃层上界深度、温度具有明显的季节性变化,而温跃层下界深度、温度季节性变化不明显,黄鳍金枪鱼中心渔场分布和温跃层季节性变化有关。全年中心渔场的位置分布在温跃层上界深度高值区域,随温跃层上界深度高值区域季节性南北移动。在新几内亚以东纬向区域(5°N^10°S,150°E^170°W)上界深度值全年都在70~100m之间,全年都是延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场。中心渔场上界温度多在26℃以上,但是在上界温度超过30℃区域,CPUE值较小。中心渔场主要分布在温跃层下界深度两条高值带之间区域,在温跃层下界深度超过300m和小于150m区域,CPUE值均偏低。中心渔场主要分布在下界温度低于13℃区域,下界温度超过17℃难以形成中心渔场。频次分析和经验累积分布函数计算其适宜温跃层特征参数分布,得出中西太平洋黄鳍金枪鱼适宜的温跃层上界温度和深度分别是27~29.9℃和70~109m;适宜的温跃层下界温度和深度分别是11~13.9℃和250~299m。文章初步得出中西太平洋黄鳍金枪鱼中心渔场温跃层各特征参数的适宜分布区间及季节变化特征,为我国金枪鱼实际生产作业提供技术支持。

大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系

为了解大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)渔场适宜的温跃层参数分布区间,采用Argo浮标水温信息和大西洋金枪鱼会委员(International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas ICCAT)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔获数据,绘制了大西洋中部月平均温跃层特征参数和月平均单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort CPUE)的空间叠加图,用于分析大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场时空分布和温跃层特征参数关系。分析结果表明:大西洋中部温跃层上界深度、温度具有明显的季节性变化,而温跃层下界深度、温度没有明显的季节变化特征。空间叠加图显示,1—6月份在赤道地区中心渔场主要分布在温跃层上界深度为20—60 m之间。7—9月份在60—80 m,同期在纳米比亚外海,中心渔场区域温跃层上界深度超过100 m。10—12月份,中心渔场区域温跃层上界深度下降到60 m左右。全年在赤道区域,中心渔场CPUE主要分布在温跃层上界温度26—29℃,低于24℃区域渔获率很低;温跃层下界深度在160—250 m,集中在230 m;温跃层下界温度在12—14℃之间,在此区间外CPUE值都比较低。7—11月份,在纳米比亚外海的中心渔场区域上界温度会低至20℃,下界深度分布在140—160 m,下界温度在14—15℃左右。数值计算得出大西洋中部黄鳍金枪鱼适宜的温跃层上界温度是26—28.9℃;适宜的温跃层下界温度和深度分别是12—14.9℃和150—249 m,而上界深度和中心渔场CPUE关系不明显。研究得出大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场温跃层各特征参数的适宜分布区间及季节变化特征,为延绳钓黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论参考。

太平洋金枪鱼渔场关键次表层环境变量的季节变化

为了解太平洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)主要作业渔场次表层关键环境变量时空分布特征,作者采用2007~2012年Argo剖面浮标数据,分析了太平洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼延绳钓主要作业渔场区温跃层特征参数、12℃和距表层海温8℃(Δ8℃)等值线信息。研究表明,温跃层上界深度和温度以及Δ8℃等深线具有明显的季节性变化。温跃层上界深度呈现出冬深、夏浅的季节性变化特征,大致呈纬向带状分布。1~3月份,北太平洋从东到西温跃层上界深度值都超过90 m,同期10°S以南的海域均低于60 m;7~9月份则相反。在太平洋150°W以西,20°S^20°N区域,温跃层上界温度全年在28℃以上。8℃等深线显示在东部太平洋,一块低值区域(<150m)由东海岸向西海岸延伸;在20°N以北和20°S以南的高值区域(>250m)表现出冬深、夏浅的季节性变化特征。温跃层下界深度图显示有两块高值区域(深度大于280m)从西向东,由低纬度向高纬度漂移;在东部太平洋,两个高值区域之间的纬向区域常年存在一块下界深度低值区域(<140m)。与下界深度类似,温跃层下界温度也有两块低温区域(<12℃)从西向东,由低纬度向高纬度漂移。在该低温区域的外侧舌状区域,下界温度超过17℃;东部太平洋在13~15℃。在15°N以北和15°S以南12℃等深线超过400 m,呈舌状;赤道东部太平洋,一块300 m深的细长舌状区域由东向西延伸。在上述区域之间,12℃等深线的深度值低于200 m。温跃层下界深度和温度,以及12℃等深线则没有明显的季节性变化。分析结果初步揭示了太平洋金枪鱼主要作业渔场温跃层上界温度、12℃和Δ8℃等值线信息分布特征,为金枪鱼实际生产作业提供理论参考。

热带中西太平洋黄鳍金枪鱼栖息水层空间分析

为了解热带中西太平洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜水层的空间分布,分析黄鳍金枪鱼垂直空间分布对渔获率的影响,采用Argo浮标剖面温度数据挖掘热带中西太平洋17℃和距海洋表层水温8℃(Δ8℃)的月平均等温线场,网格化计算17、Δ8℃等温线深度值和下界深度差,量化黄鳍金枪鱼游动水层,并结合中西太平洋渔业委员会(the Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)黄鳍金枪鱼延绳钓商业生产数据,以高渔获率评估黄鳍金枪鱼索饵水层空间分布及其对延绳钓渔获率的影响。空间分布结果表明,高单位捕捞努力量渔获率(catch per unite of effort,CPUE)出现的海域17℃等温线深度值在180~279 m之间,平均深度为228 m,深度值超过300 m的海域CPUE较小。Δ8℃等温线高值CPUE出现的海域深度值主要在130~239 m之间,平均深度为186 m。在5°N—10°S纬向区域,全年月平均CPUE均较高,该区域17℃等温线深度值在200~240 m之间;Δ8℃等温线深度值在150~220 m之间。全年在5°N—10°S纬向区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中。Δ8和17℃等温线分布影响热带大西洋黄鳍金枪鱼的垂直下游深度;温跃层下界温度影响黄鳍金枪鱼的索饵水层。研究初步得出了热带大西洋黄鳍金枪鱼适宜的水平和垂直深度分布区间,有助于辅助渔情预报,为热带中西太平洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供参考依据。

基于GAM模型分析水温垂直结构对热带大西洋大眼金枪鱼渔获率的影响

通过模型分析环境变量对延绳钓大眼金枪鱼渔获率的影响,评估适宜垂直活动空间对大西洋大眼金枪鱼延绳钓渔获率的作用。首先采用回归分析检验环境变量对延绳钓渔获率(由单位捕捞努力渔获量(catch per unit fishing effort,CPUE)表示)的影响显著性,结合时空变量,采用GAM(generalized additive model)模型分析各变量对大眼金枪鱼CPUE非线性作用。模型结果表明,环境因子和时空变量对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率空间分布影响明显。大西洋大眼金枪鱼延绳钓的高渔获率月份出现在夏季和冬季,空间上在赤道以北和30?~50?W。12℃等温线深度对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响表现为抛物线形状,高渔获率出现在深度较浅的250 m水层,随着12℃等温线深度的增加,大眼金枪鱼延绳钓渔获率降低。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响都是穹顶状。随着温跃层下界深度值和深度差由小变大至200 m,延绳钓渔获率递增;温跃层下界深度和深度差超过200 m后,延绳钓渔获率变小。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率影响显著的水层分别是200 m和50 m。研究结果显示,12℃等温线深度和温跃层对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率影响是交叉的,在大眼金枪鱼适宜垂直活动水层受限到和延绳钓作业深度相同时,延绳钓渔获率最高;在适宜垂直活动空间过深或者过浅时,延绳钓渔获率都变小,但可以通过改变作业方式提高渔获率。采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。

基于渔船轨迹的阿根廷滑柔鱼捕捞强度空间分析

为了解阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)渔船捕捞行为与空间分布,为其资源管理提供参考,文章采用2018年1—5月的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,通过统计方法分析渔船捕捞行为特征,基于数据挖掘方法识别鱿钓渔船作业轨迹点,统计和绘制鱿鱼渔场捕捞强度分布图,分析了阿根廷滑柔鱼渔场各月捕捞强度空间分布特征。结果表明:1)阿根廷滑柔鱼鱿钓渔船速度呈明显的双峰分布;2)1—4月是阿根廷滑柔鱼渔汛期,作业渔船投入的捕捞努力量最多,中国大陆渔船2—4月捕捞强度高,其他国家和地区渔船高强度主要集中在4—5月;3)各月捕捞努力量存在空间自相关并呈现显著聚集分布模式;4)热点分析表明,2018年1—5月研究区域的捕捞努力量高值和低值均存在聚集分布,鱿钓渔船捕捞热点区域呈南移趋势。

利用AVHRR传感器资料构建全球常年周平均海表温度场

海表温度（SST）是海洋生态系统和渔业研究的一个重要因子,为了更好地开展远洋渔场的预报和多年变化研究,迫切需要构建一个可参照对比的常年周平均海表温度场。本研究利用搭载在NOAA卫星上的AVHRR传感器获得的1982年～2012年近31年的日平均海表温度（SST）资料。使用IDL编程语言,对这些资料进行处理,经过数据读取、质量控制及反距离权重法插值等过程,逐年计算每年的周平均海表温度,再进一步对31年的同周数据进行算术平均计算,最后获得了52周的全球0.25°×0.25°网格的海表温度常年周平均参考场。该结果用作进行海表温度异常变化研究及分析的基准,可为研究海洋生态环境变动对渔场影响以及渔场预报等提供重要的参考。

基于GAM模型的阿拉伯海鲐鱼渔场分布与环境关系

基于2016-2017年中国印度洋围拖网生产数据以及同期的海表温度、叶绿素、表层海流和海面高度数据,采用广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)建立了围网单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)对海洋环境的非线性响应模型,分析了阿拉伯海鲐鱼(Scomber australasicus)渔场分布与海洋环境关系.结果表明:空间因子和环境因子对阿拉伯海鲐鱼渔场有显著影响,GAM模型的方差解释率为30.1%;印度洋季风对鲐鱼CPUE影响大,鲐鱼CPUE在印度洋东北季风高,在夏季季风低;全年阿拉伯海鲐鱼围网渔场主要分布在60°E、13°N-15°N斜向椭圆区域;模型表明,鲐鱼渔场适宜海表温度为26~28℃,叶绿素浓度0.2~0.5 mg·m^-3,海面高度0.2~ 0.4 m;影响鲐鱼渔场的因子按重要性依次为海面高度、经纬度、海表温度和叶绿素浓度.

基于Argo数据的热带大西洋大眼金枪鱼时空分布

为了解热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼适宜渔获水温的等温线时空分布,分析大眼金枪鱼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,运用Kriging方法重构热带大西洋9、12、13和15℃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,并结合大西洋金枪鱼国际养护委员会（ICCAT）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,用于分析大眼金枪鱼中心渔场CPUE时空分布和高渔获率的水温等值线时空分布的关系.结果表明：热带大西洋大眼金枪鱼中心渔场延绳钓高渔获率的水层垂直分布在温跃层下界以下区域,在表层以下150~450 m深度.在水平空间上,12℃等温线高值CPUE出现的深度值大多小于300m,集中分布在190~260 m,深度值超过400 m几乎没有CPUE值.大眼金枪鱼水平空间分布受12℃等温线影响.13℃等温线高值CPUE出现的深度值大多小于250 m,集中分布在150~230 m,深度值超过300 m几乎没有渔获.采用频次分析和经验累积分布函数计算其适宜次表层环境因子分布：12℃等温线190~260 m;13℃等温线160~240 m;12℃深度差-10~100m;13℃深度差-40~60 m.文章初步得出热带大西洋大眼金枪鱼中心渔场适宜的水平、垂直深度值分布区间,结果可以辅助寻找中心渔场位置,同时指导投钩深度,为大西洋大眼金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论支持.