基于海洋遙感的東、黃海鮐魚漁場與資源研究.pdf

1、近幾十年來,我國近海底層漁業(yè)資源出現(xiàn)衰退,但屬中上層魚類的鮐魚資源較為豐富,其產(chǎn)量維持在40多萬噸,占我國海洋捕撈產(chǎn)量的3％左右,在我國海洋捕撈漁業(yè)中占有重要地位,而東、黃海鮐魚產(chǎn)量約占全國鮐魚產(chǎn)量的78％。我國鮐魚產(chǎn)量在波動(dòng)中有所上升,但鮐魚等中上層魚類更易受到海洋環(huán)境影響,加之受到強(qiáng)大的捕撈壓力,鮐魚資源前景不容樂觀,對(duì)鮐魚資源及漁場動(dòng)態(tài)的研究同益得到重視。與此同時(shí),我國海洋遙感技術(shù)得到快速發(fā)展：我國已發(fā)射兩顆海洋一號(hào)水色衛(wèi)星,20

2、09年將發(fā)射海洋二號(hào)動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星,2012年還將發(fā)射海洋三號(hào)海洋監(jiān)視監(jiān)測衛(wèi)星,海洋信息獲取能力得到極大提高,海洋遙感在海洋漁業(yè)的研究與應(yīng)用同益受到我國海洋遙感與海洋漁業(yè)學(xué)者的關(guān)注。本文以中上層魚鮐魚為案例,探討海洋遙感在近海漁業(yè)中的應(yīng)用潛力及存在的問題,進(jìn)一步拓展鮐魚漁場及資源變動(dòng)研究,為鮐魚漁業(yè)管理提供理論支持。本文主要研究內(nèi)容如下： (1)根據(jù)1998-2003年東、黃海國營大型鮐鰺魚燈光圍網(wǎng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),利用一般線性模型對(duì)

3、其捕撈效率進(jìn)行了估算,討論了線性模型誤差結(jié)構(gòu)的選擇及數(shù)據(jù)變換對(duì)結(jié)果的影響。根據(jù)鮐魚單位捕撈努力量漁獲量(CPUE)數(shù)據(jù)呈正偏,以及CPUE均值與方差在對(duì)數(shù)尺度下的線性關(guān)系,選擇了負(fù)二項(xiàng)分布、伽馬分布與對(duì)數(shù)正態(tài)分布作為誤差分布。研究表明,由于CPUE零值的存在,其對(duì)誤差分布結(jié)構(gòu)有很大影響。當(dāng)采用最大似然估計(jì)時(shí),對(duì)數(shù)正態(tài)分布與伽馬分布的CPUE需加一常數(shù)(δ),δ取值對(duì)結(jié)果有較大影響,隨δ增大將使估計(jì)的捕撈效率對(duì)比度得到壓縮。為了避免δ取值

4、的影響,同時(shí)采用了Delta-GLM方法。通過不同模型的比較,選擇了Delta-負(fù)二項(xiàng)或Delta-伽馬方法。根據(jù)Delta-負(fù)二項(xiàng)或Delta-伽馬方法估算結(jié)果,各漁業(yè)公司間的捕撈效率存在很大的差異,且具有明顯的區(qū)域性。32°N以北海區(qū),捕撈效率高低依次為蘇漁、遼漁、青漁、舟漁、寧漁、滬漁；臺(tái)灣東北部海區(qū),捕撈效率高低依次為蘇漁、遼漁、舟漁、滬漁、寧漁、青漁。 (2)研究了商業(yè)捕撈數(shù)據(jù)CPUE與資源量的關(guān)系。對(duì)此問題從兩個(gè)方面

5、進(jìn)行了探討：一是構(gòu)造了一個(gè)集成了魚類資源增長、漁船捕撈能力及魚群與漁船間相互作用的元胞自動(dòng)機(jī)模型,以探討魚群探捕與漁船作業(yè)可能對(duì)商業(yè)性CPUE與資源量之間關(guān)系的影響。文中分別模擬了①魚群集中或隨機(jī)分布,漁船隨機(jī)分布：②魚群由隨機(jī)逐漸集中,漁船通過記錄歷史捕撈產(chǎn)量也逐漸集中分布,同時(shí)規(guī)定每艘船的最大捕撈量；③魚群由分散到集中再到分散,而漁船集中在魚群分布概率最大區(qū)：④漁船從隨機(jī)分布到逐漸集中分布,魚群集中分布不變等四種漁業(yè)上客觀存在的情形

6、。在漁船隨機(jī)分布的情形下,不管魚群如何分布,商業(yè)性CPUE與資源量均呈線性關(guān)系；在魚群分布逐漸集中、漁船由于漁民經(jīng)驗(yàn)積累也隨之逐漸集中的情形下,商業(yè)性CPUE與資源量能表現(xiàn)出高穩(wěn)性和高貧化性的特點(diǎn)。由于魚群的集散或漁船進(jìn)入漁區(qū)的時(shí)間長短不一,會(huì)造成商業(yè)性CPUE與資源量負(fù)相關(guān)的現(xiàn)象。上述模擬情況說明,在漁業(yè)資源評(píng)估中需要關(guān)注模型應(yīng)用的前提條件以及模型的完善。文中還探討了元胞自動(dòng)機(jī)在漁業(yè)資源評(píng)估中應(yīng)用的可行性。二是利用理想自由分布理論探討

7、了鮐魚捕撈努力量的空間分布特點(diǎn)對(duì)CPUE與漁業(yè)資源密度關(guān)系的影響。從結(jié)果可知,在鮐魚圍網(wǎng)漁業(yè)中,隨著捕撈努力量的集中,漁船之間存在一定的相互干擾,從而使得CPUE不一定隨資源量的增加而增加,CPUE有被均勻化的趨勢,捕撈努力量可能更能表達(dá)資源量的多少。上述結(jié)果表明CPUE受到眾多因數(shù)的影響,如作業(yè)方式、努力量的空間分配(捕撈努力量直接指向高密度漁區(qū))、努力量密度等,這使得CPUE與資源密度的關(guān)系難以保持線性。 (3)根據(jù)1999

8、-2003年鮐魚捕撈生產(chǎn)數(shù)據(jù),分析了東、黃海鮐魚漁場的配置與東、黃海遙感獲取的水溫、葉綠素等環(huán)境要素的關(guān)系。結(jié)果表明,在北部漁場,黃海暖流對(duì)鮐魚漁場的分布與變動(dòng)有非常明顯的影響,在冬季,鮐魚主要分布于黃海暖流流軸邊緣暖水側(cè),盡管葉綠素濃度數(shù)據(jù)混有泥沙等信息,但葉綠素濃度對(duì)鮐魚的空間分布具有限制性作用；在南部漁場,上升流邊緣偏暖水側(cè)是鮐魚漁場的分布區(qū),鮐魚漁場的分布在臺(tái)灣暖流控制的區(qū)域,葉綠素濃度在該海域與漁場的分布關(guān)系不大。利用GAM模

9、型進(jìn)一步分析了各環(huán)境要素與CPUE的定量關(guān)系發(fā)現(xiàn)：在北漁場,海表水溫、海面高度距平、海表溫度梯度、海面風(fēng)速與CPUE的關(guān)系密切；而在南漁場,海表水溫距平、海面高度距平、海表風(fēng)速、渦動(dòng)能與CPUE的關(guān)系密切；兩漁場葉綠素濃度對(duì)CPUE的影響均不顯著。鮐魚漁場的形成具有時(shí)空馬爾科夫過程特征,利用GAM模型難以分析這種時(shí)空配置對(duì)漁場形成的影響,如北漁場,CPUE與水溫的關(guān)系就隱含了特定時(shí)間、空間位置等條件,而不能單純理解為溫度單要素的作用,用

10、該模型進(jìn)行預(yù)測有可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。為進(jìn)一步探索海洋環(huán)境與魚群空間分布、演化的關(guān)系,本文利用遙感水溫、葉綠素濃度與地形數(shù)據(jù),構(gòu)造了一個(gè)隨機(jī)元胞自動(dòng)機(jī)模型模擬黃海鮐魚的空間分布的動(dòng)態(tài)演化,但該模型需進(jìn)一步發(fā)展。 (4)鮐魚資源的變動(dòng)同海洋環(huán)境有密切的關(guān)系,研究海洋環(huán)境對(duì)鮐魚資源的影響對(duì)制定合理的鮐魚漁業(yè)管理計(jì)劃至關(guān)重要。本文利用東海外海國營大型鮐鰺魚燈光圍網(wǎng)捕撈數(shù)據(jù)及TR刪/TMI遙感水溫?cái)?shù)據(jù),分析了鮐魚資源變動(dòng)同水溫的關(guān)系。利

11、用主成分分析方法對(duì)遙感水溫時(shí)間系列影像進(jìn)行分析,得出鮐魚資源受東海環(huán)境短周期變化的影響而表現(xiàn)出相應(yīng)資源波動(dòng),黑潮及臺(tái)灣暖流與東海外海鮐魚資源變動(dòng)關(guān)系密切,產(chǎn)卵場產(chǎn)卵期的溫度升高有利于鮐魚產(chǎn)量的提高,水溫影響鮐魚資源在時(shí)空分布上的調(diào)整。文章進(jìn)一步指出,利用商業(yè)捕撈數(shù)據(jù)研究漁業(yè)資源變動(dòng),CPUE的標(biāo)準(zhǔn)化非常重要,漁業(yè)資源評(píng)估模型的構(gòu)造必須考慮溫度等環(huán)境因素,應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境變化引起的管理風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。最后,簡單探討了遙感數(shù)據(jù)在漁業(yè)資源評(píng)估中的應(yīng)用。