基于棲息地指數(shù)的西北太平洋柔魚漁獲量估算.pdf

1、柔魚(Ommastrephes bartramii)是西北太平洋重要的經(jīng)濟(jì)種類之一,主要被中國(包括臺灣省)、日本等國家和地區(qū)利用。其中,分布在北太平洋西部海域的冬春生群是我國魷釣船的傳統(tǒng)捕撈對象。近年來,大洋性漁業(yè)資源的可持續(xù)利用和開發(fā)越來越受到國際社會的關(guān)注,由美國、日本、中國等國家和地區(qū)成立的北太平洋漁業(yè)管理組織,已將柔魚納入管理范圍?？茖W(xué)合理地評估柔魚資源狀況及其可能的漁獲量,是確保該資源可持續(xù)利用和科學(xué)管理的基礎(chǔ)。
　　

2、棲息地適宜性指數(shù)(Habitat suitability index，HSI)作為一種評價(jià)野生生物適宜度程度的指數(shù),在陸生野生動物生境評價(jià)中得到廣泛運(yùn)用,在漁業(yè)資源開發(fā)、管理、評估及保護(hù)中應(yīng)用也越來越多,受到了生物學(xué)家、生態(tài)學(xué)家及決策制定者的極大關(guān)注與重視。本文主要根據(jù)我國魷釣船在西北太平洋海域捕撈柔魚的多年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),結(jié)合作業(yè)漁場的海洋環(huán)境因子,包括海表溫度(Sea Surface Temperature，SST)、表溫水平梯度(t

3、he Gradient of SST，GSST)和海面高度(Sea Surface Height，SSH)等,科學(xué)分析西北太平洋柔魚漁場與海洋環(huán)境因子之間的關(guān)系,評價(jià)不同時(shí)空尺度在建立柔魚棲息地指數(shù)模型的影響,以及在棲息地綜合指數(shù)建模過程中各環(huán)境因子的權(quán)重的影響及其差異性,并在此基礎(chǔ)上估算該海區(qū)柔魚可能的漁獲量。得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)柔魚漁場分布與海洋環(huán)境因子的關(guān)系。SST、GSST和SSH是表征漁場形成的重要環(huán)境因子。

4、根據(jù)2003-2008年8-10月我國魷釣船生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及 SST、GSST和SSH等環(huán)境資料,按月分析柔魚漁場分布與海洋環(huán)境因子的關(guān)系。分析結(jié)果表明,8月份中心漁場主要集中在 SST范圍為19-23℃、GSST范圍為0.5-1.5℃以及 SSH范圍為-15--10cm和-5-10cm之間;9月份,中心漁場主要集中在 SST范圍為15-18℃、GSST范圍為0-1.5℃和2-2.5℃以及 SSH范圍為-15-10cm之間;10月份,中心漁

5、場高度集中在 SST范圍為15-16℃、GSST范圍為0.5-2℃以及 SSH范圍為0-10cm之間。
　　(2)評價(jià)時(shí)空尺度在量化柔魚棲息地中的作用及其影響。以捕撈努力量作為表征棲息地指數(shù)的指標(biāo),將捕撈努力量與 SST數(shù)據(jù)按12個(gè)不同空間尺度(0.5°×0.5°、0.5°×1°、0.5°×2°、0.5°×4°、1°×0.5°、1°×1°、1°×2°、1°×4°、2°×0.5°、2°×1°、2°×2°、2°×4°),以及及3個(gè)時(shí)間

6、尺度(周,雙周及1個(gè)月),分別建立了棲息地指數(shù)模型,比較周、雙周及月數(shù)據(jù)不同尺度下適宜性指數(shù)(Suitability Index，SI)值的變異系數(shù)(coefficient of variations,CV),以決定 SI模型中哪一個(gè)時(shí)空尺度是最合適的。同時(shí),計(jì)算每一個(gè)序列的平均相對差異(Mean relative difference index,MRDI),用來比較序列1(空間尺度最小)和其它序列之間捕撈努力量百分比的差異。研究認(rèn)為

7、,不同時(shí)空尺度的環(huán)境數(shù)據(jù)對棲息地指數(shù)模型的影響差異很大。當(dāng)緯度固定時(shí),同一時(shí)間尺度中 CV值隨著經(jīng)度的增加而增加;當(dāng)經(jīng)度固定時(shí),周數(shù)據(jù)中緯度為1°時(shí),CV值最小,雙周及月數(shù)據(jù)中 CV值隨著緯度的增加而增加。周數(shù)據(jù) MRDI值隨著空間尺度的增大快速增大,但當(dāng)空間尺度乘積大于2°時(shí)增速減小。月數(shù)據(jù) MRDI值有著類似的結(jié)果,但MRDI值較大。雙周數(shù)據(jù) MRDI值隨著空間尺度的不同,變化較大,當(dāng)空間尺度乘積小于2°時(shí),MRDI隨著空間尺度的增

8、大而增大,之后快速減小,當(dāng)空間尺度在4°-8°之間時(shí),MRDI值又緩慢增加。當(dāng)空間面積相同但緯度和經(jīng)度不同時(shí),同一時(shí)間尺度所有序列中 MRDI值具有很大的差異。
　　(3)評價(jià)和分析環(huán)境因子權(quán)重大小對棲息地指數(shù)模型的影響。HSI模型中棲息地變量的權(quán)重反映了各變量對魚類分布的影響大小。為此,HSI模型構(gòu)建中對SST、GSST和SSH設(shè)置了10個(gè)不同的權(quán)重序列(0.33-0.33-0.33,0.4-0.4-0.2,0.4-0.3-0.

9、3,0.5-0.4-0.1,0.5-0.3-0.2,0.5-0.25-0.25,0.6-0.3-0.1,0.6-0.2-0.2,0.7-0.2-0.1,0.7-0.15-0.15)。通過計(jì)算10個(gè)不同權(quán)重序列下捕撈努力量百分比值及 HSI值的相對差異指數(shù)(RD),比較不同權(quán)重下預(yù)測的捕撈努力量與 HSI值的差異,結(jié)果表明,權(quán)重能很大程度地影響 HSI建模的精度。同時(shí),基于模型擬合結(jié)果的殘差標(biāo)準(zhǔn)差(Residual Standard Er

10、ror,RSR),來評價(jià)和比較不同權(quán)重下 HSI模型的差異,RSR最小的HSI模型被認(rèn)為是最適宜的模型。結(jié)果表明,當(dāng) SST、GSST及SSH的權(quán)重分別為0.5,0.25和0.25時(shí),棲息地模型擬合結(jié)果最好。
　　(4)西北太平洋柔魚可能漁獲量的估算。根據(jù)2003-2008年8-10月西北太平洋柔魚生產(chǎn)統(tǒng)計(jì),共計(jì)1130個(gè)作業(yè)海區(qū)樣本(0.5°×0.5°),結(jié)合 SST、GSST和SSH等環(huán)境數(shù)據(jù),建立基于棲息地指數(shù)的柔魚漁獲量估