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利用贝叶斯动态产量模型评估东、黄海日本鲭资源状况

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上海海洋大学学报 2022年第3期31卷 749-760页

作者：官文江马雪莲上海海洋大学海洋科学学院上海201306 大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室上海201306

分布于东、黄海的日本鲭(Scomber japonicus)为我国主要经济鱼种之一,其资源现状和开发潜力日益受到重视。加强东、黄海日本鲭的资源评估研究是其科学管理与可持续利用的前提与基础。为此,基于1979—2019年中国福建、浙江、上海、江苏... 详细信息

分布于东、黄海的日本鲭(Scomber japonicus)为我国主要经济鱼种之一,其资源现状和开发潜力日益受到重视。加强东、黄海日本鲭的资源评估研究是其科学管理与可持续利用的前提与基础。为此,基于1979—2019年中国福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津及辽宁6省2市与日本、韩国的日本鲭捕捞产量以及相关文献的资源丰度指数数据,利用贝叶斯动态产量模型对日本鲭进行了资源评估。结果表明:由于内禀增长率(r)与承载能力(K)存在显著的负相关关系,r的先验分布影响模型的参数估计,给出合理的r先验有利于提高模型评估的质量;渔获量数据的观测误差精度对模型参数估计及资源状态的判断具有重要影响;东、黄海日本鲭种群结构的划分仍存在争议,目前无法按种群分别进行资源评估,若按数据统计单元对日本鲭进行资源评估将不利于日本鲭资源的可持续利用;日本鲭有较大概率(大于60%)被过度捕捞,总可捕捞量(total allowable catch, TAC)低于4.82×10^(5)t时,10年后其未被过度捕捞的概率大于60%。基于当前东、黄海日本鲭种群划分存在争议的现状及相应数据收集存在的困难,建议将东、黄海日本鲭作为同一个种群处理,以满足渔业资源评估模型的基本假设、提高该渔业资源的评估质量。而将渔获量控制在4.82×10^(5)t以下则有利于该渔业资源的可持续利用。

关键词：东海黄海日本鲭贝叶斯动态产量模型资源评估

基于SNPP/VIIRS夜光遥感数据的东、黄海渔船时空分布及其变化特点

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中国水产科学 2019年第2期26卷 221-231页

作者：吴佳文官文江上海海洋大学海洋科学学院大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室

基于SNPP (Suomi national polar-orbiting partnership)卫星的VIIRS (visible infrared imaging radiometer suite)传感器获取的2013年1月至2017年12月夜光遥感渔船数据,对东、黄海渔船时空分布及其变化特点进行了研究。结果表明:(1)遥感获取的渔船数据基本能够反映中国东、黄海捕捞活动和渔业资源时空分布变化的特点,如2月受天气和中国春节的影响,南、北渔场渔船分布范围大幅减少, 8月南渔场和10月北渔场受当年生渔业资源补充及近海索饵群体集聚的影响,渔船分布范围及数量均达到最大值;同时,渔船时空分布及重心变化也反映了黄海暖流、台湾暖流、沿岸流及长江冲淡水等对渔业资源时空分布的影响。(2)渔业政策实施的效果在夜光遥感渔船数据中有很好的体现,在禁渔期间,船次数有明显减少,但捕捞活动并没有完全消失,仍可能存在违法捕捞行为。(3)南渔场年船次总数呈下降趋势,南、北渔场渔船空间分布重心均呈西移趋势,可能与渔业资源量及空间分布变动等因素有关。受天气等因素影响,遥感数据可能存在一定问题,但研究结果表明, SNPP/VIIRS夜光遥感数据仍可为中国近海灯光诱捕作业的监测提供有效的数据支持。

关键词： SNPP/VIIRS 夜光遥感渔船时空分布东海黄海

基于Tweedie-GAM模型的热带大西洋拟锥齿鲨单位捕捞努力量渔获量与环境因子的关系

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应用生态学报 2017年第6期28卷 2024-2032页

作者：王浩展戴小杰官文江范永超上海海洋大学海洋科学学院上海201306 国家远洋渔业工程技术研究中心上海201306 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海201306 远洋渔业协同创新中心上海201306

拟锥齿鲨是热带大西洋金枪鱼延绳钓渔业中重要的兼捕物种,对其单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与环境关系的研究可为该鱼种的资源保护和管理提供基础资料.根据我国金枪鱼渔业国家观察员2009—2015年在热带大西洋海域(6.38°S—14.92°N,42.0... 详细信息

拟锥齿鲨是热带大西洋金枪鱼延绳钓渔业中重要的兼捕物种,对其单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与环境关系的研究可为该鱼种的资源保护和管理提供基础资料.根据我国金枪鱼渔业国家观察员2009—2015年在热带大西洋海域(6.38°S—14.92°N,42.03°—18.53°W)调查时采集的1085尾拟锥齿鲨数据及Tweedie类分布理论和特点,建立了GAM-Tweedie模型,对其CPUE的时间变化、空间分布及与环境因子的关系进行了分析.结果表明:时空因子(年、月、经度、纬度)和环境因子对拟锥齿鲨名义CPUE的总偏差解释为40.2%,其中时空因子对其的影响均显著,环境因子中,海表面高度、叶绿素a浓度、作业时天气、海表面盐度、海表面气压对其影响显著,而海况、农历对其影响不显著;不同纬度和不同月份下海平面温度与拟锥齿鲨CPUE呈显著相关.2009—2015年拟锥齿鲨标准化CPUE呈现波动,整体呈上升趋势.

关键词：拟锥齿鲨广义可加模型 Tweedie类分布热带大西洋金枪鱼延绳钓

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印度洋长鳍金枪鱼资源评估的影响因素分析

中国水产科学 2018年第5期25卷 1102-1114页

作者：官文江朱江峰高峰上海海洋大学海洋科学学院大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室

多个模型被用于印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的资源评估,但这些模型的评估结果均存在较大的不确定性,为此,本文对影响印度洋长鳍金枪鱼资源评估的因素进行了分析。分析结果认为:(1)由于渔业数据存在不报、漏报或混报及采样样本... 详细信息

多个模型被用于印度洋长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的资源评估,但这些模型的评估结果均存在较大的不确定性,为此,本文对影响印度洋长鳍金枪鱼资源评估的因素进行了分析。分析结果认为:(1)由于渔业数据存在不报、漏报或混报及采样样本数过低、采样协议出现变化等问题,造成印度洋长鳍金枪鱼渔业的渔获量、体长组成或年龄组成数据存在质量问题;(2)尽管对单位捕捞努力渔获量(catch per unit effort,CPUE)进行了标准化,但目标鱼种变化及捕捞努力量空间分布变化仍严重影响了标准化CPUE数据的质量;(3)印度洋长鳍金枪鱼的种群生态学及繁殖生物学研究仍比较薄弱,种群结构、繁殖、生长、自然死亡信息比较缺乏,在资源评估中,相关参数设置需借用其他洋区的研究结果;(4)海洋环境对印度洋长鳍金枪鱼的资源变动与空间分布具有显著影响,但评估模型较少考虑海洋环境的影响。由于上述问题的存在,导致当前评估结果存在较大不确定性。未来,应继续探索提高资源评估质量的方法,同时研究建立管理策略评价框架,以避免渔业资源评估结果的不确定性对该渔业可持续开发的影响。

关键词：印度洋长鳍金枪鱼资源评估渔业数据种群结构海洋环境影响

剩余产量模型形状参数对印度洋黄鳍金枪鱼资源评估的影响

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上海海洋大学学报 2019年第2期28卷 298-304页

作者：官文江吴佳文上海海洋大学海洋科学学院上海201306 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海201306

剩余产量模型中的Schaefer模型与Fox模型在渔业资源评估中被广泛应用,但这两个模型是剩余产量模型一般形式Pella-Tomlinson模型的两个特例,分别由形状参数的两个不同值确定。由于形状参数直接影响种群的生产能力,并与种群的年龄结构、... 详细信息

剩余产量模型中的Schaefer模型与Fox模型在渔业资源评估中被广泛应用,但这两个模型是剩余产量模型一般形式Pella-Tomlinson模型的两个特例,分别由形状参数的两个不同值确定。由于形状参数直接影响种群的生产能力,并与种群的年龄结构、繁殖能力等紧密相关,将形状参数固定为某个值,可能会影响剩余产量模型评估结果的可靠性,为此,本文利用印度洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)数据,分析剩余产量模型形状参数对渔业资源评估的影响。结果表明:(1)形状参数较难估计,并随数据时段的不同,形状参数的最佳取值范围会有很大的不同;(2)形状参数会对承载能力、内禀增长率的估计产生显著影响;(3)随形状参数值的增加,资源被掏空率与过度捕捞程度会不断增加,因此,不同形状参数的设置会对渔业资源状态及过度捕捞程度的判断产生重要影响。

关键词：剩余产量模型形状参数资源评估黄鳍金枪鱼印度洋

东海南部海洋净初级生产力与鲐鱼资源量变动关系的研究

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海洋学报 2013年第5期35卷 121-127页

作者：官文江陈新军高峰李纲上海海洋大学海洋科学学院上海201306 上海海洋大学大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海201306

海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海... 详细信息

海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼(Scomber japonicus)捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系,探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明,净初级生产力与标准化CPUE(Catch Per Unit Effort)不存在显著的线性关系(P>0.05),但呈显著非线性关系(P<0.05),且这种非线性关系表现为倒抛物线,即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高,但当净初级生产力进一步增加,鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制,但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。

关键词：东海南部净初级生产力鲐鱼资源量

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复合种群管理的风险评估——以日本鲐为例

生态学报 2014年第13期34卷 3682-3692页

作者：官文江高峰李纲陈新军上海海洋大学海洋科学学院上海201306 大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海海洋大学上海201306

单一种群是目前渔业资源评估的基本假设,但渔业资源常由多个地方种群或产卵种群组成,并且种群间存在交流,构成复合种群。根据复合种群概念,以东、黄海日本鲐为例,对其12种种群动态情况进行了模拟。利用模拟所得的数据及剩余产量模型,分... 详细信息

单一种群是目前渔业资源评估的基本假设,但渔业资源常由多个地方种群或产卵种群组成,并且种群间存在交流,构成复合种群。根据复合种群概念,以东、黄海日本鲐为例,对其12种种群动态情况进行了模拟。利用模拟所得的数据及剩余产量模型,分别分析了在复合种群、两独立种群及单一种群假设下所设置的10种评估管理方案,结果表明:(1)基于复合种群假设的评估管理方案与模拟的种群动态一致,在单位捕捞努力量渔获量(CPUE)观测误差较小情况下,该方案为最佳方案,可获得最大可持续产量,但随CPUE观测误差增大,该方案种群灭绝率增大,管理效果随之退化。(2)基于两独立种群假设的评估管理方案均使资源过度开发,不利于资源可持续利用。(3)在单一种群假设下,选择不同CPUE作为资源指数和采用不同捕捞量分配方法的评估管理方案存在过度捕捞和开发不足两种状况,其管理效果受种群本身参数及空间交换率等因素的影响而不同;若采用的CPUE反映部分种群动态信息,则其评估管理方案至少在一种模拟情况下出现种群100%灭绝;若CPUE能反映整个种群资源量的动态变化,且捕捞量能按种群的空间结构进行分配,则管理效果与(1)类似,但不能获得最大可持续产量,若忽略种群的空间结构影响而均匀分配捕捞量,则至少在一种模拟情况下出现种群100%灭绝。据此,对于复合种群的管理,建议:(A)如果种群数据收集及数据精度能得到保证,该资源的评估与管理应基于复合种群假设;(B)如果目前收集种群数据存在较大困难,且CPUE数据存在较大误差,则可采用单一种群假设,但必须设定更保守的捕捞量和采用基于种群空间结构的总许可渔获量(TAC)管理方案;(C)在制定渔业管理政策时,应结合种群生态、数据、模型假设及参数估计方法等方面的不确定性对管理控制规则进行系统的管理策略评价以避免风险。

关键词：日本鲐复合种群资源评估渔业管理风险分析

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长鳍金枪鱼全生命史动态能量收支预测模型

水产学报 2023年

作者：官文江于永恒贺伟伟安康上海海洋大学海洋科学学院上海海洋大学大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室

为了统一长鳍金枪鱼生长、繁殖、衰老死亡等过程，本研究基于动态能量收支预测理论，以建立长鳍金枪鱼全生命史动态能量收支预测模型。本研究利用长鳍金枪鱼的生长、繁殖等数据，估计了动态能量收支预测模型参数，构建了其全生命史动态... 详细信息

为了统一长鳍金枪鱼生长、繁殖、衰老死亡等过程，本研究基于动态能量收支预测理论，以建立长鳍金枪鱼全生命史动态能量收支预测模型。本研究利用长鳍金枪鱼的生长、繁殖等数据，估计了动态能量收支预测模型参数，构建了其全生命史动态能量收支预测模型。结果显示：①动态能量收支预测模型能较好拟合长鳍金枪鱼全生命史的生长过程、估计长鳍金枪鱼的潜在年繁殖力，并使长鳍金枪鱼的生长、性成熟、产卵、衰老死亡等过程相互联系、内在统一；②长鳍金枪鱼的生长在性成熟前后存在两个不同阶段，其体长-体重关系将受这两个群体样本比例的影响而不同，采用一个幂函数拟合体长-体重关系不合适；③衰老死亡随年龄变化差异较大，长鳍金枪鱼自然死亡系数假设应考虑随年龄或体长变化的影响。尽管受观测数据缺乏的影响，动态能量收支预测模型的参数估计存在较大的不确定性，但动态能量收支预测模型能有效拟合长鳍金枪鱼生长、繁殖、衰老死亡等过程，使其相互联系、内在统一，体现了其应用价值。本研究结果能为长鳍金枪鱼的生长研究及其资源的合理评估提供科学支持。

关键词：长鳍金枪鱼动态能量收支预测模型生长繁殖死亡

基于动态能量收支积分投影模型模拟气候变暖对东、黄海日本鲭种群状态影响

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中国水产科学 2023年第11期30卷 1337-1347页

作者：贺伟伟官文江曹睿星安康上海海洋大学海洋科学学院大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室

为了研究气候变暖与日本鲭(Scomberjaponicus)个体生活史及其种群动态变化之间的关系,本研究基于动态能量收支预测理论(dynamic energy budget, DEB)和积分投影模型(integral projection model, IPM)构建了东、黄海日本鲭动态能量收支... 详细信息

为了研究气候变暖与日本鲭(Scomberjaponicus)个体生活史及其种群动态变化之间的关系,本研究基于动态能量收支预测理论(dynamic energy budget, DEB)和积分投影模型(integral projection model, IPM)构建了东、黄海日本鲭动态能量收支积分投影模型(DEB-IPM),以探究气候变暖对其生长、繁殖、存活及种群状态的影响机制。本研究结果表明:(1)气候变暖会增大日本鲭早期阶段(年龄<220d)的生长速率,减小成鱼最大体重,并增加其绝对繁殖力,同时将加大自然死亡。因此,气候变暖将导致日本鲭个体将同化能量更多地分配给繁殖,限制日本鲭种群大个体的生长和数量,使个体趋于小型化;(2)日本鲭种群增长率随温度呈单峰变化,即随温度增加,种群增长率先增加后降低;(3)日本鲭早期阶段中小型个体(200～600 g)的生长及繁殖始终是扰动其种群动态变化的关键,但气候变暖会改变日本鲭生长和繁殖对种群增长最优能量分配的敏感性贡献,使敏感性贡献峰值对应的体重随温度升高呈减小趋势,因此,更应加强对日本鲭早期阶段的保护和研究。尽管本研究的模型参数估计及设置存在一定的不确定性,但DEB-IPM模型能模拟气候变暖对日本鲭个体生活史特征和种群动态变化的影响,将能为东、黄海日本鲭在气候变暖条件下的科学管理提供理论与模型工具支持。

关键词：东、黄海日本鲭气候变暖动态能量收支积分投影模型种群动态