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栖息地适宜性指数模型在渔业生境评价中的应用

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栖息地适宜性指数模型在渔业生境评价中的应用

2018年中国水产学会学术年会

作者：李英雪周为峰崔雪森中国水产科学研究院东海水产研究所上海海洋大学海洋科学学院

栖息地适宜性指数模型是目前渔业生境评价中常用评价方法。在模型构建过程中,环境因子的选择、因子适宜性评价、因子组合算法和模型计算等模型评估的每个环节均对评价结果的可靠性产生影响。由于不同水域环境特征的差异,根据研究对象的... 详细信息

栖息地适宜性指数模型是目前渔业生境评价中常用评价方法。在模型构建过程中,环境因子的选择、因子适宜性评价、因子组合算法和模型计算等模型评估的每个环节均对评价结果的可靠性产生影响。由于不同水域环境特征的差异,根据研究对象的特点及环境特征选择适宜栖息地适宜性指数模型对生境评价至关重要。本文对栖息地适宜性指数模型构建过程中环境因子的选择、因子适宜性评价、时空尺度选择等方面进行总结,对模型在河口、湖泊、海洋、湿地等不同水生环境中对渔业生境评价的应用加以概述。同时,总结栖息地适宜性指数模型现阶段存在的问题,为该模型在今后的应用提供一定地参考。

关键词：栖息地适宜性指数模型渔业生境评价环境因子时空尺度

来源： cnki会议评论

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秋刀鱼栖息地适宜性指数模型比较研究

秋刀鱼栖息地适宜性指数模型比较研究

作者：石朝旭上海海洋大学

学位级别：硕士

西北太平洋公海渔场是我国重要的远洋渔场之一,近几年来,我国秋刀鱼远洋渔业发展迅速。目前企业在捕捞秋刀鱼时投入使用的渔船数量、劳动力等,会受到不同环境因素的影响,导致产量会有一定的波动。为了提高中国西北太平洋秋刀鱼产量,我... 详细信息

西北太平洋公海渔场是我国重要的远洋渔场之一,近几年来,我国秋刀鱼远洋渔业发展迅速。目前企业在捕捞秋刀鱼时投入使用的渔船数量、劳动力等,会受到不同环境因素的影响,导致产量会有一定的波动。为了提高中国西北太平洋秋刀鱼产量,我们需要进一步研究栖息地环境因素对秋刀鱼渔场的影响。我国在西北太平洋公海秋刀鱼的渔场主要分布于日本和俄罗斯200海里专属经济区以外的海域,纬度范围为37°N-49°N,经度范围为144°E-168°E。该研究的目的是通过比较验证栖息地适宜性指数(habitat suitabilityi ndex,HSI)模型,从正态函数模型,偏态函数模型以及指数多项式模型中选出更合适的栖息地适宜性指数模型,为预测秋刀鱼渔场的分布做出贡献。本文所用的西北太平洋公海秋刀鱼的渔业数据年份是从2014年到2017年的5月到11月。环境数据包括海表面温度(Sea surface temperature,SST)、以地面为基准面的海表面高度(Sea surface height,SSH)和海表温梯度(Sea surface temperature gradient,SSTG),空间分辨率为1°×1°,时间分辨率是月。1,生产数据和环境数据进行方差分析,发现总产量-海表温梯度,捕捞天数-海表高,捕捞天数-海表温梯度的p值均小于0.01,表明以上的关系之间存在极显著相关的关系,但是总产量-海表温,总产量-海表高,捕捞天数-海表温高的p值要大于0.05,所以以上的关系之间不存在相关性。通过对环境数据和生产数据进行方差分析,验证两者之间是否存在相关性,为构建栖息地指数模型提供依据。2,根据模型结果,发现捕捞总产量的偏态分布几何平均法的正确率最高,为44.52%,根据总产量的偏态函数几何平均法计算得出2017年各月的HSI值,结合Matlab做出总产量和HSI为底图的叠加图。最终得出SST,SSH,SSTG的最适范围分别是:12.86-16.31℃、0.19-0.36cm、0.019-0.042℃/km,渔场的实际环境数据SST,SSH,SSTG为13-17℃,-0.05-0.2cm,0.02-0.04℃/km,实际的环境区间与拟合的结果差距不是很大,并且与已有的文献的研究结论研究一致。3,并且其余的栖息地适宜性指数模型的结果表明生产数据和环境数据之间是存在相关性的(p栖息地适宜性指数模型(HSI)的关系式可以对秋刀鱼渔情预报做出预测。

关键词：秋刀鱼西北太平洋公海栖息地适宜性指数模型模型比较

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南海北部近海竹荚鱼栖息地分布特征

生态学杂志 2018年第8期37卷 2430-2435页

作者：晏然范江涛徐姗楠许友伟孙铭帅陈作志中国水产科学研究院南海水产研究所农业部外海渔业开发重点实验室广州510300 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

根据2014—2017年南海北部近海渔业资源调查的8个航次数据,结合遥感影像数据,包括海表温、盐度、叶绿素,对近海竹荚鱼空间分布的季节性变化进行分析。将单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)作为适宜性指数(suitability in... 详细信息

根据2014—2017年南海北部近海渔业资源调查的8个航次数据,结合遥感影像数据,包括海表温、盐度、叶绿素,对近海竹荚鱼空间分布的季节性变化进行分析。将单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)作为适宜性指数(suitability index,SI),分别采用最大值法、最小值法、算术平均法、几何平均法按季度建立栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,并对各模型进行精度检验。结果表明:SI模型拟合准确,均呈单峰分布;几何平均法更适用各季HSI建模,模型平均准确度达到92%,CPUE高的渔场主要分布于HSI大于0.6的海域,其他HSI高值海域为潜在渔场。对各季环境因子进行主成分分析,发现海表温的影响最为显著。研究表明,栖息地适宜性指数模型可较好分析南海北部近海竹荚鱼资源丰度及空间分布。

关键词：遥感竹荚鱼栖息地适宜性指数模型南海北部

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基于声学指数的2021年夏季西北太平洋鲐鱼栖息地建模

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上海海洋大学学报 2024年第4期33卷 974-984页

作者：薛铭华童剑锋朱振宏吕硕上海海洋大学海洋生物资源与管理学院上海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教育部重点实验室上海201306

西北太平洋的鲐鱼具有重要经济价值,为了更好地管理其资源,必须了解其适宜栖息地分布。本研究将2021年夏季西北太平洋公海渔业资源调查采集的声学走航数据转化为可用于栖息地建模的声学指数即海里面积散射系数,结合海表面温度(Sea surfa... 详细信息

西北太平洋的鲐鱼具有重要经济价值,为了更好地管理其资源,必须了解其适宜栖息地分布。本研究将2021年夏季西北太平洋公海渔业资源调查采集的声学走航数据转化为可用于栖息地建模的声学指数即海里面积散射系数,结合海表面温度(Sea surface temperature,SST)、海表面盐度(Sea surface salinity,SSS)、海表面高度(Sea surface height,SSH)和叶绿素a质量浓度(Chlorophyll a mass concentration,Chl.a)的卫星遥感数据分析鲐鱼适宜栖息地与主要海洋环境要素之间的关系。分析了鲐鱼适宜栖息地对应的各环境要素范围。分别使用算术平均法和几何平均法建立鲐鱼的栖息地适宜性指数模型,并通过500次交叉验证比较了两种模型的性能,绘制鲐鱼适宜栖息地的空间分布图。研究表明,鲐鱼的适宜SST、SSS、SSH和Chl.a分别为22.51~25.09℃、34.09~34.65、0.48~1.14 m和0.13~0.23 mg/m^(3)。使用算术平均法建立的模型在回归斜率、R^(2)和AIC方面均优于几何平均法,更适合鲐鱼的适宜栖息地建模。夏季西北太平洋鲐鱼适宜性较高的栖息地主要集中在38°N以南海域,靠近黑潮一侧。本研究可为这一重要渔业资源的可持续开发提供依据,有助于进一步使用声学指数探究海洋条件对鱼类适宜栖息地分布的影响。

关键词：鲐鱼栖息地适宜性指数模型渔业声学环境因子西北太平洋

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沿浦湾红树林尖锥拟蟹守螺的生境适宜性

中国水产科学 2023年第1期30卷 86-95页

作者：张丽源水柏年胡成业王晶章凯周泽宇周鑫方学河李艺刘永钿浙江海洋大学水产学院

生境适宜性评价是生物资源评估及多样性保护的重要前提和基础。基于2020年7月(夏季)、10月(秋季)及12月(冬季)沿浦湾红树林大型底栖动物和环境因子调查数据,选择大型底栖动物优势种尖锥拟蟹守螺(Cerithidea largillierti)作为研究对象,... 详细信息

生境适宜性评价是生物资源评估及多样性保护的重要前提和基础。基于2020年7月(夏季)、10月(秋季)及12月(冬季)沿浦湾红树林大型底栖动物和环境因子调查数据,选择大型底栖动物优势种尖锥拟蟹守螺(Cerithidea largillierti)作为研究对象,开展生境适宜性研究。本研究采用广义加性模型对环境因子进行初步筛选,并利用相对权重法确定环境因子的权重,然后分别使用加权平均法和几何平均法建立栖息地适宜性指数模型,通过交叉检验并基于赤池信息准则(Akaike Inforamation Iriterion, AIC)确立最优模型。结果表明,基于几何平均法构建的栖息地适宜性指数模型最优,选取温度、氨氮、活性磷酸盐、溶解氧、电导率、亚硝酸盐、pH及硝酸盐为解释变量,具有最小AIC值。时间生境适宜性指数表现为秋季>夏季>冬季;空间生境适宜性指数表现为离岸段>中段>近岸段、西北部>东南部。研究发现,沿浦湾红树林尖锥拟蟹守螺生境适宜性存在较明显的时空异质性。

关键词：尖锥拟蟹守螺栖息地适宜性指数模型广义加性模型红树林生态系统沿浦湾

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基于HSI模型的长江口刀鲚适宜栖息地研究

海洋湖沼通报(中英文) 2024年

作者：马稳郑磊夫吴兴华王卿陈锦辉马金赵静上海海洋大学海洋生物资源与管理学院上海勘测设计研究院有限公司中国长江三峡集团有限公司上海市环境科学研究院上海市水生野生动植物保护研究中心长江口水生生物资源监测与保护联合实验室

为深入了解长江口刀鲚(Coilia nasus)时空动态以及适宜栖息地分布情况，本研究利用2017—2021年长江口渔业资源和水文环境调查数据，构建五种不同栖息地适宜性指数(habitat suitability index， HSI) 模型，并用最佳模型探索刀鲚在不同... 详细信息

为深入了解长江口刀鲚(Coilia nasus)时空动态以及适宜栖息地分布情况，本研究利用2017—2021年长江口渔业资源和水文环境调查数据，构建五种不同栖息地适宜性指数(habitat suitability index， HSI) 模型，并用最佳模型探索刀鲚在不同季节的适宜环境以及栖息地分布特征。结果表明，刀鲚种群适宜水深均在15 m以下，适宜盐度为0～19.2，适宜水温为8.2～30.3 ℃。最佳栖息地模型在不同季节存在一定的差异，几何平均法模型(geometric mean model， GMM)在春季的拟合效果较好，连乘法模型(continued product model，CPM)在夏季和冬季的拟合效果较好，而最小值法模型(minimum model，MINM)在秋季的拟合效果较好。结果显示，刀鲚最适栖息地的分布在不同季节存在一定变化。春季，河口外水域适宜性指数高于河口内水域；夏季，南支水域的栖息地适宜性指数高于北支；秋季，河口外水域出现两个HSI高值水域，略高于河口内水域；冬季，与秋季较为相似，呈现河口外高于河口内水域的分布趋势。本研究通过探索长江口刀鲚适宜栖息地不同季节的分布情况，以期为长江口刀鲚资源保护提供研究参考与决策依据。

关键词：刀鲚栖息地适宜性指数模型栖息地分布环境因子长江口

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升金湖和菜子湖越冬白头鹤栖息地适宜性分析

湿地科学 2020年第3期18卷 275-286页

作者：陈薇周立志王维晴宋昀微张宏安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学)安徽合肥230601 安徽升金湖国家级自然保护区管理局安徽池州247200 安庆沿江湿地省级自然保护区管理处安徽安庆246000

白头鹤(Grus monacha)是国家一级重点保护鸟类,其在国内的主要越冬地为安徽省升金湖和菜子湖,评估白头鹤越冬栖息地的质量对于其种群保护具有重要意义。通过实地调查,获得了越冬白头鹤的分布和数量数据;运用遥感和地理信息系统技术,利用... 详细信息

白头鹤(Grus monacha)是国家一级重点保护鸟类,其在国内的主要越冬地为安徽省升金湖和菜子湖,评估白头鹤越冬栖息地的质量对于其种群保护具有重要意义。通过实地调查,获得了越冬白头鹤的分布和数量数据;运用遥感和地理信息系统技术,利用2018年11月至2019年3月的遥感影像,提取出越冬白头鹤在升金湖和菜子湖的空间分布信息;选取影响越冬白头鹤空间分布的栖息地因子,采用熵权法,确定影响因子的权重;采用模糊赋值求积法,构建栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,评价白头鹤越冬栖息地的适宜性。研究结果表明,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量为445只,越冬中期白头鹤的平均个体数量多于越冬前期和后期,2019年2月,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量分别为(271±17)只和(174±20)只,3月,其个体数量分别为(185±14)只和(96±11)只;在升金湖,越冬白头鹤主要分布在杨峨头的草滩、新胜圩的稻田和联合的泥滩中;在菜子湖,其主要分布在梅花大圩的稻田中。越冬白头鹤栖息地具有归一化植被指数居中、距离水源较近、尽可能远离道路和居民区等干扰较多的区域等特征。升金湖作为越冬白头鹤栖息地的适宜性优于菜子湖,升金湖和菜子湖越冬白头鹤的最适宜栖息地面积分别为209.76 hm2(占0.63%)和68.36 hm2(占0.28%)。由于大量沉水植物消失,造成越冬白头鹤食物资源减少。建议对苦草(Vallisneria natans)等沉水植物进行恢复,以扩大越冬白头鹤的适宜栖息地面积。

关键词：越冬白头鹤栖息地熵权法栖息地适宜性指数模型升金湖菜子湖

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东海大黄鱼（Larimichthys crocea）的资源现状与关键栖息地适宜性变化

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东海大黄鱼（Larimichthys crocea）的资源现状与关键栖息地适宜...

作者：王亚厦门大学

学位级别：硕士

在我国近岸海域,受全球气候变化和人类活动共同影响,以大黄鱼(Larimichthys crocea)为代表的大型经济鱼类资源衰退严重且难以恢复,然而,过度捕捞、水温变化、水产养殖等因素共同制约渔业资源恢复的机理机制尚不明确。因此本研究分析东... 详细信息

在我国近岸海域,受全球气候变化和人类活动共同影响,以大黄鱼(Larimichthys crocea)为代表的大型经济鱼类资源衰退严重且难以恢复,然而,过度捕捞、水温变化、水产养殖等因素共同制约渔业资源恢复的机理机制尚不明确。因此本研究分析东海大黄鱼的资源现状及其关键栖息地适宜性的长期变化趋势,深入探究大黄鱼资源难以恢复的主要原因,为我国近岸大黄鱼等大型经济鱼类的资源恢复提供理论依据。主要结果如下:1.根据2018～2019年的渔业资源调查:(1)三沙湾(大黄鱼传统的产卵场)四季大黄鱼丰度均值仅为305±548 ***-2、体长均值为113±44 mm远低于初次性成熟体长(226 mm),可推测大黄鱼繁殖群体少。(2)2019年4～9月(大黄鱼主要的产卵季节)在三沙湾开展鱼类浮游生物调查,但垂直网仅5月采到了大黄鱼卵,密度均值仅为0.67 ind.m-3,可见目前大黄鱼自然补充量少。(3)三沙湾大黄鱼丰度和平均体长春季均低于秋季,东海中南部大黄鱼丰度春季低于秋冬季,体长均值略高于秋冬季,但最大体长春季低于秋冬季,可见越冬期间捕捞力度大。2.根据文献资料构建了大黄鱼产卵场与育幼场的栖息地适宜性指数模型,并将其用于分析三沙湾大黄鱼产卵场与育幼场长期变化趋势,结果表明上世纪90年代至今:(1)三沙湾大黄鱼产卵场(每年5月)适宜面积有所减少,这主要因为水产养殖改变了湾内水动力条件;(2)育幼场适宜性无明显变化。3.利用1971～1982年大黄鱼捕捞数据和对应的环境数据,构建并验证了大黄鱼越冬场栖息地适宜性指数模型,并将其用于评价东海中南部大黄鱼越冬场栖息地适宜性长期变化趋势。结果表明东海中南部近20年海表面温度显著变化引起了:(1)2000s和2010s最适栖息地面积较1970s～1990s显著下降(P栖息地适宜性的空间分布发生了变化,最适栖息地离陆距离变远。以上结果表明:目前大黄鱼依然存在补充瓶颈,野生种群尚未恢复,过度捕捞是阻碍大黄鱼资源恢复重要因素。水产养殖和气候变化会通过形成栖息地瓶颈直接影响大黄鱼资源恢复,并会加剧过度捕捞对资源恢复的影响。

关键词：产卵场越冬场栖息地适宜性指数模型气候变化人类活动

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沿浦湾大型底栖动物优势种生境适宜性研究

沿浦湾大型底栖动物优势种生境适宜性研究

作者：张丽源浙江海洋大学

学位级别：硕士

生境适宜性评价研究是生物资源评估及多样性保护的基础。本研究基于2020年7月(夏季)、10月(秋季)及12月(冬季)浙江省苍南县沿浦湾秋茄林(Kandelia candel)大型底栖动物及9个环境因子调查数据,运用广义加性模型(Generalized Additive Mod... 详细信息

生境适宜性评价研究是生物资源评估及多样性保护的基础。本研究基于2020年7月(夏季)、10月(秋季)及12月(冬季)浙江省苍南县沿浦湾秋茄林(Kandelia candel)大型底栖动物及9个环境因子调查数据,运用广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)、栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index,HSI)模型及最大熵(MaxEnt)模型,开展优势种分布格局及其生境适宜性研究,以期了解红树林生态系统大型底栖动物物种分布特征,为生物资源评估及生物多样性保护提供理论支持。2020年夏季、秋季及冬季调查中共鉴定出大型底栖动物26种。其中,夏季18种,腹足纲物种数占总物种数百分比最大(约33%);秋季17种,腹足纲与软甲纲物种数占总物种数百分占比均较大(均约为35%);冬季18种,腹足纲物种数占总物种数百分比最大(约为28%)。夏季与秋季的优势种均为4种,冬季优势种共3种,其中尖锥拟蟹守螺(Cerithidea largillierti)和弧边招潮蟹(Tubuca arcuata)为三季共同优势种,且这两物种的生态位宽度值均较大,占有的资源位点和空间较大。在时间尺度上,长足长方蟹(Metaplax longipes)的平均丰度为夏季最大(117ind./m),尖锥拟蟹守螺(725 ind./m)、微黄镰玉螺(Lunatia gilva)(245 ind./m)及弹涂鱼(Periophthalmus modestus)(27 ind./m)的平均丰度均在秋季最大,冬季各优势种的丰度均较小;在空间尺度上,尖锥拟蟹守螺、微黄镰玉螺主要分布在离岸段,弹涂鱼与弧边招潮蟹主要分布在近岸段。温度、氨氮、硝酸盐、活性磷酸盐等环境因子是造成优势种时空分布差异的关键因素。采用栖息地适宜性指数模型与最大熵模型分别对尖锥拟蟹守螺和弧边招潮蟹两种共同优势种的栖息地适宜性进行预测,结果均显示栖息地适宜性指数模型的预测结果与两物种的实际丰度分布特征及生活习性基本吻合,最大熵模型因其适用于大尺度生境适宜性的预测,对沿浦湾秋茄林小尺度且各采样点之间经纬度值差异极小的生境适宜性研究适用性较低。因此,栖息地适宜性指数模型对这两种共同优势种进行适生区预测较适宜。栖息地适宜性指数模型研究结果显示,尖锥拟蟹守螺对沿浦湾秋茄林的生境适宜性存在较明显的时空异质性,生境适宜度表现为秋季S>夏季S>冬季S,离岸段S>中段S>近岸段S、西北部潮沟附近S>东南部S。温度、营养盐及溶解氧是影响尖锥拟蟹守螺栖息地适宜性的主要环境因子。栖息地适宜性指数模型研究结果显示,弧边招潮蟹对沿浦湾秋茄林的栖息地适宜性存在显著的时空差异,生境适宜度表现为夏季S>秋季S>冬季S,近岸段S>中段S>离岸段S。硝酸盐、亚硝酸盐、盐度等是影响弧边招潮蟹物种分布概率的关键因子。综上所述,本研究采用最大熵模型及栖息地适宜指数模型分别对夏季、秋季及冬季的共同优势种尖锥拟蟹守螺与弧边招潮蟹生境适宜性进行研究,结果显示最大熵模型较适用于大尺度生物生境适宜性的研究,栖息地适宜性指数模型受空间尺度影响较小。其中,尖锥拟蟹守螺在水流湍急的向海边缘生境适宜度较高,其时空分布受温度、营养盐及溶解氧等环境因子的影响,而弧边招潮蟹在近岸段生境适宜度较高,其时空分布受硝酸盐、亚硝酸盐、盐度等环境因子的影响。总体而言,因受到人为和自然因素的扰动,沿浦湾生境适宜度稳定性不高。建议科学管理沿浦湾滩涂生态系统,以促进沿浦湾生态系统稳定性,尽快推进滩涂养殖传统无公害养殖模式转型升级为现代生态养殖模式,使沿浦湾滩涂养殖产业生态化;同时,发挥沿浦湾秋茄林生态系统强大的生态功能,保障沿浦湾生态资源健康可持续发展和科学利用,实现沿浦湾生态产业化。

关键词：红树林大型底栖动物优势种栖息地适宜性指数模型最大熵模型