西沙—中沙海域鸢乌贼资源时空分布环境效应遥感研究

发布时间：2020-10-11 22:31

　　本研究应用卫星遥感资料(包括海面风场、光合辐照度、海面高度异常、海表温度、叶绿素a浓度、盐度、净初级生产力等)和现场调查渔业资源及环境数据,结合广义线性模型(Generalized Linear Model,GLM)、广义可加模型(General Additive Model,GAM)、渔场重心、时空分析等方法,对西沙-中沙海域净初级生产力和春季鸢乌贼资源时空分布的环境效应进行了分析,主要结论如下:(1)西沙-中沙海域净初级生产力(Net Primary Production,NPP)变动主要受光照、营养盐和由季风驱动的海水混合、营养物质输送等过程的影响。NPP具有冬季(12月至次年2月)高(600~800mgC/(m~2d)),夏季(6月至8月)低(200~400 mgC/(m~2d))的季节变化特征,其空间分布特征为西部(低经度)海域高,东部(高经度)海域低,且分布具有明显的季节特征,冬季东西部海域NPP差值较大,夏季则相反。此外,根据遥感资料(海面风场(Sea Surface Wind,SSW)、光合辐照度(Photosynthetically Active Radiation,PAR)、混合层深度(The Mix Layer Depth,MLD)、海表温度(Sea Surface Temperature,SST)、叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentration,Chl-a)、盐度(Salinity)结合GAM模型探讨NPP季节变动的环境效应,初步阐述了盐度、不同的光照强度引起的浮游植物光合(呼吸)作用和由季风驱动引起海水垂直混合、营养物质输运之间耦合作用对NPP季节变动的控制机制。(2)对西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源变动的环境效应研究表明:在SST为25~28.5℃、Chl-a为0.10~0.16 mg/m~3时,鸢乌贼单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort,CPUE)随着SST的升高和Chl-a的降低而增大。SST范围为27~28.5℃、Chl-a范围为0.10~0.13 mg/m~3时,鸢乌贼CPUE值最高。此外,GAM分析表明SST和Chl-a的交互效应对模型的贡献率最大,达到16.9%。当SST为24~27℃,Chl-a为0.10~0.35mg/m~3时其对鸢乌贼CPUE具有正效应;当SST为28~29.5℃,Chl-a为0.05~0.20mg/m~3时其对鸢乌贼CPUE具有负效应。(3)春季西沙-中沙海域鸢乌贼CPUE对Chl-a的响应具有滞后性,其滞后时间约为2个月。乌贼摄食等级较高,以3、4级为主以鱼类、头足类、甲壳类为主要摄食对象,生命周期较短,幼鱼的生长约为100~110天,并于4月份进入繁殖和生长的高峰期。3月份海表Chl-a浓度较高,但较低的水温不适宜鸢乌贼仔鱼大量生长和栖息,鸢乌贼的资源量较低。4-5月西沙-中沙海域SST不断升高,仔鱼在高的NPP和适宜水温的环境下快速生长;另一方面,西沙-中沙海域多岛屿的地形特征,为鸢乌贼的洄游栖息提供了适宜的条件,鸢乌贼资源量在5月份达到最大值,其对3月份高Chl-a的响应时间延迟约2个月。(4)根据GAM模型和渔场重心迁移特征分析了西沙-中沙海域春季鸢乌贼时空分布的环境效应。GAM模型对西沙-中沙海域春季鸢乌贼CPUE总偏差解释率为43.60%,影响鸢乌贼资源空间分布最重要的因子为SST,贡献率为14.80%;其次为经度、月份、Chl-a及纬度,其贡献率分别为8.80%、5.94%、5.90%及3.09%;对模型影响程度较低的为年份和海面高度异常(Sea Surface Height Anomaly,SSHA),分别为2.97%、2.10%。鸢乌贼CPUE主要分布在14°~18°N、110°~115°E、SST为27~28.5℃、Chl-a为0.11~0.15 mg/m~3、SSHA接近于0m的区域。经纬度对模型的贡献率为11.89%,占模型总贡献率的27.30%。在春季(3-5月)随着月份的增加,鸢乌贼CPUE及其空间分布范围逐渐增大,渔场重心向低纬度和低经度海域偏移。(5)鸢乌贼作为短生命周期的柔鱼类,其资源状况对环境变化极为敏感,气候异常会使其资源发生波动,尤其是厄尔尼诺(El Ni?o)和拉尼娜(La Ni?a)事件。本研究基于SSTA(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)表明,2008春季(3-5月)西沙-中沙海域发生拉尼娜事件。2008年3月上旬西沙中沙海域SSW最大,SST最低,SSHA较高。该时期西沙-中沙海域较低的SST和较高的SSHA限制了鸢乌贼生长繁殖,也影响鸢乌贼繁殖洄游路线和产卵区域,造成2008年3月上旬鸢乌贼的资源量是5年内春季(2006-2010年3-5月)最低值,2008年春季鸢乌贼渔场较其它年份向南偏移大约2°,即向高SST、SSHA接近0 m海域偏移。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S931
【部分图文】：

海域,热带季风,东北季风,偏北气流

其东部水域可达 3000～4000m（图 1-1）。候条件优越，每年 10 月至次年 2 月盛行冬季主要受东北季风影响，盛行偏北气流，风速加期，西沙-中沙海域受夏季风影响，盛行偏南气水频繁，热带季风活动活跃，热带气旋影响频我国主要热带渔场，拥有丰富的珊瑚礁鱼类和

路线图,论文,路线,乌贼

并结合渔场重心、时空分析等方法。通过研究西沙-中沙海域春季鸢乌贼时空变动的环境效应，揭示了春季鸢乌贼时空变化特征，解释了不同环境因子对鸢乌贼时空分布影响的效应差异。此外，解释了气候异常对春季鸢乌贼渔场空间分布的影响。第五章，为该研究的最后一章，总结归纳了该研究主要的发现和结论，提出了分析研究中的问题和不足，并对未来的研究进行了期待和展望（图 1-1）。

区域图,剖面数据,海域,盐度