基于棲息地指數(shù)模型的摩洛哥底拖網(wǎng)漁場研究

陳　程，陳新軍，汪金濤，雷　林，懌良琦，劉大鵬，黃建忠

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室，上海201306；3.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心，上海 201306；4.遠洋漁業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 201306；5.上海水產(chǎn)集團總公司，上海 200090）

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基于棲息地指數(shù)模型的摩洛哥底拖網(wǎng)漁場研究

陳程1,4，陳新軍1,2,3,4，汪金濤1,2,3,4，雷林1,2,3,4，懌良琦5，劉大鵬5，黃建忠5

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；2.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室，上海201306；
3.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心，上海 201306；4.遠洋漁業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 201306；5.上海水產(chǎn)集團總公司，上海 200090）

摘要：根據(jù)2012—2015年上海某遠洋漁業(yè)公司的底拖網(wǎng)漁船收集的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星遙感獲得的表溫、葉綠素濃度和海面高度距平均值以及實地調(diào)查的水深數(shù)據(jù)，用棲息地指數(shù)方法，以幾何平均模型（GMM）和算術(shù)平均模型（AMM）對摩洛哥底拖網(wǎng)漁場進行比較研究。結(jié)果表明，各月基于表溫、海面高度距平值、葉綠素和海底水深的適應(yīng)性指數(shù)不一致，各月適宜的海洋環(huán)境范圍有差異。AMM模型中HSI大于0.6的作業(yè)網(wǎng)次占總數(shù)的65.92%，作業(yè)產(chǎn)量占總數(shù)的67.57%；GMM模型中HSI大于0.6的作業(yè)網(wǎng)次占總數(shù)的只有44.78%，作業(yè)產(chǎn)量占總數(shù)的49.60%。AMM模型比GMM模型更適合于摩洛哥底拖網(wǎng)漁場的預(yù)報。

關(guān)鍵詞：棲息地指數(shù)；摩洛哥；底拖網(wǎng)漁場；頭足類

摩洛哥是非洲第一大漁業(yè)生產(chǎn)國，漁業(yè)資源豐富，品種多，并且漁業(yè)在摩洛哥國內(nèi)經(jīng)濟中占有著重要地位[1]。摩洛哥海洋漁業(yè)品種具有多樣性，漁業(yè)資源以魚類為主，有沙丁魚（Sardina pilchardus）、鳀魚（Engraulis japonicus）、鯖魚（Pneumatophorus japonicus）、大西洋竹筴魚（Trachurus trachurus）、大西洋帶魚（Trichiurus lepturus Linnaeus）、歐洲無須鱈（Merluccius merluccius）、鯛科魚類（Sparidae）和鰈形目（Pleuronectiformes）等，軟體魚類主要是章魚（Octopus vulgaris）和烏賊（Sepiida）。由于摩洛哥海域沿岸有廣泛的上升流，因此在這形成了良好的產(chǎn)卵場和索餌場[2]。從1988年中國水產(chǎn)總公司等國內(nèi)漁業(yè)公司赴摩洛哥合作與生產(chǎn)至今，摩洛哥底拖網(wǎng)漁業(yè)已成為我國過洋性漁業(yè)的重要組成，主要捕撈頭足類等底層魚類[3]。盡管我國與摩洛哥雙方合作已有近30 a，但是國內(nèi)文獻中仍少見關(guān)于摩洛哥底層種類漁場研究方面的成果。掌握摩洛哥海域頭足類等底層種類的漁場分布及其變化規(guī)律對資源合理開發(fā)和利用具有重要意義。本研究擬根據(jù)上海某漁業(yè)公司的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合衛(wèi)星遙感獲得的資料，利用棲息地指數(shù)模型對摩洛哥底拖網(wǎng)漁場進行分析與比較，為掌握摩洛哥底拖網(wǎng)漁場變化規(guī)律及資源的高效利用提供技術(shù)支撐。

1　材料和方法

1.1數(shù)據(jù)來源

（1）生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。來自上海某遠洋漁業(yè)公司在摩洛哥海域的底拖網(wǎng)漁業(yè)，共15艘船。生產(chǎn)統(tǒng)計時間為2012—2015年，每年的1—3月和11—12月，數(shù)據(jù)包括時間、經(jīng)度、緯度、水深、作業(yè)網(wǎng)次、漁獲量以及種類組成。漁獲物組成主要為墨魚、章魚和魷魚等，本研究僅對其總產(chǎn)量進行分析。

（2）海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。海面高度距平均值（SSHA）、葉綠素濃度（Chl-a）和海表溫度（SST）等遙感資料均來源于Ocean Watch（http://oceanwatch.pifsc.noaa.gov/las/servlets/dataset），時間分辨率為月，空間分辨率為0.5°×0.5°。時間為2012—2015年1—3月以及11—12月。

1.2研究方法

1.2.1適應(yīng)性指數(shù)由于底拖網(wǎng)作業(yè)通常是根據(jù)船長的經(jīng)驗以及探魚儀的影像進行漁場判別，作業(yè)網(wǎng)次可認為是代表魚類出現(xiàn)的指標，用于表征棲息地的適應(yīng)性指數(shù)[4]。假定最高作業(yè)網(wǎng)次NETmax為底拖網(wǎng)中心漁場分布概率最高的海域，其棲息地的適應(yīng)性指數(shù)（Suitability index，SI）為1，而當作業(yè)網(wǎng)次為0時被認為中心漁場分布概率最低的海域，其棲息地SI為0[5]。采用專家賦值法[6]，依據(jù)作業(yè)網(wǎng)次與棲息地SI的關(guān)系（表1），建立基于水深、SST、SSHA和Chl-a的SI。

表1　基于捕撈努力量的棲息地適應(yīng)性指數(shù)的確定標準Table 1　the definitions of suitability index values based on the fishing effort

1.2.2棲息地綜合指數(shù)建模利用算術(shù)平均模型（arithmetic mean model,AMM）和幾何平均模型（geometric mean model,GMM）計算棲息地綜合指數(shù)（Habitat suitability index,HSI），HSI在0到1之間變化。通常認為HSI大于0.6的區(qū)域為中心漁場分布的海域[6]。計算公式如下：

式中ISI_Chl-a為基于葉綠素濃度的適應(yīng)性指數(shù)，ISI_SST為基于海表溫度的適應(yīng)性指數(shù)，ISI_SSHA為基于海面高度距平均值的適應(yīng)性指數(shù)，ISI_DEPTH為基于水深的適應(yīng)性指數(shù)。

1.2.3模型比較利用2012—2015年11—12月、1—3月的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)對GMM和AMM模型進行比較，按HSI值的0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0[6]分別統(tǒng)計作業(yè)網(wǎng)次、作業(yè)產(chǎn)量所占比率，及平均網(wǎng)次產(chǎn)量，以選擇最適模型用于中心漁場的預(yù)測。

2　結(jié)果與分析

2.1生產(chǎn)情況分析

摩洛哥底冬季漁汛拖網(wǎng)作業(yè)的時間為1—3月和11—12月。由圖1可知，各月作業(yè)網(wǎng)次所占比率最高的月份為2月和12月，每月所占比率分別為21.50%和28.04%（圖1A），最低為3月份，所占比率為14.64%（圖1A）。各月作業(yè)產(chǎn)量所占比率最高的月份為12月，所占比率分別為39.82%（圖1B），最低月份為3月，所占比率分別只有14.12%（圖1B）。每月的平均網(wǎng)次產(chǎn)量最高的月份為12月，達到200 kg；其次為11月份，為174.54 kg；最低的月份為3月，平均網(wǎng)次產(chǎn)量不足90 kg（圖1C）。

圖1　各月作業(yè)網(wǎng)次（A）、作業(yè)產(chǎn)量所占比率（B）以及平均網(wǎng)次產(chǎn)量（C）分布Fig.1　The monthly distribution of fishing net,catch,and catch per fishing net

2.2適應(yīng)性指數(shù)建立

根據(jù)表1的專家知識，分別建立各月基于海表溫度、海底水深、葉綠素質(zhì)量濃度和海面高度距平均值的適應(yīng)性指數(shù)（表2）。由表2可知，1月SI最高的SST、SSHA、ρChl-a和水深分別為17～18 ℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、30～40 m，2月為16～17℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、30～40 m，3月為16～17 ℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、20～30 m；11月為19～20 ℃、0～10 cm、0.01～0.5 mg/m3、60～70 m，12月為18～19 ℃、-40～30 cm、2.0～5.0 mg/m3、60～70 m。其最適的SST、SSHA、Chl-a和水深各月有所不同。

2.3預(yù)報模型比較

利用基于環(huán)境因子的棲息地指數(shù)（表2），按不同HSI來匯總2012—2015年1—3月和11—12月漁汛期間的作業(yè)網(wǎng)次、作業(yè)產(chǎn)量以及平均網(wǎng)次產(chǎn)量（表3、4）。由表3可知，基于AMM模型，HSI 在0.6以上的作業(yè)網(wǎng)次所占比率為65.92%，作業(yè)產(chǎn)量所占比率為67.57%，平均網(wǎng)次產(chǎn)量在177～211 kg/網(wǎng)次；HSI在0.4以下的作業(yè)網(wǎng)次所占比率為3.83%，作業(yè)產(chǎn)量所占比率為5.11%，平均網(wǎng)次產(chǎn)量為28～93 kg/網(wǎng)次。

由表4可知，基于GMM模型，HSI在0.6以上的作業(yè)網(wǎng)次所占比率為44.78%，作業(yè)產(chǎn)量所占比率為49.60%，平均網(wǎng)次產(chǎn)量在177～236 kg/網(wǎng)次；HSI在0.4以下的作業(yè)網(wǎng)次所占比率為31.10%，作業(yè)產(chǎn)量所占比率為30.09%，平均網(wǎng)次產(chǎn)量為28～196 kg/網(wǎng)次。

表3　基于算術(shù)平均的棲息地指數(shù)模型分析2012—2015年各月作業(yè)網(wǎng)次、作業(yè)產(chǎn)量比率以及平均網(wǎng)次產(chǎn)量Table 3　Percentages of fishing net and catch,and average catch of fishing net during 2012-2015 based on the AMM habitat suitability

表4　基于幾何平均的棲息地指數(shù)模型分析2012—2015年各月作業(yè)網(wǎng)次、作業(yè)產(chǎn)量比率以及平均網(wǎng)次產(chǎn)量Table 4　Percentages of fishing net and catch,and average catch of fishing net during 2012-2015 based on the GMM habitat suitability

3　討論

摩洛哥管轄的大西洋沿岸漁場分布在21°N至36°N，東起離海岸6 n mile的拖網(wǎng)禁漁區(qū)線，西至約100 m等深線，但頭足類漁場主要分布在21°N至28°N[3]，主要捕撈對象為章魚、烏賊和槍烏賊等頭足類[1]。前人研究結(jié)果可知，其水深是一個主要指標，主要分布在100 m以淺的海域內(nèi)[3]。本研究認為，1—3月摩洛哥底拖網(wǎng)漁場主要分布在水深在20～40 m的海域，而11—12月則分布在水深60～70 m的海域。

除了水深之外，表溫也是漁場預(yù)報中非常重要的環(huán)境指標之一，且各月有一定的差異。1月主要分布在SST為17～18 ℃的海域，2—3月份適宜SST有所下降，為16～17 ℃；而11月和12月的最適SST分別為19～20 ℃、18～19 ℃。從捕撈時間分析，即11月至翌年的3月捕撈漁汛期間，其最適SST呈現(xiàn)每月下降1 ℃的趨勢。

海面高度距平均值也是漁場形成的一個重要指標之一。海面高度與水團、流系、海流、潮流等緊密相關(guān)，是這些海洋動力要素綜合作用的結(jié)果，海面高度異常區(qū)域與溫度場冷暖水團的配置有很好的對應(yīng)關(guān)系，魚類容易集群且形成漁場[7]。本研究認為，1—3月摩洛哥底拖網(wǎng)漁場均分布在海面高度距平均值為-50～40 cm的海域；而11月和12月中心漁場最適范圍分別為0～10 cm、-40～30 cm。與其他指標相比，葉綠素在摩洛哥底拖網(wǎng)漁場預(yù)報中，其月間變化不太明顯，除11月外，其他各月份的最適范圍均為2.0～5.0 mg/m3。

在摩洛哥底層拖網(wǎng)漁場研究中，不同類型的棲息地指數(shù)模型，其預(yù)報結(jié)果不一致。如果以HSI大于0.6作為中心漁場的指標值，則AMM模型明顯優(yōu)于GMM模型。在統(tǒng)計所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)認為，AMM模型計算獲得的HSI＞0.6海域，其作業(yè)網(wǎng)次占總數(shù)的65.92%，作業(yè)產(chǎn)量占總數(shù)的67.57%；而GMM模型計算認為，在HSI＞0.6海域，其作業(yè)網(wǎng)次和作業(yè)產(chǎn)量所占的比率分別為44.78%、49.60%。另外，對HSI＜0.4的海域，AMM模型平均網(wǎng)次產(chǎn)量僅為28～93 kg/網(wǎng)次，而GMM模型平均網(wǎng)次產(chǎn)量為28～196 kg/網(wǎng)次。

由于摩洛哥頭足類等重要底層種類主要分布在海底地質(zhì)為貝殼和巖礁的海域[3]，因此其海底地質(zhì)也是非常重要的因子。為此，在今后的研究中不僅需要考慮海底地質(zhì)類型，同時還需要探討時空因子和權(quán)重等棲息地指數(shù)模型的影響，進一步優(yōu)化摩洛哥頭足類等底層拖網(wǎng)漁場的棲息地指數(shù)模型。

參考文獻

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（責(zé)任編輯：陳莊）

Study on Fishing Ground of Bottom Trawl Based on the Habitat Suitability Model in the Coastal Waters of Morocco

CHEN Cheng1,4，CHEN Xin-jun1,2,3,4， WANG Jin-tao1,2,3,4，LEI Lin1,2,3,4，XU liang-qi5，LIU Da-peng5， HUANG Jiang-zhong5
（1.College of Marine Sciences of Shanghai Ocean University，Shanghai 201306,China；2.The Key Laboratory of Sustainable Exploitation of Oceanic Fisheries Resources,Shanghai Ocean University，Ministry of Education，Shanghai 201306，China；3.National Engineering Research Center for Oceanic Fisheries,Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；4.Collaborative Innovation Center for Distant-water Fisheries，Shanghai 201306，China；5.Shanghai Fisheries Company，Shanghai 200090，China)

Abstract：The coastal waters of Morocco is the main fishing area of Chinese bottom trawlers.The current study investigated the fishing ground of Morocco bottom trawl fishery based on the fishing statistical data of bottom trawlers from Shanghai distant-water fishery company during 2012 to 2015 and the satellite remote sensing data such as sea surface temperature（SST），Chlorophyll-a（Chl-a）and sea surface height anomaly（SSHA）using the method of habitat suitability index including the geometric model and arithmetic average model.The monthly suitability index is established based on the relationship between fishing nets and SST，SSHA，Chl-a and sea depth,which were various among different month for appropriate scope of marine environment.Based on AMM model,the percentage ofbook=64,ebook=67fishing nets and catch reached 65.92% and 67.57% of the total in the fishing areas in which HSI is greater than 0.6.Based on GMM model,the percentage of fishing nets and catch only reached 44.78% and 49.60%of the total in the fishing areas in which HSI is greater than 0.6.The results indicated that AMM model is more suitable for forecasting fishing ground in Moroccan bottom trawl fishery.

Key words：habitat suitability；Morocco；fishing ground of bottom trawl；cephalopod

通信作者：陳新軍（1967－），男，教授，E-mail：xjchen@shou.edu.cn

基金項目：上海市科技創(chuàng)新行動計劃(14DZ1205000)；海洋局公益性行業(yè)專項（20155014）

收稿日期：2015-10-24

doi：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.01.011

中圖分類號：S934

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9159（2015）06-0063-05

第一作者：陳程（1989－），男，研究生，研究方向：遠洋漁業(yè)。E-mail:cc0921113@hotmail.com