大西洋中部大眼金槍魚的時(shí)空分布

林泓羽，汪金濤,2,3,4,5，陳新軍,2,3,4,5，雷 林,2,3,4,5，鄧榮成，隋恒壽，李 彬

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院/2.農(nóng)業(yè)部大洋漁業(yè)開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/3.國(guó)家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心/4.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/5.農(nóng)業(yè)部大洋漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海 201306；6.中水集團(tuán)遠(yuǎn)洋股份有限公司，北京 123445）

大眼金槍魚(Thunnus obesus)隸屬于鯖科(Scombridae)金槍魚屬(Thunnus)，是廣布于大西洋、印度洋和太平洋的熱帶和亞熱帶海域的高度洄游性魚種[1]，是金槍魚延繩釣漁業(yè)最重要的捕撈種類，也是大西洋海域的主要捕撈魚種。大眼金槍魚產(chǎn)量較高的海域其平均海面水溫也較高[2]，大多數(shù)大眼金槍魚漁場(chǎng)分布的海表溫度范圍為25～29 ℃[3-4]，這也是大眼金槍魚漁場(chǎng)多出現(xiàn)在高溫的熱帶海域的原因。大眼金槍魚具有獨(dú)特的深度分布和垂直運(yùn)動(dòng)模式[5]，其喜棲于較深海域上層[6]，白天大部分時(shí)間在較冷深水區(qū)度過(guò)，并能夠有規(guī)律地在50～150 m 深度上潛入較暖淺水區(qū)進(jìn)行短暫棲息[7]；而在晚上，大部分時(shí)間棲息在靠近海洋表面的溫暖水層。因此，研究大眼金槍魚分布與溫度因素[8]，特別是與垂直溫度梯度[9]之間的關(guān)系，有助于漁場(chǎng)分布預(yù)測(cè)。Schaefer 等[10]研究發(fā)現(xiàn)東太平洋熱帶海域50%的大眼金槍魚分布在溫度為13～14 ℃、水下200～300 m 的水層，85%的大眼金槍魚分布在溫度為13～16 ℃、150～300 m 的水層。宋利明等[11-12]研究發(fā)現(xiàn)大眼金槍魚的最適水層為240.00～269.99 m水深，水溫為12.00～12.99 ℃。Yang 等[13]通過(guò)廣義加性模型(GAM)研究得出，熱帶大西洋大眼金槍魚首選游泳深度為100～400 m，首選覓食深度在190～300 m 之間。對(duì)于大眼金槍魚的垂直運(yùn)動(dòng)和深度分布，以及控制它們的生理能力與耐受性的海洋條件進(jìn)行研究，已被證明是大眼金槍魚延繩釣單位捕撈努力量分析和長(zhǎng)期種群評(píng)估的關(guān)鍵[14]。先前預(yù)報(bào)模型大多僅考慮海洋表面因子作為變量，較少考慮深層水溫的影響，而本研究選取前300 m水深范圍作為研究對(duì)象，進(jìn)一步探究垂直溫度梯度對(duì)大眼金槍魚時(shí)空分布的影響。此外，由于大眼金槍魚特殊的生理生境偏好，不同水層之間溫度差異可能會(huì)產(chǎn)生物理屏障[15]，造成大眼金槍魚獨(dú)特的時(shí)空分布[16]，已有研究大多未對(duì)不同水層之間的溫度差異進(jìn)行考慮，而本研究通過(guò)計(jì)算大西洋中部相鄰50 m 的垂直水溫差，探究其對(duì)大眼金槍魚分布的潛在影響。

本研究利用大西洋中部可能影響大眼金槍魚分布的環(huán)境變量，結(jié)合漁業(yè)數(shù)據(jù)構(gòu)建GAM 模型分析其漁場(chǎng)時(shí)空變動(dòng)趨勢(shì)，探究垂直水溫結(jié)構(gòu)對(duì)大眼金槍魚漁場(chǎng)的影響，預(yù)測(cè)其潛在棲息地，為大西洋大眼金槍魚的捕撈提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)處理

大眼金槍魚主要棲息于世界各地的熱帶和溫帶水域，大眼金槍魚延繩釣漁業(yè)主要分布在熱帶水域[13]。本研究區(qū)域?yàn)?0°W-10°E，20°S-20°N，漁業(yè)數(shù)據(jù)為中水集團(tuán)遠(yuǎn)洋股份有限公司遠(yuǎn)洋延繩釣船隊(duì)在大西洋作業(yè)的大眼金槍魚漁撈日志，由上海海洋大學(xué)中國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)數(shù)據(jù)中心電子化，共計(jì)16 488 個(gè)樣本。數(shù)據(jù)包括漁船名稱、作業(yè)時(shí)間，作業(yè)經(jīng)緯度、投釣鉤數(shù)量、尾數(shù)等信息，時(shí)間跨度為2016-2019年。2016-2019年垂直水溫，包括表層溫度t0、深度為50 m 的水層溫度t50、深度為100 m 水層的水溫溫度t100、深度為150 m 水層的水溫溫度t150、深度為300 m 水層的水溫溫度t300，來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(https://oceanwatch.pifsc.noaa.gov)。環(huán)境數(shù)據(jù)空間分辨率等于0.5°，時(shí)間分辨率為日。鑒于延繩釣漁業(yè)的特性(投繩開始到結(jié)束的位置跨度達(dá)到甚至超過(guò)60 n mile)，為盡可能覆蓋延繩釣作業(yè)的全部范圍，保證數(shù)據(jù)有效性[17]，更好地進(jìn)行漁情預(yù)報(bào)的建模與可視化，將環(huán)境因子和漁業(yè)數(shù)據(jù)的空間分辨率統(tǒng)一為1° × 1°。漁業(yè)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)采用基于局部均值的偽最近鄰法按照作業(yè)地點(diǎn)和作業(yè)日期進(jìn)行匹配[18]。

為研究大西洋中部大眼金槍魚延繩釣漁業(yè)產(chǎn)量與相應(yīng)棲息地海域海洋環(huán)境因子的關(guān)系，需要建立一種客觀標(biāo)準(zhǔn)反映該區(qū)域資源豐度。單位捕撈努力量漁獲量CPUE大小常被認(rèn)為與漁業(yè)資源豐度成正比[19]，是最常用的資源豐度指標(biāo)[20]，其定義為：

1.2 模型方法

利用GAM 模型對(duì)大西洋中部海域大眼金槍魚漁場(chǎng)的各個(gè)環(huán)境因子進(jìn)行建模，GAM 模型的表達(dá)方式如下：

式中，為防止零值出現(xiàn)，一般對(duì)CPUE 加上一個(gè)常數(shù)[21]，本研究采用CPUE 加上極小的常數(shù)項(xiàng)數(shù)值0.1，再進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理；s 和te 為GAM 模型中的連接函數(shù)，s 為自然立方樣條平滑(natural cube spline smoother)；s(M)為月份效應(yīng)，te(λ,φ)為經(jīng)緯度的交互效應(yīng)，s(E)為環(huán)境變量效應(yīng)包括垂直水溫(t)以及垂直梯度水溫差(D)，ε為誤差項(xiàng)。

赤池信息準(zhǔn)則(Akaike Information Criterion，AIC)，是由Akaike 等[22]所提出作為模型檢驗(yàn)擬合效果的依據(jù)。利用AIC 準(zhǔn)則檢驗(yàn)逐步加入因子后模型的擬合程度，其值越小，表明模型擬合效果越佳[23]。利用F值檢驗(yàn)評(píng)估各個(gè)模型因子的顯著性[24]，GAM 模型運(yùn)算通過(guò)R4.1.2 軟件的mgcv 包實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果

2.1 CPUE與垂直水溫?cái)?shù)據(jù)的分布關(guān)系

由圖1 可知，在不同深度水層溫度的空間分布上，水溫自西向東遞減，CPUE 在不同深度水層的分布不同。大眼金槍魚資源豐度CPUE 主要分布于26 ℃以上的表層海溫海域。在50 m 水深的垂直水溫分布上，CPUE 高值點(diǎn)位仍大部分位于22 ℃等溫線以上海溫區(qū)域，即為大西洋中部20°W 以西的海域。隨深度加深，于100 m、150 m 水層，分布于水溫梯度的等溫線邊界。大眼金槍魚的分布在300 m 水層表現(xiàn)不明顯。

圖1 CPUE與垂直水溫?cái)?shù)據(jù)疊加分布Fig.1 CPUE and vertical water temperature data superimposed distribution

2.2 最優(yōu)GAM模型分析

通過(guò)對(duì)模型逐步添加模型因子，擬合構(gòu)建得到關(guān)于大西洋中部大眼金槍魚CPUE與其作業(yè)海域垂直水溫(t)及相鄰垂直梯度水溫差值(D)的GAM 模型，獲得其各因子的指標(biāo)變化情況和總體統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)。由累計(jì)解釋偏差(Accumulation of deviance explained)以及AIC 值得出，最優(yōu)GAM 模型對(duì)CPUE的總偏差解釋率達(dá)到52.9%，其中對(duì)于模型解釋率貢獻(xiàn)最大模型因子為經(jīng)緯度交互效應(yīng)，其貢獻(xiàn)率為45.33%；其次為時(shí)間因子月份，貢獻(xiàn)率達(dá)到4.77%。在環(huán)境變量上，深度為150 m 的水溫t150貢獻(xiàn)率最大，其貢獻(xiàn)率為1.2%；深度為100 m 的水溫t100的貢獻(xiàn)率為1%，深度為300 m 的水溫t300的貢獻(xiàn)率為0.8%。然而，相鄰垂直梯度水溫差值(D)的貢獻(xiàn)率均較小，均低于0.5%。

隨影響因子逐步加入，模型AIC 值減小，表明模型的擬合程度隨之提高。F檢驗(yàn)表明，所有影響因子均與CPUE呈極顯著相關(guān)關(guān)系(P＜0.001)，所有因子均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，因此模型最終保留了所有影響因子(表1)。得到最優(yōu)GAM模型為：

表1 作業(yè)海域海洋環(huán)境因子與大西洋中部大眼金槍魚CPUE的GAM模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)Table 1 Marine environmental factors in the operating area and statistical characteristics of the GAM model on CPUE of in the central Atlantic

式中，D0～50表示0～50 m水層溫度差，其余類推。

2.3 模型因子分析

圖2結(jié)果表明，所有模型因子對(duì)CPUE影響關(guān)系均為非線性關(guān)系。在時(shí)間因子的影響上，于6 月份達(dá)到響應(yīng)CPUE 效應(yīng)最高值，次高月份為3 月份，在9月份達(dá)到效應(yīng)最低值，最適月份范圍為1-7月，特別在6-7 月，置信區(qū)間較小，其影響密切（圖2(a)）。對(duì)于空間因子經(jīng)緯度的交互效應(yīng)，于地理坐標(biāo)40°W、10°N 近似為中心達(dá)到CPUE最高值，其CPUE極高值范圍大致集中于30°W-40°W，5°N-15°N。CPUE 高值區(qū)域向外輻散到達(dá)15°S，在0°以北邊界達(dá)到CPUE最低值（圖2(b)）。

圖2 模型因子對(duì)大西洋中部大眼金槍魚CPUE的影響Fig.2 The effects of model factors on CPUE of in the central Atlantic.

CPUE 與t0呈負(fù)相關(guān)，CPUE 在t0為29 ℃時(shí)達(dá)到最低值，適宜t0范圍為15～26 ℃（圖2(c)），于25 ℃處置信區(qū)間最小，置信度高，影響密切。CPUE 隨t50升高總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在t50為28 ℃達(dá)到最高值，而后隨溫度升高而降低，于23 ℃置信區(qū)間小，置信度高，影響密切，適宜的t50范圍為23～30 ℃（圖2(d)）。當(dāng)t100小于20 ℃時(shí)，CPUE 隨水溫升高而升高，在t100為20 ℃達(dá)到最高值，在大于20 ℃后反之，適宜的t100范圍為16.5～22.5℃（圖2(e)）。在150 m水溫深處，CPUE 隨溫度升高總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在24 ℃達(dá)到最高值，適宜的t150范圍為16～27.5 ℃（圖2(f)），于16 ℃時(shí)置信區(qū)間最小，置信度高，為最密切溫度值。在300 m 水深處，CPUE 隨水溫降低總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，適宜的t300范圍為0.5～12.5 ℃（圖2(g)），在12.5 ℃與CPUE 最為密切，此處置信區(qū)間小，置信度高。在垂直梯度水溫差值的表現(xiàn)上，在0～50 m水層范圍中，CPUE隨著水層溫度差D0～50值的升高而升高，在D0～50為15 ℃的時(shí)候，達(dá)到CPUE最高值，差值為1 ℃時(shí)最低（圖2(h)）。在50～100 m水層范圍中，CPUE 在50 m 和100 m 的水溫差值D50～100為8 ℃時(shí)區(qū)最小值，在0～8范圍內(nèi)CPUE隨其值增大而降低（圖2(i)）。在100～150 m 以及150～300 m 的水層范圍中，CPUE 隨D100～150和D150～300的增加而降低（圖2(j-k)）。

2.4 漁場(chǎng)時(shí)空分布預(yù)測(cè)

由圖3 可知，大西洋中部大眼金槍魚的CPUE分布較為集中，在時(shí)間分布上與月份季度變化高度相關(guān)，其資源豐度大小也隨月份變化不一。在空間分布上，預(yù)測(cè)CPUE 表現(xiàn)為西北-東南走向分布，主要分布在西北部海域，并且向東南輻散。在時(shí)空分布上，大西洋大眼金槍魚不同月份和年份的名義CPUE 和預(yù)測(cè)CPUE 均存在較大差異。在年內(nèi)差異上，預(yù)測(cè)CPUE 的分布與名義CPUE 分布特點(diǎn)相同，即在1-6 月時(shí)主要集中位于赤道以北，20°W 以西的大西洋中部的西北區(qū)域海域，熱點(diǎn)區(qū)域（紅色高值區(qū)域）也主要出現(xiàn)在上述區(qū)域；6 月之后，預(yù)測(cè)CPUE 的分布向東南方向開始輻散，即預(yù)測(cè)的潛在區(qū)域面積向東南方向的大西洋中部海域擴(kuò)增，熱點(diǎn)區(qū)域也在該區(qū)域出現(xiàn)；8-11 月，呈現(xiàn)較為均勻的西北海域和中部海域的分布，即此時(shí)預(yù)測(cè)的漁場(chǎng)范圍較大，為10°S-20°N，50°W-10°E，熱點(diǎn)區(qū)域主要出現(xiàn)在赤道以南的中部海域。于12 月時(shí)，預(yù)測(cè)CPUE 分布又集中分布于0°以北，20°W 以西的西北區(qū)域海域。整體變動(dòng)呈現(xiàn)出大西洋中部海域與美洲近岸以及到達(dá)非洲近岸再回歸美洲近岸的循環(huán)變化規(guī)律。

圖3 2016-2019年名義CPUE及預(yù)測(cè)CPUE分布Fig.3 Distribution of nominal and predicted CPUE from 2016 to 2019

圖3(續(xù))Fig.3（continued）

在2016-2019 年的年間差異上，名義CPUE 主要集中分布在1-5 月，同樣，此時(shí)預(yù)測(cè)的CPUE 的分布與名義CPUE 的分布能夠較好擬合，資源豐度大小的擬合程度也同樣較高。2016 年的6 月，預(yù)測(cè)CPUE 的分布結(jié)果和實(shí)際分布的程度較一致，而在2017-2019 年間的6 月，模型預(yù)測(cè)的CPUE 分布和實(shí)際分布對(duì)比均有一定誤差，即表現(xiàn)為預(yù)測(cè)CPUE在6 月的主要分布位于名義CPUE 的左部海域，資源豐度的高值區(qū)也沒(méi)有在空間上與名義CPUE點(diǎn)位擬合。各年間7-8 月的CPUE 的預(yù)測(cè)分布與名義CPUE分布的集中程度存在差異，模型預(yù)測(cè)的CPUE分布并不能很好與名義CPUE 分布很好擬合，即此時(shí)預(yù)測(cè)CPUE 分布位于名義CPUE 的左部海域。對(duì)于9-10 月，名義CPUE 分布在30°W 以西、10°N 以南海域，此時(shí)模型預(yù)測(cè)結(jié)果較好，能夠與實(shí)際結(jié)果較好擬合，但在2016 年、2018 年與2019 年的模型預(yù)測(cè)的CPUE 分布范圍較大，預(yù)測(cè)出該海域以西北的海域。在11-12 月的模型預(yù)測(cè)表現(xiàn)上，整體在數(shù)值大小與其分布位置的擬合表現(xiàn)尚好。

3 討論

3.1 環(huán)境變量的選擇

溫度是影響大眼金槍魚活動(dòng)和分布的重要環(huán)境因素之一[12]，但由于大眼金槍魚是具有垂直移動(dòng)和分布規(guī)律的魚種，是海洋表面溫度的分布與不同水層的溫度共同影響下形成大西洋中部的大眼金槍魚漁場(chǎng)。以往針對(duì)金槍魚包括大眼金槍魚的漁情預(yù)報(bào)，涉及海洋溫度大多僅使用海表面溫度[25]進(jìn)行，因而會(huì)忽略水溫垂直結(jié)構(gòu)對(duì)大眼金槍魚的影響。大眼金槍魚是暖水種魚類，主要分布于海表面溫度20 ℃以上的赤道海域，也集中分布于溫度適中的暖水海域，于海溫較高的區(qū)域同樣較少存在(圖1)。于100 m、150 m 的水層，大眼金槍魚顯著分布于冷暖水團(tuán)的邊界，與Hampton 等[26]研究發(fā)現(xiàn)與等溫線分布有一定聯(lián)系這一結(jié)論一致，因而垂直水溫結(jié)構(gòu)的選取值得被納入考慮。水溫垂直結(jié)構(gòu)對(duì)大眼金槍魚垂直活動(dòng)水層分布有直接影響，水溫垂直結(jié)構(gòu)和其漁場(chǎng)分布也具有較高關(guān)聯(lián)度。因而從其生物學(xué)特性出發(fā)，將垂直水溫(t)作為模型自變量建立與CPUE 的關(guān)系，有助于大眼金槍魚時(shí)空分布的探究以及潛在漁場(chǎng)的預(yù)測(cè)，也有助于模型精度和準(zhǔn)確率的提高。一般來(lái)說(shuō)，大眼金槍魚行為是可以預(yù)測(cè)的，白天其活動(dòng)深度主要在300～600 m 之間，當(dāng)大眼金槍魚白天游泳深度小于300 m 時(shí)，更容易被延繩釣捕獲[27]，由此設(shè)置前300 m 范圍內(nèi)的水溫變量作為響應(yīng)變量較為合理。因而，本研究據(jù)此選取前300 m內(nèi)每間隔50 m的垂直水溫作為自變量納入模型。馮波等[16]將溫差納入建立關(guān)于大眼金槍魚的棲息地指數(shù)模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大眼金槍魚資源豐度的分布不僅與溫度有關(guān)，還與溫差緊密聯(lián)系。楊勝龍等[28]分析大眼金槍魚漁場(chǎng)水溫垂直結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化，結(jié)果表明金槍魚垂直分布受溫度的深度值影響，根據(jù)垂直溫度以及金槍魚容忍的溫差極限綜合分析，可以避開非漁場(chǎng)漁區(qū)，提高捕撈效率。因此，將所需選取的前300 m 內(nèi)水溫分別求取間隔50 m的溫差值，將其加入模型的構(gòu)建，能夠探究大眼金槍魚所容忍的溫差極限，同時(shí)在一定程度上能夠提高模型的預(yù)報(bào)精度。

大眼金槍魚資源豐度的高低與分布還與其他魚類生存的環(huán)境因子有關(guān)，如海表溫度[29]、海面高度(SSH)[30]和葉綠素濃度(Chl-a)等[31]。此外，大眼金槍魚為尋找更高濃度的攝食資源，如高濃度的浮游植物生物量和高浮游動(dòng)物豐度，以便在生產(chǎn)率更高的區(qū)域獲得最大覓食成功，因而從初級(jí)生產(chǎn)力水平[32]作為考慮的響應(yīng)變量，可以量化大眼金槍魚的攝食水平，也是作為解釋時(shí)空變動(dòng)趨勢(shì)的理由之一。大尺度環(huán)境事件也會(huì)影響金槍魚的資源變動(dòng)，如北大西洋濤動(dòng)[33]等，在后續(xù)研究中應(yīng)當(dāng)加入更多環(huán)境因子進(jìn)行探究。

3.2 模型表現(xiàn)結(jié)果

時(shí)空變量中經(jīng)緯度交互項(xiàng)對(duì)大眼金槍魚CPUE的預(yù)測(cè)表現(xiàn)顯著，貢獻(xiàn)率高，說(shuō)明大眼金槍魚CPUE的分布受歷史捕撈漁場(chǎng)的空間分布影響，表現(xiàn)出較強(qiáng)空間相關(guān)性，與李靈智等[34]通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出的大西洋大眼金槍魚漁場(chǎng)結(jié)論一致。大眼金槍魚資源豐度變動(dòng)隨時(shí)間變化而產(chǎn)生影響，模型因子效應(yīng)關(guān)系（圖2(a)）表明，在1-7月以及12月為大眼金槍魚適宜捕撈的月份范圍，月份效應(yīng)在6月達(dá)最高值，即在夏季達(dá)到最高CPUE 的響應(yīng)值，與楊勝龍等[28]基于GAM 模型研究，大西洋大眼金槍魚延繩釣的高漁獲率月份出現(xiàn)在夏季和冬季的結(jié)論一致。因此，模型結(jié)果在時(shí)空變量上表現(xiàn)良好。

環(huán)境變量中100、150 和300 m 的垂直水溫對(duì)模型貢獻(xiàn)率較大，表明大眼金槍魚的CPUE 分布主要受這三個(gè)水層影響，符合前人研究結(jié)果[11-13]，也進(jìn)一步印證了模型的相對(duì)準(zhǔn)確性。由于相鄰垂直梯度水溫差值(D)的貢獻(xiàn)率均較小，均低于0.5%，其作為自變量效應(yīng)的響應(yīng)程度較低，對(duì)模型精度的提升貢獻(xiàn)能力不足。在GAM 模型對(duì)于魚類棲息地的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建，其模型準(zhǔn)確率并不能達(dá)到很高水平，仍存在許多誤差因素，如先前研究中，有的研究模型僅有10%的尺度[35]，而大部分模型都集中在50%左右。研究表明，在大眼金槍魚的行為中存在著可能無(wú)法充分理解或預(yù)測(cè)的時(shí)空差異，這種可變性可能會(huì)給CPUE 標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程帶來(lái)重大不確定性[36]，這可能也是造成后續(xù)模型預(yù)測(cè)結(jié)果誤差的原因。目前對(duì)于經(jīng)緯度的交互效應(yīng)因子精度分析的文章還較少[37]，本研究將其考慮作為響應(yīng)變量，但未將其分離考慮獨(dú)立變量的影響，這對(duì)模型的影響是未知的，存在一定不足。

3.3 預(yù)測(cè)漁場(chǎng)時(shí)空分布特點(diǎn)

將名義CPUE 和預(yù)測(cè)CPUE 在時(shí)空上進(jìn)行疊加分析(圖3)，兩者在空間分布上具有較高一致性，能夠符合實(shí)際生產(chǎn)規(guī)律，僅在個(gè)別月份，如7 月份存在著一定偏差，即預(yù)測(cè)漁場(chǎng)較歷史捕撈點(diǎn)位偏左，這可能是受歷史捕撈漁場(chǎng)影響，導(dǎo)致預(yù)測(cè)空間偏移。此外，研究區(qū)域中緯度差異形成的強(qiáng)冷偏差[38]，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)預(yù)測(cè)和擬合不一致的誤差。預(yù)測(cè)CPUE 所分布的漁場(chǎng)，在空間上呈現(xiàn)西北-東南走向分布，高值區(qū)域主要集中分布于大西洋中部的西北部海域，即赤道以北、30°W 以西。在時(shí)間尺度上，預(yù)測(cè)的漁場(chǎng)面積變動(dòng)呈現(xiàn)由1 月開始先向靠近非洲近岸的東南方向輻散，而后到12 月份重新向靠近美洲近岸的西北海域回歸，從而在年內(nèi)以及年間形成一個(gè)漁場(chǎng)變動(dòng)的循環(huán)分布。存在這樣一個(gè)時(shí)空變動(dòng)趨勢(shì)，可能是大眼金槍魚的繁殖集群以及洄游形成的[39]。Lam 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，大西洋大眼金槍魚的產(chǎn)卵區(qū)域橫跨赤道，范圍從幾內(nèi)亞灣延伸到美洲近岸的溫暖水域中，緯度范圍從15°N 到15°S，并且產(chǎn)卵行為在全年發(fā)生，本研究預(yù)測(cè)的CPUE 分布與之相符，且全年變動(dòng)范圍相同。受攝食分布影響，1-6 月大眼金槍魚在西大西洋聚集[39]，與本研究CPUE 的預(yù)測(cè)分布特點(diǎn)相同。受歷史捕撈點(diǎn)位分布以及溫度的分布趨勢(shì)影響，在夏季預(yù)測(cè)結(jié)果上，預(yù)測(cè)值范圍偏大，高值區(qū)域也存在一定偏差；冬春季預(yù)測(cè)與擬合結(jié)果對(duì)比上，擬合效果顯著良好。因此，預(yù)測(cè)CPUE 的分布規(guī)律也與溫度分布的規(guī)律相同，符合大眼金槍魚的生理學(xué)特性。綜上結(jié)果表明，0°-20°N、30°W-50°W 為適宜大眼金槍魚生產(chǎn)的海域。

4 結(jié)語(yǔ)

大眼金槍魚是高度洄游種類，本研究建立的最優(yōu)GAM 模型預(yù)測(cè)的海域是指大眼金槍魚可能出現(xiàn)的海域，所以其所表示的資源豐度大小僅能表示潛在的出現(xiàn)可能性大小，并不能夠十分準(zhǔn)確反映其分布情況，并且得出的預(yù)報(bào)模型僅僅是較為初步且簡(jiǎn)單的模型，還需要使用大量實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。此外，本研究數(shù)據(jù)僅為總捕撈數(shù)據(jù)，缺少分層鉤深釣捕數(shù)據(jù)，對(duì)于大眼金槍魚的分層棲息分布較難去明確探究，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不夠完善準(zhǔn)確。捕撈數(shù)據(jù)的零值過(guò)多可能也會(huì)造成一定程度上預(yù)測(cè)值偏小，并且選取數(shù)據(jù)分辨率可能也需要進(jìn)一步優(yōu)化以做到更高精度的分析預(yù)測(cè)。

模型在預(yù)測(cè)CPUE 時(shí)出現(xiàn)了較名義CPUE 在時(shí)間尺度上具有一定提前性的誤差，但在如2016 年2月份表現(xiàn)上誤差較大，因而本研究得出的最優(yōu)GAM 僅是所選取自變量中通過(guò)對(duì)比累計(jì)解釋偏差和AIC 值得到的結(jié)果，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)參數(shù)與優(yōu)化模型。在今后研究中，應(yīng)當(dāng)加入更多預(yù)報(bào)因子提升模型準(zhǔn)確率，并且構(gòu)建更加適應(yīng)數(shù)據(jù)的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，將GAM 模型與其他預(yù)報(bào)模型相應(yīng)結(jié)合，對(duì)GAM的精度進(jìn)行訓(xùn)練從而加以提升。