热带印度洋黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系

根据Argo浮标剖面温度数据重构热带印度洋各月月平均温跃层特征参数,并结合印度洋金枪鱼委员会(IOTC)黄鳍金枪鱼延绳钓数据,绘制了月平均温跃层特征参数和月平均CPUE的空间叠加图,用于分析热带印度洋黄鳍金枪鱼渔场时空分布和温跃层特征参数的关系。结果表明:热带印度洋温跃层上界深度、温度和下界深度,以及黄鳍金枪鱼中心渔场分布都具有明显的季节性变化特征,黄鳍金枪鱼中心渔场分布和温跃层季节性变化有关。在东北季风期间,高值CPUE渔区的温跃层上界深度的范围为30-40m,超过70m的渔区CPUE值普遍偏低;在西南季风期间温跃层上界最深达到120m。在东北季风期间,高值CPUE渔区温跃层下界深度不超过200m,在西南季风期间,深度会超过300m。在东北季风期间,高值CPUE渔区对应的温跃层上界温度都超过25℃,温度小于24℃的渔区CPUE值普遍较低;在西南季风期间,高值CUPE区域对应的温跃层上界温度范围变大,温跃层上界温度延伸到22℃,在22℃以下渔区CPUE值都很低。采用频次分析和经验累积分布函数计算其最适温跃层特征参数分布,得出黄鳍金枪鱼最适的温跃层上、下界温度范围分别是25-29℃和13-16℃;其上、下界深度范围分别为30-70m和140-200m。K-S检验结果表明,上述结论可靠。     

大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系

为了解大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)渔场适宜的温跃层参数分布区间,采用Argo浮标水温信息和大西洋金枪鱼会委员(International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas ICCAT)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔获数据,绘制了大西洋中部月平均温跃层特征参数和月平均单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort CPUE)的空间叠加图,用于分析大西洋中部延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场时空分布和温跃层特征参数关系。分析结果表明:大西洋中部温跃层上界深度、温度具有明显的季节性变化,而温跃层下界深度、温度没有明显的季节变化特征。空间叠加图显示,1-6月份在赤道地区中心渔场主要分布在温跃层上界深度为20-60 m之间。7-9月份在60-80 m,同期在纳米比亚外海,中心渔场区域温跃层上界深度超过100 m。10-12月份,中心渔场区域温跃层上界深度下降到60 m左右。全年在赤道区域,中心渔场CPUE主要分布在温跃层上界温度26-29 ℃,低于24℃区域渔获率很低;温跃层下界深度在160-250 m,集中在230 m;温跃层下界温度在12-14 ℃之间,在此区间外CPUE值都比较低。7-11月份,在纳米比亚外海的中心渔场区域上界温度会低至20 ℃,下界深度分布在140-160 m,下界温度在14-15 ℃左右。数值计算得出大西洋中部黄鳍金枪鱼适宜的温跃层上界温度是26-28.9 ℃;适宜的温跃层下界温度和深度分别是12-14.9 ℃和150-249 m,而上界深度和中心渔场CPUE关系不明显。研究得出大西洋延绳钓黄鳍金枪鱼中心渔场温跃层各特征参数的适宜分布区间及季节变化特征,为延绳钓黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供理论参考。     

中西太平洋大眼金枪鱼中心渔场时空分布与温跃层的关系

采用Argo数据和中西太平洋渔业委员会的大眼金枪鱼延绳钓数据,绘制了温跃层和月平均单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的空间叠加图,分析中西太平洋大眼金枪鱼渔场时空分布对温跃层的响应关系.结果表明: 全年中心渔场纬向主要分布在南北纬10°之间的低纬度区域.在赤道以南有季节性中心渔场的出现和消失,与温跃层上界温度、深度和温跃层厚度的积极性变化有关.中心渔场主要分布在温跃层上界较深(70～100 m)和厚度较大(>60 m)的海域,厚度小于40 m的区域难以形成中心渔场;适宜分布的上界温度区间在26～29 ℃,在此区间外CPUE多小于中心渔场阈值(Q3).中心渔场的空间分布随上界深度和跃层厚度的季节性变动而变动,当赤道以南海域的上界深度变浅以及厚度变薄时,中心渔场消失.温跃层下界温度、深度和温跃层强度季节性变化不显著,但与中心渔场出现有显著关系.中心渔场主要分布在温跃层下界深度两条高值带之间的区域,温度低于13 ℃以及强度大的区域;在温跃层下界深度超过300 m和小于150 m区域,下界温度超过17 ℃的区域,或者强度小的区域难以形成中心渔场.利用频次分析和经验累积分布函数计算其适宜温跃层特征参数分布,结果表明研究区域大眼金枪鱼适宜分布的上界温度、深度和下界温度、深度分别是26～29 ℃、70～110 m、11～13 ℃和200～280 m;适宜分布的温跃层厚度和强度分别是50～90 m和0.1～0.16 ℃·m^-1.本研究初步得出研究区域大眼金枪鱼CPUE空间分布和温跃层的关系,为我国远洋金枪鱼捕捞作业和资源管理提供理论参考.     

基于多通道单回归的太平洋长鳍金枪鱼渔场预测模型与可解释性研究

为提高太平洋长鳍金枪鱼渔场预报准确率,探索深度学习及可解释性方法在长鳍金枪鱼渔场预报领域中的应用,采用太平洋区域(120°E—80°W、45°S—45°N) 2000—2021年长鳍金枪鱼延绳钓渔业数据,选取了月份、经纬度、海洋温度、海洋盐度、叶绿素浓度、混合层深度等16种原始特征数据,涉及标量、向量、矩阵和张量,通过组织残差结构的卷积神经网络和全连接神经网络,构建了一种新型多通道单回归深度学习模型。该模型能同时使用不同大小不同分辨率的数据,利用卷积运算的强大适应能力提取各类环境因子的潜在特征并进行融合完成预测任务。同时引入SHAP (SHapley Additive exPlanation)可解释方法对样本各个参数贡献度进行分析,沿不同维度累加SHAP值挖掘环境因子与渔获量间的内在关系,为科学分析提供实用的分析方法。结果表明,本模型能通过海量异构数据正确学习特征因子与长鳍金枪鱼渔场位置和渔获量间的相关关系,与其他渔场预测模型(随机森林、XGBOOST、广义加性模型、支持向量机、长短期记忆网络和BP模型)相比,该模型的均方误差、均方根误差和平均绝对误差最低,分别为0.00322、0.0567和0.272,较其他模型相比降低了3.9%—82.6%。该研究模型可以有效适应异构数据输入,完成端到端的学习任务。同时,通过对SHAP值的多维度分析也证明了渔获量分布与许多环境因子具有高度相关性,包括海洋温度、海洋盐度、混合层深度和海面异常高度。除此之外,可解释性方法还揭示了溶解铁对长鳍金枪鱼渔获量的相关关系。可解释性深度学习可以作为一种新的特征因子研究方法应用在环境因子与生物习性的相关性研究领域中,为传统生物学特征研究提供新的研究思路。     

南乔治亚岛冬季南极磷虾渔场时空分布及其驱动因子

基于中国南极磷虾渔业科学观察员收集的数据,本文通过地理加权回归(GWR)模型分析了月份、海底深度和虾群深度对2013—2016年南乔治亚岛冬季南极磷虾渔业单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的影响,揭示各驱动因子的时空差异。结果表明:2013—2016年南乔治亚岛南极磷虾渔业CPUE的较大值主要分布于6个旬别,即7月上旬—8月下旬,2014年的平均CPUE值最多,达到20.5±21.1 t·h~(-1),而最小CPUE平均值出现在2015年(10.4±10.5 t·h~(-1)),各月份的平均CPUE存在显著性差异;渔场主要集中在53°00'S—54°30'S,35°15'W—38°30'W;2015年GWR模型拟合优度最高,2016年模型拟合优度最低;自南向北,虾群深度对南极磷虾渔业CPUE的空间效应(正相关性)呈现逐渐增强的趋势,而海底深度对CPUE的空间效应并不一致;GWR模型各年拟合优度均明显高于最小二乘法(OLS)模型中的拟合优度,说明GWR模型能更好地模拟驱动因子对CPUE影响的空间效应。本文结果可为研究南乔治亚岛南极磷虾渔场形成机制和渔业管理提供有效参考。     

基于栖息地指数的东太平洋黄鳍金枪鱼渔场预报

黄鳍金枪鱼是东太平洋海域重要的金枪鱼种类之一,也是我国金枪鱼延绳钓的主要捕捞对象之一。根据2011年东太平洋海域(20°N—35°S、85°W—155°W)延绳钓生产统计数据,结合表温(SST)和海面高度(SSH)的遥感数据,采用频次分析法获得黄鳍金枪鱼分布的SST和SSH适宜范围;运用一元非线性回归方法,以渔获量为适应性指数,按季度分别建立了基于SST和SSH的长鳍金枪鱼栖息地适应性指数,采用算术平均法获得基于SST和SSH环境因子的栖息地指数综合模型,并用2012年各月实际作业渔场进行验证。结果显示,黄鳍金枪鱼渔场多分布在SST为24—29℃、SSH为0.3—0.7 m的海域。采用一元非线性回归建立的各因子适应性指数模型在统计上均为显著(P0.05)。经与2012年实际生产情况比较,作业渔场预报准确性达66%以上。研究获得栖息地指数模型可为金枪鱼延绳钓渔船寻找中心渔场提供参考。     

中东太平洋金枪鱼延绳钓中心渔场的时空变化

根据2009年6月—2012年1月上海金优远洋渔业有限公司在中东太平洋作业的5艘金枪鱼延绳钓渔船的渔捞日志资料,结合卫星遥感反演的海表温度数据,分析了中东太平洋金枪鱼延绳钓渔场的年际和季节变化规律以及渔获量与海表温度的关系。结果表明:在厄尔尼诺年(2009年),金枪鱼延绳钓渔场作业重心会向偏东方向移动,且金枪鱼钓获率较高;而拉尼娜年(2010、2011年)则向偏西方向移动,且钓获率下降;研究海域作业渔场的最适宜海表温度范围为25~30℃;2009年最适海表温度略高于2010年和2011年;平均月渔获量与月平均海表温度呈显著正相关(P0.05)。     

滴水湖叶绿素a时空分布及其与水质因子的关系

根据2011年9月-2012年8月监测数据,分析上海市人工湖泊——滴水湖叶绿素a的时空分布及其与主要环境因子的相互关系.结果表明:滴水湖叶绿素a含量随时间的变化幅度较大,表现为3、7月出现高峰而其他月份较低;叶绿素a含量在空间分布上具有一定的分异性,湖心普遍偏高,其他各点相对较低;对滴水湖叶绿素a采用主成分多元线性回归分析(APCS-MLR),得到描述水质因子的潜变量F1、F2与其相关性较大,建立了潜变量与叶绿素a含量的相关性模型;滴水湖叶绿素a含量与溶解氧(DO)、水温、总溶解磷(TDP)、活性磷(AP)有着密切的相关性;磷为滴水湖水体初级生产力的限制因子;因此,磷是有效控制滴水湖水体富营养化的关键因子.     

博斯腾湖细菌丰度时空分布及其与环境因子的关系

于2010年6月—2011年6月在新疆博斯腾湖共进行了9次采样,获得了140份样品,采用表面荧光显微镜直接计数法及广义可加模型(Generalized Additive Models,GAM)研究了表层水体中细菌丰度的时空分布规律及其与环境因子的关系。结果表明博斯腾湖细菌丰度平均值为(1.48±0.95)×106个/mL;细菌丰度季节差异显著,夏季最高(2.05×106个/mL),冬季最低(3.81×105个/mL)。在大湖区,春季和冬季细菌丰度最大值均位于湖区中部,冬季细菌丰度由湖区中部向东南、西南逐渐减少。夏季和秋季细菌丰度分布与春季大致相反,湖区中部较低,西北部较高。GAM分析结果表明,温度、溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a、电导率、浊度等5个环境因子对细菌丰度总偏差解释率为81.2%,其中温度贡献最大,贡献率为63.3%,DOC、叶绿素a和电导率,贡献率分别为12.5%、2.7%和1.7%;浊度对偏差的解释率仅为1.0%。在温度超过22℃时,影响博斯腾湖细菌丰度空间分布的主要因子是DOC。     

南设得兰群岛附近海域南极磷虾渔场时空分布及其与表温的关系

根据2010—2014年中国大型拖网渔船在南极海域48.1渔区捕捞的南极磷虾产量数据,并结合该区域卫星遥感获取的海洋表面温度(sea surface temperature,SST)数据,分析了南极磷虾单位捕捞努力量渔获量(catch per unit of fishing effort,CPUE)的时空分布变化及其与SST的关系。结果表明:南设得兰群岛的东北部海域(61°S—64°S、58°W—60°W)南极磷虾渔场较为集中;整体来说,48.1渔区南极磷虾渔场CPUE呈明显的季节性变化,12月CPUE为一年中的次高值(约为16.0 t·h-1),随后到翌年的2月逐渐减小,而2—4月呈逐渐增加的趋势,4月的CPUE为一年中的最高值(约为16.5 t·h-1),4月之后又开始逐渐减小;12月—翌年2月,渔场重心一直向东南推移且渔场重心变化幅度较大;而在2—5月大致向西推移,渔场重心也达到最南端,其中3—5月的渔场重心变化幅度较小,主要位于63°S—63.5°S、58.5°W—59.5°W;而之后的6、10、12月渔场重心逐渐向北推移,并在12月达到最北端和最东端;总体上,48.1渔区南极磷虾作业渔区的适宜SST范围为-0.1~1.2℃,适宜SST范围主要集中在南半球夏、秋季节(12月—翌年5月)。     

基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征

以上海市中心城区典型排水区域为研究对象,基于SWMM模型连续模拟2009—2011年降雨径流,分析区域235场降雨及地表径流特征.结果表明: 该区域发生频率较高的降雨具有雨量小、强度低的特点,雨量为0～10 mm、平均降雨强度为0～5 mm·h^-1、降雨峰值为0～10 mm·h^-1的降雨发生频率最大,分别占所有研究降雨场次的66.4%、88.8%和79.6%,这对于该区域应用低影响开发措施削减小雨量或低强度降雨下的径流和面源污染具有重要意义;径流量总体随着降雨量增大而增大,区域降雨产流临界值不仅与降雨量有关,还与平均降雨强度和降雨历时有关,2 mm以下的降雨基本不产流;2～4 mm的降雨如降雨强度在1.6 mm·h^-1以下,产流量不到1 mm,当降雨量在4 mm以上、平均降雨强度大于1.6 mm·h^-1时,区域基本产流.基于SWMM径流模拟结果,建立适合该区域的径流量与降雨因子的回归方程,其调整R²均大于0.97,能较好反映该区域径流量与降雨因子的关系.研究结果可为该区域更好地规划低影响开发措施和削减排水系统溢流污染提供计算基础,并为类似区域的径流研究提供参考.     

福寿螺的生物防治现状、问题与对策

福寿螺(Pomacea canaliculata)作为一种世界性入侵生物,引入中国已有30余年,现已在中国南方十多个省市大面积分布,造成不可估量的经济损失和生态灾害。本文系统总结了福寿螺生物防治中的天敌资源种类,涵盖了腹足纲、环带纲、昆虫纲、软甲纲、辐鳍鱼纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲等8个类别。并从天敌的引入、研发、利用等方面以及福寿螺应对天敌的防御策略上指出了目前福寿螺生物防治中面临的主要问题。最后对其未来的研究提出了展望,即重点从原产地天敌、寄生性天敌、微生物、生物防治植物和本地经济动物等方面进行筛选,以期为利用中国丰富的生物资源进行福寿螺的生物防治提供参考。     

基于组合绿色生态措施的北方城市雨雪径流削减模拟

以北方城市雨雪径流削减控制为研究目标,通过构建SWMM雨雪径流模型对北方城市夏季降雨径流量和春季融雪径流量进行模拟.同时根据研究区气候特点和实际情况制定了符合研究区低影响开发(LID)绿色生态措施方案,通过加入简单式绿化屋顶、雨雪收集双用装置和下凹式绿地3种控制措施,模拟了组合绿色生态措施对研究区夏季降雨和春季融雪径流的削减以及对排水管网压力的缓解效果.结果表明:2016年5月24日、6月10日和7月18日3场实测降雨模拟的最大径流量分别为2.7、6.2和7.4 m^3·s^-1,1、2、5、10年4种不同重现期降雨条件下的峰值流量分别为2.39、3.91、6.24和7.85 m^3·s^-1;在融雪期,峰值流量出现在3月初.LID措施在雨季对削减峰值流量、延迟峰值时间和缓解排水压力具有很好的控制效果,削减率最高可达70%左右,而且通过加入雪收集装置,对春季融雪径流也有一定的控制效果.     

笋秀夜蛾的求偶及交配行为

笋秀夜蛾(Apamea apameoides)是我国南方地区最为重要的笋期害虫,了解其求偶和交配行为是性信息素分离鉴定和应用的关键之一。在室内条件下,对笋秀夜蛾的性比、寿命和求偶、交配行为进行了研究。结果表明:笋秀夜蛾雌雄性比为1∶0.76;雌蛾和雄蛾的平均寿命因交配缩短;笋秀夜蛾的求偶和交配行为仅发生在暗期,日龄对其求偶和交配行为影响显著。雌蛾羽化当天便可求偶,第2日雌蛾求偶率达最高,求偶的起始时间随着日龄的增加逐渐提前。成虫羽化当日便可交配,第3日达到交配高峰;随日龄的增加,开始交配的时间逐渐提前,日龄对成虫交配高峰出现的时间影响不显著。     

基于暴雨径流管理模型(SWMM)的海绵城市低影响开发措施控制效果模拟

为解决城市化过程中遇到的水生态、水安全和水环境问题,以低影响开发(LID)为核心理念,我国提出了海绵城市这一新型城市雨洪管理概念.本研究利用芝加哥雨型和沈阳暴雨强度公式构建了不同重现期的降雨过程线,然后利用暴雨径流管理模型(SWMM)模拟分析了城市化前、城市化后和LID措施后3种情景方案的水文水质过程.结果表明: 随着降雨重现期的增大,LID措施减少的径流量逐渐增大,研究区径流量基本达到城市化前的水平.LID措施对总悬浮颗粒物(TSS)、化学需氧量(COD)的去除量较大,但TSS和COD排放量仍然远远高于城市化前,总氮(TN)和总磷(TP)的污染物排放量接近于城市化前的自然状态.随着雨强的增大,径流流速增大,LID措施消减的TSS、TP和COD量逐渐减小.     

昆明市明通河流域降雨径流水量水质SWMM模型模拟

选取昆明市明通河流域为研究区域,在暴雨管理模型(SWMM模型)参数敏感性分析、模型率定的基础上,对明通河流域进行了降雨径流水量水质模拟。结果表明:SWMM模型水文水力模块中最灵敏参数为不透水率,水质模块中污染物最大累积量、污染物累积速率均为灵敏参数,而冲刷系数和冲刷指数的灵敏度受降雨强度影响波动较大。水量水质模拟结果与实测结果较为吻合,模型率定取得了满意的结果。模拟结果显示,研究区降雨径流总氮、总磷、化学需氧量单位面积负荷率分别为75.6、8.5、697.8 kg hm-2a-1,城市降雨径流污染在滇池流域面源污染中占有较大份额。