海洋經(jīng)濟魚類具有水平和垂直移動的生活習性、并且易受到環(huán)境因素的影響,因此其空間分布復雜且隨時間(年、月、旬等)發(fā)生變動。傳統(tǒng)的漁業(yè)資源空間分布研究均基于某一空間尺度(網(wǎng)格)而開展,因此研究結(jié)果只在該尺度下成立。研究表明,空間尺度對漁業(yè)的空間分析及其分布模式具有至關重要的影響,即空間模式對尺度的選擇具有強烈的敏感性。然而,空間尺度如何影響漁業(yè)空間模式的分析、如何影響CPUE-環(huán)境因子的關系、如何影響漁業(yè)棲息地建模與預測等問題在文獻中并未得到充分闡述,亟需對上述問題進行系統(tǒng)分析和深度解釋,從而為漁業(yè)資源空間分析、漁業(yè)資源調(diào)查等提供有效的尺度推薦。針對上述科學問題,本文以西北太平洋柔魚(Ommastrephes bartramii)為例,開展空間多尺度下空間模式及其與海洋環(huán)境關系的研究。柔魚是西北太平洋重要的海洋經(jīng)濟魚類之一,是我國大陸、臺灣、韓國和日本等國家和地區(qū)重要捕撈對象。本文的研究數(shù)據(jù)包括2004-2013年的7-11月的商業(yè)捕撈原始數(shù)據(jù),海洋環(huán)境因子包括海表鹽度(SSS)、海表溫度(SST)、葉綠素a濃度(Chl-a)與海表面高度(SSH)。為了進行多尺度分析,把原始的商業(yè)捕撈數(shù)據(jù)和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)按照5'為間隔,劃分成12個空間尺度,包括原始空間尺度在內(nèi)共13個。在空間多尺度下,采用熱點分析方法分析柔魚的局部空間模式、采用廣義可加模型(GAM)探測CPUE-環(huán)境因子的關系、采用棲息地適宜性指數(shù)(HSI)評價柔魚的生境適宜性,同時系統(tǒng)研究上述三者的空間尺度關系和尺度效應。(1)在空間多尺度下,針對不同月份(7-11月)的柔魚資源探測其冷點和熱點(中心漁場)的分布模式,分析柔魚資源的冷熱點隨空間尺度的變化;結(jié)合區(qū)域內(nèi)的環(huán)境因子,分析SSS、SST、Chl-a和SSH隨空間尺度的變化規(guī)律。根據(jù)冷熱點的z-score進行最顯著空間尺度的定性判斷,研究表明各月份的最顯著尺度差異較大,表明月份對漁業(yè)數(shù)據(jù)空間尺度效應的影響較為顯著。冷熱點區(qū)域內(nèi)的環(huán)境因子尺度研究表明,四個環(huán)境因子的平均值、標準差、偏態(tài)和峰態(tài)等統(tǒng)計量,均隨空間尺度產(chǎn)生強烈的變化,然而由于擬合優(yōu)度非常地(R~2)小,這種變化并不存在顯著的數(shù)學規(guī)律。這指示了空間熱點分布、環(huán)境因子分布的空間復雜性,而同時尺度響應的復雜性可能來自于空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身和重采樣處理。(2)在空間多尺度下,通過GAM建立柔魚CPUE與時空、環(huán)境等因子的關系,而GAM的統(tǒng)計量(解釋偏差和因子位序)是指示因子對CPUE作用的重要指標。本文進一步研究了GAM中因子位序、以及解釋偏差的空間尺度關系,從而分析了柔魚CPUE與各個因子關系的空間尺度效應。因子位序表明,時間因子(Year和Month)對柔魚CPUE影響最大,其次是空間因子(Lon和Lat)和海洋環(huán)境因子(SST、SSS、SSH和Chl-a)。因子Year、Month、SSS和Chl-a的解釋偏差指標服從二次多項式的尺度關系,Lat和SST服從冪律的尺度關系,Lon具有線性尺度關系,SSH呈指數(shù)尺度關系。不同尺度下,所有因子的累積解釋偏差服從二次多項式關系。結(jié)合因子排序的尺度敏感性和GAM的累積解釋偏差,本文認為30'-45'為研究柔魚CPUE與環(huán)境關系的最佳空間尺度范圍。(3)在空間多尺度下,選擇2005-2013年的漁業(yè)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)建立HSI模型,研究各個環(huán)境因子影響柔魚生境適宜性的空間尺度關系,并確定HSI建模的最佳空間尺度。選擇2004年的漁業(yè)數(shù)據(jù),采用反距離加權(quán)插值方法驗證所確定的最佳尺度。SST和Chl-a與CPUE建立的單因子適宜性指數(shù)(SI)服從對數(shù)規(guī)律和二次多項式規(guī)律,SSS和SSH未表現(xiàn)出顯著的數(shù)學規(guī)律。SSS與Chl-a與捕撈努力量建立的SI服從二次多項式規(guī)律,SSH服從線性規(guī)律,SST未表現(xiàn)出顯著的數(shù)學規(guī)律。采用算數(shù)平均法計算HSI,基于CPUE和捕撈努力量(Effort)的HSI都服從二次多項式關系。2004年數(shù)據(jù)驗證表明,基于CPUE的HSI建模應該優(yōu)先選擇30'-55'(35'除外),基于Effort的HSI建模20'為最佳空間尺度�？傮w上,基于CPUE的HSI尺度規(guī)律的擬合優(yōu)度更高(R~2=0.90),相同尺度下CPUE的HSI高于Effort的HSI,通過HSI研究柔魚與海洋環(huán)境時應該優(yōu)先選擇CPUE。本文在空間多尺度探索柔魚資源的空間分布、CPUE-環(huán)境因子關系和生境適宜指數(shù)的尺度關系與尺度效應,確定不同角度時的最佳空間尺度范圍。這些多尺度空間關系的研究為漁業(yè)資源的空間尺度問題研究提供了新的解決思路,為漁業(yè)資源調(diào)查提供理論支撐,同時也有利于漁業(yè)資源的合理開發(fā)與科學管理。
【學位單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S931
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

2.1 材料2.1.1 漁業(yè)數(shù)據(jù)本文的研究區(qū)域為 38°N-45°N、148°E-160°E，該范圍是西北太平洋的傳統(tǒng)漁場圖，如圖 2-1（a）。商業(yè)捕撈數(shù)據(jù)由上海海洋大學中國魷釣技術(shù)組提供。這些商業(yè)數(shù)據(jù)的元素包括船名、日期、經(jīng)緯度、日漁獲量及相應的捕魚次數(shù)等。這些數(shù)據(jù)是在 2004-2013 年 7 月至 11 月期間收集的。其中，2005 年 7 月、9 月和11 月，魷釣組沒有報告研究區(qū)的漁業(yè)數(shù)據(jù)。本文采用的原始商業(yè)性漁業(yè)數(shù)據(jù)是在這十年中的 47 個月內(nèi)收集的。圖 2-1（b）顯示了十年來原始商業(yè)性漁業(yè)數(shù)據(jù)的空間格局，表明中部和東北部地區(qū)的分布較為密集。

上海海洋大學碩士學位論文（ANN）方法進行評估[76]。根據(jù)平均最近鄰計算的每個特征質(zhì)心與其最近鄰居的質(zhì)心位置之間的距離測量所有捕魚點之間的平均距離[77]。根據(jù) ANN[78]的計算，西北太平洋柔魚的原始數(shù)據(jù)的估計空間尺度為 0.78'。為了驗證不同空間尺度下柔魚資源的分布情況，繪制了包括 15'×15'、30'×30'、45'×45'和 60'×60'在內(nèi)的四個尺度的網(wǎng)格處理圖（2-2）。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊曉明;戴小杰;田思泉;朱國平;;中西太平洋鰹魚圍網(wǎng)漁業(yè)資源的熱點分析和空間異質(zhì)性[J];生態(tài)學報;2014年13期

2 汪金濤;高峰;雷林;官文江;周勁望;葉守建;陳新軍;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡的東南太平洋莖柔魚漁場預報模型的建立及解釋[J];海洋漁業(yè);2014年02期

3 楊銘霞;陳新軍;馮永玖;官文江;;中小尺度下西北太平洋柔魚資源豐度的空間變異[J];生態(tài)學報;2013年20期

4 陳新軍;陸化杰;劉必林;錢衛(wèi)國;;利用棲息地指數(shù)預測西南大西洋阿根廷滑柔魚漁場[J];上海海洋大學學報;2012年03期

5 龔彩霞;陳新軍;高峰;官文江;雷林;;棲息地適宜性指數(shù)在漁業(yè)科學中的應用進展[J];上海海洋大學學報;2011年02期

6 陳新軍;劉必林;田思泉;錢衛(wèi)國;李綱;;利用基于表溫因子的棲息地模型預測西北太平洋柔魚(Ommastrephes bartramii)漁場[J];海洋與湖沼;2009年06期

7 李捷;李新輝;譚細暢;李躍飛;何美峰;羅建仁;林建志;蘇少芳;;廣東肇慶西江珍稀魚類省級自然保護區(qū)魚類多樣性[J];湖泊科學;2009年04期

8 張楠;孟偉;張遠;鄭丙輝;;遼河流域河流生態(tài)系統(tǒng)健康的多指標評價方法[J];環(huán)境科學研究;2009年02期

9 張松林;張昆;;空間自相關局部指標Moran指數(shù)和G系數(shù)研究[J];大地測量與地球動力學;2007年03期

10 張恩迪;滕麗微;吳詠蓓;;江蘇鹽城自然保護區(qū)獐棲息地的質(zhì)量評價[J];獸類學報;2006年04期

本文編號：2869914