基于栖息地指数模型的摩洛哥底拖网渔场研究

陈　程，陈新军，汪金涛，雷　林，怿良琦，刘大鹏，黄建忠

（1.上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306；2.大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海201306；3.国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 201306；4.远洋渔业协同创新中心，上海 201306；5.上海水产集团总公司，上海 200090）



基于栖息地指数模型的摩洛哥底拖网渔场研究

陈程1,4，陈新军1,2,3,4，汪金涛1,2,3,4，雷林1,2,3,4，怿良琦5，刘大鹏5，黄建忠5

（1.上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306；2.大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海201306；
3.国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 201306；4.远洋渔业协同创新中心，上海 201306；5.上海水产集团总公司，上海 200090）

摘要：根据2012—2015年上海某远洋渔业公司的底拖网渔船收集的生产统计数据，结合卫星遥感获得的表温、叶绿素浓度和海面高度距平均值以及实地调查的水深数据，用栖息地指数方法，以几何平均模型（GMM）和算术平均模型（AMM）对摩洛哥底拖网渔场进行比较研究。结果表明，各月基于表温、海面高度距平值、叶绿素和海底水深的适应性指数不一致，各月适宜的海洋环境范围有差异。AMM模型中HSI大于0.6的作业网次占总数的65.92%，作业产量占总数的67.57%；GMM模型中HSI大于0.6的作业网次占总数的只有44.78%，作业产量占总数的49.60%。AMM模型比GMM模型更适合于摩洛哥底拖网渔场的预报。

关键词：栖息地指数；摩洛哥；底拖网渔场；头足类

摩洛哥是非洲第一大渔业生产国，渔业资源丰富，品种多，并且渔业在摩洛哥国内经济中占有着重要地位[1]。摩洛哥海洋渔业品种具有多样性，渔业资源以鱼类为主，有沙丁鱼（Sardina pilchardus）、鳀鱼（Engraulis japonicus）、鲭鱼（Pneumatophorus japonicus）、大西洋竹筴鱼（Trachurus trachurus）、大西洋带鱼（Trichiurus lepturus Linnaeus）、欧洲无须鳕（Merluccius merluccius）、鲷科鱼类（Sparidae）和鲽形目（Pleuronectiformes）等，软体鱼类主要是章鱼（Octopus vulgaris）和乌贼（Sepiida）。由于摩洛哥海域沿岸有广泛的上升流，因此在这形成了良好的产卵场和索饵场[2]。从1988年中国水产总公司等国内渔业公司赴摩洛哥合作与生产至今，摩洛哥底拖网渔业已成为我国过洋性渔业的重要组成，主要捕捞头足类等底层鱼类[3]。尽管我国与摩洛哥双方合作已有近30 a，但是国内文献中仍少见关于摩洛哥底层种类渔场研究方面的成果。掌握摩洛哥海域头足类等底层种类的渔场分布及其变化规律对资源合理开发和利用具有重要意义。本研究拟根据上海某渔业公司的生产统计数据，结合卫星遥感获得的资料，利用栖息地指数模型对摩洛哥底拖网渔场进行分析与比较，为掌握摩洛哥底拖网渔场变化规律及资源的高效利用提供技术支撑。

1　材料和方法

1.1数据来源

（1）生产统计数据。来自上海某远洋渔业公司在摩洛哥海域的底拖网渔业，共15艘船。生产统计时间为2012—2015年，每年的1—3月和11—12月，数据包括时间、经度、纬度、水深、作业网次、渔获量以及种类组成。渔获物组成主要为墨鱼、章鱼和鱿鱼等，本研究仅对其总产量进行分析。

（2）海洋环境数据。海面高度距平均值（SSHA）、叶绿素浓度（Chl-a）和海表温度（SST）等遥感资料均来源于Ocean Watch（http://oceanwatch.pifsc.noaa.gov/las/servlets/dataset），时间分辨率为月，空间分辨率为0.5°×0.5°。时间为2012—2015年1—3月以及11—12月。

1.2研究方法

1.2.1适应性指数由于底拖网作业通常是根据船长的经验以及探鱼仪的影像进行渔场判别，作业网次可认为是代表鱼类出现的指标，用于表征栖息地的适应性指数[4]。假定最高作业网次NETmax为底拖网中心渔场分布概率最高的海域，其栖息地的适应性指数（Suitability index，SI）为1，而当作业网次为0时被认为中心渔场分布概率最低的海域，其栖息地SI为0[5]。采用专家赋值法[6]，依据作业网次与栖息地SI的关系（表1），建立基于水深、SST、SSHA和Chl-a的SI。

表1　基于捕捞努力量的栖息地适应性指数的确定标准Table 1　the definitions of suitability index values based on the fishing effort

1.2.2栖息地综合指数建模利用算术平均模型（arithmetic mean model,AMM）和几何平均模型（geometric mean model,GMM）计算栖息地综合指数（Habitat suitability index,HSI），HSI在0到1之间变化。通常认为HSI大于0.6的区域为中心渔场分布的海域[6]。计算公式如下：

式中ISI_Chl-a为基于叶绿素浓度的适应性指数，ISI_SST为基于海表温度的适应性指数，ISI_SSHA为基于海面高度距平均值的适应性指数，ISI_DEPTH为基于水深的适应性指数。

1.2.3模型比较利用2012—2015年11—12月、1—3月的生产统计数据对GMM和AMM模型进行比较，按HSI值的0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、0.8～1.0[6]分别统计作业网次、作业产量所占比率，及平均网次产量，以选择最适模型用于中心渔场的预测。

2　结果与分析

2.1生产情况分析

摩洛哥底冬季渔汛拖网作业的时间为1—3月和11—12月。由图1可知，各月作业网次所占比率最高的月份为2月和12月，每月所占比率分别为21.50%和28.04%（图1A），最低为3月份，所占比率为14.64%（图1A）。各月作业产量所占比率最高的月份为12月，所占比率分别为39.82%（图1B），最低月份为3月，所占比率分别只有14.12%（图1B）。每月的平均网次产量最高的月份为12月，达到200 kg；其次为11月份，为174.54 kg；最低的月份为3月，平均网次产量不足90 kg（图1C）。

图1　各月作业网次（A）、作业产量所占比率（B）以及平均网次产量（C）分布Fig.1　The monthly distribution of fishing net,catch,and catch per fishing net

2.2适应性指数建立

根据表1的专家知识，分别建立各月基于海表温度、海底水深、叶绿素质量浓度和海面高度距平均值的适应性指数（表2）。由表2可知，1月SI最高的SST、SSHA、ρChl-a和水深分别为17～18 ℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、30～40 m，2月为16～17℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、30～40 m，3月为16～17 ℃、-50～40 cm、2.0～5.0 mg/m3、20～30 m；11月为19～20 ℃、0～10 cm、0.01～0.5 mg/m3、60～70 m，12月为18～19 ℃、-40～30 cm、2.0～5.0 mg/m3、60～70 m。其最适的SST、SSHA、Chl-a和水深各月有所不同。

2.3预报模型比较

利用基于环境因子的栖息地指数（表2），按不同HSI来汇总2012—2015年1—3月和11—12月渔汛期间的作业网次、作业产量以及平均网次产量（表3、4）。由表3可知，基于AMM模型，HSI 在0.6以上的作业网次所占比率为65.92%，作业产量所占比率为67.57%，平均网次产量在177～211 kg/网次；HSI在0.4以下的作业网次所占比率为3.83%，作业产量所占比率为5.11%，平均网次产量为28～93 kg/网次。

由表4可知，基于GMM模型，HSI在0.6以上的作业网次所占比率为44.78%，作业产量所占比率为49.60%，平均网次产量在177～236 kg/网次；HSI在0.4以下的作业网次所占比率为31.10%，作业产量所占比率为30.09%，平均网次产量为28～196 kg/网次。

表3　基于算术平均的栖息地指数模型分析2012—2015年各月作业网次、作业产量比率以及平均网次产量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　基于几何平均的栖息地指数模型分析2012—2015年各月作业网次、作业产量比率以及平均网次产量Table 4　Percentages of fishing net and catch,and average catch of fishing net during 2012-2015 based on the GMM habitat suitability

3　讨论

摩洛哥管辖的大西洋沿岸渔场分布在21°N至36°N，东起离海岸6 n mile的拖网禁渔区线，西至约100 m等深线，但头足类渔场主要分布在21°N至28°N[3]，主要捕捞对象为章鱼、乌贼和枪乌贼等头足类[1]。前人研究结果可知，其水深是一个主要指标，主要分布在100 m以浅的海域内[3]。本研究认为，1—3月摩洛哥底拖网渔场主要分布在水深在20～40 m的海域，而11—12月则分布在水深60～70 m的海域。

除了水深之外，表温也是渔场预报中非常重要的环境指标之一，且各月有一定的差异。1月主要分布在SST为17～18 ℃的海域，2—3月份适宜SST有所下降，为16～17 ℃；而11月和12月的最适SST分别为19～20 ℃、18～19 ℃。从捕捞时间分析，即11月至翌年的3月捕捞渔汛期间，其最适SST呈现每月下降1 ℃的趋势。

海面高度距平均值也是渔场形成的一个重要指标之一。海面高度与水团、流系、海流、潮流等紧密相关，是这些海洋动力要素综合作用的结果，海面高度异常区域与温度场冷暖水团的配置有很好的对应关系，鱼类容易集群且形成渔场[7]。本研究认为，1—3月摩洛哥底拖网渔场均分布在海面高度距平均值为-50～40 cm的海域；而11月和12月中心渔场最适范围分别为0～10 cm、-40～30 cm。与其他指标相比，叶绿素在摩洛哥底拖网渔场预报中，其月间变化不太明显，除11月外，其他各月份的最适范围均为2.0～5.0 mg/m3。

在摩洛哥底层拖网渔场研究中，不同类型的栖息地指数模型，其预报结果不一致。如果以HSI大于0.6作为中心渔场的指标值，则AMM模型明显优于GMM模型。在统计所有生产数据认为，AMM模型计算获得的HSI＞0.6海域，其作业网次占总数的65.92%，作业产量占总数的67.57%；而GMM模型计算认为，在HSI＞0.6海域，其作业网次和作业产量所占的比率分别为44.78%、49.60%。另外，对HSI＜0.4的海域，AMM模型平均网次产量仅为28～93 kg/网次，而GMM模型平均网次产量为28～196 kg/网次。

由于摩洛哥头足类等重要底层种类主要分布在海底地质为贝壳和岩礁的海域[3]，因此其海底地质也是非常重要的因子。为此，在今后的研究中不仅需要考虑海底地质类型，同时还需要探讨时空因子和权重等栖息地指数模型的影响，进一步优化摩洛哥头足类等底层拖网渔场的栖息地指数模型。

参考文献

[1]李励年，邱卫华，王茜.摩洛哥渔业发展现状及面临的问题[J].现代渔业信息，2011，26（10）：5-8.

[2]陈新军.世界过洋性渔业概况[M].北京：海洋出版社，2013.

[3]崔建章.摩洛哥渔场六片式拖网的特点与适用性[J].上海水产大学学报，1992，1（3-4）：180-184.

[4]ANDRADE H A，GARCIA C A E.Skipjack tuna fishery in relation to sea surface temperature off the southern Brazilian coast[J].Fisheries Oceanography，1999，8（4）：245-254.

[5]MOHRI M.Seasonal change in bigeye tuna fishing areas in relation to the oceanographic parameters in the Indian Ocean[J].Journal of National Fisheries University，1999，47（2）：43-54．

[6]CHEN X J，TIAN S Q，CHEN Y，et al.A modeling approach to identify optimal habitat and suitable fishing grounds for neon flying squid（Ommastrephes bartramii）in the Northwest Pacific[J].Fish.Bull，2010，108：1-14.

[7]陈新军.渔业资源与渔场学[M].北京：海洋出版社，2004.

（责任编辑：陈庄）

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：陈新军（1967－），男，教授，E-mail：xjchen@shou.edu.cn

基金项目：上海市科技创新行动计划(14DZ1205000)；海洋局公益性行业专项（20155014）

收稿日期：2015-10-24

doi：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.01.011

中图分类号：S934

文献标志码：A

文章编号：1673-9159（2015）06-0063-05

第一作者：陈程（1989－），男，研究生，研究方向：远洋渔业。E-mail:cc0921113@hotmail.com