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东中国海是指由我国渤海、黄海、东海组成的大陆架海域,位于东亚季风区,夏季盛行偏南风,冬季盛行偏北风,每年夏秋季节还受到台风的影响。海域内有黄河、长江等河流注入大量淡水和营养物质,再加上东中国海特殊的地形结构以及外海水团的影响,形成了复杂的海流系统。主要包括黑潮、台湾暖流、东海北部的冷涡、对马暖流、黄海暖流、黄海冷水团等。冬、夏季风、台风和陆地径流等气候因子都共同影响着海洋物理环境,使得海洋系统处于动态的变化之中。作为海洋鱼类等生物资源的栖息地,海流系统决定着海洋生物的生存条件。东中国海陆架宽广、幅员辽阔,包含了黄海(含渤海)生态系统、东海生态系统。自然条件优越,形成了许多天然的良好渔场,例如石岛渔场、大沙渔场、吕泗渔场、舟山渔场、闽东渔场等。渔业资源非常丰富,海洋渔业成为海洋经济的支柱产业,同时也为人们提供丰富、优质的食物。
但是,近年来由于人为活动(过度捕捞、污染和港口工程等)和气候变化的影响使得渔业资源严重衰退。主要表现在渔获量减少、鱼类个体偏小、鱼类的营养级降低、优势种群不稳定,海洋生态系统稳定性大大降低。气候变化对海洋鱼类的影响越来越引起人们的广泛关注,但是目前气候变化对海洋鱼类影响机制的研究尚处于初期阶段。因此,本文选取SST、季风、台风、径流等几个气候因子,来探讨气候变化对对海洋鱼类生物量的影响,并在此基础之上在Fox剩余产量模型中引入气候因子来优化CPUE。
在1956-1984年时间序列内对主要气候因子(季风、台风、海表温度、径流)和东中国海主要经济鱼种渔获量残差、渔获量比例进行了相关性分析。分析发现不同海洋鱼类对气候环境变化的响应是不同的,季风、台风、海表温度对中上层鱼类起负面影响,而这四个气候因子对中下层鱼类起到积极作用,各相关系数的P值均小于0.05。由于栖息水层的不同,上层水域环境变化较下层水域更为剧烈。中上层鱼类受到气候变化的直接影响,对环境激烈变化而不适应。而中下层鱼类则受到间接影响,和环境因子表现为正相关。气候因子对海洋鱼类影响的滞后时间范围为0-5年,并且具有多年连续性。
气候因子是影响海洋鱼类资源的重要因素,在渔业资源评估中也不可忽视。本文基于1951-1984年东海区总渔获量和捕捞努力量数据,挑选出和渔获量残差相关性显著的气候因子:SST、冬、夏季风、长江径流。在Fox剩余产量模型中引入这些气候因子对CPUE进行了优化。运用逐步回归法,分别拟合模型参数a与气候因子的线性和指数回归关系。由于因子间的的相关性较为显著(SST-长江径流相关系数为0.517,P<0.01;夏季风--台风相关系数为0.512,P<0.01),两回归模型结果均筛选出SST、夏季风两个气候因子作为模型的新参数。经AIC准则判断,线性模型为最适模型。气候因子和参数a的线性回归模型回归系数R2为0.495,模型中各参数的P值都小于0.01,95%置信区间均不包含零,回归模型有意义。模型经气候因子优化后对CPUE的拟合效果比优化前显著提高,说明SST、夏季风对东海渔业资源数量的影响最为显著,在运用Fox模型进行剩余产量评估时应把气候因子考虑在内。
气候因子影响海洋鱼类的可能机制为:1.SST的变化影响鱼类的分布范围,并且对海洋初级生产力产生影响,进而通过食物网对鱼类造成影响。2.季风影响海流,一方面决定了营养物质的传输和扩散,另一方面也影响鱼卵和幼鱼的分布范围。3.台风的强烈的搅动作用,加强海水的混合度,提高营养物质利用效率。4.陆地径流给海洋带来淡水和营养盐,为鱼类生存和繁殖提供了物质条件。气候因子通过改变海洋环境条件而影响海洋生物。本文针对研究结果提出了可能的作用机制,尚缺乏合理的科学论证。今后可以尝试运用模型来进行更深入的研究,并在改善模型方面对CPUE优化作进一步努力。