本發(fā)明涉及中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)入漁的預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

鰹魚(yú)(Katsuwonuspelamis)在世界金槍魚(yú)漁業(yè)中占有極其重要的地位，其中中西太平洋是重要作業(yè)海域。近年來(lái)，中西太平洋鰹魚(yú)平均年產(chǎn)量超過(guò)150萬(wàn)噸，占世界鰹魚(yú)產(chǎn)量的60％。研究表明，厄爾尼諾/拉尼娜事件與中西太平洋鰹魚(yú)資源漁場(chǎng)分布關(guān)系密切，氣候和海洋環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致鰹魚(yú)資源空間分布的變化。在中西太平洋海域共有12個(gè)國(guó)家和地區(qū)，僅有一小部分為公海海域，鰹魚(yú)分布在12個(gè)國(guó)家和地區(qū)的管轄海域和公海海域。我國(guó)金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁船通常通過(guò)買(mǎi)許可證的方式進(jìn)入他國(guó)海域進(jìn)行捕撈作業(yè)，許可作業(yè)按天數(shù)進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。目前，我國(guó)共有24艘金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁船，年產(chǎn)量在10-15萬(wàn)噸。但是，由于鰹魚(yú)漁場(chǎng)的年間和季節(jié)變化，以及南太平洋島國(guó)入漁成本的增加，使得我國(guó)金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)發(fā)展面臨著一些嚴(yán)峻的問(wèn)題：(1)中長(zhǎng)期金槍魚(yú)資源和空間分布無(wú)法預(yù)測(cè)，導(dǎo)致對(duì)入漁國(guó)和漁獲配額購(gòu)置盲目性加大，從而影響金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)的整體效益；(2)南太平洋島國(guó)實(shí)行作業(yè)天數(shù)限制，管理日趨嚴(yán)格，入漁成本也不斷提高，導(dǎo)致作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益較低。為此，需要建立一種高精度的中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)入漁的預(yù)測(cè)方法，為我國(guó)金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁船的科學(xué)入漁提供依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是建立一種基于捕撈努力量的中西太平洋(區(qū)域?yàn)?5°S-15°N，125°E–180°E)鰹魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)入漁的預(yù)測(cè)模型，為我國(guó)金槍魚(yú)圍網(wǎng)漁船科學(xué)入漁和購(gòu)置捕撈作業(yè)許可證、購(gòu)買(mǎi)入漁天數(shù)提供依據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案采用預(yù)測(cè)年之前至前16年毎年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括區(qū)域?yàn)?5°S-15°N，125°E–180°E年、月、經(jīng)度、緯度、捕撈努力量(單位為投網(wǎng)次數(shù))以及漁獲量(單位為噸)，Nino3.4區(qū)海表溫度距平值(以SSTA表示)和作業(yè)海域的海表面溫度(以SST表示)，其特征是以5°×5°空間分辨率為一個(gè)海區(qū)，將16年海區(qū)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一匹配，獲得每個(gè)海區(qū)不同的SSTA、SST范圍與所對(duì)應(yīng)的初值化捕撈努力量的關(guān)系，利用正態(tài)分布模型建立每個(gè)海區(qū)的入漁預(yù)測(cè)模型，入漁預(yù)測(cè)模型以捕撈努力量所占百分比來(lái)表達(dá)；所述捕撈努力量取投網(wǎng)網(wǎng)次來(lái)表征中心漁場(chǎng)，捕撈努力量初值化處理是將Nino3.4區(qū)的SSTA和作業(yè)海域的SST以0.5℃為間距，計(jì)算出每個(gè)海區(qū)對(duì)應(yīng)不同Nino3.4區(qū)SSTA范圍所占的百分比再將所得的百分比除以該海區(qū)內(nèi)占比最大的值其中，X_j代表在j海區(qū)捕撈努力量的總量，X_i,j代表在j海區(qū)內(nèi)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量，N_i,j代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量所占的百分比；maxN_i,j代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量所占的百分比的最大值；代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量的百分比占其百分比最大值的比值。

本發(fā)明根據(jù)預(yù)測(cè)年之前至前16年中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)捕撈漁業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用捕撈努力量在空間分布上的變化規(guī)律，同時(shí)建立了捕撈努力量和Nino3.4區(qū)的SSTA以及作業(yè)海域的SST之間的關(guān)系，以正態(tài)模型的形式表現(xiàn)出了不同海洋環(huán)境情況下鰹魚(yú)資源時(shí)空分布概率，為中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)的科學(xué)入漁提供了依據(jù)，大大減少捕撈的盲目性，提高了捕撈效率。

附圖說(shuō)明

圖1為各緯度海區(qū)累計(jì)捕撈努力量分布圖。

圖2為中西太平洋22個(gè)海區(qū)捕撈努力量所占百分比分布圖。

具體實(shí)施方式

本方法選定區(qū)域?yàn)?5°S-15°N，125°E–180°E，采用1995～2012年統(tǒng)計(jì)材料包括年、月、經(jīng)度、緯度、捕撈努力量(以投網(wǎng)次數(shù)為指標(biāo))以及漁獲量(單位為噸)，Nino3.4區(qū)海表溫度距平值(SSTA)和作業(yè)海區(qū)的海表面溫度(SST)，其中1995-2010年數(shù)據(jù)用于建立預(yù)測(cè)模型，2011-2012年數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)驗(yàn)證。按緯度方向每5度統(tǒng)計(jì)緯度方向各海區(qū)累計(jì)捕撈努力量分布情況(圖1)，其中5°S-5°N、125°E–180°E海域共計(jì)22個(gè)海區(qū)為最重要的作業(yè)海域，其投網(wǎng)次數(shù)約占總量的87.4％，因此以5°S-5°N、125°E–180°E海域的22個(gè)5°×5°海區(qū)為例說(shuō)明具體實(shí)施方式(圖2)。捕撈努力量可以作為表征中心漁場(chǎng)的指標(biāo)。因此選取投網(wǎng)網(wǎng)次來(lái)表征中心漁場(chǎng)。首先對(duì)捕撈努力量進(jìn)行初值化處理，將Nino3.4區(qū)的SSTA和作業(yè)海域的SST以0.5℃為間距，計(jì)算出每個(gè)海區(qū)對(duì)應(yīng)不同Nino3.4區(qū)SSTA范圍所占的百分比再將所得的百分比除以該海區(qū)內(nèi)占比最大的值其中，X_j代表在j海區(qū)捕撈努力量的總量，X_i,j代表在j海區(qū)內(nèi)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量，N_i,j代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量所占的百分比；maxN_i,j代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量所占的百分比的最大值；代表在j海區(qū)i溫度范圍內(nèi)捕撈努力量的百分比占其百分比最大值的比值。將16年(1995-2010年)22個(gè)海區(qū)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一匹配處理，分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)海區(qū)不同的SSTA、SST范圍與所對(duì)應(yīng)的初值化捕撈努力量的關(guān)系，利用正態(tài)分布模型建立每個(gè)海區(qū)的入漁預(yù)測(cè)模型。入漁預(yù)測(cè)模型以捕撈努力量所占百分比來(lái)表達(dá)。

根據(jù)建立中西太平洋鰹魚(yú)漁業(yè)入漁的預(yù)測(cè)模型，利用2011年和2012年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)上述兩類(lèi)模型進(jìn)行比較。通過(guò)預(yù)測(cè)值和實(shí)際值的相關(guān)系數(shù)R²值來(lái)比較模型的優(yōu)劣?；贜ino3.4區(qū)的SSTA入漁預(yù)測(cè)模型分析表明，Nino3.4區(qū)的SSTA和22個(gè)海區(qū)的初值化捕撈努力量之間均呈正態(tài)分布，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上(P<0.01)(表1)，且峰值均在-0.25℃-0.25℃之間。

表1各個(gè)海區(qū)基于NINO 3.4區(qū)SSTA的入漁預(yù)測(cè)模型

表中：Y為投網(wǎng)次數(shù)的百分比，X_SSTA為SSTA對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間

作業(yè)海域的SST和22個(gè)海區(qū)的初值化捕撈努力量之間均呈正態(tài)分布，相關(guān)系數(shù)均在0.85以上(P<0.01)(表2)。作業(yè)漁場(chǎng)基本上分布在SST為27.5-30.5℃的海域，且峰值都SST為29-29.5℃的海域。

表2各個(gè)海區(qū)基于作業(yè)海域SST的入漁預(yù)測(cè)模型

表中：Y為投網(wǎng)次數(shù)的百分比，X_SST為SST對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間

入漁預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證，將2011年與2012年的Nino3.4區(qū)SSTA，以及各作業(yè)海域的SST分別各自代入入漁預(yù)測(cè)模型，獲得的投網(wǎng)次數(shù)百分比的預(yù)報(bào)值，并與實(shí)際值進(jìn)行比較。結(jié)果表明，2年的預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際統(tǒng)計(jì)值之間均存在顯著相關(guān)關(guān)系(P均小于0.01)(表3)。

表3預(yù)測(cè)值與實(shí)際值回歸方程

表中，X為投網(wǎng)次數(shù)的實(shí)際百分比，Y為投網(wǎng)次數(shù)的預(yù)測(cè)百分比

從預(yù)測(cè)和實(shí)際預(yù)報(bào)的結(jié)果來(lái)看，排名第一的均一致(表4，表5)。在排名前三中，2011年和2012年預(yù)測(cè)值均有2個(gè)與實(shí)際值相同。排名前五中，2011年和2012年預(yù)測(cè)值中均有4個(gè)與實(shí)際值相同。排名前十中，2011年和2012年預(yù)測(cè)值分別有9個(gè)、8個(gè)與實(shí)際值相同?？傮w來(lái)看，預(yù)測(cè)值與實(shí)際結(jié)果有很強(qiáng)的一致性，總體的預(yù)報(bào)精度在80％以上。

表4 2011年實(shí)際預(yù)報(bào)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果比較(括號(hào)內(nèi)為作業(yè)網(wǎng)次的百分比)

表5 2012年實(shí)際預(yù)報(bào)與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果比較(括號(hào)內(nèi)為作業(yè)網(wǎng)次的百分比)

根據(jù)1995-2012年中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)捕撈漁業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析了其捕撈努力量在空間分布上的變化規(guī)律，同時(shí)建立了捕撈努力量和Nino3.4區(qū)SSTA，以及各作業(yè)海域SST的關(guān)系，以正態(tài)模型的形式表現(xiàn)出了不同海洋環(huán)境情況下鰹魚(yú)資源時(shí)空分布概率，為中西太平洋鰹魚(yú)圍網(wǎng)漁業(yè)的科學(xué)入漁提供了依據(jù)，大大減少捕撈的盲目性，提高了捕撈效率。