黄海鳀种群分布的时空演变及其驱动因素

Environmental factors and population characteristics affect the spatial distribution of marine fish. However, climate change and overfishing have been altering fish living conditions and population features. Being a key species of the Yellow Sea ecosystem, we can understand the dynamic characteristics of the Yellow Sea ecosystem on a certatin degreen by analyzing the spatiao-temporal dynamics of anchovy and its driving forces. This project will quantify the spatial distribution change of anchovy by using GIS (geographical information system) technique and R language. Both external controls and internal controls are considered, based on multivariate statistical analysis, the relationship between anchovy distribution and influencing factors will be built by a multi-model inference. Then, the driving forces on the spatial distribution variations of anchovy are to be analyzed. Furthermore, we will carry out a distribution forecast supposed the different change of the key factors. The data for this study are from the bottom trawl survey data, biological data of anchovy and related marine environmental data in the Yellow Sea during about thirty years. Through the above research, this study will illustrate the spatio-temporal change regulation of anchovy and the adaptive differences in spatial distribution of different age groups for the same species, and explore the expression method of quantitative relationship between fish spatial distribution and its influencing factors, as well as find out the main driving forces on spatial distribution variations of anchovy, confirm the response of anchovy spatial distribution to the changes of the key factors. This study will provide useful information for management of marine fishery resources and modeling population dynamics.

海洋鱼类时空分布受外部环境因素和内部种群特征的影响，气候变化、过度捕捞改变着鱼类的生长环境和种群特征。鳀是黄海生态系统的关键种，以鳀为研究对象，通过系统分析其种群分布格局的时空演变特征及驱动因素，在一定程度上反映黄海生态系统的动态特征。本项目拟利用长时间序列的底拖网调查、生物学数据和海洋环境数据，应用GIS技术、R统计绘图等方法多角度量化其时空分布变动；综合考虑内、外控制因子，基于多元统计分析，利用多模型选择框架，构建鳀种群分布与相关因子关系模型，分析其空间分布变动的驱动因素，并进行关键因子变动条件下的分布预测。旨在阐明鳀种群分布的时空变化规律及同种鱼类不同年龄群体的空间适应性响应差异，探索鱼类空间分布与影响因子关系的定量表达方法；查明鳀空间分布年际变动的驱动因素，确定其空间分布对关键因子变动的响应关系；为渔业管理和资源养护提供科学依据，也为鱼类种群动态数值模拟提供理论基础和数据参数。

近几十年来，气候变化和过度捕捞成为影响各海区渔业资源的重要因素。气候变化改变了海洋生物的地理分布，过度捕捞改变了年龄、体长结构以及空间结构，影响着鱼类的洄游和分布。在黄海水温明显升高和过度捕捞背景下，本项目以黄海海域鳀种群为研究对象，以近三十年的海上底拖网调查资料、实验室测定的生物学数据及对应时段的遥感数据，应用GIS技术多角度量化鳀种群分布的时空变动；综合考虑影响鱼类分布的内、外因素—种群特征和海洋环境因子，基于GAM模型，确定越冬鳀种群分布与相关因子的关系，分析时空变动的驱动因素，初步探索越冬鳀空间变动模式。通过以上研究，重要结果如下：（1）越冬鳀资源密度分布年际变动明显；资源密度重心年间差异显著，但在纬向分布上的变化无规律可循。该结果明确了黄海越冬鳀种群分布的年际变动特征，为进一步研究气候变化和捕捞压力对其的影响提供依据。（2）黄海越冬鳀空间分布格局年间差异较大，但总体来看，资源密度的高高类型聚集区主要分布在中东部水域，低低类型聚集区则主要在近岸浅水区及北部水域分布。从空间结构方面深入了解了鳀种群的动态空间模式及其演化规律。（3）水温对越冬鳀种群分布有重要影响；越冬鳀种群空间分布和资源密度分布的影响因子不同，且同一显著因子对其空间分布和资源密度分布的影响方式不同；种群特征因子中，空间种群结构对鳀资源密度分布影响显著，且对模型贡献率较大。该结果定量了各因子对鳀资源分布的影响程度和影响差异，回答了“在气候变化和过度捕捞背景下，黄海海域鳀种群分布时空变化的驱动因素”这一科学问题。（4）现阶段，捕捞压力决定了越冬鳀的资源丰度，而水温变化和黄海暖流暖水舌的控制范围影响越冬鳀的空间分布。