气候变化对中国近海主要经济鱼类潜在适宜生境影响的研究

来源 :浙江海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzh309420
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海洋环境在气候变暖的背景下发生显著变化,影响着我国近海的渔业资源和生态系统的稳定性。鱼类生命史中的各个阶段(如不同发育阶段的空间分布、鱼卵存活率)以及生物学特征(如生长速度、性成熟鱼龄)都会受到气候变化的影响,改变物种的组成和分布格局。目前,物种分布模型(Species distribution model,SDM)已经成为研究气候变化对物种潜在分布区影响的重要工具。本研究中选取8种中国近海重要经济鱼类为研究对象,其中包括3种中上层鱼类,分别是暖温性的蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)、鯷鱼(Engraulis japonius)和暖水性的蓝圆鲹(Decapterus maruadsi));5种底层鱼类,分别是暖温性的带鱼(Trichiurus lepturus)、小黄鱼(Larimichthys polyactis),暖水性的黄鳍马面魨(Navodon xanthopterus)以及冷温性的大头鳕(Gadus macrocephalus)、玉筋鱼(Ammodytes personatus),这些物种在我国渔业资源中占有非常重要的地位。因此,预测我国近海主要经济鱼类未来的潜在适宜生境,评估气候变化对其分布的影响,这将为提高我们应对气候变化的适应能力提供依据。本研究基于Biomod2软件构建的组合模型,利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)在第五次评估报告中提到的当前和未来气候情景下不同季节的环境变量(温度、盐度、深度、离岸距离、流速),再结合物种分布位点数据来预测典型浓度路径(representative concentration pathways,RCPs)中RCP4.5和RCP8.5气候情景下2040~2050年、2090~2100年春、夏、秋、冬季物种在中国近海的潜在分布区。我们从“Biomod2”包中选取了9种单一模型构建组合模型,并最终筛选出8种单模型加权构建。模性加权的依据是单模型的精确度指标真实技巧统计值(true skill statistics,TSS),模型精度评估的指标是受试者工作特征曲线下的面积(area under the curve,AUC)和TSS值。9种单模型分别是广义线性模型(generalized linear model,GLM)、推进式回归树(generalized boosted model,GBM)、广义相加模型(generalized additive model,GAM)、分类树分析(classification tree analysis,CTA)、人工神经网络模型(artificial neural network,ANN)、表面分布区分室模型(surface range envelope,SRE)、柔性判别分析(flexible discriminant analysis,FDA)、随机森林(random forest,RF)以及最大熵模型(maximum entropy,MAXENT)。最终将预测结果可视化并进行分布区变化率和分布重心的计算。此外,为了研究物种的温度敏感性,我们还预测了夏季海温匀速上升后的生境变化。本文的主要结果如下:(1)组合分布模型的精度:四个季节模型的精度都较高,但春季物种的模型的环境输入数据均为平均值,因此本文以春季模型的AUC值和TSS值作为评价指标,评估了8种经济种的单模型和组合模型精度。结果发现不同物种种的最优单模型不一,但其组合模型的精度都高于最优单模型的精度,SRE模型因TSS值小于0.8被剔除出组合模型之中。(2)中上层鱼类潜在分布区变化:蓝点马鲛和鯷鱼的潜在分布区随着气候情景和年份的推移而减少显著,蓝圆鲹的分布区呈现增加趋势,夏季变化较其他季节明显。蓝点马鲛和鯷鱼在2050(RCP4.5)、2100(RCP4.5)、2050(RCP8.5)的春、秋、冬季主要减少的分布区为冲绳岛至台湾海峡一线,夏季主要减少海域在东海南部;2100(RCP8.5)的春、秋、冬季主要减少分布区为海州湾附近、冲绳岛至台湾海峡一线以及南海北部近岸海域,夏季整个分布区减少严重。蓝圆鲹在2050(RCP4.5)、2100(RCP4.5)的春、秋季主要增加的分布区在黄海南部边缘的离岸海域,夏季主要增加分布区为黄海南部海域,秋季增加区域为东海北部边缘海域;2050(RCP8.5)增加区域与2050(RCP4.5)相近;2100(RCP8.5)的春、秋季主要增加分布区为东海南部海域,夏季主要增加区为渤海和黄海海域,冬季增加预期为东海北部海域,2100(RCP8.5)增加区域相比2050(RCP4.5)向高纬扩展。(3)底层鱼类潜在分布区变化:带鱼潜在分布区在未来气候情景下的夏季、2050(RCP8.5)的冬季和2100(RCP8.5)的四个季节呈减少的趋势;其他情景下的春、秋、冬季呈轻微增加趋势,春季增加率平均约3.7%,秋季均约1.2%,冬季不足1%。带鱼在春季、秋季和冬季主要减少的区域都为琉球群岛至台湾海峡一线,2100(RCP8.5)减少的范围向高纬度扩展,夏季主要减少的分布区为东海南部和南海北部,2100(RCP8.5)整体减少显著;春季增加的分布区为渤海湾、莱州湾以及黄海北部,秋季为黄海北部,冬季为黄海中部一线。小黄鱼分布区整体呈减少趋势,且随着气候情景和年份的推移不均匀递减;春季减少率约10.78%~39.76%,夏季约15.19%~21.79%,秋季约6.27%~27.15%,冬季约7.27%~17.98%。小黄鱼主要减少的分布区为海州湾附近、朝鲜半岛经琉球群岛至台湾海峡一线以及南海北部,2100(RCP8.5)减少的范围向高纬度扩展;整体上辽东半岛有不明显增加。黄鳍马面魨整体呈增加趋势,夏季增加率较其他季节大。在春、秋、冬季主要增加的分布区在东海中部离岸一线海域,夏季主要增加分布区为东海和黄海南部东侧海域。大头鳕分布区在春、夏季整体呈轻微增加趋势,冬季呈减少趋势;春季增加率平均约4.48%,夏季增加率平均约﹣2.7%,冬季减少率平均约为15.1%。大头鳕分布区整体变化不明显,主要减少分布区为黄海近岸一线,2100(RCP8.5)减少相对显著。玉筋鱼分布区在春、夏、秋季呈减少趋势,且随着年份和情景的推移不均匀递减,冬季呈轻微增加趋势;春季减少率平均约26%,夏季平均约18.8%,秋季平均约27.7%,冬季增加率平均约5.3%。玉筋鱼在未来气候情景下的春、夏、秋季主要减少分布区为渤海和黄海近岸海域,冬季黄海南部离岸海域有增加趋势。(4)中上层鱼类和底层鱼类的重心移动:物种分布重心整体上都呈现向高纬度移动的趋势,且向高纬移动的幅度随着气候情景和年份的推移而更加显著;玉筋鱼夏、秋季有向低纬移动的趋势,大头鳕冬季有向低纬移动的趋势,相比其他物物种整体变化较小。物种分布重心在夏季变化最大,尤其是2100(RCP8.5)下变化显著,冬季重心变化相对较小。整体上,物种分布模型针对不同物种的分布区预测表现出了较好的模型性能。温度是影响分布区发生季节性变化的重要因素,深度是影响分布区适宜性的重要因素。中上层鱼类和底层鱼类面对气候变化时表现出不同程度的脆弱性,夏季物种的变化最为显著,秋季变化相对较小。其中,蓝点马鲛、鯷鱼的分布区减少最为明显,2100(RCP4.5)时夏季减少显著;带鱼和小黄鱼次之,琉球群岛至台湾海峡一线以西减少明显;大头鳕和玉筋鱼分布区整体减少不严重,近岸海域分布区减少相对明显;蓝圆鲹和黄鳍马面魨呈增加的趋势,东海的适宜分布区将会增加。物种的分布重心整体北移,黄海北部分布区将更加集中。夏季温度敏感性的预测结果表明温度上升1.0℃~1.2℃时,分布区变化极其显著。本文提供了气候变化背景下渔业资源变动的趋势分析,为气候变化背景下渔业管理与利用提供了参考依据。
其他文献
对镇江地区1984—2019年家燕物候资料(始见、绝见期)及同期气温、降水、日照等气象资料对比分析,结果表明:近36 a镇江地区家燕始见期在波动变化中呈提前的趋势,以4 d/10 a的速率提前。绝见期在波动变化中呈推后的趋势,以5 d/10 a的速率推后。间隔期在波动变化中呈延长的趋势,以9 d/10 a的速率延长;近36 a镇江地区平均气温呈极显著的上升趋势,日照时数呈弱减少趋势,累积降水量呈弱
报纸
论文介绍了太阳能烟囱工作原理及数学模型,建立典型重庆农村住宅的物理模型,采用流体软件对太阳能烟囱的不同结构参数(太阳能烟囱长度与宽度等)和不同组合方式对室内热环境影响进行了数值模拟研究;并在此基础上提出了适宜工业化生产的太阳能烟囱单元模块及其组合方式。
<正>本文运用我国2016—2020年31个省(区、市)的省级面板数据,通过熵值法从数字化基础设施、数字产业化、产业数字化和数字化治理四个维度,构建综合指数对我国的数字经济发展水平进行测度,并运用系统GMM模型对数字经济对产业结构的影响机制与效应进行分析。研究发现:我国数字经济水平整体呈东—中—西三个梯度的差异,区域间存在着明显的“数字鸿沟”;数字经济对产业结构升级的影响在短期内有抑制作用,但长期
期刊
<正>一项新的研究显示,一些恒温动物正在进化出更大的耳朵、喙和腿,以适应全球变暖。~1 Humans in many parts of the world are having to adjust to climate change, but it appears that animals are having to adapt, too.
期刊
<正>《夏洛的网》是一个善良的弱者之间相互扶持的故事,是一部同时能给大人阅读的童话,读后令人生出无限温情、感动和憧憬。怀特用柔韧无比的蜘蛛丝编织了一张温暖的爱的大网,感动着无数读者。作为一名教育工作者,我一次次地捧起它来读,又一次次地被它深深地打动。
期刊
针对赵固一矿井下水文地质条件复杂、涌水量大、底板承压水压力高、防治水难度大等问题,结合赵固一矿18011工作面水文地质资料和煤层地质条件,提出地面定向分支钻探技术治理底板水害威胁。应用结果表明,该技术能够将工作面煤层底板受水害威胁的区域范围进行全部覆盖,既解决工作面开采过程中底板突水威胁,又提高钻探效率,降低钻孔施工成本。同时合理设计选取“绿色”钻井液配方并实行分段钻井液施工,解决钻探过程中因地层
在小学,因为孩子们的心理和思想还没有完全发展起来,所以他们很少有机会在课堂里集中精力,而教师们也要注意到这一问题,适时地调整自己的学习方式,让他们的注意力回到自己的学习上。语文作为一种重要的课程,在我国各级各类教学系统中占有比较重要的位置,它是学生其它学科和日常生活的重要组成部分,因此,它的教学和教育意义不容忽视。语感、阅读和写作三大基本元素是语文的三个基本元素,因此,在设计语文教学的过程中,必须
随着我国不断地深化供给侧结构型改革,我国产品供给质量得到显著提升,产业结构更加优化发展,但在产业结构合理化和高级化方面仍存在发展不平衡不充分的问题。金融发展无疑是推动产业结构升级的重要因素,但传统金融对资质较差的小微企业存在明显的金融排斥现象,并不能有效化解我国产业结构升级过程中的结构型矛盾。而普惠金融能够将原本被排斥在金融服务之外的“长尾群体”纳入覆盖范围,为其提供融资服务,支持小微企业实现产业
煤矿井下机电设备较多,电磁环境复杂,且大型电机启动瞬间会产生短暂却极为强烈的电磁脉冲干扰,强烈的脉冲干扰会窜入到瓦斯监控系统中造成“大数”干扰,引起监控系统的误报警,对煤矿的安全生产造成严重影响。由于“大数”干扰信号与瓦斯传感器的传输信号都是极低频信号,导致传统的滤波方法会在滤除干扰信号的同时把正常的报警信号也一并滤除。针对这一问题,本研究提出了一种基于人工免疫算法的干扰识别滤波模型。通过模拟实验