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第53卷 第11期 2023年11月中国海洋大学学报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A53(11):047~054N o v .,2023中西太平洋鲣鱼空间聚类特征及其与E N S O 的关系❋蒋明峰1,陈新军1,2,3,4,许子安1,林泓羽1,吕泽华1,2,3,4,雷 林1,2,3,4,贺海平5,贾海滨5,汪金涛1,2,3,4❋❋(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.农业农村部大洋渔业开发重点实验室,上海201306;5.大洋世家(浙江)股份公司,浙江舟山310009)摘 要: 为了解在不同厄尔尼诺-南方涛动(E N S O )事件下中西太平洋鲣鱼(K a t s u w o n u s p e l a m i s )资源的变动规律,本研究根据中西太平洋渔业委员会(W C P F C )2008 2018年中西太平洋鲣鱼的生产数据,结合海洋尼诺指数(O N I),利用聚类分析和灰色关联分析,研究季时间尺度下鲣鱼的自由鱼群和随附鱼群的渔场空间特征及其与E N S O 事件的关系㊂季尺度下渔场重心聚类分析表明,各簇所包含季度发生的异常气候事件具有一致性㊂拉尼娜时期,两种鱼群的主要渔场都有向西移动的趋势,厄尔尼诺时期则相反㊂在异常气候事件下,随附鱼群的迁移幅度小于自由鱼群,且随附鱼群渔场的经向分布更稳定㊂不同E N S O 模态下,资源丰度的空间分布存在差异㊂对自由鱼群而言,在拉尼娜事件发生于第1㊁2季度时165ʎE 以西海域的资源丰度最高,灰色关联度为0.650,在拉尼娜事件发生于第3㊁4季度时165ʎE 180ʎ海域的资源丰度最高,灰色关联度为0.411,在厄尔尼诺时期,180ʎ以东海域的资源丰度最高,灰色关联度为0.727㊂对随附鱼群而言,165ʎE 以西海域及165ʎE 180ʎ海域资源丰度最高时期为拉尼娜时期,灰色关联度分别为0.852和1.000,180ʎ以东海域资源丰度最高时期为厄尔尼诺时期,灰色关联度为1.000㊂研究结果可用于气候变化背景下鲣鱼渔情的预报㊂关键词: 鲣鱼;聚类分析;灰色关联度;中西太平洋;厄尔尼诺-南方涛动中图法分类号: S 931 文献标志码: A 文章编号: 1672-5174(2023)11-047-08D O I : 10.16441/j.c n k i .h d x b .20220320引用格式: 蒋明峰,陈新军,许子安,等.中西太平洋鲣鱼空间聚类特征及其与E N S O 的关系[J ].中国海洋大学学报(自然科学版),2023,53(11):47-54.J i a n g M i n g f e n g ,C h e n X i n j u n ,X u Z i a n ,e t a l .S p a t i a l c l u s t e r i n g ch a r a c t e r i s t i c s o f K a t s u w o n u s p e l a m i s i n W e s t a n d C e n -t r a l P a c i f i c O c e a n a n d i t s r e l a t i o n s h i p w i t h E N S O [J ].P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y of C h i n a ,2023,53(11):47-54. ❋ 基金项目:国家重点研究发展计划项目(2019Y F D 0901404);国家自然科学基金项目(41876141);上海市科技创新行动计划项目(19D Z 1207502)资助S u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o gr a m o f C h i n a (2019Y F D 0901404);t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n -d a t i o n o f C h i n a (41876141);t h e S h a n g h a i S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n P l a n P r o gr a m (19D Z 1207502)收稿日期:2022-06-27;修订日期:2022-09-13作者简介:蒋明峰(1998 ),男,硕士生,研究方向为渔业资源㊂E -m a i l :j m f 822221y yt @163.c o m ❋❋ 通信作者:E -m a i l :j t w a n g@s h o u .e d u .c n 鲣鱼(K a t s u w o n u s p e l a m i s )属鲭科(S c o m b r i d a)鲣属(K a t s u w o n u s ),为大洋性中上层洄游性鱼类,广泛分布于全球热带㊁亚热带海域[1]㊂2018年,全球鲣鱼总产量达320万t ,仅次于秘鲁鳀(E n g r a u l i s r i n ge n s )和阿拉斯加狭鳕(T h e r a g r a c h a l c o g r a mm a ),是世界上最重要的经济鱼类之一[2]㊂中西太平洋海域是鲣鱼渔业的主要作业渔场,近年来,其鲣鱼平均产量超过150万t ,占世界总产量的40%以上,而其中70%以上的产量来自于围网渔业[3]㊂中西太平洋鲣鱼鱼群按其活动特性可分为自由集结的自由鱼群㊁随附于鲸豚类的鲸豚随附群和随附于天然漂流物㊁漂流性人工集鱼装置(D r i f t i n g f i s h a g gr e -ga t i o n d e v i c e s ,D F A D s )等的漂流物随附群;其中,自由鱼群和漂流物随附群(以下简称随附鱼群)是围网渔业的主要对象㊂厄尔尼诺-南方涛动(E l N in o -S o u t h e r n O s c i l l a t i o n ,E N S O )事件是影响中西太平洋鲣鱼时空分布和生活史特征的主要因素[4]㊂已有研究表明,中西太平洋两种鲣鱼鱼群的形态特点㊁摄食习性㊁洄游模式等生物学特征存在差异[5-6],而目前对不同鱼群鲣鱼的空间分布特征及其与E N S O 关系的研究较少㊂本研究基于2008 2018年中西太平洋鲣鱼渔业数据,利用聚类分析和灰色关联分析研究鲣鱼的自由和随附鱼群在不同E N S O 模态下的分布特征,进一步了解中西太平洋鲣鱼资源变动规律,为鲣鱼的可持续管理提供依据㊂1 材料与方法1.1数据来源与作业海域中西太平洋海域鲣鱼围网生产统计数据来源于中Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中 国 海 洋 大 学 学 报2023年西太平洋渔业委员会(W e s t e r n a n d c e n t r a l P a c i f i c f i s h -e r i e s c o m m i s s i o n ,W C P F C ),数据涵盖作业时间(年㊁月)㊁作业地点(经度㊁纬度)㊁投网次数和渔获量(t)等,研究海域为130ʎE 140ʎW ㊁20ʎN 20ʎS㊂渔业统计数据空间分辨率均为5ʎˑ5ʎ,研究时间为2008 2018年㊂1.2分析方法1.2.1C P U E 的计算 本研究以捕捞努力量渔获量(C a t c h p e r u n i t e f f o r t ,C P U E )代表鲣鱼的资源丰度,定义投网次数为捕捞努力量,以5ʎˑ5ʎ为一个渔区,分别计算不同围网操作方式下各渔区各年㊁季的C P U E ,并分析其时空差异㊂C P U E 计算公式如下:E C P U E i j=c i jn i j㊂(1)式中:E C P U E i j为渔区i 中操作方式j 的单位捕捞努力量渔获量(t /网);c i j 为渔区i 中操作方式j 的总渔获量(t ),n i j 为渔区i 中操作方式j 的总捕捞努力量(投网次数)㊂1.2.2渔场重心聚类分析 利用渔场重心法,计算各季度不同鲣鱼鱼群渔场重心㊂其计算公式如下[7]:X m =ðai =1c i ˑX i ðai =1c i ;(2)Y m =ðai =1c i ˑY i ðai =1c i ㊂(3)式中:c i 为渔区i 的总渔获量;X m 为季度m 渔场重心的经度;Y m 为季度m 渔场重心的纬度;X i 为渔区i 的经度;Y i 为渔区i 的纬度;a 为渔区总数㊂分别对两种鲣鱼鱼群2008 2018年各季度渔场重心进行标准化后,计算渔场重心间的欧氏距离㊂受F A D s 休渔制度的影响,2010 2016年第三季度产量均明显低于其余各季度,不具备统计学意义,故在随附鱼群聚类分析中排除这7个季度㊂根据计算后的欧氏距离,将各季度渔场重心按离差平方和法进行聚类[8],比较分析其季间变化,渔场重心标准化及欧氏距离计算公式如下[9]:Z l o n ,m =X m -XS l o n ;(4)Z l a t ,m =Y m -YS l a t;(5)D m n =(Z l o n ,m -Z l o n ,n )2+(Z l a t ,m -Z l a t ,n )2㊂(6)式中:Z l o n ,m 为季度m 渔场重心经度坐标的标准分;Z l a t ,m 为季度m 渔场重心纬度坐标的标准分;S l o n 为经度坐标的标准差;S l a t 为纬度坐标的标准差;D m n 为季度m 和季度n 渔场重心的欧氏距离㊂1.2.3不同聚类下渔场分布及其与E N S O 的关系受海洋环境及气候变化的影响,鲣鱼会在东西方向上做长距离洄游,而南北方向则无明显变化[6]㊂因此,本研究通过统计各季度对应的海洋尼诺指数(O c e a n i c E lN in o i n d e x ,O N I ),分析各聚类与E N S O 循环的关系,并根据O N I 值从各簇中选取具代表性的时间区间,以5ʎ为经度区间,对比分析各代表时间区间中渔获量比重的经向变化,以此指代不同E N S O 模态下的渔场分布情况,采用N in o 3.4区的3个月滑动平均海表温度距平值(S e a s u r f a c e t e m p e r a t u r e a n o m a l y,S S T A )为O N I 值,数据来自美国国家环境预测中心(h t t p s ://o r i g i n .c p c .n c e p .n o a a .go v /),依照N O A A 对E N S O 事件的定义,将各季度所发生气候事件进行归类,即连续5个月N in o 3.4区S S T A 的3个月滑动平均值ɤ-0.5ħ为一次拉尼娜事件,连续5个月N in o 3.4区S S T A 的3个月滑动平均值ȡ0.5ħ为一次厄尔尼诺事件㊂1.2.4资源丰度评价 根据渔获量比重的经向分布及各国专属经济区的地理位置将研究海域划分为三部分,利用灰色关联分析方法研究各海域在各代表时间区间的资源丰度差异[10],以此指代不同E N S O 模态下资源丰度的变化情况㊂以5ʎ为经度区间,分别选取各海域两种鱼群聚类所有代表性季度中每一经度区间最大C P U E 值构成最优向量并作为母序列,计算各聚类子序列与母序列的灰色关联度,以灰色关联度的大小作为资源丰度好坏的评价标准㊂其计算公式如下:ξa k =m i n am i n k x 0k -x a k +ρˑma x a m a x kx 0k -x a k x 0k -x a k +ρˑm a x a m a x kx 0k -x a k ;(7)r a =1nðnk =1ξa k ㊂(8)式中:ξa k 为气候模态a 下第k 个经度区间的灰色关联系数;x 0k 为母序列;x a k 为子序列;ρ为分辨系数;本研究取值0.5,r a 为气候模态a 下该研究海域的灰色关联度㊂本研究中聚类分析部分由R 4.0.3软件中的 N b -C l u s t 包[11]及 f a c t o e x t r a包[12]完成,灰色关联分析由E x c e l 2019软件完成,图片制作由o r i gi n 2019b 软件及R 4.0.3软件中的 g gt r e e 包[13]完成㊂2 结果2.1渔场重心聚类分析及其与E N S O 的关系以空间距离4为阈值可将自由鱼群的季间渔场重心分为4簇(见图1(a )和图2(a)),各重心间欧氏距离介于0.045~5.344之间㊂对比分析聚类结果与O N I 的关系(见图3(a))可知,簇1中有7个季度处于拉尼娜时期,占54%,其余各季度均处于拉尼娜时期前后;簇2中有8个季度处于拉尼娜时期,占58%,3个季度84Copyright ©博看网. All Rights Reserved.11期蒋明峰,等:中西太平洋鲣鱼空间聚类特征及其与E N S O 的关系处于厄尔尼诺时期,占21%;簇3中各季度均处于厄尔尼诺时期;簇4中有10个季度处于正常气候条件下,占77%,其余3个季度均发生了厄尔尼诺事件㊂以空间距离4为阈值可将随附鱼群的季间渔场重心分为3簇(见图1(b )和图2(b)),各重心间欧氏距离介于0.101~4.743之间㊂对比分析聚类结果与E N S O事件的关系(见图3(b))可知,簇1中各季度均在拉尼娜时期;簇2中7个季度发生了厄尔尼诺事件,占70%;簇3中有12个季度处于正常气候条件下,占75%㊂图1 自由鱼群(a )及随附鱼群(b)聚类融合水平值F i g .1 F u s i o n l e v e l v a l u e o f f r e e s w i m m i n g s c h o o l c l u s t e r i n g (a )a n d a s s o c i a t e d s c h o o l c l u s t e r i n g (b)(图中数字标签为 年份/季度 格式㊂T h e n u m e r i c l a b e l s i n t h e f i g u r e s a r e i n t h e f o r m a t o f y e a r /qu a r t e r .)图2 自由鱼群(a )及随附鱼群(b)渔场重心聚类结果F i g .2 C l u s t e r i n g r e s u l t s o f f i s h i n g g r o u n d b a r y c e n t e r o f f r e e s w i m m i n g sc h o o l (a )a nd a s s o c i a te d s c h o o l (b ) 综上所述,自由鱼群聚类中,簇1㊁簇2涵盖了研究范围内93%的拉尼娜季度,二者之间的区别在于簇1中各因子多属第1㊁2季度,渔场重心位于2ʎS 以北(见图4),而簇2中各因子多属第3㊁4季度,渔场重心位于2ʎS 以南,簇3中渔场重心位于2ʎS 以南,175ʎE 以东海域,涵盖了44%的厄尔尼诺季度;随附鱼群聚类中,簇1中渔场重心多位于2ʎS 以南,165ʎE 以西海域,涵盖了研究范围内73%的拉尼娜季度,而簇2中渔场重心则位于2ʎS 以南,170ʎE 以东海域,涵盖了78%的厄尔尼诺季度㊂因此,以自由鱼群的簇1㊁2代指拉尼娜时期,簇3代指厄尔尼诺时期,簇4代指正常气候时期;以随附鱼群的簇1代指拉尼娜时期,簇2代指厄尔尼诺时期,簇3则代指正常气候时期㊂2.2不同气候模态下渔场的空间分布特征分别选取各聚类中与气候事件对应的季度作为代表时间区间(见表1),计算各代表时间区间渔获量比重的平均值,并分析其经度上的差异㊂由图5可知,自由鱼群和随附鱼群高产渔场的空间分布存在较强的规律性,自由鱼群聚类中,拉尼娜事件发生于第1㊁2季度时,高产渔场集中在140ʎE 160ʎE 海域,160ʎE 以东渔获量比重呈下降趋势;拉尼娜事件发生于第3㊁4季度时,渔获量高值区略向东移,集中在145ʎE 165ʎE 海域,165ʎE 以东渔获量比重呈下降趋势;厄尔尼诺事件及正常气候条件下各季度渔获量高值区分布较广,但各区间内94Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中 国 海 洋 大 学 学 报2023年占比相对较低,厄尔尼诺时期主要渔场位于175ʎE 155ʎW 海域,正常气候条件下,主要渔场位于155ʎE 180ʎ海域㊂图3 自由鱼群(a )及随附鱼群(b )各簇及其对应O N IF i g .3 C l u s t e r s a n d c o r r e s p o n d i n g O N I o f f r e e s w i m m i n g sc h o o l (a )a nd a s s o c i a te d s c h o o l (b)图4 自由鱼群(a )及随附鱼群(b)各簇的空间分布F i g .4 S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f c l u s t e r s o f f r e e s w i m m i n g sc h o o l (a )a nd a s s o c i a te d s c h o o l (b )表1 各簇代表时间区间T a b l e 1 T y p i c a l pe r i o d of e a c h c l u s t e r 类别C a t eg o r y自由鱼群F r e e s w i m m i n g sc h o o l 随附鱼群A s s o c i a t e d s c h o o l簇1代表时间区间T y p i c a l pe r i o d of c l u s t e r 12008/1,2009/1,2012/1,2011/2,2011/3,2018/1,2018/22008/1,2008/2,2008/4,2009/1,2010/4,2011/1,2011/4,2012/1簇2代表时间区间T y p i c a l pe r i o d of c l u s t e r 22008/2,2008/4,2010/3,2010/4,2011/4,2016/4,2017/42010/1,2014/4,2015/1,2015/2,2015/4,2016/1,2018/4簇3代表时间区间T y p i c a l pe r i o d of c l u s t e r 32009/4,2014/4,2015/3,2015/42008/3,2009/2,2010/2,2012/2,2012/4,2013/1,2013/2,2014/1,2014/2,2016/2,2018/2,簇4代表时间区间T y p i c a l pe r i o d of c l u s t e r 42008/3,2012/3,2014/1,2014/2,2014/3,2016/2,2017/2,2017/3,2018/3注:随附鱼群聚类仅有3簇,故簇4代表时间区间处为 ㊂表中数字标签为 年份/季度 格式㊂F o r t h e r e a r e o n l y 3cl u s t e r s i n a s s o c i a t e d s c h o o l ,a w a s s h o w n i n t y p i c a l p e r i o d o f c l u s t e r 4o f a s s o c i a t e d s c h o o l .T h e n u m e r i c l a b e l s i n t h e t a b l e a r e i n t h e f o r m a t o f y e a r /qu a r t e r . 不同气候模态下,随附鱼群渔获量在经度上的分布相比自由鱼群更稳定,不存在明显的高值区㊂拉尼娜时期主要渔场为140ʎE 180ʎ海域,厄尔尼诺时期主要渔场为165ʎE 165ʎW 海域,正常气候条件下,主要05Copyright ©博看网. All Rights Reserved.11期蒋明峰,等:中西太平洋鲣鱼空间聚类特征及其与E N S O 的关系渔场则位于160ʎE 180ʎ海域㊂2.3资源丰度评价根据渔获量的空间分布及各沿海国专属经济区的地理位置将研究海域分为3部分,分别为165ʎE 以西海域㊁165ʎE 180ʎ海域及180ʎ以东海域㊂灰色关联分析表明(见表2),对自由鱼群而言,165ʎE 以西海域资源丰度在拉尼娜事件发生于第1㊁2季度时最高,165ʎE180ʎ海域资源丰度在拉尼娜事件发生于第3,4季度时最高,180ʎ以东海域资源丰度在厄尔尼诺时期最高㊂对随附鱼群而言,165ʎE 以西海域及165ʎE 180ʎ海域资源丰度均在拉尼娜时期最高,180ʎ以东海域最高资源丰度则出现于厄尔尼诺时期㊂图5 自由鱼群(a )及随附鱼群(b)各簇代表时间区间渔获量比重在经度上的分布F i g 5 P e r c e n t o f c a t c h o f e a c h l o n g i t u d e i n t y p i c a l p e r i o d o f e a c h c l u s t e r f o r f r e e s w i m m i n g sc h o o l (a )a nd a s s o c i a te d s c h o o l (b )表2 各研究海域不同气候模态下两种鱼群的灰色关联度T a b l e 2 G r e y c o r r e l a t i o n d e g r e e o f t w o d i f f e r e n t s c h o o l s o f e a c h s t u d y ar e a u n d e r d i f f e r e n t c l i m a t e p a t t e r n s 海域S e a a r e a不同气候模态下自由鱼群灰色关联度G r e y c o r r e l a t i o n d e g r e e o f f r e e s w i m m i n g sc h o o l u nde r d if f e r e n t c l i m a t e p a t t e r n s拉尼娜时期(1,2季度)L a N in a (Q 1t h ,Q 2t h)拉尼娜时期(3,4季度)L a N in a (Q 3t h ,Q 4t h)厄尔尼诺时期E l N in o 正常气候N o r m a lc l i m a t ep a t t e r n 不同气候模态下随附鱼群灰色关联度G r e y c o r r e l a t i o n d e gr e e o f a s s o c i a t e d s c h o o l u n d e r d i f f e r e n t c l i m a t e p a t t e r n s拉尼娜时期L a N in a 厄尔尼诺时期E l N in o 正常气候N o r m a lc l i m a t ep a t t e r n 165ʎE 以西0.6500.4720.4190.4710.8520.5910.637165ʎE 180ʎ0.3780.4110.3830.3961.0000.7510.761180ʎ以东0.6920.5230.7270.7020.7601.0000.8503 讨论与分析E N S O 作为气候系统中最强的年际气候信号之一,对鲣鱼的空间分布起着举足轻重的作用[14]㊂不同E N S O 模态下,中西太平洋的水温㊁饵料生物丰度㊁海流等环境因素都会发生变化,进而导致鲣鱼的适宜栖息地出现变动㊂西太平洋暖池是维系E N S O 循环的纽带,其边界29ħ等温线可作为表征鲣鱼渔场经向分布特征的指标[15-16],拉尼娜时期,暖池面积缩小,29ħ等温线边界西移,适宜栖息地面积缩小,鲣鱼鱼群向西迁徙,导致捕捞努力量向海域西部聚集,出现了渔获量集中的现象;厄尔尼诺时期则相反,随着暖池的扩散,29ħ等温线边界东移,适宜栖息地面积增大,鲣鱼资源的分布更广泛,渔获量分布也相对均匀[17-18]㊂本研究认为,季尺度上的渔场重心聚类可有效表征中西太平洋鲣鱼在不同E N S O 模态下的空间特征,且不同模态下渔场重心的空间分布存在显著差异㊂沈建华等[19]研究发现,鲣鱼渔场重心在拉尼娜时期偏向西北,而在拉尼娜时期偏向东南,这与本研究中自由鱼群渔场重心的分布规律基本相符㊂拉尼娜时期,自由15Copyright ©博看网. All Rights Reserved.中国海洋大学学报2023年鱼群渔场重心总体偏向中西太平洋西北部及西部海域,其聚类以2ʎS为界被分为南㊁北2簇,而随附鱼群渔场重心则主要位于2ʎS以南,温跃层上界深度的变化可能是产生这种差异的原因㊂S c h a e f e r和F u l l e r[20]研究发现,鲣鱼自由鱼群80.5%的时间都活动于温跃层之上,因此温跃层上界深度较浅的海域捕捞自由鱼群的成功率更高;而随附鱼群会更频繁地进入温跃层索饵,其渔获率与温跃层深度关联较弱[21]㊂拉尼娜时期,鲣鱼鱼群向中西太平洋西部迁移,温跃层呈西弱东强的趋势,其上界深度较厄尔尼诺时期及正常气候时期更深,且存在明显的年内变化[22],上半年间,赤道北部海域温跃层上界深度相对较浅,南部海域则通常较深,而在下半年,赤道南部温跃层上界深度逐渐降低,这为捕捞自由鱼群的成功率提供了保障,导致渔场重心向南偏移㊂王学昉等[23]认为,正常气候条件下,自由鱼群与随附鱼群的空间分布特征不存在显著差异,这在本研究中得到了印证,正常气候条件下,两种鱼群的季间渔场重心都集中于2ʎS以北,160ʎE 175ʎE的中西太平洋中部海域,且其高产渔场也都处于165ʎE 180ʎ海域㊂不同E N S O模态下,自由鱼群和随附鱼群的洄游模式存在差异㊂拉尼娜时期,相比自由鱼群,随附鱼群主要渔场西移幅度较小,厄尔尼诺时期其东移幅度较小㊂导致这种差异的原因是多样的㊂一方面,饵料生物丰度是影响鲣鱼空间分布的重要因素[24],中西太平洋海域生产力较低,饵料生物分布呈斑块状,因此鲣鱼会为寻找适宜的索饵场而进行长距离洄游[25-26]㊂D F A D s的大规模使用改变了鲣鱼与海洋环境因子之间的关系,从而为其提供了一种替代大尺度洄游的新生活史策略[27]㊂C a s t r o等[28]研究发现,天然流木等漂浮物往往会停留在饵料丰富的锋区与涡旋中,因此鲣鱼等热带金枪鱼在进化过程中将漂浮物与摄食活动相关联,表现出对漂浮物的随附性与趋向性㊂有研究认为,D F A D s作为天然漂浮物的替代物,起到了 生态陷阱 的作用,从而对鲣鱼的摄食模式产生影响,聚集在D F A D s等漂浮物附近的鲣鱼群体会以其为参考点在周围海域索饵[29]㊂H i d a y a t等[30]研究发现,自由鱼群渔场叶绿素浓度通常高于随附鱼群渔场,表明随附鱼群对海洋环境中饵料丰度的变化不如自由鱼群敏感㊂自由鱼群往往聚集于暖池和冷舌交汇处形成的高营养盐辐合锋区索饵,而该锋区的经向移动与拉尼娜及厄尔尼诺事件的发生存在同步性[31];随附鱼群受饵料丰度影响较小,故在异常气候条件下,其经向移动范围较自由鱼群更小,渔场分布相对稳定㊂另一方面,流木等天然漂浮物多出现在靠近陆地的海区,并随海流流动,天然流木渔场往往集中于170ʎE以西的中西太平洋中部海域[32],从而在一定程度上影响了随附鱼群的分布㊂D F A D s的广泛应用极大提高了围网渔业的捕捞效率和产量,但同时也衍生了兼捕黄鳍金枪鱼(T h u n-n u s a l b a c o r e s)和大目金枪鱼(T h u n n u s o b e s u s)幼鱼的问题㊂为此,W C P F C自2008年起采取了针对随附鱼群的F A D s禁渔期管理措施,禁渔时间由最初的2个月延长至现在的3~4个月,在此期间,禁止对随附鱼群进行捕捞,以达到养护黄鳍金枪鱼和大目金枪鱼资源的目的[33-34]㊂资源状况良好的鲣鱼渔业也受到该政策的影响,2008年以来,中西太平洋海域针对随附鱼群的投网次数逐渐降低,其比重维持在30%~40%(见图6),而其渔获量比重从先前的60%以上降至目前的40%~50%㊂因此,了解不同鱼群在不同气候模态下的时空分布特征有助于提高捕捞效率,为企业入渔提供参考㊂图62008 2018年自由鱼群及随附鱼群渔获量/投网次数比重F i g.6P e r c e n t o f c a t c h/s e t o n f r e e s w i m m i n g s c h o o l a n da s s o c i a t e d s c h o o l f r o m2008t o20184结语本研究利用聚类分析和灰色关联分析方法在季尺度上研究了鲣鱼不同鱼群的分布特征差异及其与E N-S O的关系㊂鲣鱼渔场的空间分布除受E N S O现象影响外,还受到鲣鱼自身洄游特征及F A D s禁渔期等管理措施的影响,同时,出于数据的局限性,本研究所用的5ʎˑ5ʎ空间分辨率稍显粗糙,未来应综合考虑上述因素,在数据收集精细化的基础上利用更小空间分辨率进行分析,以期更精确地了解鲣鱼渔场的变动趋势,为资源的有效管理和可持续利用提供依据㊂参考文献:[1]黄锡昌,苗振清.远洋金枪鱼渔业[M].上海:上海科学技术文献出版社,2003:55-60.H u a n g X C,M i a o Z Q.D i s t a n t W a t e r T u n a F i s h e r y[M].S h a n g-25Copyright©博看网. All Rights Reserved.11期蒋明峰,等:中西太平洋鲣鱼空间聚类特征及其与E N S O的关系h a i:S h a n g h a i S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y L i t e r a t u r e P r e s s,2003:55-60.[2] F o o d a n d A g r i c u l t u r e O r g a n i z a t i o n o f t h e U n i t e d N a t i o n s.T h eS t a t e o f W o r l d F i s h e r i e s a n d A q u a c u l t u r e[R].R o m e:F o o d a n dA g r i c u l t u r e O r g a n i z a t i o n o f t h e U n i t e d N a t i o n s,2020.[3]方舟,陈洋洋,陈新军,等.中西太平洋鲣渔场时空分布研究[J].海洋渔业,2019,41(2):149-159.F a n g Z,C h e n Y Y,C h e n X J,e t a l.S p a t i a l a n d t e m p o r a l d i s t r i b u-t i o n a n a l y s i s o f h i g h c a t c h f i s h i n g g r o u n d f o r K a t s u w o n u s p e l a m i si n t h e W e s t e r n a n d C e n t r a l P a c i f i c[J].M a r i n e F i s h e r i e s,2019,41(2):149-159.[4]L e h o d e y P,B e r t i g n a c M,H a m p t o n J,e t a l.E l N i n o S o u t h e r n O s-c i l l a t i o n a nd t u n a i n t he w e s t e r n P a c if i c[J].N a t u r e,1997,389: 715-718.[5] A s h i d a H,T a n a b e T,S u z u k i N.D i f f e r e n c e o n r e p r o d u c t i v e t r a i t o f s k i p j a c k t u n a K a t s u o n u s p e l a m i s f e m a l e b e t w e e n s c h o o l s(f r e e v s F A D s c h o o l)i n t h e t r o p i c a l w e s t e r n a n d c e n t r a l P a c i f i c O c e a n [J].E n v i r o n m e n t a l B i o l o g y o f F i s h e s,2017,100(8):935-945.[6] W a n g X,X u L,C h e n Y,e t a l.I m p a c t s o f f i s h a g g r e g a t i o n d e v i c e s o n s i z e s t r u c t u r e s o f s k i p j a c k t u n a K a t s u w o n u s p e l a m i s[J].A-q u a t i c E c o l o g y,2012,46(3):343-352.[7]王韫沛,陈新军,余为.西北太平洋柔鱼渔场重心变化及其与环境的关系[J].上海海洋大学学报,2020,29(6):899-909.W a n g Y P,C h e n X J,Y u W.V a r i a t i o n s o f g r a v i t y c e n t e r s o f f i s h-i n g g r o u n d f o r n e o n f l y i n g s q u i d O m m a s t r e p h e s b a r t r a m i i i n t h e n o r t h w e s t P a c i f i c O c e a n a n d i t s r e l a t i o n w i t h m a r i n e e n v i r o n m e n t [J].J o u r n a l o f S h a n g h a i O c e a n U n i v e r s i t y,2020,29(6):899-909.[8] M u r t a g h F,L e g e n d r e P.W a r d s h i e r a r c h i c a l a g g l o m e r a t i v e c l u s t e-r i n g m e t h o d:W h i c h a l g o r i t h m s i m p l e m e n t W a r d s c r i t e r i o n?[J]. 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e s o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n,S h a n g h a i201306,C h i n a;3.N a t i o n a l D i s t a n t-W a t e r F i s h e r i e s E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r,S h a n g h a i201306,C h i n a;4.K e y L a b o r a t o r y o f O c e a n i c F i s h e r i e s E x p l o r a t i o n o f M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e a n d R u r a l A f f a i r s,S h a n g h a i201306,C h i n a;5.Z h e j i a n g O c e a n F a m i l y C o m p a n y L i m i t e d,Z h o u s h-a n310009,C h i n a)A b s t r a c t: T o u n d e r s t a n d t h e v a r i a t i o n r e g u l a r i t y o f K a t s u w o n u s p e l a m i s i n t h e W e s t e r n a n d C e n t r a l P a c i f i c O c e a n b a s e d o n c a t c h d a t a o f K a t s u w o n u s p e l a m i s f r o m W e s t e r n a n d C e n t r a l P a c i f i c F i s h e r i e s C o m m i s s i o n(W C P F C)i n c o m b i n a t i o n w i t h O c e a n i c E l N i n o i n d e x,w e s t u d i e d t h e s p a t i a l a n d t e m p o r a l v a r i a t i o n o f f r e e s w i m m i n g s c h o o l a n d a s s o c i a t e d s c h o o l a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p w i t h E l N i n o-S o u t h e r n O s c i l l a t i o n(E N S O)t h r o u g h c l u s t e r a n a l y s i s a n d g r e y c o r r e l a t i o n a n a l y s i s.S e a s o n a l f i s h i n g g r o u n d b a r y c e n t e r c l u s t e r a n a l y s i s s h o w e d t h a t e x t r e m e c l i m a t e e v e n t s i n e a c h c l u s t e r h a d u n i f o r m i t y.D u r i n g L a N i n a,t h e m a i n f i s h i n g g r o u n d o f t h e t w o s c h o o l s h a d a t r e n d o f m o v i n g w e s t w a r d s w h i l e t h e s i t u a t i o n w a s o n t h e c o n t r a r y d u r i n g E l N i n o.T h e m o v i n g a m p l i t u d e a n d m e r i d i o n a l d i s t r i b u t i o n o f a s s o c i a t e d s c h o o l u n d e r e x t r e m e c l i m a t e e v e n t s w a s s m a l l e r t h a n t h a t o f f r e e-s w i m m i n g s c h o o l.T h e r e e x i s t e d d i f f e r e n c e i n t h e d i s t r i b u t i o n o f s k i p j a c k t u n a r e s o u r c e a b u n d a n c e u n d e r d i f f e r e n t E N S O p a t t e r n s.A s t o f r e e-s w i m m i n g s c h o o l,a n a r e a t o t h e w e s t o f165ʎE h a d t h e h i g h e s t a b u n d a n c e w h e n L a N i n a e v e n t s h a p p e n e d i n t h e f i r s t t w o q u a r t e r s w i t h g r e y c o r r e l a t i o n o f0.650,a n d t h e a r e a b e t w e e n 165ʎE a n d180ʎh a d t h e h i g h e s t a b u n d a n c e w h e n L a N i n a e v e n t s h a p p e n e d i n t h e l a s t t w o q u a r t e r s w i t h g r e y c o r r e l a t i o n o f0.411.W h e n i t c a m e t o a s s o c i a t e d s c h o o l,t h e a r e a t o t h e w e s t o f165ʎE a n d t h e a r e a b e t w e e n165ʎE a n d180ʎh a d t h e h i g h e s t a b u n d a n c e w i t h g r e y c o r r e l a t i o n o f0.852a n d1.000.H o w e v e r, u n d e r E l N i n o e v e n t s,b o t h t w o s c h o o l s h a d t h e h i g h e s t a b u n d a n c e t o t h e e a s t o f180ʎw i t h g r e y c o r r e l a t i o n o f1.000a n d0.727.T h e r e s u l t i s c o n d u c t i v e t o i m p r o v i n g t h e a c c u r a c y o f f i s h i n g f o r e c a s t i n g i n t h e c o n t e x t o f c l i m a t i c o s c i l l a t i o n.K e y w o r d s:K a t s u w o n u s p e l a m i s;c l u s t e r a n a l y s i s;g r e y c o r r e l a t i o n;W e s t a n d C e n t r a l P a c i f i c O c e a n;E l N i n o-S o u t h e r n O s c i l l a t i o n责任编辑朱宝象45Copyright©博看网. 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doi: 10.11978/2023026舟山海域夏季上升流的年际变化及其与ENSO 的关系全梦媛, 王慧, 李文善, 王爱梅, 骆敬新国家海洋信息中心, 天津 300171摘要: 本文利用1968—2021年的海表温度和风场数据, 分析舟山海域夏季上升流强度的年际变化, 并结合同期的Niño 3.4指数分析ENSO (El Niño-Southern Oscillation)对上升流的影响。

温度和风上升流指数表明, 1982—2021年夏季舟山海域上升流均呈下降趋势, 下降速率分别为0.062℃·10a −1和0.35m 3·s −1·(100m·a) −1。

近年来, 沿岸风应力的减弱是影响温度上升流指数减弱的一个重要因素。

统计更长时间段内(1968—2021年)El Niño 和La Niña 年风上升流指数的强度发现, El Niño 年平均风上升流指数较小, 仅为−10.33m 3·s −1·(100m) −1。

La Niña 年平均风上升流指数较大为7.60m 3·s −1·(100m) −1, 高于El Niño 和气候态, 且多达4级(比例为75%)。

进一步分析ENSO 与舟山海域风上升流指数的关系发现, ENSO 主要通过影响风的变化进而影响上升流的强度。

El Niño 年, 舟山海域东南风减弱, 导致上升流强度较弱, 甚至发生下降流。

La Niña 年主要为偏南风且风速较大, 更有利于上升流的发展。

关键词: 舟山; 上升流; 年际变化; ENSO; 风场中图分类号: P731.21 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2024)01-0048-08The interannual variation of summer upwelling in Zhoushan Islands and its relationship with ENSOQUAN Mengyuan, WANG Hui, LI Wenshan, WANG Aimei, LUO JingxinNational Marine Data Information Center, Tianjin 300171, ChinaAbstract: Based on the sea surface temperature and wind data from 1968 to 2021, this paper analyzes the interannual variation of upwelling intensity in Zhoushan in summer, and the impact of El Niño-Southern Oscillation (ENSO) on upwelling. The temperature and wind upwelling indices both show that the upwelling in Zhoushan sea decreased in summer during 1982—2021, with the decreasing rates of 0.062℃·10a −1and 0.35 m 3·s −1·(100m·a)−1, respectively. Recently, the weakened coastal wind stress causes the temperature upwelling index to decrease. According to the results, the wind upwelling index during La Niña events is larger than that during El Niño events and climatology. Further analysis of the relationship between ENSO and the wind upwelling index shows that ENSO affects the intensity of upwelling mainly by influencing the wind. In El Niño events, the southeast wind dominated Zhoushan sea weakens, leading to a decreasing upwelling intensity. While in La Niña events, the enhanced south wind benefits the development of upwelling.Key words: Zhoushan; upwelling; interannual variation; ENSO; wind收稿日期：2023-03-03; 修订日期：2023-03-30。

ENSO与东亚季风关系的年代际变化发布时间：2021-12-21T07:52:48.302Z 来源：《科学与技术》2021年7月第20期作者：王鹏[导读] 利用NCEP/NCAR 1981-2010年的风场和高度场的再分析资料和Hadley中心的海温资料，王鹏中国民用航空华北地区空中交通管理局天津分局 300399摘要：利用NCEP/NCAR 1981-2010年的风场和高度场的再分析资料和Hadley中心的海温资料，采用了李建平等定义的东亚夏季风指数，运用统计分析方法，分析了1981-2010共30年间东亚夏季风与ENSO关系的年代际的变化。

结果表明ENSO与东亚夏季风关系呈稳健态势，即ENSO与东亚夏季风的关系不会随着年代际位相的变化而变化。

在1981-1997年PDO冷位相期间，赤道中东太平洋海温为正异常，ENSO 与东亚夏季风呈正相关关系，El Nino期间，东亚夏季风强，La Nina期间，东亚季风弱。

在1998-2010年PDO暖位相期间，该正相关关系仍然存在。

进一步分析发现，ENSO与其他大尺度环境条件的关系也并不随年代际位相变化而变化。

关键词：ENSO；年代际变化；东亚夏季风；相关关系引言亚洲季风对大气环流和气候变化起到重要重用。

东亚季风是亚洲季风系统中的重要组成部分。

东亚季风的变化不仅会影响东亚地区的天气和气候，其对副热带及热带地区行星尺度的大气环流也起到重要的影响，继而影响次年夏季的天气和气候，因而会对农作物的生长产生很大的影响。

东亚季风还具有不稳定的特点，比如有时候夏季风来得早，退得迟，从而引发洪涝和旱灾，使人们的生产和生活受到影响。

本文用东亚夏季风指数来表征东亚夏季风的强度，由于东亚夏季风既受到纬度方向上的海陆热力差异之间的影响，而且不同的年代际位相场会使ENSO事件的活动特点产生很大的差异。

因为李建平等定义的夏季风指数考虑了季节变化和年际变化，所以本文采用李建平等定义的东亚夏季风指数作为东亚夏季风强度的标准，并结合Hadley中心提供的海表温度资料，以及美国气候预测中心（CPC）提供的ENSO强度指数，利用相关等方法主要分析了1981-2010年30年间东亚季风与ENSO关系的年代际变化，并探讨了东亚季风与ENSO之间关系年代际变化的一些可能成因。