張榮瀚，張勝茂，樊 偉，陳雪忠

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200090）

浙江省是我國(guó)傳統(tǒng)的海洋捕撈大省，擁有海域面積26 km2，沿海有臺(tái)灣暖流與江浙沿岸水流以及黃?；旌纤畧F(tuán)等多種洋流交匯，適宜多種海洋生物棲息生長(zhǎng)與繁殖［1］。浙江沿海是我國(guó)漁業(yè)資源最好、生產(chǎn)力最高的海域之一，包含我國(guó)四大漁場(chǎng)之一的舟山漁場(chǎng)。港口及漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施完善，擁有著名的沈家門(mén)漁港、嵊山漁港、石浦漁港等港口資源，素有“中國(guó)魚(yú)倉(cāng)”之稱(chēng)［2］。

刺網(wǎng)是我國(guó)主要的捕撈作業(yè)方式之一，在我國(guó)的海洋捕撈業(yè)中占有較重要的地位。2019年，浙江省刺網(wǎng)作業(yè)的漁船達(dá)5 507艘，占全省海洋捕撈漁船總數(shù)的32.7%，數(shù)量?jī)H次于拖網(wǎng)漁船［3］。大部分刺網(wǎng)捕撈漁船都是流刺網(wǎng)漁船，在浙江省2005年的調(diào)查統(tǒng)計(jì)中，分布于浙江沿岸海域的流刺網(wǎng)作業(yè)漁船達(dá)4 355艘［4］，占所有刺網(wǎng)漁船的74.4%。刺網(wǎng)是將若干長(zhǎng)方形網(wǎng)片相互連接成一列長(zhǎng)帶型的網(wǎng)具，其作業(yè)方式是將網(wǎng)具垂直敷設(shè)在魚(yú)類(lèi)洄游的通道上，當(dāng)魚(yú)類(lèi)在洄游或受驚逃竄時(shí)刺入網(wǎng)目或纏絡(luò)于網(wǎng)衣中從而被捕獲。漂流刺網(wǎng)是隨風(fēng)、洋流漂移作業(yè)的刺網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)流刺網(wǎng)或流網(wǎng)。它能夠自由流動(dòng)作業(yè)，迎捕魚(yú)類(lèi)，是刺網(wǎng)漁具中數(shù)量最多、使用最廣的漁具［5］。流刺網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)于漁船動(dòng)力要求不高、生產(chǎn)作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活［5－6］、所需船員少、成本低廉［7］、捕撈對(duì)象廣泛、選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

漁船監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（vessel monitoring system，VMS）能提供漁船位置和活動(dòng)的信息，將漁船船位、船速和航向等資料自動(dòng)傳送到岸上的監(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能及時(shí)掌握和監(jiān)督漁船的作業(yè)動(dòng)態(tài)，在漁船捕撈控制、科學(xué)研究、安全航行和海上執(zhí)法等多個(gè)領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力［8］。我國(guó)VMS數(shù)據(jù)的主要來(lái)源于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。相比其他國(guó)家廣泛使用的AIS、Inmarsat-C等系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)具有回報(bào)頻率高的特點(diǎn)。因此，使用北斗數(shù)據(jù)很適合進(jìn)行長(zhǎng)期的漁船作業(yè)研究［9］。

以往對(duì)船位數(shù)據(jù)的研究基本集中在拖網(wǎng)漁船上，如張勝茂等［10－11］對(duì)于拖網(wǎng)捕撈努力量的分析，WALKER和BEZ［12］提出的用于判斷拖網(wǎng)漁船活動(dòng)的改進(jìn)貝葉斯-隱馬爾可夫模型，JOO等［13］使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)拖網(wǎng)漁船的狀態(tài)進(jìn)行判別。對(duì)于刺網(wǎng)漁船的研究?jī)H有少數(shù)文獻(xiàn)有所涉及［14］，尤其缺少專(zhuān)門(mén)針對(duì)流刺網(wǎng)船位數(shù)據(jù)的研究報(bào)道。本文以浙江省流刺網(wǎng)漁船為研究對(duì)象，利用北斗衛(wèi)星提供的船位數(shù)據(jù)對(duì)其捕撈生產(chǎn)的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，以期為有關(guān)部門(mén)對(duì)流刺網(wǎng)漁船生產(chǎn)的監(jiān)控和管理提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的北斗船位數(shù)據(jù)來(lái)源于北斗運(yùn)營(yíng)商，北斗系統(tǒng)傳送的船位數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率為3 min，空間分辨率10 m，測(cè)速精度0.2 m·s－1。本文中采用的數(shù)據(jù)為浙江省822艘刺網(wǎng)漁船從2017年1月1日至2017年12月31日的北斗船位數(shù)據(jù)。

1.2 流刺網(wǎng)網(wǎng)次的提取

對(duì)于流刺網(wǎng)網(wǎng)次，使用綜合閾值提取法進(jìn)行提取。根據(jù)流刺網(wǎng)作業(yè)的特點(diǎn)，使用多層過(guò)濾法，根據(jù)航速、空間距離、時(shí)間間隔和航向角度變化等多個(gè)參數(shù)，對(duì)于作業(yè)狀態(tài)船位點(diǎn)的閾值進(jìn)行判定。處于一定閾值范圍內(nèi)的點(diǎn)，可以認(rèn)為該船位點(diǎn)是這艘流刺網(wǎng)漁船正在進(jìn)行捕撈作業(yè)的船位點(diǎn)。由于流刺網(wǎng)放收網(wǎng)作業(yè)是一個(gè)連續(xù)過(guò)程：在一段時(shí)間范圍內(nèi)，流刺網(wǎng)漁船處于正常航行-開(kāi)始放網(wǎng)-結(jié)束放網(wǎng)漂流等待-開(kāi)始收網(wǎng)-結(jié)束收網(wǎng)開(kāi)始航行的循環(huán)狀態(tài)，因此根據(jù)漁船正常航行、進(jìn)行捕撈作業(yè)和漂流等待的時(shí)間點(diǎn)，可以得出每次作業(yè)中開(kāi)始收網(wǎng)和結(jié)束收網(wǎng)的船位點(diǎn)，從而得到流刺網(wǎng)的網(wǎng)次信息。單次流刺網(wǎng)作業(yè)的總時(shí)間，可以簡(jiǎn)化為使用收網(wǎng)結(jié)束點(diǎn)的時(shí)間減去放網(wǎng)開(kāi)始點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。而單次流刺網(wǎng)的網(wǎng)長(zhǎng)，可以用所有收網(wǎng)軌跡船位點(diǎn)之間的距離之和來(lái)表示［15］。

1.3 捕撈努力量及其熱度分布的計(jì)算

流刺網(wǎng)網(wǎng)長(zhǎng)L可以近似于一條由捕撈起始點(diǎn)延伸至捕撈結(jié)束點(diǎn)的曲線(xiàn)，這條曲線(xiàn)的長(zhǎng)度又可以約等于這兩個(gè)點(diǎn)之間的所有船位點(diǎn)的相隔距離之和。而兩個(gè)船位點(diǎn)之間的時(shí)間之差t已知。

所以，對(duì)于某一艘流刺網(wǎng)漁船一個(gè)網(wǎng)次的捕撈努力量C，我們可以用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

提取流刺網(wǎng)網(wǎng)次并計(jì)算捕撈努力量后，在ArcGIS中導(dǎo)入捕撈努力量數(shù)據(jù)，將捕撈努力量數(shù)據(jù)以反距離插值法進(jìn)行插值，以0.1度為分辨率，取冪值為2，即可得到浙江省流刺網(wǎng)漁船捕撈努力量熱度，即各月漁船捕撈努力量相對(duì)大小的分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 網(wǎng)次的空間分布

對(duì)浙江省822艘刺網(wǎng)漁船的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)次提取后，共獲得來(lái)自455艘流刺網(wǎng)漁船的3 352個(gè)網(wǎng)次。經(jīng)提取的網(wǎng)次，分布于連青石漁場(chǎng)、呂泗漁場(chǎng)、大沙漁場(chǎng)、沙外漁場(chǎng)、長(zhǎng)江口漁場(chǎng)、江外漁場(chǎng)、舟山漁場(chǎng)、舟外漁場(chǎng)、魚(yú)山漁場(chǎng)、魚(yú)外漁場(chǎng)、溫臺(tái)漁場(chǎng)和閩東漁場(chǎng)。向北最遠(yuǎn)達(dá)34°N，定位于連青石漁場(chǎng)，距離母港626 km；向南最遠(yuǎn)達(dá)26°N，定位于閩東漁場(chǎng)，距離母港309 km；向東最遠(yuǎn)達(dá)126°E，定位于江外漁場(chǎng)，距離母港650 km，如圖1所示。

圖1 浙江省流刺網(wǎng)漁船捕撈網(wǎng)次月度分布圖Fig.1 Diagram of monthly net times of gillnet vessels from Zhejiang Province

浙江省流刺網(wǎng)捕撈作業(yè)漁船的大部分網(wǎng)次集中于長(zhǎng)江口漁場(chǎng)、舟山漁場(chǎng)、魚(yú)山漁場(chǎng)和溫臺(tái)漁場(chǎng)中的近海海域，少數(shù)離岸較遠(yuǎn)的網(wǎng)次集中在大沙漁場(chǎng)。網(wǎng)次的密集分布海域一般距離海岸線(xiàn)不超過(guò)200 km。網(wǎng)次密集區(qū)分別位于27°30′～29°12′N(xiāo)、121°24′～122°36′E，即溫臺(tái)漁場(chǎng)和魚(yú)山漁場(chǎng)的近岸海域；30°12′～30°48′N(xiāo)、122°42′～123°06′E，即舟山漁場(chǎng)中的近海島嶼附近海域；31°12′～31°42′N(xiāo)、122°30′～123°00′E，即長(zhǎng)江口漁場(chǎng)中遠(yuǎn)離長(zhǎng)江航道的開(kāi)闊海域；32°42′～33°12′N(xiāo)、123°36′～124°12′E，即大沙漁場(chǎng)臨近韓國(guó)專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)管理區(qū)域的暫定措施海域。

2.2 網(wǎng)次的時(shí)間分布

如圖2所示，除去在禁漁期內(nèi)沒(méi)有出海的5月至7月，3月份的網(wǎng)次最少，僅有56次，8月份網(wǎng)次最多，達(dá)662次。其他月份的捕撈網(wǎng)次相對(duì)較為平均，在260至480次之間。全年平均每月276個(gè)網(wǎng)次，3月和4月的網(wǎng)次數(shù)量低于平均值，其他月份的網(wǎng)次數(shù)量高于平均值。

圖2 浙江省流刺網(wǎng)漁船網(wǎng)次月度分布Fig.2 Monthly net times of gillnet vessels in Zhejiang Province

2.3 捕撈努力量的時(shí)空分布

如圖3所示，8月份的捕撈努力量同樣也是全年最高，達(dá)到了371 604 km·h。1月和11月雖然月捕撈網(wǎng)次高于全年平均值，但捕撈努力量卻較低。其他月份的捕撈努力量和網(wǎng)次基本成正比。

圖3 浙江省流刺網(wǎng)漁船捕撈努力量月度分布Fig.3 Catch efforts monthly distribution of gillnet vessels in Zhejiang Province

如圖4所示，冬季（1—2月）的捕撈努力量最集中的區(qū)域位于28°24′～29°06′N(xiāo)、122°24′～124°06′E的近岸海域，以及大沙漁場(chǎng)和沙外漁場(chǎng)范圍內(nèi)《中韓漁業(yè)協(xié)定》中的暫定措施海域部分靠近中方管理區(qū)域的一條線(xiàn)上。3月入春后，在臨近韓國(guó)專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)管理海域的暫定措施海域中的捕撈已經(jīng)逐漸減少，而28°18′～29°36′N(xiāo)、121°36′～123°18′E范圍的近海海域是捕撈努力量最為集中的地方。4月的捕撈努力量分散在長(zhǎng)江口漁場(chǎng)、舟山漁場(chǎng)、舟外漁場(chǎng)、江外漁場(chǎng)、魚(yú)山漁場(chǎng)和溫臺(tái)漁場(chǎng)各處。8月禁漁期結(jié)束后，捕撈集中在舟山漁場(chǎng)中30°06′～30°48′N(xiāo)、122°06′～122°30′E范圍，屬于靠近杭州灣外島嶼附近的海域，長(zhǎng)江口漁場(chǎng)中31°30′～31°48′N(xiāo)、122°30′～123°30′E的范圍以及魚(yú)山漁場(chǎng)中28°24′～28°54′N(xiāo)、121°24′～121°54′E的近海島嶼附近海域。9月，捕撈努力量集中區(qū)域開(kāi)始向外海轉(zhuǎn)移，包括舟山漁場(chǎng)中30°06′～30°24′N(xiāo)、122°54′～123°24′E的海域，舟外漁場(chǎng)中29°42′～30°54′N(xiāo)、125°00′～126°18′E的海域，以及沙外漁場(chǎng)中臨近韓國(guó)專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)管轄海域。隨后，近岸捕撈努力量集中海域開(kāi)始略微向南偏向魚(yú)山漁場(chǎng)和溫臺(tái)漁場(chǎng)。12月，捕撈努力量繼續(xù)向南和向外海轉(zhuǎn)移，集中在舟山漁場(chǎng)和魚(yú)山漁場(chǎng)中28°14′～30°29′N(xiāo)、122°44′～123°54′E的區(qū)域。

圖4 浙江省流刺網(wǎng)漁船捕撈努力量熱度按月分布圖Fig.4 Monthly distribution of fishing fever of gillnet vessels in Zhejiang Province

3 討論

漁業(yè)捕撈的網(wǎng)次和捕撈努力量的時(shí)空分布是一種長(zhǎng)期形成的特征，漁船的作業(yè)習(xí)慣也是漁民根據(jù)其多年追蹤漁業(yè)資源的經(jīng)驗(yàn)而形成的。因此，單艘漁船的網(wǎng)次和捕撈努力量具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。此外，浙江省的刺網(wǎng)漁船數(shù)量在年際間變化不大［4］。雖然由于氣候變化，漁業(yè)資源和網(wǎng)次的分布會(huì)產(chǎn)生一定程度的變化，但對(duì)于整體來(lái)說(shuō)，這種變化應(yīng)該處于一種可置信的誤差范圍內(nèi)，在捕撈政策沒(méi)有改變的情況下，單年數(shù)據(jù)對(duì)于了解浙江省流刺網(wǎng)漁船的捕撈特點(diǎn)具有參考價(jià)值［16］。因此，本文嘗試使用一整年的船位數(shù)據(jù)來(lái)描述浙江省流刺網(wǎng)漁船的生產(chǎn)習(xí)慣和特征，應(yīng)該是可信的［17］。

根據(jù)浙江省流刺網(wǎng)漁船在整年中的作業(yè)情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明，流刺網(wǎng)漁船大部分集中在近岸海域進(jìn)行生產(chǎn)，距離海岸的最遠(yuǎn)距離不超過(guò)650 km，最北位置未超過(guò)連青石漁場(chǎng)（不超過(guò)35°N），向南僅有少數(shù)漁船到達(dá)閩東漁場(chǎng)。這一結(jié)果體現(xiàn)了浙江省流刺網(wǎng)漁船的規(guī)模特點(diǎn)。根據(jù)2019年中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，浙江省所有刺網(wǎng)漁船的平均主機(jī)功率為98.67 kW，大部分漁船噸位和功率較小，使得其作業(yè)范圍僅能局限于近海，不能到達(dá)太遠(yuǎn)的海域［4］。

從空間分布來(lái)看，1—4月的捕撈努力量主要分布在靠近海岸線(xiàn)的海域，只有少數(shù)捕撈努力量集中于大沙漁場(chǎng)和沙外漁場(chǎng)等較遠(yuǎn)的海域。8月，捕撈努力量幾乎集中于近海的長(zhǎng)江口漁場(chǎng)、舟山漁場(chǎng)和魚(yú)山漁場(chǎng)海域，這是因?yàn)樾轁O期結(jié)束后，近海漁業(yè)資源得以恢復(fù)，該區(qū)域可捕撈漁獲較豐富。然而近長(zhǎng)江口海域捕撈努力量分布較少，這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)江口是一個(gè)重要航道，進(jìn)出船只頻繁，對(duì)于需要占據(jù)較大范圍水面的流刺網(wǎng)捕撈作業(yè)有一定影響［16］，也可能是因?yàn)殚L(zhǎng)江入?？诟浇徊捎枚ㄖ脧埦W(wǎng)等捕撈工具的船只占據(jù)［18］，導(dǎo)致流刺網(wǎng)漁船較少選擇在長(zhǎng)江口附近海域作業(yè)。9—12月，隨著近海漁業(yè)資源的消耗以及捕撈對(duì)象從鮸（Miichthysmiiu）向龍頭魚(yú)（Harpadonnehereus）、黃鯽（Setipinnatenuifilis）、棘頭梅童魚(yú)（Collichthyslucidus）和三疣梭子蟹（Portunustrituberculatus）等品種轉(zhuǎn)移［7］，整體捕撈努力量趨于轉(zhuǎn)向外海和南方延伸。而在冬季，許多網(wǎng)次都分布在韓國(guó)禁止我國(guó)漁民作業(yè)的管轄海域外邊緣，這與DENG等［19］對(duì)漁民捕撈行為的“非隨機(jī)性”的探討中的情況類(lèi)似，即漁民會(huì)認(rèn)為法規(guī)限制不許進(jìn)入的海域資源較為豐富而集中在禁漁海域外周邊進(jìn)行作業(yè)。

從時(shí)間分布來(lái)看，浙江省流刺網(wǎng)漁船的網(wǎng)次和捕撈努力量的最高峰均在8月。2017年1—2月，進(jìn)行捕撈的網(wǎng)次和捕撈努力量均不高，可能是受春節(jié)節(jié)日的影響。2017年3—4月，我國(guó)東黃海海域多次發(fā)生由冷空氣入侵引起的大風(fēng)天氣，最高達(dá)10級(jí)大風(fēng)，3月和4月期間還發(fā)生了多次能見(jiàn)度不足1 km的濃霧，惡劣的天氣條件嚴(yán)重影響了漁船的作業(yè)，導(dǎo)致該時(shí)間段捕撈努力量較低［20］。從5月1日開(kāi)始，進(jìn)入禁漁期，所以5月至7月網(wǎng)次和捕撈努力量均為0。8月是捕撈努力量和網(wǎng)次最多的1個(gè)月，這是因?yàn)榻麧O期結(jié)束，捕撈對(duì)象資源相對(duì)豐富，MURAWSKI等［21］指出，季節(jié)性禁漁在結(jié)束后會(huì)吸引更多的捕撈努力。按以往經(jīng)驗(yàn)，9月本來(lái)是捕撈努力量較高的月份，但9月的上半月，達(dá)到了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別的第1718號(hào)熱帶氣旋“泰利”出現(xiàn)并掠過(guò)了浙江省流刺網(wǎng)漁船的捕撈區(qū)域，導(dǎo)致漁船需要進(jìn)港避風(fēng)，影響了9月的捕撈努力量［22］。進(jìn)入10—12月，水溫逐漸降低，漁業(yè)資源經(jīng)數(shù)月捕撈也有所消耗，盡管生產(chǎn)情況比較穩(wěn)定，但捕撈努力量不如8月。

然而，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)來(lái)反映漁船的作業(yè)時(shí)空分布規(guī)律仍有一些缺陷，因?yàn)槿鄙倬_的捕撈日志數(shù)據(jù)，對(duì)于漁船行為的判別主要依靠漁船的航行數(shù)據(jù)進(jìn)行特征判別，如果需要對(duì)于漁船的生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行精確的了解和更為精密的管理，并進(jìn)一步研究生產(chǎn)特征隨氣候和年際變化而改變的規(guī)律，則需要導(dǎo)入更多數(shù)據(jù)，尤其是補(bǔ)充精確的捕撈日志數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和分析。這也是下一步需要研究的方向。