《Marine Pollution Bulletin》:三种不同碳排放路径气候情景下远东拟沙丁鱼栖息地建模方法与预测精度的比较分析

全球气候变暖正深刻重塑海洋生态系统,作为西北太平洋重要经济鱼种的远东拟沙丁鱼(Sardinops melanostictus),其栖息地变化直接影响北太平洋海域的生态平衡与渔业资源量变化。然而,如何精准预测鱼类栖息地对气候变化的响应,仍是一项科学挑战。

中国水产科学研究院东海所课题组团队成员应用2014-2023年10年远东拟沙丁鱼分布数据,结合Biomod2集成算法和MaxEnt模型,首次系统对比了不同空间分辨率和物种存在数据量对模型精度的影响,并在三种温室气体排放情景(低浓度SSP1-2.6、中浓度SSP2-4.5、高浓度SSP5-8.5)下预测了远东拟沙丁鱼栖息地的未来变化。结果表明,物种分布点数量与空间分辨率的选择显著影响模型准确性,并且Biomod2集成算法优于MaxEnt方法,尤其是在高空间分辨率和大样本量条件下表现最优。未来气候情景下,远东拟沙丁鱼适宜栖息地面积在低纬度显著收缩,高纬度小幅扩张趋势。叶绿素a(Chla)和海表温度(SST)是影响远东拟沙丁鱼栖息地变化的核心海洋环境要素。

该研究阐明了气候变化对西北太平洋沙丁鱼资源及其生态系统的潜在影响,为制定适应性渔业资源管理政策和促进渔业的可持续发展提供了关键科学依据,并且量化了数据量与空间分辨率对模型的影响,为建立精准的鱼类资源预测体系提供方法学参考。

《Marine Pollution Bulletin》:三种不同碳排放路径气候情景下远东拟沙丁鱼栖息地建模方法与预测精度的比较分析
《Marine Pollution Bulletin》:三种不同碳排放路径气候情景下远东拟沙丁鱼栖息地建模方法与预测精度的比较分析
图1 模型准确性评价
《Marine Pollution Bulletin》:三种不同碳排放路径气候情景下远东拟沙丁鱼栖息地建模方法与预测精度的比较分析
图2 基于最优模型(EMwmean方法,空间分辨率为0.083°)模拟的远东拟沙丁鱼当前(a) 栖息地指数分布以及三种温室气体浓度排放路径下在2050年代和2100年代(b-g) 的栖息地指数分布预测

来源:Marine Pollution Bulletin

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