基于随机森林的东南太平洋茎柔鱼栖息地适宜性

作     者：张慧慧 汪金涛 雷林 陈新军 ZHANG Huihui;WANG Jintao;LEI Lin;CHEN Xinjun

作者机构：上海海洋大学海洋生物资源与管理学院上海201306 上海海洋大学大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室上海201306 上海海洋大学国家远洋渔业工程技术研究中心上海201306 

出 版 物：《广东海洋大学学报》 (Journal of Guangdong Ocean University)

年 卷 期：2024年第44卷第6期

页      面：44-49页

学科分类：090803[农学-渔业资源] 07[理学] 0908[农学-水产] 09[农学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFD2401303) 自然资源卫星遥感技术体系建设与应用示范项目(202401004) 

主　　题：茎柔鱼 栖息地适宜性指数模型 随机森林模型 环境因子选择 权重优化 东南太平洋 

摘      要：【目的】构建高性能的栖息地适宜性指数模型,以提高对东南太平洋海域茎柔鱼(Dosidicus gigas)适宜栖息地分布的预测准确性,为其资源管理和保护提供科学依据。【方法】根据2006―2020年1―12月份中国鱿钓渔船在东南太平洋海域内的生产数据,利用多水层海洋环境数据(0、50、100、150、200、250和300 m),构建随机森林模型(Random Forest,RF)对环境变量进行筛选,并确定筛选后各环境因子权重,建立基于该权重组合的茎柔鱼栖息地适宜性指数模型(RF based Habitat Suitability Index,HSIRF),与传统算术平均法(Arithmetic Mean Model,AMM)和几何平均法(Geometric Mean Model,GMM)的栖息地适宜性指数模型进行比较。【结果与结论】利用随机森林模型从37个环境变量中优选出8个显著的环境因子,按权重降序排序为:海表面高度(SSH)、表层溶解氧质量浓度、水深50 m的温度、混合层深度、水深50 m的溶解氧质量浓度、表层水温、水深250 m的温度、水深200 m的溶解氧质量浓度。经100次的交叉验证显示,RF模型的R2值为0.95,更接近1,中位数赤池信息准则(AIC)最低(AMM、GMM和HSIRF的AIC分别为−8300、−552和−8896),斜率和截距值也最接近理想值,证明其精度显著优于传统的HSI模型。从栖息地适宜性分布来看,适宜性较高的海域主要分布在15°S以南靠近秘鲁和智利的沿岸海域,且1―6月适宜栖息地范围逐渐下降,7―12月适宜生境的海域呈现增加且北移的趋势。