黃海南部和東海小黃魚資源分布差異性研究*

林龍山,姜亞洲,劉尊雷,竇碩增,高天翔

(1.國(guó)家海洋局第三海洋研究所,福建廈門361005;2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,上海200090;3.中國(guó)海洋大學(xué),山東青島266003;4.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所,山東青島266071)

黃海南部和東海小黃魚資源分布差異性研究*

林龍山1,2,3,姜亞洲2,劉尊雷2,竇碩增4,高天翔3**

(1.國(guó)家海洋局第三海洋研究所,福建廈門361005;2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,上海200090;3.中國(guó)海洋大學(xué),山東青島266003;4.中國(guó)科學(xué)院海洋研究所,山東青島266071)

根據(jù)2006年6月～2007年4月黃海南部和東海底拖網(wǎng)監(jiān)測(cè)調(diào)查資料,比較分析了2個(gè)海域小黃魚資源密度指數(shù)(CPUE)分布、環(huán)境因子特征、CPUE與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系的差異。研究結(jié)果表明,黃海南部和東海小黃魚資源密度指數(shù)分布除了秋季分布有顯著差異之外(t′(33)=2.69,P=0.011),其余季節(jié)分布均無(wú)顯著差異(春季:t′(43)=1.68,P=0.104;夏季:t′(60)=0.31,P=0.756 7;冬季:t′(43)=1.74,P=0.089);夏季的底層鹽度分布和水深分布沒(méi)有明顯差異,在其他季節(jié),黃海南部和東海的底層水溫、底層鹽度和水深分布等環(huán)境特征的差異明顯,均達(dá)到極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)水平;資源密度與環(huán)境因子回歸分析和A IC模型選擇中,2個(gè)海域夏季的小黃魚資源密度受到有顯著性影響的環(huán)境因子數(shù)最多,而冬季受到有顯著性影響的環(huán)境因子最少。綜合推斷,黃海南部和東海小黃魚具有不同空間分布特征和環(huán)境分布特征,2個(gè)海域的小黃魚分屬于不同種群,但在2個(gè)海域交界處有混棲種群。

小黃魚;資源密度指數(shù);環(huán)境因子;黃海南部;東海

小黃魚(L arim ichthys polyactis Bleeker)屬鱸形目、石首魚科、黃魚屬,是暖溫性底層經(jīng)濟(jì)魚類,廣泛分布于中國(guó)東海、黃海、渤海以及朝鮮西部海域[1-5]。由于小黃魚具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,歷來(lái)為中國(guó)、日本、韓國(guó)、朝鮮和臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)底拖網(wǎng)、帆張網(wǎng)、定置張網(wǎng)和流刺網(wǎng)等漁業(yè)所共同利用。在中國(guó),小黃魚在海洋漁業(yè)中占有重要地位,曾與大黃魚(Larim ichthys crocea)、帶魚(Trichiurus japonicus)、墨魚(Sepiella maindroni)共稱為中國(guó)的“四大漁業(yè)”。

迄今有一些關(guān)于小黃魚種群研究的報(bào)道,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為西北太平洋區(qū)系的小黃魚群體可以分為3個(gè)群系,即黃渤海群系、南黃海群系和東海群系[1,6-7],而部分學(xué)者認(rèn)為小黃魚可以分為4個(gè)群系,即黃海北部-渤海群系、黃海中部群系、黃海南部群系和東海群系[3,8];盡管看法不一,但基本認(rèn)為黃海南部和東海小黃魚分屬于2個(gè)不同群系。近年來(lái),應(yīng)用分子遺傳標(biāo)記技術(shù)研究小黃魚種群遺傳結(jié)構(gòu)及其遺傳多樣性的國(guó)內(nèi)外報(bào)道還有:許廣平等研究了黃海南部小黃魚的遺傳多樣性,表明其遺傳多樣性較高,有較大的選育潛力;蒙子寧等對(duì)黃海和東海小黃魚遺傳多樣性進(jìn)行了RAPD分析,認(rèn)為黃海和東海小黃魚可以分為3個(gè)地理種群等[9-11]。近年來(lái)的漁業(yè)資源調(diào)查結(jié)果也顯示,在黃海南部和東海北部交界處事實(shí)上存在混群現(xiàn)象,其中,以越冬群體的混群現(xiàn)象最為明顯。因此,有關(guān)東黃海小黃魚的種群劃分和各種群的洄游分布還有待進(jìn)一步深入研究和論證。

為此,本研究利用2006年6月～2007年4月在黃海南部和東海的漁業(yè)監(jiān)測(cè)調(diào)查資料,系統(tǒng)比較分析了2個(gè)水域小黃魚資源密度指數(shù)(CPU E)分布、環(huán)境因子特征、CPUE與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系的差異,以期為該水域小黃魚的種群劃分提供證據(jù),為漁業(yè)資源管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

數(shù)據(jù)取自2006年6月～2007年4月黃海南部和東海底拖網(wǎng)漁業(yè)資源定點(diǎn)調(diào)查和常規(guī)監(jiān)測(cè)調(diào)查。其中,定點(diǎn)調(diào)查共計(jì)4次,調(diào)查時(shí)間分別為2006年6月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)和2007年4月(春季)。夏季、秋季和春季的調(diào)查范圍為27°00′N～35°00′N,127°00′E以西至機(jī)輪底拖網(wǎng)禁漁區(qū)線之間海域,包括黃海南部(SYS)和東海(ECS),調(diào)查站位125站;冬季調(diào)查因天氣原因僅調(diào)查67站。歷次定點(diǎn)調(diào)查站點(diǎn)設(shè)置均遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則,站點(diǎn)間隔為30′N×30′E(見圖1)。調(diào)查船為205.07 kW的底層雙拖網(wǎng)漁船,網(wǎng)口拉緊周長(zhǎng)為400 m,網(wǎng)口寬度為4 m,網(wǎng)囊網(wǎng)目為25 mm,平均拖速為2.5 knot/h;調(diào)查和采樣方法均按照《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB13763.6-91)進(jìn)行。歷次調(diào)查均利用Seabird-37型CTD對(duì)調(diào)查水域水溫、鹽度和深度進(jìn)行測(cè)定。

圖1 調(diào)查站位分布Fig.1 Distribution of samp ling stations

1.2 數(shù)據(jù)分析

1.2.1 資源密度指數(shù)(CPUE) 小黃魚資源密度指數(shù)按公式(1)計(jì)算[12]:

式中:D——資源密度指數(shù)(ind./km2);

C——每小時(shí)取樣面積內(nèi)的漁獲尾數(shù)(ind.);

q——網(wǎng)具捕獲率,小黃魚屬于近底層魚類,q取0.5;A——網(wǎng)具每小時(shí)掃海面積(km2)。

1.2.2 CPUE與環(huán)境因子關(guān)系 通過(guò)多元回歸對(duì)不同季節(jié)黃海南部和東海的小黃魚CPUE和溫度、鹽度等環(huán)境因子及各因子的二次項(xiàng)和交互項(xiàng)構(gòu)建線性模型,利用逐步回歸技術(shù),選擇包含常數(shù)項(xiàng)的A IC(A kaike′s Information Criterion,赤池信息指數(shù))值最小的模型作為最適模型[13]。建立模型表達(dá)式為:

μ為因變量期望均值,α為截距項(xiàng),βi為回歸參數(shù)向量,Xik為自變量構(gòu)造的設(shè)計(jì)矩陣,自變量主要有底溫、底鹽、水深及各自的二次項(xiàng)和交互項(xiàng),ε為正態(tài)獨(dú)立隨機(jī)誤差向量,設(shè)定其均值E(ε)=0。

2 結(jié)果與分析

2.1 資源密度指數(shù)分布差異的比較

圖2為4個(gè)季節(jié)小黃魚在研究水域的空間分布圖。由圖可知,夏、秋兩季小黃魚在研究水域的資源密度高,分布廣,遍布整個(gè)黃海南部和東海北部水域,中心分布區(qū)位于34°N～35°N的黃海南部和31.5°N～33°N的東黃海毗鄰水域;春、冬季小黃魚的出現(xiàn)頻率較低,且資源密度較小。依本調(diào)查資料的差異性檢驗(yàn)分析顯示,除了秋季資源密度指數(shù)分布有顯著差異之外(t′(33)=2.69,P=0.011<0.05),其余季節(jié)分布均無(wú)顯著差異(春季:t′(43)=1.68,P=0.104>0.05;夏季:t′(60)=0.31,P=0.756 7>0.05;冬季:t′(43)=1.74,P=0.089)。

其中,春季黃海南部小黃魚出現(xiàn)率為76.47%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為785 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)域主要位于32.5°N～33.0°N,124.5°E～125.0°E海域和32.5°N～33.5°N,122.5°E～123.0°E海域。東海小黃魚出現(xiàn)率為42.86%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為1 850 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)主要位于30.5°N～31.0°N,123.5°E～124.0°E海域和30.5°N～31.0°N,125.0°E～126.0°E海域。

夏季,黃海南部小黃魚出現(xiàn)率為82.35%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為11 556 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)域主要位于34°N～35.0°N,123.0°E～124.0°E海域和32.5°N～33.0°N,123.0°E～124.0°E海域。東海小黃魚出現(xiàn)率為37.36%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為9 252 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)主要位于31.5°N,124.5°E～125.5°E海域。

秋季,黃海南部小黃魚出現(xiàn)率為94.12%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為23 130 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)域主要位于33.5°N～34.5°N,122.0°E～122.5°E海域和32.5°N～33.0°N,122.5°E～125.0°E海域。東海小黃魚出現(xiàn)率為58.24%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)4 583 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)主要位于31.0°N～32.0°N,123.5°E～124.0°E海域。

冬季,黃海南部小黃魚出現(xiàn)率為100.00%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)為432 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)域主要位于32.5°N～33.0°N,124.5°E～125.0°E海域。東海小黃魚出現(xiàn)率為64.29%,出現(xiàn)站位平均資源密度指數(shù)1 936 ind./km2,高資源密度指數(shù)分布區(qū)主要位于31.0°N～31.5°N,125.0°E～125.5°E海域。

2.2 黃海南部與東海小黃魚棲息地環(huán)境特征差異的比較

對(duì)黃海南部和東海海域小黃魚出現(xiàn)站位的環(huán)境特征進(jìn)行了差異性檢驗(yàn)分析,結(jié)果表明,2個(gè)海域除夏季鹽度分布和水深分布差異不顯著外,其他季節(jié)的棲息地底層水溫、底層鹽度和水深分布等環(huán)境特征差異非常明顯,均達(dá)到極顯著或顯著水平(見表1)。

此外,通過(guò)比較黃海南部和東海各調(diào)查站點(diǎn)漁獲尾數(shù)和底層水溫、底層鹽度和水深相關(guān)關(guān)系后發(fā)現(xiàn),所有季節(jié)東海小黃魚分布的平均水溫、平均鹽度和平均水深均高于黃海南部(見表1)。但高生物量分布區(qū)域的環(huán)境因子因季節(jié)變化有所差異,春季高生物量分布海域中,東海的水溫、鹽度和水深均高于黃海南部海域,夏季和冬季高生物量分布海域中,東海海域除水溫高于黃海南部海域外,鹽度和水深均較低,秋季高生物量分布海域中,東海水溫和水深均高于黃海南部,而鹽度則小于黃海南部海域。

圖2 黃海南部和東海小黃魚資源密度指數(shù)空間分布Fig.2 Spatial distributions of stock-density index of small yellow croaker in the SYSand ECS

2.3 資源密度指數(shù)與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系

采用逐步回歸分析得出黃海南部和東海小黃魚資源密度指數(shù)和環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系具有顯著性的變量(見表2)。由表可知,夏季小黃魚資源密度受到環(huán)境中有顯著性影響因子數(shù)最多,其中黃海南部與底層水溫、底層鹽度和水深為正相關(guān)關(guān)系,與溫度和鹽度交互項(xiàng)、溫度和水溫交互項(xiàng)、鹽度和水深交互項(xiàng)為負(fù)相關(guān)關(guān)系,三者共同決定的則為正相關(guān)關(guān)系,而東海與各個(gè)環(huán)境因子的相關(guān)性則全部與黃海南部相反,表現(xiàn)出顯著的差異性;春季和秋季小黃魚受到有顯著性影響的環(huán)境因子均較少,均為2～4個(gè);冬季黃海南部受到有顯著性的影響因子最少,僅與鹽度為負(fù)相關(guān)關(guān)系。

A IC模型選擇中,黃海南部和東海海域模型中水溫的系數(shù)權(quán)重均較大,而且除了夏季和秋季黃海南部模型擬合中的資源密度和底層水溫表現(xiàn)為正相關(guān)外,其他季節(jié)黃海南部和東海的資源密度均與底層水溫為負(fù)相關(guān)?？梢?水溫應(yīng)是影響小黃魚空間分布的主要因素,春季東海的底層水溫雖然沒(méi)能達(dá)到顯著性水平,但是斜率值較大,表明其單位值的變化會(huì)較大的改變資源密度,因此仍然選擇底溫變量進(jìn)入最終模型。

表1 黃海南部和東海小黃魚分布的環(huán)境指標(biāo)(水溫、鹽度和水深)差異性檢驗(yàn)Table 1 Difference analysis of environmental factors(temperature,salinity and dep th)in distribution areas of small yellow croaker between the SYS and ECS

表2 黃海南部和東海小黃魚CPUE與環(huán)境因子回歸分析和A IC模型選擇Table 2 Regression analysis of the influence of environmental factors on CPUE of small yellow croaker in the SYS and ECS and model selection based on Akaike Information Criterion(A IC)

3 結(jié)論與討論

黃海南部與東海兩水域小黃魚的空間分布均呈現(xiàn)明顯的季節(jié)差異,這與小黃魚的洄游習(xí)性密切相關(guān)。春季調(diào)查期間正好處于小黃魚產(chǎn)卵季節(jié),小黃魚分布相對(duì)較為集中,在所有調(diào)查站位中的出現(xiàn)率明顯低于夏季和秋季,夏季和秋季調(diào)查期間正好處于小黃魚索餌洄游季節(jié),所以夏、秋兩季小黃魚在黃海南部和東海的分布較為廣泛,特別是秋季,其分布范圍幾乎遍布調(diào)查范圍內(nèi)的所有站位。各季節(jié)小黃魚中心分布區(qū)因季節(jié)變化也有所差異。

與漁業(yè)資源同步調(diào)查的主要環(huán)境因子調(diào)查結(jié)果顯示,黃海南部與東海小黃魚分布區(qū)具有顯著的水文差異,黃海南部較東海水域而言,具有相對(duì)低溫、低鹽的特點(diǎn)[12],各季節(jié)平均水溫和平均鹽度均低于東海水域,這主要與兩水域所受不同水團(tuán)控制有關(guān),黃海南部小黃魚分布區(qū)主要受相對(duì)低溫、低鹽的黃海水團(tuán)控制,而東海小黃魚主要分布區(qū)主要受具有高溫特征的黑潮表層水團(tuán)所影響[14]。由此可見,黃海南部和東海小黃魚具有不同適宜范圍的環(huán)境指標(biāo)。

逐步回歸結(jié)果顯示,在資源密度較高的夏、秋兩季,水溫是影響小黃魚空間分布的最主要的環(huán)境因素。但黃海南部和東海小黃魚資源密度隨水溫升高所呈現(xiàn)出的變化趨勢(shì)卻截然不同,在黃海南部隨水溫升高,小黃魚資源密度呈上升趨勢(shì);而在東海水域,隨溫度的升高其資源密度呈下降趨勢(shì)。這種現(xiàn)象與東、黃海的水文特點(diǎn)密切相關(guān),就整體而言,東、黃海水溫分布具有自北向南逐漸升高的趨勢(shì)。小黃魚資源夏、秋兩季的中心分布區(qū),即最適分布水域位于黃海南部和東黃海的毗鄰水域,該水域的水溫條件即為最適條件,故此會(huì)呈現(xiàn)黃海南部水域小黃魚隨溫度升高資源密度升高、東海水域其資源密度隨溫度升高而降低的趨勢(shì)。

資源密度與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系的A IC模型選擇中,夏季2個(gè)海域?qū)π↑S魚資源密度有顯著影響的環(huán)境因子數(shù)最多,冬季對(duì)小黃魚資源密度有顯著影響的環(huán)境因子最少,表明夏季小黃魚資源分布受到環(huán)境因子影響的程度最高,而冬季則最低。綜合推斷,從黃海南部和東海小黃魚具有不同空間分布特征和環(huán)境分布特征分析表明2個(gè)海域的小黃魚分屬于不同的2個(gè)種群,但在2個(gè)海域交界處有混棲種群。

[1] 池田郁夫.東海.黃海における???の漁獲生物學(xué)の研究[J].西海區(qū)水產(chǎn)研究所報(bào)告,1964,(31):1-81.

[2] Hwang B N.Stock assessmentof yellow croaker in the Yellow Sea and the East China Sea[J].Bull Fish Res,1977,(17):87-98.

[3] 趙傳絪,陳永法,洪港船,等.東海區(qū)漁業(yè)資源調(diào)查和區(qū)劃[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,1987.

[4] FishBase.Croatian Rivers[J].Agriculturae Conspectus Scientificus,2005,65(3):175-180.

[5] Suam K,Sukgeun J,Chang IZ.The effect of seasonal anomalies of seaw ater temperature and salinity on the fluctuation in yields of small yellow croaker,Pseudosciaena polyactis,in the Yellow Sea[J].Fish Oceanogr,1997,6(1):1-9.

[6] 林新濯,鄧思明,黃正一.小黃魚種族生物測(cè)定學(xué)的研究[C].//海洋漁業(yè)資源論文選集.北京:農(nóng)業(yè)出版社,1965:84-108.

[7] 林新濯.中國(guó)近海三種主要經(jīng)濟(jì)魚類的生物學(xué)特性與資源現(xiàn)狀[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),1987,11(3):187-193.

[8] 趙傳絪,張仁齋.中國(guó)近海魚卵仔魚[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1983.

[9] 陳藝燕,錢開城,任崗,等.大黃魚與小黃魚細(xì)胞色素b基因全序列的比較分析[J].生物多樣性,2005,24(2):143-145.

[10] 許廣平,仲霞銘,丁亞平,等.黃海南部小黃魚群體遺傳多樣性研究[J].海洋科學(xué),2005,29(11):34-38.

[11] 蒙子寧,莊志猛,金顯仕,等.黃海和東海小黃魚遺傳多樣性的RAPD分析[J].生物多樣性,2003,11(3):197-203.

[12] 鄭元甲,陳學(xué)忠,程家驊,等.東海大陸架生物資源與環(huán)境[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2003.

[13] Zuur A F,Ieno E N,Smith G M.Analysing Ecological Data[M].New York:Sp ringer,2007.

[14] 蘇紀(jì)蘭.中國(guó)近海水文[M].北京:海洋出版社,2005.

Analysis of the Distribution Difference of Small Yellow Croaker Betw een the Southern Yellow Sea and the East China Sea

L IN Long-Shan1,2,3,JIANG Ya-Zhou2,L IU Zun-Lei2,DOU Shuo-Zeng4,GAO Tian-Xiang3
(1.Third Institute of Oceanographg,SOA,Xiamen 361005,China;2.East China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Shanghai 200090,China;3.Ocean University of China,Qingdao 266003,China;4.Institute of Oceanography,CAS,Qingdao 266071,China)

Based on the data collected from bottom traw l surveys conducted in the East China Sea(ECS)and the southern Yellow Sea(SYC)in June 2006 to Ap ril 2007,regional difference of CPUE for small yellow croaker,characteristics of environmental facto rs in its distribution areas and their relationship between the SYS and ECSwere analyzed.The results indicated that there were no significant difference in stock-density index betw een the SYS and ECS in all seasons excep t autum n(sp ring:t′(43)=1.68,P=0.104;summer:t′(60)=0.31,P=0.756 7;autumn:t′(33)=2.69,P=0.011;and w inter:t′(43)=1.74,P=0.089).There were no significant regional difference in bottom salinity and dep th of distribution areas between the SYS and ECS in summer,w hile there were significant regional differences in bottom temperature,salinity and dep th betw een the SYS and ECS in sp ring,autumn and w inter.The relationship between environmental factors and CPUE for small yellow croaker was fitted usingmultip le linear regression analysis,and the influence factorswere screened based on Akaike Information Criterion(A IC).The number of environmental facto rsw hich influenced the CPUE of small yellow croaker significantly wasmost in summer,w hile it w as least in w inter.It is suggested that small yellow croaker in the SYS and ECSm ight belong to two different populations,and there was a mixed population in their adjacent water area.

small yellow croaker;stock-density index;environmental facto rs;southern Yellow Sea;East China Sea

S931.1

A

1672-5174(2010)03-001-06

國(guó)家科技部公益性研究項(xiàng)目(2005-2007);國(guó)家基金委“創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金”(40821004);中國(guó)科學(xué)院海洋生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(KLM EES201001)資助

2009-03-30;

2009-07-06

林龍山(1974-),男,副研究員,博士生,主要從事漁業(yè)資源與海洋生態(tài)學(xué)研究。E-mail:linlsh@sh163.net

**通訊作者:Tel:0532-82032063;E-mail:gaozhang@ouc.edu.cn

責(zé)任編輯 于 衛(wèi)