多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER在張網(wǎng)漁具種類選擇性研究中的運(yùn)用*

李　超， 張秀梅， 陳　平， 李文濤

(中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東 青島 266003)

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多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER在張網(wǎng)漁具種類選擇性研究中的運(yùn)用*

李超， 張秀梅**， 陳平， 李文濤

(中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，山東 青島 266003)

本文根據(jù)2014年秋季青島齋堂島海域雙樁豎桿張網(wǎng)的網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用PRIMER軟件中的相似性分析、非參數(shù)多維標(biāo)度分析和相似性百分比分析模塊分析了張網(wǎng)漁具種類選擇性。試驗(yàn)采用平行作業(yè)法，以傳統(tǒng)網(wǎng)具(2a=16mm的菱形目網(wǎng)囊)作為對(duì)照網(wǎng)，設(shè)計(jì)了網(wǎng)目尺寸(2a)為30和35mm的菱形目網(wǎng)囊(以30D和35D表示)和網(wǎng)目尺寸(2a)為20、30和35mm的方形目網(wǎng)囊(以20S、30S和35S表示)，進(jìn)行選擇性實(shí)驗(yàn)。研究顯示：(1)35D、30S和35S漁獲組成與對(duì)照網(wǎng)存在顯著性差異，其余各網(wǎng)之間差異不顯著。(2)改良后的試驗(yàn)網(wǎng)具能有效釋放舒氏海龍；除20S組外，其余各試驗(yàn)網(wǎng)對(duì)方氏云鳚亦有較好的釋放效果。(3)方形目網(wǎng)囊較相同尺寸的菱形目網(wǎng)囊具有更好的種類選擇性；對(duì)相同網(wǎng)目形狀的試驗(yàn)網(wǎng)囊進(jìn)行比較，種類選擇性隨網(wǎng)目尺寸的增大而增大。(4)綜合分析不同網(wǎng)具的漁獲物組成和規(guī)格，在齋堂島海域秋季小黃魚(yú)、帶魚(yú)漁汛期，推薦使用30mm方形目網(wǎng)囊；方氏云鳚漁汛期，推薦使用20mm方形目網(wǎng)囊進(jìn)行捕撈作業(yè)。研究結(jié)果表明，運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER進(jìn)行張網(wǎng)漁具種類選擇性分析雖然存在待完善之處，但該方法為本領(lǐng)域研究提供了有益參考。

PRIMER； 多元統(tǒng)計(jì)分析； 張網(wǎng)； 菱形目網(wǎng)囊； 方形目網(wǎng)囊； 種類選擇性

引用格式：李超， 張秀梅， 陳平， 等. 多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER在張網(wǎng)漁具種類選擇性研究中的運(yùn)用[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2016, 46(8)： 37-46.

LI Chao, ZHANG Xiu-Mei, CHEN Ping, et al. An application of multivariate statistical software PRIMER to evaluating the species selectivity of stow nets [J]. Periodical of Ocean University of China, 2016, 46(8)： 37-46.

漁具選擇性是指特定的漁具只捕撈特定種類或者具有特定生物學(xué)特征的捕撈對(duì)象的特性，它是漁具結(jié)構(gòu)特征與捕撈對(duì)象形態(tài)和行為特征相互作用的結(jié)果，主要表現(xiàn)為捕撈一定體周的魚(yú)類；捕撈一定肥滿度的魚(yú)類；捕撈一定性成熟度或性別的魚(yú)類；捕撈一定種類的魚(yú)類[1]。其中前3種是對(duì)同一種類不同個(gè)體的選擇性，稱為種內(nèi)選擇性(Inter-selection)或尺寸選擇性(Size selectivity)；最后一種是在不同種類之間進(jìn)行選擇，稱為種間選擇性(Intra-selection)或種類選擇性(Species selectivity)。目前國(guó)內(nèi)漁具漁法選擇性研究主要針對(duì)尺寸選擇性進(jìn)行討論[2-5]，對(duì)種類選擇性的分析尚未見(jiàn)報(bào)道。

漁具選擇性研究的主要目的在于通過(guò)探討特定漁具的選擇性大小與網(wǎng)目大小的關(guān)系以制定最小網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸(Minimum mesh size, MMS)，為漁業(yè)管理提供依據(jù)。目前的方法是通過(guò)擬合特定網(wǎng)具對(duì)某種漁獲物的50%選擇體長(zhǎng)(L50)與網(wǎng)目尺寸(m)的關(guān)系，然后結(jié)合該種類的最小可捕體長(zhǎng)以求得最小網(wǎng)目尺寸。但與刺網(wǎng)、拖網(wǎng)和圍網(wǎng)漁具不同，張網(wǎng)漁具是一種被動(dòng)性的過(guò)濾漁具，是利用樁、錨或竹竿、木桿等將網(wǎng)具敷設(shè)在海洋、河流、湖泊、水庫(kù)等具有一定水流速度的區(qū)域或魚(yú)類等捕撈對(duì)象的洄游通道上，依靠水流的作用，迫使捕撈對(duì)象進(jìn)入網(wǎng)中，其漁獲組成更接近于自然分布。且由于張網(wǎng)漁具網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸往往較小，漁獲物組成更為繁雜，若僅對(duì)某幾種漁獲進(jìn)行尺寸選擇性分析以確定最小網(wǎng)目尺寸，而不考慮試驗(yàn)網(wǎng)具對(duì)其它漁獲種類捕撈效率的影響，則會(huì)對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)、試驗(yàn)網(wǎng)具的推廣以及評(píng)估試驗(yàn)網(wǎng)具對(duì)漁業(yè)資源的保護(hù)效果造成一定的影響，因此在進(jìn)行尺寸選擇性分析的基礎(chǔ)上還需要對(duì)種類選擇性進(jìn)行分析探討。

多元統(tǒng)計(jì)分析是研究群落結(jié)構(gòu)的常規(guī)方法，可以用于分析不同群落的結(jié)構(gòu)差異。1980年代Field等首次將多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)引入海洋生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)分析中[6]，1993年Clarke對(duì)該方法進(jìn)行了歸納和完善[7]，目前，多元統(tǒng)計(jì)分析已經(jīng)廣泛運(yùn)用于海洋底棲生物[8-9]、浮游植物[10-11]以及浮游動(dòng)物[12-14]的群落結(jié)構(gòu)研究中。張網(wǎng)漁獲組成繁雜，如果將不同試驗(yàn)網(wǎng)具的漁獲組成視為不同的群落結(jié)構(gòu)，那么也可以用這種方法對(duì)不同網(wǎng)具漁獲組成的差異性進(jìn)行定量分析，從而得出不同試驗(yàn)網(wǎng)具的種類選擇性差異。Macbeth等運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)中的非參數(shù)多維標(biāo)度法(nMDS)研究了安裝套網(wǎng)對(duì)試驗(yàn)網(wǎng)囊中漁獲組成的影響[15]，Guijarro和Massuti運(yùn)用相似性百分比分析方法(SIMPER)研究了40mm菱形目網(wǎng)囊和40mm方形目網(wǎng)囊拖網(wǎng)漁獲組成的差異性[16]。本文以2014年10月在青島齋堂島海域進(jìn)行的雙樁豎桿張網(wǎng)網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性試驗(yàn)為例，運(yùn)用Clarke和Warwick[17]的多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)張網(wǎng)漁具的種類選擇性進(jìn)行研究，以期為張網(wǎng)漁具種類選擇性分析提供一些有益參考。

1　材料方法

1.1 多元統(tǒng)計(jì)分析方法概述

多元統(tǒng)計(jì)分析是一種能對(duì)多元生物量數(shù)據(jù)矩陣做出圖形表達(dá)和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的技術(shù)方法，分為參數(shù)和非參數(shù)兩大范疇[6]。當(dāng)運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，群落數(shù)據(jù)由種的生物量構(gòu)成，可以取自：(1)同一時(shí)間的不同地點(diǎn)(空間分析)；(2)同一地點(diǎn)的不同時(shí)間(時(shí)間分析)；(3)屬于各“受控處理”的群落；(4)以上3種情況的組合[18]。由于張網(wǎng)漁具選擇性試驗(yàn)往往通過(guò)改變網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸、形狀或者設(shè)計(jì)兼捕減少裝置來(lái)研究選擇性的差異，各試驗(yàn)網(wǎng)可以視為“受控處理”的網(wǎng)具，其漁獲組成符合上述第三點(diǎn)的要求。因此，不同處理組張網(wǎng)漁具漁獲物組成的差異性也可以通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)分析來(lái)進(jìn)行量化。

PRIMER軟件是基于非參數(shù)多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)的統(tǒng)計(jì)軟件，該軟件包含了多種多元統(tǒng)計(jì)分析程序，其中可以運(yùn)用于漁具種類選擇性分析的程序主要包括聚類分析(CLUSTER)、非參數(shù)多維標(biāo)度分析(nMDS)、相似性分析(ANOSIM)和相似性百分比分析(SIMPER)。具體的分析方法和步驟介紹如下：

(1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換當(dāng)原始數(shù)據(jù)為生物量數(shù)據(jù)時(shí)，稀有種和生物量特別大的種類的數(shù)據(jù)都會(huì)對(duì)分析結(jié)果造成影響，因此在進(jìn)行分析前需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換可以對(duì)不同種類生物量進(jìn)行加權(quán)，常用的轉(zhuǎn)換方式以轉(zhuǎn)換的劇烈程度由低到高排序?yàn)椋翰晦D(zhuǎn)換、平方根轉(zhuǎn)換、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換、四次方根轉(zhuǎn)換和有/無(wú)(Presence/Absence)轉(zhuǎn)換[7]。本試驗(yàn)選取了平方根轉(zhuǎn)換作為原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法。同時(shí)，應(yīng)用轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)構(gòu)建Bray-Curtis相似性矩陣以解決樣本中因大量漁獲種類缺失(數(shù)據(jù)的隨機(jī)性)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)矩陣中出現(xiàn)大量0的問(wèn)題[6]。

(2)聚類和排序由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后構(gòu)建的Bray-Curtis矩陣是進(jìn)行聚類和排序分析的基礎(chǔ)，通常采用等級(jí)聚類(Cluster)和非參數(shù)多維標(biāo)度(nMDS)的排序技術(shù)分析不同處理組群落結(jié)構(gòu)的特征[6]。應(yīng)力指數(shù)(Stress)是衡量nMDS分析結(jié)果優(yōu)劣性的標(biāo)準(zhǔn)，通常認(rèn)為Stress>0.2時(shí)不具解釋意義；0.1

(3)相似性分析(ANOSIM)和相似性百分比分析(SIMPER)相似性分析是一種基于相似性三角矩陣(Triangular similarity matrix)的等級(jí)置換/隨機(jī)化檢驗(yàn)的方法。該方法通過(guò)比較組間相似性與組內(nèi)相似性來(lái)確定不同群落間的分離程度，解決了“聚類”和“標(biāo)序”不能對(duì)“零假設(shè)”本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的問(wèn)題，其計(jì)算公式如下[7]：

式中:R為檢驗(yàn)值；rb為組間相似性參數(shù)；rw為組內(nèi)相似性參數(shù)；n為所有站位數(shù)。

R檢驗(yàn)值量化了不同組群間的分離程度，理論上，該值介于-1～1之間，但在生物群落分析中，該值一般在0～1之間。當(dāng)R=1時(shí)，群落完全分離；R>0.75表示群落分離且有部分重疊；0.75>R>0.5表示群落分離但有大部分重疊；R<0.25表示群落基本不分離；R≈0表示群落結(jié)構(gòu)不存在差異[19]。

對(duì)經(jīng)聚類分析劃分的樣品組，或者自行設(shè)定并經(jīng)ANOSIM檢驗(yàn)的樣品組，可以通過(guò)相似性百分比方法(SIMPER)分析不同種類漁獲物對(duì)組內(nèi)相似性和組間相異性的貢獻(xiàn)度。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

試驗(yàn)采用平行作業(yè)法，設(shè)計(jì)了網(wǎng)目尺寸(2a，a為目腳長(zhǎng)度)為30和35mm的菱形目網(wǎng)囊(分別以30D和35D表示)以及20、30和35mm 3種規(guī)格的方形目網(wǎng)囊(分別以20S、30S和35S表示)，以16mm菱形目網(wǎng)囊作為對(duì)照網(wǎng)(Control net, CN)，開(kāi)展海上捕撈試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間為2014年10月5—26日，試驗(yàn)期間共進(jìn)行19次捕撈作業(yè)，每套網(wǎng)具分別收集到15個(gè)有效網(wǎng)次的漁獲數(shù)據(jù)。各站位點(diǎn)與試驗(yàn)網(wǎng)具的對(duì)應(yīng)關(guān)系、試驗(yàn)網(wǎng)囊的具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　試驗(yàn)站位水深和各網(wǎng)囊網(wǎng)目規(guī)格

Note: ①Number of sampling stations；②Depth；③The mesh size and shape of codend；④Longitudinal mesh amount ×Transversal mesh amount

試驗(yàn)海區(qū)位于山東省青島市齋堂島附近海域，作業(yè)位置為35°35′29.82″N～35°35′54.31″N，119°54′15.36″～119°54′29.99″E海區(qū)(見(jiàn)圖1)。作業(yè)海域潮流為正規(guī)半日潮，水深20～25m，底質(zhì)為泥沙質(zhì)。試驗(yàn)漁船為木質(zhì)漁船，主機(jī)功率為16.2kW，船長(zhǎng)8.0m，型寬3.0m，型深0.9m，漁船總噸位4t，凈噸位1t。以當(dāng)?shù)爻Ｓ玫碾p樁豎桿張網(wǎng)(漁具分類代號(hào)：04-shg-zh，當(dāng)?shù)厮追Q壇子網(wǎng))作為網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性研究的試驗(yàn)網(wǎng)具，試驗(yàn)網(wǎng)僅在網(wǎng)囊部分進(jìn)行改裝，網(wǎng)具主尺度為52.00m×35.24m，網(wǎng)口面積為120m2，網(wǎng)線材料為聚乙烯(PE)。

試驗(yàn)期間收集不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲對(duì)其進(jìn)行分類鑒定和測(cè)量，記錄不同網(wǎng)具每種漁獲物的總重和尾數(shù)。同時(shí)測(cè)量主要漁獲小黃魚(yú)的體長(zhǎng)和體質(zhì)量，以分析不同試驗(yàn)網(wǎng)具對(duì)小黃魚(yú)的尺寸選擇性差異；由于小黃魚(yú)漁獲量較大，試驗(yàn)時(shí)隨機(jī)選取漁獲總重量的1/3～1/2進(jìn)行測(cè)量。

2　試驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲物種類分析

試驗(yàn)期間共捕獲487.12kg漁獲，對(duì)漁獲物進(jìn)行分類鑒定發(fā)現(xiàn)共捕獲漁獲物58種，其中魚(yú)類44種，隸屬于9目29科40屬；頭足類5種，隸屬于2目4科4屬；甲殼類9種，隸屬于2目6科8屬。表2所示為各網(wǎng)主要漁獲種類及測(cè)定結(jié)果，對(duì)照網(wǎng)(CN)捕獲漁獲種類47種，主要漁獲為小黃魚(yú)、舒氏海龍、海蜇蝦和方氏云鳚，質(zhì)量之和占總漁獲量的74.7%；30D網(wǎng)捕獲漁獲種類45種，主要為小黃魚(yú)、六絲鈍尾鰕虎魚(yú)、金烏賊和日本槍烏賊，質(zhì)量之和占總漁獲量的64.1%；35D網(wǎng)捕獲漁獲種類35種，主要漁獲為小黃魚(yú)、金烏賊、小眼綠鰭魚(yú)和皮氏叫姑魚(yú)，質(zhì)量之和占總漁獲量的73.2%；20S網(wǎng)捕獲漁獲種類44種，主要為小黃魚(yú)、方氏云鳚、小眼綠鰭魚(yú)和六絲鈍尾鰕虎魚(yú)，質(zhì)量之和占總漁獲量的70.0%；30S網(wǎng)捕獲漁獲種類36種，主要為小黃魚(yú)、小眼綠鰭魚(yú)和金烏賊，質(zhì)量之和占總漁獲量的64.7%；35S網(wǎng)捕獲漁獲種類25種，主要為小黃魚(yú)、小眼綠鰭魚(yú)和金烏賊，質(zhì)量之和占總漁獲量的76.9%。

分析不同試驗(yàn)網(wǎng)對(duì)主要漁獲的釋放率(以質(zhì)量計(jì))發(fā)現(xiàn)，5種試驗(yàn)網(wǎng)囊對(duì)舒氏海龍的釋放率均為100%，除20S網(wǎng)囊外，其余各試驗(yàn)網(wǎng)對(duì)方氏云鳚的釋放率均大于90%；相同網(wǎng)目形狀網(wǎng)囊進(jìn)行比較，對(duì)方氏云鳚、海蜇蝦、日本槍烏賊、長(zhǎng)絲鰕虎魚(yú)等小個(gè)體漁獲的釋放率隨著網(wǎng)目尺寸的增大而增大；相同網(wǎng)目尺寸網(wǎng)囊進(jìn)行比較，方形目網(wǎng)囊對(duì)方氏云鳚、海蜇蝦、日本槍烏賊、長(zhǎng)絲鰕虎魚(yú)等小個(gè)體漁獲的釋放率大于菱形目網(wǎng)囊(見(jiàn)表3)。

表3　各試驗(yàn)網(wǎng)對(duì)主要漁獲的釋放率(以質(zhì)量計(jì))

2.2 不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲物組成差異性分析

ANOSIM分析結(jié)果顯示，與對(duì)照網(wǎng)(CN)進(jìn)行比較，30D、35D的R檢驗(yàn)值分別為0.247和0.447，P值分別為0.003和0.001，說(shuō)明30D網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)不存在顯著性差異，而35D網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)之間存在差異但具有部分重疊；20S、30S和35S的R檢驗(yàn)值依次為0.199、0.744和0.761，P值依次為0.008、0.001和0.001，說(shuō)明20S網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)之間不存在顯著差異，而30S和35S網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)顯著分離。

相同網(wǎng)目形狀網(wǎng)囊進(jìn)行兩兩比較，CN&30D、20S&30S的R檢驗(yàn)值分別為0.247和0.287，表明隨網(wǎng)目尺寸的增大，漁獲組成也發(fā)生了變化；30D&35D和30S&35S的R檢驗(yàn)值分別為0.163和0.091，均小于0.25，說(shuō)明當(dāng)網(wǎng)目尺寸大于30mm時(shí)，隨網(wǎng)目尺寸的增大，漁獲組成不呈現(xiàn)顯著分離。相同網(wǎng)目尺寸網(wǎng)囊進(jìn)行兩兩比較，30D&30S的R檢驗(yàn)值為0.439，說(shuō)明30mm菱形目網(wǎng)囊和方形目網(wǎng)囊漁獲組成存在差異；但35D&35S的R值為0.195，表明這2種試驗(yàn)網(wǎng)具的漁獲組成無(wú)顯著差異(見(jiàn)表4)。

匯總15個(gè)有效網(wǎng)次漁獲數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)多維標(biāo)度分析(nMDS)，結(jié)果顯示，在Stress值為0.01、擬合指數(shù)(RSQ)為0.99的情況下，6種網(wǎng)具的漁獲組成可以分為3組：對(duì)照組、菱形目組(30D、35D)和方形目組(20S、30S以及35S)(見(jiàn)圖2)。

表4　不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲物組成相似性分析

2.3 不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲物組成相似性百分比分析

表5為不同試驗(yàn)網(wǎng)囊漁獲中，對(duì)組間相似性貢獻(xiàn)度超過(guò)4%的種類及其貢獻(xiàn)度百分比。CN、30D、35D、20S、30S和35S組內(nèi)平均相似性分別為45.52%、49.92%、33.23%、47.44%、42.11%和32.76%，小黃魚(yú)和金烏賊為各組中共有的對(duì)組內(nèi)相似性貢獻(xiàn)度較高的種類。舒氏海龍對(duì)CN組的種內(nèi)相似性貢獻(xiàn)度較高(超過(guò)10%)，但對(duì)其余各組的貢獻(xiàn)度均不足4%；方氏云鳚對(duì)CN組、20S組的貢獻(xiàn)度都超過(guò)10%，但對(duì)其余各組貢獻(xiàn)度均不足4%。

圖2　不同試驗(yàn)網(wǎng)漁獲組成nMDS分析

與CN組相比，30D、35D、20S、30S和35S試驗(yàn)組漁獲組成的平均相異性分別為56.30%、70.33%、56.34%、71.79%和78.37%。對(duì)比分析平均相異性貢獻(xiàn)度超過(guò)4%的漁獲種類及其貢獻(xiàn)百分比，結(jié)果顯示，小黃魚(yú)、方氏云鳚和舒氏海龍是對(duì)各組間平均相異性貢獻(xiàn)度較高的分歧種(見(jiàn)表6)。

表5　各試驗(yàn)網(wǎng)主要漁獲物及其對(duì)組內(nèi)平均相似性的貢獻(xiàn)百分比(>4%)

表6　對(duì)照網(wǎng)與各試驗(yàn)網(wǎng)組間的分歧種及對(duì)組間平均相異性的貢獻(xiàn)(>4%)

2.4 不同試驗(yàn)網(wǎng)具對(duì)小黃魚(yú)的尺寸選擇性分析

本文同時(shí)對(duì)各試驗(yàn)網(wǎng)的主要漁獲物(小黃魚(yú))進(jìn)行了尺寸選擇性分析。進(jìn)行尺寸選擇性分析時(shí)，以Logistic模型作為選擇性曲線模型，以SELECT模型下的估算分隔模型(Estimated split model)作為選擇性模型，采用極大似然法進(jìn)行聯(lián)合網(wǎng)次的(Combined-haul method)小黃魚(yú)漁獲數(shù)據(jù)擬合。

結(jié)果顯示，30D、35D、20S、30S和35S對(duì)小黃魚(yú)的50%選擇體長(zhǎng)L50分別為8.20、9.09、7.41、8.60和9.76cm，選擇范圍SR分別為0.79、0.93、0.76、0.68和0.93cm，選擇性曲線如圖3所示。由于菱形網(wǎng)囊僅設(shè)置了2個(gè)不同尺寸的試驗(yàn)組，因此本文僅對(duì)方形目網(wǎng)囊的網(wǎng)目尺寸與其對(duì)應(yīng)的小黃魚(yú)L50進(jìn)行線性回歸，求得網(wǎng)目尺寸(以m表示，單位為mm)與L50的關(guān)系式為：

L50=0.151 3m+4.303 6，R2=0.967。

圖3　不同試驗(yàn)網(wǎng)對(duì)小黃魚(yú)的選擇性曲線

3　討論

3.1 不同網(wǎng)目尺寸菱形目、方形目網(wǎng)囊對(duì)小黃魚(yú)的尺寸選擇性差異

CN網(wǎng)漁獲物優(yōu)勢(shì)種為小黃魚(yú)、舒氏海龍、海蜇蝦和方氏云鳚；而各試驗(yàn)網(wǎng)具中，舒氏海龍幾乎全部逃逸，海蜇蝦除在30D、20S網(wǎng)囊少量捕獲外，其余網(wǎng)具均未出現(xiàn)，方氏云鳚除在20S網(wǎng)囊有所捕獲外，其余網(wǎng)具均未出現(xiàn)。因此本文僅對(duì)小黃魚(yú)進(jìn)行了尺寸選擇性分析。分析結(jié)果顯示，方形目網(wǎng)囊對(duì)小黃魚(yú)的選擇性較相同尺寸菱形目網(wǎng)囊更好；在相同網(wǎng)目形狀的不同尺寸網(wǎng)囊間進(jìn)行比較，L50均隨網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸增大而增大。這與張健等對(duì)呂泗漁場(chǎng)單樁張網(wǎng)和桁桿張網(wǎng)的選擇性研究結(jié)果一致[20-21]。

雖然《渤海生物資源養(yǎng)護(hù)規(guī)定》[22]未對(duì)張網(wǎng)漁獲物中未達(dá)可捕標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)保護(hù)品種最小質(zhì)量占比做出限制(第24條)，但仍有必要對(duì)最小網(wǎng)目尺寸進(jìn)行探討。根據(jù)《渤海生物資源養(yǎng)護(hù)規(guī)定》，渤海區(qū)小黃魚(yú)最小可捕體長(zhǎng)為15cm，參考本文研究結(jié)果，以15cm體長(zhǎng)計(jì)算出方形目網(wǎng)囊最小網(wǎng)目尺寸為70.70mm。根據(jù)目前近岸水域經(jīng)濟(jì)漁獲物組成判斷，顯然該網(wǎng)目尺寸過(guò)大，在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中會(huì)遭受很大阻力。從對(duì)照網(wǎng)漁獲組成來(lái)看，若以15cm作為小黃魚(yú)的最小可捕體長(zhǎng)，達(dá)到可捕體長(zhǎng)規(guī)格的小黃魚(yú)尾數(shù)占比僅為0.32%，重量占比僅為1.38%。青島齋堂島海域秋季主要經(jīng)濟(jì)漁獲為小黃魚(yú)和方氏云鳚，如果將未達(dá)可捕體長(zhǎng)的小黃魚(yú)全部釋放，則該海區(qū)的張網(wǎng)漁業(yè)無(wú)法成立。晏磊等對(duì)南海北部豎桿張網(wǎng)網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性研究時(shí)也發(fā)現(xiàn)，該海域4個(gè)指標(biāo)種的最適開(kāi)捕規(guī)格所對(duì)應(yīng)的最小網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸相差較大(最小為31.6mm，最大為72.7mm)，以4種主要漁獲的最適開(kāi)捕規(guī)格確定最小網(wǎng)目尺寸存在一定困難[3]。

3.2 不同網(wǎng)目尺寸菱形目、方形目網(wǎng)囊種類選擇性差異

ANOSIM分析結(jié)果顯示，30D、20S網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)相比不存在顯著差異，而35D、30S和35S網(wǎng)囊漁獲組成與CN網(wǎng)之間呈現(xiàn)差異。分析認(rèn)為，隨著網(wǎng)目尺寸增大，更多小個(gè)體漁獲從網(wǎng)囊中逃逸，使大網(wǎng)目尺寸網(wǎng)囊的漁獲組成與對(duì)照網(wǎng)之間的差異性增加，本文不同試驗(yàn)網(wǎng)具對(duì)主要漁獲的釋放率分析也印證了此觀點(diǎn)。30D&30S的R檢驗(yàn)值為0.439，說(shuō)明30mm菱形目和方形目網(wǎng)囊漁獲組成存在差異；而分析不同試驗(yàn)網(wǎng)囊對(duì)主要漁獲的釋放率也證實(shí)，方形目網(wǎng)囊對(duì)方氏云鳚、海蜇蝦、日本槍烏賊、長(zhǎng)絲鰕虎魚(yú)等小個(gè)體漁獲的釋放率較相同尺寸的菱形目網(wǎng)囊更高，據(jù)此認(rèn)為方形目較菱形目網(wǎng)囊具有更好的種類選擇性，這與方形目網(wǎng)囊在作業(yè)過(guò)程中具有更好的擴(kuò)張性能相關(guān)[23]。但35D&35S的R值為0.195，表明這兩種試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲組成并無(wú)顯著差異，推測(cè)是因?yàn)?5mm菱形目網(wǎng)囊對(duì)小個(gè)體漁獲已具備充分的釋放效果，因此漁獲組成與相同尺寸的方形目網(wǎng)囊并無(wú)明顯差異。

運(yùn)用nMDS對(duì)不同試驗(yàn)網(wǎng)漁獲組成進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，菱形目組和方形目組距離較遠(yuǎn)，說(shuō)明菱形目和方形目網(wǎng)囊漁獲物組成存在顯著差異。且Stress值為0.01、擬合指數(shù)(RSQ)為0.99，說(shuō)明該方法對(duì)不同試驗(yàn)網(wǎng)囊的漁獲組成擬合效果良好[24]。運(yùn)用SIMPER對(duì)組內(nèi)主要漁獲物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，小黃魚(yú)、方氏云鳚和舒氏海龍是對(duì)各試驗(yàn)網(wǎng)囊與CN組間平均相異性貢獻(xiàn)度較高的分歧種，對(duì)不同網(wǎng)囊漁獲組成進(jìn)行分析也可以發(fā)現(xiàn)，各改良網(wǎng)具對(duì)這3種漁獲均具有良好的釋放效果(以質(zhì)量計(jì)，30D、35D、20S、30S和35S對(duì)小黃魚(yú)的釋放率分別為33.2%、36.3%、20.5%、44.4%和46.7%；對(duì)舒氏海龍的釋放率均為100%；除20S對(duì)方氏云鳚的釋放率為42.7%外，其余各網(wǎng)對(duì)方氏云鳚的釋放率均超過(guò)90.0%)。分析認(rèn)為，方氏云鳚和舒氏海龍個(gè)體小且體型為圓筒型或近圓筒型，均能從不同形狀的試驗(yàn)網(wǎng)囊逃逸，從而使其對(duì)各試驗(yàn)網(wǎng)與對(duì)照網(wǎng)漁獲的組間相異性貢獻(xiàn)度較高；對(duì)于體型為紡錘型的小黃魚(yú)而言，體周長(zhǎng)成為其逃逸的限制性指標(biāo)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，體長(zhǎng)8.0cm以下的小黃魚(yú)能順利從30、35mm的菱形和方形目網(wǎng)囊逃逸。但20mm方形目網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸較小，L50僅為7.41cm，理論上從該網(wǎng)囊逃逸的小黃魚(yú)較少，但小黃魚(yú)卻成為20mm方形目網(wǎng)囊與CN組間相異性貢獻(xiàn)度較高的分歧種，推測(cè)這與小黃魚(yú)資源密度分布不均有關(guān)。

綜合考慮各試驗(yàn)網(wǎng)漁獲種類組成和ANOSIM、nMDS、SIMPER分析結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：所有試驗(yàn)網(wǎng)具均能有效釋放舒氏海龍；方形目網(wǎng)囊較相同尺寸菱形目網(wǎng)囊能釋放更多小個(gè)體種類；相同網(wǎng)目形狀的網(wǎng)囊進(jìn)行比較，種類選擇性隨網(wǎng)目尺寸增大而增大。CN&30S的R檢驗(yàn)值為0.774，已接近于1；并且30S&35S的R檢驗(yàn)值為0.091，約等于0，說(shuō)明30與35mm方形目網(wǎng)囊的漁獲組成不存在顯著差異，據(jù)此認(rèn)為，30mm方形目網(wǎng)囊對(duì)秋季齋堂島海域雙樁豎桿張網(wǎng)小個(gè)體漁獲種類的釋放已經(jīng)達(dá)到較為理想的效果。

綜合種類選擇性和尺寸選擇性分析結(jié)果認(rèn)為，30mm方形目網(wǎng)囊可釋放大量小個(gè)體漁獲種類，對(duì)主要捕撈對(duì)象小黃魚(yú)具有一定的保護(hù)作用，但30mm方形目網(wǎng)囊未捕獲到當(dāng)?shù)刂匾獫O獲物方氏云鳚。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，20mm方形目網(wǎng)囊對(duì)舒氏海龍具有良好的釋放效果，可大幅減少分揀漁獲的勞動(dòng)力投入，且能保證方氏云鳚較高的漁獲比例。因此，在齋堂島附近海域，當(dāng)小黃魚(yú)漁汛期結(jié)束，進(jìn)入方氏云鳚漁汛期時(shí)，推薦使用20mm方形目網(wǎng)囊進(jìn)行捕撈作業(yè)。

3.3 多元統(tǒng)計(jì)軟件PRIMER的適宜性評(píng)價(jià)

本文以非參數(shù)多維標(biāo)度分析(nMDS)定性地衡量了不同漁具種類選擇性的差異；以相似性分析(ANOSIM)的R檢驗(yàn)值作為衡量不同漁具種類選擇性的定量指標(biāo)；以相似性百分比分析方法(SIMPER)分析了造成不同漁具種類選擇性差異的分歧種，為探討張網(wǎng)漁具種類選擇性的分析方法進(jìn)行了一次新的嘗試。

但在本文分析過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題：首先，ANOSIM的R檢驗(yàn)值是對(duì)“零假設(shè)”的檢驗(yàn)結(jié)果，其值并不能直接反映試驗(yàn)網(wǎng)的種類選擇性大小，而必須將該試驗(yàn)網(wǎng)與“對(duì)照網(wǎng)”漁獲進(jìn)行對(duì)比，因此，該分析較適用于平行作業(yè)法。但需要注意的是，運(yùn)用平行作業(yè)法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要盡量減少因不同作業(yè)站位資源量的不同對(duì)漁獲數(shù)據(jù)造成的影響，本文在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)盡量保證作業(yè)位置相近、網(wǎng)具浸置時(shí)間(Soaking time)相同，并且通過(guò)在一個(gè)月內(nèi)連續(xù)進(jìn)行15個(gè)有效網(wǎng)次的重復(fù)試驗(yàn)來(lái)減少隨機(jī)誤差。其次，本文在定量討論種類選擇性大小時(shí)參考了Clarke和Gorley的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)[19]，對(duì)不同網(wǎng)具的種類選擇性分析來(lái)說(shuō)，該標(biāo)準(zhǔn)雖然能在一定程度上解釋不同試驗(yàn)網(wǎng)具漁獲物組成的差異性，但R檢驗(yàn)值與網(wǎng)目尺寸的關(guān)系仍然需要進(jìn)行更加深入的研究。另外，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式的選擇方面，也需要通過(guò)大量的選擇性試驗(yàn)來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述，雖然用PRIMER軟件分析張網(wǎng)漁具種類選擇性尚存在待完善之處，但該軟件中的相關(guān)分析方法仍可為本領(lǐng)域研究提供一種有益的參考。

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責(zé)任編輯朱寶象

An Application of Multivariate Statistical Software PRIMER on Evaluating the Species Selectivity of Stow Nets

LI Chao, ZHANG Xiu-Mei, CHEN Ping, LI Wen-Tao

(College of Fisheries, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

As a passive filter fishing gear, stow net has a striking feature in its various captures, including large numbers of small size species and larvae of fishes. Many literatures reported that stow net made serious damage to offshore fishery resources in China. In recent years, domestic and foreign scholars have carried out many researches and achieved a lot in the size selectivity of stow net. However, there is still little known about the species selectivity for different catches. In this study, the species selectivity of two diamond mesh codends and three square mesh codends (with different mesh sizes) were studied using the parallel haul method and the multivariate statistical software PRIMER in the coastal of Zhaitang Island in the autumn 2014. A 16 mm diamond mesh codend was used as the control net (CN). Two diamond mesh codends with 30 mm (30D) and 35 mm (35D) mesh sizes and three square mesh codends with 20 mm (20S), 30 mm (30S) and 35 mm (35S) mesh sizes were used. The results showed that (1) catch compositions of 35D, 30S and 35S were significantly different from the control net; (2) all the experimental codends exhibited a good effort in releasingSyngnathusschlegeliand the larvae of some economic fishes. Except the 20S, the other experimental codends had a good effort in releasingEnedriasfangi; (3) square mesh codend showed a better species selectivity than the same mesh size diamond codend. Comparing with the CN, the variance of catch composition for different diamond and square mesh codends increased with the increase of mesh size; and (4) results in the present study suggested that considering the economic value of catches, releasing ratio of low economic value captures, and labor input of sorting catches, it would be better to use square mesh codend with 30 mm mesh size duringLarimichthyspolyactisandTrichiuruslepturuscatching seasons, but inEnedriasfangicatching season, 20mm square mesh codend would be better. This study makes a new attempt at analyzing method in the species selectivity of stow net. The results suggested that the multivariate statistical software PRIMER could provide a good reference though further improvement and optimization is needed.

PRIMER; multivariate statistical analysis; stow net; diamond mesh codend; square mesh codend; species selectivity

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201305043; 201405010)資助

2015-04-04；

2015-07-17

李超(1990-)，男，碩士生，從事漁具漁法選擇性研究。

**通訊作者： E-mail: gaozhang@ouc.edu.cn

S972.1

A

1672-5174(2016)08-037-10

10.16441/j.cnki.hdxb.20150127

Supported by Public Science and Technology Research Funds Projects of Ocean(201305043; 201405010)