孫明波，谷孝鴻，曾慶飛，毛志剛，谷先坤

(1:中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210008)

(2:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

隨著儀器性能的提高和計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，水聲學(xué)方法已日益成為魚(yú)類(lèi)資源量評(píng)估的主要手段，相對(duì)于傳統(tǒng)的方法，水聲學(xué)方法具有快速高效、調(diào)查區(qū)域廣、不損害生物資源、提供連續(xù)數(shù)據(jù)、精確定位魚(yú)類(lèi)位置、準(zhǔn)確估算魚(yú)類(lèi)密度和資源量的優(yōu)勢(shì)，目前已在國(guó)外普遍采用［1-3］.自1980s引入“北斗”號(hào)調(diào)查船的SIMRAD EK500回聲探測(cè)儀，水聲學(xué)方法已較多應(yīng)用于我國(guó)海洋漁業(yè)資源的調(diào)查和研究［4-6］.由于水深較淺，水聲學(xué)方法在內(nèi)陸水體中應(yīng)用時(shí)受近聲區(qū)、盲區(qū)、噪音、旁瓣效應(yīng)、水生植物等影響較大，但隨著水平探測(cè)技術(shù)、裂波技術(shù)、時(shí)變?cè)鲆?、儀器性能、分析軟件的發(fā)展與提高，這些問(wèn)題得到逐步解決，國(guó)外學(xué)者也對(duì)內(nèi)陸水體進(jìn)行了較多的相關(guān)研究［7-9］.21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)也陸續(xù)開(kāi)展了水聲學(xué)方法在內(nèi)陸水體魚(yú)類(lèi)資源研究中的應(yīng)用［10-14］，主要有三峽水庫(kù)、長(zhǎng)江、珠江、青海湖、東湖等，但對(duì)于淺水湖泊，只見(jiàn)東湖進(jìn)行了相關(guān)研究［14-15］，而太湖這種大型淺水湖泊，目前尚未見(jiàn)水聲學(xué)方法的調(diào)查報(bào)道，本文采用科學(xué)回聲探測(cè)儀BioSonics DT-X進(jìn)行應(yīng)用探索.

太湖地處長(zhǎng)江三角洲南緣，氣候溫和、水系發(fā)達(dá)、水位穩(wěn)定、湖底平坦、湖泊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本底含量高、水生生物種類(lèi)豐富，是典型的淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，具有發(fā)展湖泊漁業(yè)的良好環(huán)境［16］.根據(jù)記載，太湖共有107種魚(yú)類(lèi)，隸屬于14目25科73屬［17］.魚(yú)類(lèi)是太湖捕撈漁業(yè)的主體資源，占捕撈總量的85%～95%，太湖捕撈漁業(yè)總產(chǎn)量在1952-2006年的55 a間呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，從1952年的4060.7 t增加到2006年的32187 t，其中小型魚(yú)類(lèi)湖鱭為優(yōu)勢(shì)種，產(chǎn)量占漁獲物的比例從1952年的15.8%增加至2006年的60.2%，而大中型魚(yú)類(lèi)比例大幅度下降［18］，這與太湖的魚(yú)類(lèi)放流、富營(yíng)養(yǎng)化、不合理的捕撈方式以及太湖改變的水力學(xué)特點(diǎn)有關(guān).為了保護(hù)太湖漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，太湖漁業(yè)管理會(huì)實(shí)施了封湖休漁的政策，將太湖的禁漁期延長(zhǎng)到2月1日至8月31日，建立大面積繁殖保護(hù)區(qū)，制定了漁具漁法，實(shí)施魚(yú)類(lèi)放流.目前，太湖的魚(yú)類(lèi)資源狀況僅能通過(guò)每年的漁獲物產(chǎn)量來(lái)反映，并不能完全代表實(shí)際的魚(yú)類(lèi)資源狀況，因此，選擇太湖開(kāi)捕前的幾天，避開(kāi)開(kāi)捕后捕撈作業(yè)船只和漁具對(duì)回聲探測(cè)儀、魚(yú)類(lèi)自然空間分布的干擾，采用水聲學(xué)方法對(duì)太湖魚(yú)類(lèi)大小組成、空間分布和資源量進(jìn)行評(píng)估，以期為太湖漁業(yè)生產(chǎn)和資源管理提供科學(xué)依據(jù)，為制定一個(gè)更合理的捕撈強(qiáng)度和捕撈方式提供有價(jià)值的參考，并對(duì)水聲學(xué)方法在大型淺水湖泊中的應(yīng)用進(jìn)行探討.

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究地區(qū)

太湖(30°55'40″～31°32'58″N，119°52'32″～120°36'10″E)位于長(zhǎng)江三角洲南緣，是我國(guó)五大淡水湖泊之一，水位3.14 m，長(zhǎng) 68 km，最大寬 56.0 km，平均寬35.7 km，水面面積為2338 km2，最大水深 3.3 m，平均水深2.12 m，蓄水量 5.14 ×109m3，湖底平坦.最大風(fēng)速24.7 m/s，平均風(fēng)速最大值介于3.8 ～4.3 m/s之間，出現(xiàn)在3-5月;最小值介于2.6～2.9 m/s，出現(xiàn)在8月或12月.本次水聲學(xué)調(diào)查在太湖的東部湖區(qū)和北部湖區(qū)進(jìn)行，每個(gè)湖區(qū)各走航調(diào)查7個(gè)區(qū)域，具體情況如表 1［19-22］.

1.2 調(diào)查研究方法

2011年太湖開(kāi)捕前的8月28-29日，采用水聲學(xué)方法對(duì)東部和北部湖區(qū)的魚(yú)類(lèi)空間分布和資源量進(jìn)行調(diào)查，每天具體探測(cè)時(shí)間為7∶00-17∶30.使用太湖漁政快艇(85馬力)進(jìn)行走航，Garmin Oregon 450導(dǎo)航儀進(jìn)行航線導(dǎo)航，走航航速約為3 m/s，區(qū)域1～14的走航航程和航線如表1和圖1所示，總長(zhǎng)度約為38 km.

本次水聲學(xué)探測(cè)使用的儀器為BioSonics DT-X型回聲探測(cè)儀(6.5°分裂波束數(shù)字換能器，工作頻率為208 kHz).太湖屬于淺水湖泊，采取水平式探測(cè)，將換能器用鐵架固定于船舷，入水深約0.3 m，波束與水面呈15°傾斜，波束在8 m左右的時(shí)候可以探測(cè)到水底.利用BioSonics Acquisition 6.0軟件進(jìn)行水聲學(xué)數(shù)據(jù)采集，采集過(guò)程中換能器脈沖頻率為4 pps，脈沖寬度為0.5 ms，數(shù)據(jù)收集閾值為－130 dB，數(shù)據(jù)收集距離為1～20 m，采用Garmin GPS 17x HVS對(duì)GPS數(shù)據(jù)同步采集存儲(chǔ).實(shí)測(cè)水溫為29.6℃，使用36 mm的碳化鎢標(biāo)準(zhǔn)球?qū)x器進(jìn)行實(shí)地校準(zhǔn).

圖1 太湖東部和北部湖區(qū)的水聲學(xué)調(diào)查區(qū)域(圖中數(shù)字代表調(diào)查區(qū)域，根據(jù)調(diào)查先后劃分，為航跡回放)Fig.1 Hydroacoustic survey area in eastern and northern Lake Taihu

表1 太湖東部湖區(qū)和北部湖區(qū)水聲學(xué)調(diào)查的基本信息Tab.1 The basic information of hydroacoustic survey in eastern and northern Lake Taihu

1.3 漁獲物采樣調(diào)查

2011年9月6日對(duì)高踏網(wǎng)漁獲物隨機(jī)抽樣調(diào)查，高踏網(wǎng)由2只漁船形成作業(yè)組，網(wǎng)的長(zhǎng)度2000 m左右，網(wǎng)目1 mm，機(jī)械收網(wǎng)，可將圍網(wǎng)范圍內(nèi)的魚(yú)一網(wǎng)打盡.共對(duì)3個(gè)作業(yè)組的漁獲物進(jìn)行隨機(jī)取樣，統(tǒng)計(jì)記錄魚(yú)類(lèi)種類(lèi)、尾數(shù)比例、體長(zhǎng)、體重?cái)?shù)據(jù).

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

1.4.1 水聲學(xué)數(shù)據(jù)處理及分析 對(duì)采集到的水聲學(xué)數(shù)據(jù)用BioSonics Visual Analyzer 4.1進(jìn)行分析，將每個(gè)航段平均分成10個(gè)相等的單元，記錄每個(gè)單元的中心坐標(biāo)，數(shù)據(jù)分析從波束的2 m處開(kāi)始，同步輸出單體回聲識(shí)別結(jié)果，單體回聲識(shí)別參數(shù)為:回波閾值為－60 dB，相關(guān)系數(shù)為0.90，最小脈沖寬度系數(shù)為0.75，最大脈沖寬度系數(shù)為3，終止脈沖寬度為－12 dB，時(shí)變?cè)鲆?TVG)為40lgR.采用Misund［23］的方法計(jì)算魚(yú)類(lèi)密度，將單體回聲計(jì)數(shù)結(jié)果除以探測(cè)體積，得到各單元的魚(yú)類(lèi)密度，計(jì)算公式為:式中，V為單個(gè)脈沖波束探測(cè)的水體體積(m3)，θ為回聲探測(cè)儀的角度6.5°，r為探測(cè)波束數(shù)據(jù)分析的起始距離(m)，R為探測(cè)波束數(shù)據(jù)分析的終止距離(m)，ρ為魚(yú)類(lèi)密度(ind./m3)，N為回聲計(jì)數(shù)得到魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)個(gè)數(shù)，p為單元總的脈沖數(shù)，i為單元內(nèi)的第i個(gè)脈沖.

將各單元所有單體回聲結(jié)果根據(jù)TS(目標(biāo)強(qiáng)度)分為－60～－55、－55～－50、－50～－45、－45～－40、－40～－35、－35～－30 dB六段，分別統(tǒng)計(jì)各TS段的單體回聲數(shù)，同樣利用上述方法計(jì)算各單元分TS段的魚(yú)類(lèi)密度和平均目標(biāo)強(qiáng)度.本文根據(jù)Foote［24］經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)魚(yú)類(lèi)長(zhǎng)度進(jìn)行估算:TS=20lg L－67.4，式中，TS(dB)為魚(yú)類(lèi)的目標(biāo)強(qiáng)度，L(cm)為目標(biāo)魚(yú)體的體長(zhǎng).

1.4.2 魚(yú)類(lèi)空間分布建模及資源量評(píng)估 對(duì)于不同探測(cè)區(qū)域的魚(yú)類(lèi)空間分布特征，采用ArcGIS 10.0軟件進(jìn)行空間分布的建模［11］.將計(jì)算出的各單元魚(yú)類(lèi)密度、各區(qū)域的均水深，各單元航段中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Arc-GIS 平臺(tái)，采用 IDW 方法進(jìn)行柵格插值運(yùn)算［25-26］.設(shè)定柵格大小為0.0026°，約為0.29 km ×0.25 km，設(shè)定冪值p=2，在面積為1194.8 km2的東部和北部湖區(qū)中共得到1600多個(gè)柵格，導(dǎo)出每個(gè)柵格魚(yú)類(lèi)密度和水深的數(shù)值.利用導(dǎo)出的每個(gè)柵格魚(yú)類(lèi)密度的數(shù)值、水深數(shù)值和柵格面積進(jìn)行乘積計(jì)算得到各柵格的魚(yú)類(lèi)尾數(shù)，最后統(tǒng)計(jì)所有柵格的魚(yú)類(lèi)總尾數(shù)，從而獲得魚(yú)類(lèi)的資源總量，計(jì)算公式為:

式中，B為魚(yú)類(lèi)資源總尾數(shù)(ind.)，ρi為每個(gè)柵格的魚(yú)類(lèi)密度值(ind./m3)，k為所有柵格數(shù)，Si為柵格的面積(m2)，hi為柵格水深(m).利用同樣的方法對(duì)上述各TS段的魚(yú)類(lèi)空間分布進(jìn)行建模，并評(píng)估相應(yīng)TS段的資源尾數(shù).

1.4.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 本文所進(jìn)行的回聲信號(hào)TS值分布和魚(yú)類(lèi)密度分布的正態(tài)性檢驗(yàn)、回聲信號(hào)TS值差異性非參數(shù)檢驗(yàn)、魚(yú)類(lèi)密度的描述性統(tǒng)計(jì)，魚(yú)類(lèi)密度分布方差齊性檢驗(yàn)、魚(yú)類(lèi)密度分布單因素方差分析、魚(yú)類(lèi)密度和目標(biāo)強(qiáng)度的區(qū)域聚類(lèi)分析均采用SPSS 17.0.魚(yú)類(lèi)密度變異系數(shù)CV=S/X(式中，S為標(biāo)準(zhǔn)差(ind./m3)，X 為平均值(ind./m3)).魚(yú)類(lèi)分布建模采用 ArcGIS 10.0.

2 結(jié)果和分析

2.1 漁獲物組成

從高踏網(wǎng)隨機(jī)取樣，在三個(gè)高踏網(wǎng)作業(yè)組共采集魚(yú)類(lèi)17.19 kg，包括8種魚(yú)類(lèi)，尾數(shù)比例為:湖鱭(Coilia ectenes taihuensis)92.86%、銀魚(yú) 5.51%、間下鱵(Hyporhamphus intermedius)0.65%、鯽(Carassius auratus)0.43%、鯉(Cyprinus carpio)0.25%、黃顙魚(yú)(Pelteobagrus fulvidraco)0.20%、鳙(Aristichthys nobilis)0.05%、鰱(Hypophthalmichthys molitrix)0.02%.魚(yú)類(lèi)體長(zhǎng)與體重統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2，其中湖鱭、銀魚(yú)、間下鱵隨機(jī)各取20尾，其他魚(yú)類(lèi)個(gè)體數(shù)較少?gòu)臐O獲物隨機(jī)取樣補(bǔ)齊至20尾.

表2 漁獲物調(diào)查T(mén)ab.2 Survey of fish catch

2.2 魚(yú)類(lèi)大小組成特征

在本次所有走航調(diào)查航段內(nèi)共收集到88121個(gè)回聲信號(hào)，平均TS值為－51.85±0.02 dB，其中最大TS值為－28.38 dB，最小TS值為－59.99 dB(回波閾值).按照Foote經(jīng)驗(yàn)公式推算魚(yú)類(lèi)平均體長(zhǎng)約為6 cm，體長(zhǎng)范圍為2.35～89.33 cm，對(duì)各TS段(從小到大)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，相應(yīng)平均體長(zhǎng)約為3、5、9、17、30 和51 cm.在本次調(diào)查中，探測(cè)到的大于－30 dB的目標(biāo)信號(hào)9個(gè)，即體長(zhǎng)大于74 cm的魚(yú)非常少，在沿岸帶的區(qū)域14中探測(cè)到2個(gè)，在東西太湖交匯處(區(qū)域4)中探測(cè)到3個(gè)，其余4個(gè)在敞水的藻型湖區(qū)(區(qū)域 9、10、11、12)探測(cè)到，目標(biāo)個(gè)體數(shù)非常低，故不再分TS段進(jìn)行統(tǒng)計(jì).在敞水區(qū)的區(qū)域10中探測(cè)到的回聲信號(hào)最多，在沿岸帶的區(qū)域14中探測(cè)的回聲信號(hào)最少，各調(diào)查區(qū)域的回波數(shù)如圖2所示.

經(jīng)Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗(yàn)，走航的14個(gè)調(diào)查區(qū)域中所探測(cè)到的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值并不符合正態(tài)分布(P＜0.05)，各調(diào)查區(qū)域中低TS值的魚(yú)類(lèi)個(gè)體占有較高的比例(圖3).故利用非參數(shù)檢驗(yàn)方法對(duì)14個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值差異性進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)14個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值差異顯著，即在不同區(qū)域里魚(yú)類(lèi)的大小差異顯著(P＜0.05)，洞庭東西山間(區(qū)域5)的平均TS值最小－53.94±0.10 dB，沿岸帶的區(qū)域14平均TS值最大－50.27±0.14 dB，各走航調(diào)查區(qū)域平均TS見(jiàn)圖4.

計(jì)算各調(diào)查區(qū)域內(nèi)不同TS值段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占的比例表明所有調(diào)查區(qū)域中，TS值在－55～－50 dB段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占的比例都是最高的，除洞庭東西山間的區(qū)域5為49.36%，其他都在50%以上(圖3).各區(qū)域中－45～－40、－40～－35、－35～－30 dB三個(gè)TS值段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占的比例都非常低.洞庭東西山間的區(qū)域5中，TS值在－60～－55 dB段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占比例有所上升，而TS值段－55～－50 dB與－50～－45 dB的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占比例有所下降.同位于敞水區(qū)的區(qū)域9、10、11和沿岸帶的區(qū)域8四個(gè)區(qū)域的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值比例分布相似.在沿岸帶的區(qū)域14中，－40～－35 dB與－35～－30 dB兩個(gè)TS值段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占比例都有所上升.

圖2 各調(diào)查區(qū)域目標(biāo)回波數(shù)Fig.2 The target echo number of every survey area

3各調(diào)查區(qū)域不同TS段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)百分比Fig.3 The proportion of fish echo signal in different TS in every survey area

圖4 各調(diào)查區(qū)域回聲信號(hào)TS均值Fig.4 The average TS of echo in every survey area

2.3 不同區(qū)域魚(yú)類(lèi)密度

在14個(gè)區(qū)域的各單元航段中，密度最小值為0.43 ind./m3，位于西山大橋附近的區(qū)域7(31°10'N，120°21'E);密度最大值為3.9 ind./m3，位于湖心北端的敞水區(qū)區(qū)域11(31°19'N，120°8'E).在走航調(diào)查的所有區(qū)域中，敞水區(qū)的區(qū)域11均密度最大，為3.67±0.12 ind./m3，沿岸區(qū)的區(qū)域14的均密度最小，為0.58±0.04 ind./m3(表3).經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)，14個(gè)調(diào)查區(qū)域中魚(yú)類(lèi)密度分布方差不具備同質(zhì)性(P＜0.05)，這表明在不同調(diào)查區(qū)域中，魚(yú)群密度空間分布不同.對(duì)各個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)魚(yú)類(lèi)密度的變異系數(shù)比較，洞庭東西山間的區(qū)域5變異系數(shù)最大為0.35，敞水區(qū)的區(qū)域10變異系數(shù)最小為0.04，說(shuō)明在洞庭東西山間魚(yú)類(lèi)分布比較不均勻，而在敞水區(qū)內(nèi)魚(yú)類(lèi)密度分布相對(duì)均勻，所有區(qū)域的魚(yú)類(lèi)密度變異系數(shù)都小于1，根據(jù)孫儒泳種群分布型的劃分標(biāo)準(zhǔn)［27］，調(diào)查區(qū)域的魚(yú)類(lèi)都屬于均勻分布，無(wú)成群存在.對(duì)各調(diào)查區(qū)域的魚(yú)類(lèi)密度在未假定方差齊性下采用Games-Howell方法進(jìn)行多重比較(表3).

表3 不同調(diào)查區(qū)域魚(yú)類(lèi)密度差異性比較Tab.3 Comparison of fish density differences in different survey areas

選取各區(qū)域的魚(yú)類(lèi)密度、TS、TS變異系數(shù)作為變量，采用質(zhì)心聚類(lèi)法對(duì)各區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，同一類(lèi)在一定程度上體現(xiàn)區(qū)域間的魚(yú)類(lèi)密度和大小組成兩者的相似性，可分為五類(lèi):區(qū)域1、8、3和4為Ⅰ類(lèi)，區(qū)域2為Ⅱ類(lèi)，區(qū)域6、9、10、11和12為Ⅲ類(lèi)，區(qū)域7、13和14為Ⅳ類(lèi)，區(qū)域5為Ⅴ類(lèi)(圖5).同一類(lèi)也反映出了環(huán)境的相似性，如Ⅰ類(lèi)主要為東部湖區(qū)水草較多的區(qū)域，Ⅲ類(lèi)中的區(qū)域主要為敞水區(qū)，而Ⅳ類(lèi)中的3個(gè)區(qū)域魚(yú)類(lèi)密度較低.

圖5 調(diào)查區(qū)域聚類(lèi)圖Fig.5 Cluster dendrogram of survey areas

2.4 魚(yú)類(lèi)空間分布建模和資源總量評(píng)估

對(duì)面積為1194.8 km2的東部和北部湖區(qū)進(jìn)行地理信息系統(tǒng)(GIS)建模(圖6)，在圖示的湖區(qū)中魚(yú)類(lèi)密度建模均值為2.27 ±0.57 ind./m3，初步估算魚(yú)類(lèi)資源總尾數(shù)為5.3×109ind.，其中 －60～ －55、－55～ －50、－50～ －45、－45～ －40、－40～ －35、－35～ －30 dB的魚(yú)類(lèi)資源尾數(shù)分別為6.9 ×108、3.1 ×109、1.4 ×109、6.6 ×107、1.0 ×107、3.7 × 107ind.，所占總尾數(shù)的百分比分別為 13.10%、58.94%、26.45%、1.25%、0.19%、0.07%，小于 － 45 dB(約13 cm)的魚(yú)類(lèi)所占的尾數(shù)比例達(dá)到了98.49%.結(jié)合漁獲物和根據(jù)Foote公式得到的平均體長(zhǎng)值賦予各TS段(從小到大)的魚(yú)類(lèi)平均體重約為 0.8、1、4、20、280 和 1250 g，并乘以相應(yīng)各TS段的魚(yú)類(lèi)資源尾數(shù)得到資源重量，對(duì)各TS段的資源重量相加初步估算調(diào)查湖區(qū)魚(yú)類(lèi)資源總重量約為1.8 ×104t.

圖6 太湖東部和北部湖區(qū)開(kāi)捕前魚(yú)類(lèi)密度分布Fig.6 The fish density distribution of northern and eastern Lake Taihu before fishing

3 討論

本文在太湖開(kāi)捕前期利用水聲學(xué)方法和地理信息系統(tǒng)(GIS)模型對(duì)太湖魚(yú)類(lèi)大小組成特征、魚(yú)類(lèi)空間分布和魚(yú)類(lèi)資源量進(jìn)行了調(diào)查研究，但在實(shí)際的調(diào)查中仍遇到了一些問(wèn)題.風(fēng)力在3～4 m/s以上時(shí)，波浪較大，采用回聲探測(cè)儀進(jìn)行水平探測(cè)受到的影響非常大［28］，太湖屬于大型淺水湖泊，需進(jìn)行水平探測(cè)，本次調(diào)查選在風(fēng)浪較小的9月28日和29日進(jìn)行，走航航速在8 km/h左右，而在風(fēng)浪較大的敞水區(qū)船速須在5 km/h以下，將風(fēng)浪的影響盡可能最小化.另外在走航的一些區(qū)域中，水草生長(zhǎng)較多，對(duì)魚(yú)類(lèi)的探測(cè)會(huì)造成較大影響，后期的分析中對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行了去除，在水草較多的淺水水體，利用水聲學(xué)方法對(duì)魚(yú)類(lèi)資源量調(diào)查并不適合，Hughes在泰晤士河的研究中也提出了沉水植物較多時(shí)走航式水聲學(xué)調(diào)查并不理想，但對(duì)于泰晤士河魚(yú)類(lèi)資源量評(píng)估和分布研究仍是一個(gè)高效的方法［7］.在探測(cè)的區(qū)域中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的魚(yú)類(lèi)聚群現(xiàn)象，個(gè)體間相對(duì)分散，采用回聲計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行密度計(jì)算更為合適［10］.

魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值依賴于魚(yú)類(lèi)大小、脈沖發(fā)射頻率、魚(yú)類(lèi)在波束中的位置［29］、游泳動(dòng)作［30］和環(huán)境的物理?xiàng)l件［31］，超聲波在淺水湖泊水平擴(kuò)散與垂直擴(kuò)散有所不同，TVG也有所不同［32］，仍缺少在淺水水體中水平探測(cè)時(shí)回聲信號(hào)TS值與魚(yú)類(lèi)大小關(guān)系的研究，尚無(wú)法準(zhǔn)確根據(jù)魚(yú)類(lèi)TS值計(jì)算出相應(yīng)的魚(yú)類(lèi)大小，對(duì)于魚(yú)類(lèi)大小的初步估計(jì)借鑒國(guó)外的一些垂直探測(cè)的經(jīng)驗(yàn)公式，不同的研究應(yīng)以不同TS值下的密度進(jìn)行準(zhǔn)確比較.盡管如此，水聲學(xué)方法仍是魚(yú)類(lèi)資源量統(tǒng)計(jì)的較為全面的方法，在調(diào)查過(guò)程中克服了其他傳統(tǒng)方法工作效率低、工作量大、難以在得到大空間尺度下的魚(yú)類(lèi)密度、無(wú)法準(zhǔn)確獲得魚(yú)類(lèi)自然分布狀態(tài)下連續(xù)數(shù)據(jù)等局限性［10，33-34］，可以準(zhǔn)確的給出魚(yú)類(lèi)大小組成特征、空間分布和尾數(shù)資源量情況.

本次調(diào)查所有探測(cè)到的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)平均TS值為－51.85±0.02 dB，根據(jù)Foote的TS值與體長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)公式估算體長(zhǎng)大約在6 cm，本文在9月6日進(jìn)行了高踏網(wǎng)漁獲物采樣統(tǒng)計(jì)，高踏網(wǎng)基本上可以捕撈到所有魚(yú)類(lèi)，其中尾數(shù)占絕大部分的湖鱭(92.86%)的平均體長(zhǎng)為8.38±2.41 cm，兩者比較可見(jiàn)通過(guò)水聲學(xué)方法調(diào)查得到的平均TS值按照Foote經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的相應(yīng)平均體長(zhǎng)偏低，但仍在漁獲物平均體長(zhǎng)的95%置信度上下限區(qū)間內(nèi).漁獲物統(tǒng)計(jì)結(jié)果亦表明小型魚(yú)類(lèi)尾數(shù)比例占據(jù)了99%以上，水聲學(xué)方法調(diào)查結(jié)果與之具有一致性，這也與其他學(xué)者太湖魚(yú)類(lèi)小型化的研究結(jié)論相符合［35］，太湖的主要優(yōu)勢(shì)種為湖鱭，其種群為小型魚(yú)類(lèi)，一般不會(huì)超過(guò)20 cm，體長(zhǎng)多在10 cm以下.本次調(diào)查所探測(cè)到的回聲信號(hào)中較大的TS值(＞－30 dB)非常少，分布在調(diào)查區(qū)域4、9、10、11、12和14，區(qū)域4處于東西太湖交匯處的草型湖區(qū)，為生物多樣性保護(hù)區(qū)，可能是較大的草魚(yú)或鯉;區(qū)域9、10和11在湖心敞水區(qū)，區(qū)域12在梅梁灣，都屬于典型的藻型湖區(qū)，可能是較大的鰱鳙;而區(qū)域14位于螺蜆保護(hù)區(qū)和太湖漁業(yè)實(shí)驗(yàn)站保護(hù)區(qū)，常年禁漁，亦有可能存在較大個(gè)體魚(yú)類(lèi)［20］.

在所有調(diào)查區(qū)域內(nèi)，魚(yú)類(lèi)密度最大的為敞水區(qū)的區(qū)域11(3.67±0.12 ind./m3)，最小的為沿岸區(qū)的區(qū)域14(0.58±0.04 ind./m3)，這可能與區(qū)域11屬于敞水區(qū)有很大關(guān)系，太湖中的小型魚(yú)類(lèi)湖鱭、銀魚(yú)在敞水區(qū)分布較多［36-37］，聚類(lèi)分析中也體現(xiàn)出敞水區(qū)探測(cè)區(qū)域9、10、11和12的密度具有一致性，而沿岸區(qū)的區(qū)域14中雖然密度較低，但是較大個(gè)體的魚(yú)類(lèi)TS比例卻有所上升，這可能是由于該區(qū)域?qū)儆诒Ｗo(hù)區(qū)受到常年的禁漁保護(hù)有關(guān).各個(gè)調(diào)查區(qū)域的魚(yú)類(lèi)密度差異性顯著，根據(jù)地理信息系統(tǒng)建模的分布圖顯示，魚(yú)類(lèi)密度在敞水區(qū)較高，在西山島外圍的橫山西北側(cè)相對(duì)較低，東西山間的東北側(cè)的魚(yú)類(lèi)密度要略高于西南側(cè)，另外可以明顯發(fā)現(xiàn)梅梁灣的魚(yú)類(lèi)密度明顯高于貢山灣的魚(yú)類(lèi)密度，魚(yú)類(lèi)密度的分布與流速、植被狀況、浮游生物、底質(zhì)特點(diǎn)、保護(hù)區(qū)建立、湖泊營(yíng)養(yǎng)化水平等因素有關(guān)［38-40］，對(duì)于太湖魚(yú)類(lèi)的分布與這些因子的關(guān)系需要進(jìn)一步的探索研究.

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