謝意軍，王　珂，郭　杰，劉紹平，陳大慶，段辛斌

(1．農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所，武漢　430223；2．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢　430070)

?

基于水聲學(xué)方法的東洞庭湖魚(yú)類(lèi)空間分布和資源量評(píng)估

謝意軍1,2，王珂1，郭杰1，劉紹平1，陳大慶1，段辛斌1

(1．農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所，武漢430223；2．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，武漢430070)

摘要：2015年7月11—17日期間，通過(guò)使用回聲探測(cè)儀(Simrad 公司EY60型,200 kHz 換能器)對(duì)東洞庭湖的魚(yú)類(lèi)資源進(jìn)行了探測(cè)評(píng)估。結(jié)果表明，調(diào)查航段的魚(yú)類(lèi)平均目標(biāo)強(qiáng)度(目標(biāo)魚(yú)類(lèi)對(duì)聲波的反射能力)為(-51.24±5.66)dB，平均體長(zhǎng)約為12 cm，體長(zhǎng)范圍為2～125.8 cm，不同區(qū)域間的魚(yú)類(lèi)目標(biāo)強(qiáng)度(即魚(yú)類(lèi)大小)差異性顯著。所有調(diào)查航段中魚(yú)類(lèi)密度1.223～1 534.2 f/1 000 m3之間，均密度為186.3 f/1 000 m3，不同區(qū)域間魚(yú)類(lèi)密度差異性顯著，中部湖區(qū)(CEC航段)魚(yú)類(lèi)密度較高。應(yīng)用資源密度體積法估算東洞庭湖魚(yú)類(lèi)資源量約為2.36×108 f，其中目標(biāo)強(qiáng)度在-43 dB(體長(zhǎng)約28 cm)以下的魚(yú)類(lèi)占95.5%。

關(guān)鍵詞：水聲學(xué)；東洞庭湖；魚(yú)類(lèi)；大小組成；空間分布；資源量

洞庭湖是中國(guó)第二大淡水湖泊，地處長(zhǎng)江中游荊江南岸，南納湘、資、沅、澧四水，北通長(zhǎng)江，是我國(guó)長(zhǎng)江中下游平原與長(zhǎng)江干流直接連通的吞吐型湖泊，蘊(yùn)含豐富的水資源和漁業(yè)資源，同時(shí)還是多種魚(yú)類(lèi)的索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)和產(chǎn)卵場(chǎng)[1-2]。廖伏初等[3]于2000—2006年調(diào)查研究表明，這7年間在洞庭湖監(jiān)測(cè)到魚(yú)類(lèi)111種，隸屬12目21科。數(shù)量較多的魚(yú)類(lèi)為:鯉(Cyprinuscarpio) 、鯽(Carassiusauratus) 、鯰(Sliurusasotus) 、黃顙魚(yú)(Pelteobagrusfulvidraco) 等，魚(yú)類(lèi)資源結(jié)構(gòu)類(lèi)型較20世紀(jì)70年代發(fā)生較大的改變。據(jù)湖南省水產(chǎn)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，洞庭湖歷史上最高年捕撈產(chǎn)量達(dá)4.8萬(wàn)t。21世紀(jì)，由于三峽水利工程截流以及人為過(guò)度捕撈等因素，洞庭湖捕撈漁獲量逐年下降，年均漁獲產(chǎn)量約為2.91萬(wàn)t[4]。洞庭湖由于其特殊的地理位置和分流調(diào)蓄功能，成為江湖生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，起著長(zhǎng)江多種經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)種群數(shù)量補(bǔ)充基地的作用，因此在洞庭湖有效開(kāi)展?jié)O業(yè)資源監(jiān)測(cè)，對(duì)于資源量化管理和資源養(yǎng)護(hù)能提供科學(xué)依據(jù)。

隨著儀器性能的提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水聲學(xué)方法已取代傳統(tǒng)方法成為魚(yú)類(lèi)資源量評(píng)估的主要手段，其具有實(shí)時(shí)、快速、環(huán)保無(wú)公害、掌握魚(yú)類(lèi)空間分布、準(zhǔn)確估算魚(yú)類(lèi)密度和資源量等優(yōu)勢(shì)[5-6]。國(guó)外學(xué)者對(duì)內(nèi)陸水體進(jìn)行了較多的相關(guān)研究[7-9]，Hughes[8]利用水聲學(xué)方法對(duì)泰晤士河進(jìn)行了走航式調(diào)查。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，主要有三峽水庫(kù)、長(zhǎng)江、珠江、青海湖等[10-14]，王珂等[10](2009)利用 HTI Model 241魚(yú)探儀對(duì)三峽庫(kù)區(qū)大寧河的魚(yú)類(lèi)時(shí)空分布特征進(jìn)行了水聲學(xué)調(diào)查。但對(duì)于淺水湖泊進(jìn)行水聲學(xué)調(diào)查研究，只見(jiàn)東湖和太湖進(jìn)行了相關(guān)研究[15-16]，而東洞庭湖這種大型吞吐型湖泊，目前尚未見(jiàn)有關(guān)水聲學(xué)方法的調(diào)查研究報(bào)道，本研究采用EY60科學(xué)回聲探測(cè)儀進(jìn)行初步應(yīng)用探索。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1調(diào)查區(qū)域概況

東洞庭湖位于湖南省東北部，介于東經(jīng)112°43′～113°15′，北緯28°59′～29°38′之間，是洞庭湖僅保有大片水面的湖區(qū)。東洞庭湖水域面積變化極大，存在明顯的豐水期與枯水期，每年4～9月為豐水期，此時(shí)最大湖水面積達(dá)1 328 km2，10月～次年3月為枯水期，在水文特征上有“水漲為湖，水落為洲”的特殊景觀。湖區(qū)地形復(fù)雜，洲灘水草廣布，是我國(guó)長(zhǎng)江流域重要的水生生物及魚(yú)類(lèi)的棲息地和資源庫(kù)[1-2]。2015年7月11日至17日期間，對(duì)東洞庭湖進(jìn)行了近“之”字形水聲學(xué)調(diào)查，調(diào)查區(qū)域及走航航跡圖詳見(jiàn)圖1。

圖1　東洞庭湖水聲學(xué)探測(cè)航線示意圖

1.2調(diào)查研究方法

2015年7月11—17日期間，對(duì)東洞庭湖進(jìn)行水聲學(xué)調(diào)查，每天探測(cè)時(shí)間為9:00～18:00之間，考慮到天氣、安全等因素，每天航程有所變動(dòng)，探測(cè)使用長(zhǎng)約20 m，寬約5 m，吃水1.1 m的調(diào)查船走航，航速在6～10 km/h之間，采用Garmin 60CSx 型號(hào)GPS進(jìn)行導(dǎo)航，調(diào)查的航線、航程等具體信息如圖1和表1所示。

表1　東洞庭湖水聲學(xué)調(diào)查的基本信息

水聲學(xué)調(diào)查使用的儀器為Simrad EY60型分裂波束(split-beam)回聲探測(cè)儀，換能器頻率為200 kHz,半功率角(3dB Beam width) 為7°，數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，換能器的發(fā)射功率為300 W，脈沖寬度(pulse duration)64 μs。數(shù)字換能器用一鐵架固定，安裝于調(diào)查船左舷距船頭約12 m處，探頭入水0.5 m深，進(jìn)行垂直聲學(xué)探測(cè)，由于航道管制、地理環(huán)境限制，整體采取“之”字形走航，同時(shí)采用ER60軟件對(duì)聲學(xué)數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)。在探測(cè)之前，采用直徑為13.7 mm的鎢銅金屬球?qū)x器進(jìn)行實(shí)地校準(zhǔn)。

1.3漁獲物統(tǒng)計(jì)

2014—2015年對(duì)洞庭湖區(qū)(包括東洞庭、南洞庭、西洞庭)進(jìn)行了多次漁獲物調(diào)查，捕撈網(wǎng)具為三層復(fù)合流刺網(wǎng)(網(wǎng)目規(guī)格分別為1.8 cm、2.2 cm、3.3 cm，以下簡(jiǎn)稱(chēng)流刺網(wǎng))與拖網(wǎng)(網(wǎng)目規(guī)格8 cm),統(tǒng)計(jì)記錄東洞庭湖漁獲物中魚(yú)類(lèi)種類(lèi)組成比例與主要經(jīng)濟(jì)種類(lèi)魚(yú)類(lèi)的體長(zhǎng)、體重等相關(guān)數(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)處理分析及數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置

采用Sonar 5_pro 分析軟件(版本6.0.3)轉(zhuǎn)換ER60程序采集的水聲學(xué)原始數(shù)據(jù),時(shí)變?cè)鲆?TVG)40lgR。在Sonar 5軟件中對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)設(shè)置自動(dòng)識(shí)別水底,并人工校對(duì)。設(shè)置信號(hào)目標(biāo)強(qiáng)度(Target Strength,TS)背景噪聲閾值<-70 dB及交叉過(guò)濾參數(shù),對(duì)于明顯的噪聲手動(dòng)去除，通過(guò)Sonar 5軟件對(duì)魚(yú)體信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)追蹤及判別,結(jié)果保存為文本文檔格式,以便進(jìn)行信號(hào)統(tǒng)計(jì)。

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(-70～-67、-67～-64、-64～-61、-61～-58、-58～-55、-55～-52、-52～-49、-49～-46、-46～-43、-43～-40、-40～-37、-37～-34、-34～-31、-31～-28 )dB 十四區(qū)間，分別統(tǒng)計(jì)各TS區(qū)間的單體回聲數(shù)，計(jì)算各單元魚(yú)類(lèi)密度和平均目標(biāo)強(qiáng)度。本研究根據(jù)Foote[17]對(duì)喉鰾魚(yú)類(lèi)體長(zhǎng)進(jìn)行估算的經(jīng)驗(yàn)公式:

TS= 20lgL-71.9

(1)

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)。

魚(yú)體長(zhǎng)(L)和重量(W)之間的換算,采用鰱W-L經(jīng)驗(yàn)公式[18]：

W= 0.005 2×L3.162

(2)

數(shù)據(jù)分析相關(guān)參數(shù)設(shè)置:前景濾波器(Foreground filter),[1，3]；背景濾波器(Background filter),[55，1]；目標(biāo)平滑濾波(Target smooth filter),[1，3]；信號(hào)長(zhǎng)度(Signal length)，[3，50]；聲學(xué)截面的最大增益補(bǔ)償(Maximum Gain Compensation)，6 dB；最小目標(biāo)長(zhǎng)度(Min.Track Length)，2 ping；最大脈沖缺失(Max.Ping Gap)，2 ping；門(mén)閘過(guò)濾范圍(Gating Range)，0.3 m。

1.4.2魚(yú)類(lèi)空間分布及資源量評(píng)估

為了解東洞庭湖魚(yú)類(lèi)的空間分布,本研究將七月份整個(gè)探測(cè)航線分為90個(gè)單元,總航程為108.8 km，每個(gè)單元航程約1.2 km，單獨(dú)計(jì)算各單元的魚(yú)類(lèi)密度,其方法參照Balk等[19]。參照唐啟升等[7]資源量估算方法及凌建忠等[20]對(duì)東海頭足類(lèi)資源量的資源密度面積法,具體方法見(jiàn)譚細(xì)暢等[12]利用水聲學(xué)方法對(duì)青海湖魚(yú)類(lèi)資源量評(píng)估的研究。

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 10.2軟件進(jìn)行空間分布的建模[13]。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ArcGIS 平臺(tái)，采用反距離加權(quán)插值法繪制東洞庭湖魚(yú)類(lèi)密度水平分布圖[21-22]。

數(shù)據(jù)分析與作圖分別使用SPSS 17.0、Origin 9.0，魚(yú)類(lèi)分布建模采用ArcGIS 10.2。

2結(jié)果和分析

2.1漁獲物組成

東洞庭湖收集到29船漁獲物，共統(tǒng)計(jì)魚(yú)類(lèi)18 425尾，總重5 178.3 kg，包括36種魚(yú)類(lèi)，主要組成魚(yú)類(lèi)尾數(shù)比例為：鯉(Cyprinuscarpio)34.82%、蛇鮈(Saurogobiodabryi)8.32%、鯽(Carassiusauratus)12.24%、鯰(Silurusasotus)13.28%、黃顙魚(yú)(Pelteobagrusfulvidraco)6.55%、鳊(Parabramispekinensis)6.2%、翹嘴鲌(Erythroculterilishaeformis)3.92%、草魚(yú)(Ctenopharyngodonidellus)3.31%、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)2.76%、鳙(Hypophthalmichthysnobilis)1.87%、青魚(yú)(Mylopharyngodonpiceus)0.55%、其他魚(yú)類(lèi)6.18%，結(jié)果如圖2。主要經(jīng)濟(jì)種類(lèi)的體長(zhǎng)與體重組成結(jié)果見(jiàn)表2。

圖2　漁獲物種類(lèi)組成百分比

2.2魚(yú)類(lèi)大小組成特征

調(diào)查航段內(nèi)共收集到23335個(gè)回聲信號(hào)，平均TS值為(-51.24±5.66) dB，其中最大TS值為-28.62 dB，最小TS值為-69.89 dB。按照Foote經(jīng)驗(yàn)公式推算魚(yú)類(lèi)平均體長(zhǎng)約為12 cm，體長(zhǎng)范圍為2～125.8 cm，對(duì)各TS段(從小到大) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)應(yīng)的平均體長(zhǎng)約為1、2、2.5、3.5、5、7、10、14、20、28、40、56、79和112 cm。在本次調(diào)查中，探測(cè)到目標(biāo)強(qiáng)度大于-31 dB(體長(zhǎng)約112 cm)的魚(yú)類(lèi)信號(hào)9個(gè)，在航線AB段中探測(cè)到7個(gè)，BF段中探測(cè)到2個(gè)，均分布在水深超過(guò)15 m的區(qū)域，由于目標(biāo)個(gè)體數(shù)量少，故不再分TS段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。各調(diào)查航段中的回波數(shù)及目標(biāo)強(qiáng)度信息如表3所示。

表2　漁獲物調(diào)查

表3　各調(diào)查航段回波數(shù)及目標(biāo)強(qiáng)度信息

經(jīng)Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗(yàn)，5條航線調(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)5航線區(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)5條航線區(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) ，CD航段平均TS值最小(-59.35±1.67)dB與CEC航段的平均TS值(-58.35±1.27)dB最為接近，BF航段平均TS值最大(-47.55±4.41)dB，與AB航段的平均TS值(-48.64±4.84)dB相似。各調(diào)查航段平均TS見(jiàn)圖4。

圖3　各調(diào)查航段不同TS 段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)百分比

圖4　各調(diào)查航段回聲信號(hào)TS 均值

計(jì)算各調(diào)查航段內(nèi)不同TS值段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占的比例，調(diào)查航段BC、CD、CEC的TS值在(-67～-58)dB區(qū)間(含3個(gè)TS值段)的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)所占的比例均超過(guò)50%，而航段AB、BF的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值多集中在(-64～-46)dB區(qū)間(含6個(gè)TS值段)，且每個(gè)TS值段的回聲信號(hào)所占比例均在10%～15%之間(圖3)。TS值段在(-49～-46)dB時(shí)，調(diào)查航段BC、CD、CEC的回聲信號(hào)所占比例不足5%，在(-40～-37)dB值段時(shí)所占比例基本為0。調(diào)查航段AB、BF的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)在(-37～-34、-34～-31、-31～-28)dB三個(gè)TS值段所占的比例都非常低。作為主航道的AB、BF調(diào)查航段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值比例分布基本一致，非航道區(qū)域的BC、CD、CEC調(diào)查航段的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值比例分布相似。

2.3不同區(qū)域魚(yú)類(lèi)密度

在5條調(diào)查航段各單元中，密度最小值為1.223 f/1 000 m3，位于BF調(diào)查航段的前半航段(29°15′N(xiāo)，113°03′E)；密度最大值為1534.2 f/1 000 m3，位于君山島東南面湖區(qū)BC調(diào)查航段(29°20′N(xiāo)，113°01′E) 。在走航調(diào)查的所有航段中，中部湖區(qū)CEC航段平均密度最大，為760.86 f/1 000 m3，東北湖區(qū)AB航段的平均密度最小，為18.02 f/1 000 m3。經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)，5個(gè)調(diào)查航段中魚(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，調(diào)查航段AB、BF變異系數(shù)最大分別為1.02、1.01，西北湖區(qū)調(diào)查航段CD變異系數(shù)最小為0.29，說(shuō)明在東洞庭湖主航道湖區(qū)魚(yú)類(lèi)分布比較不均勻，而在東洞庭湖非航道的北部(BC航段)、西北(CD航段)及中部(CEC航段)湖區(qū)魚(yú)類(lèi)密度分布相對(duì)均勻，只有AB、BF航段的魚(yú)類(lèi)密度變異系數(shù)略大于1，根據(jù)孫儒泳[23]種群分布型的劃分標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查湖區(qū)的魚(yú)類(lèi)基本屬于隨機(jī)分布，無(wú)明顯地成群分布現(xiàn)象。對(duì)各調(diào)查航段的魚(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4) 。

表4　不同調(diào)查航段魚(yú)類(lèi)密度差異性比較

2.4魚(yú)類(lèi)資源總量評(píng)估

對(duì)東洞庭湖探測(cè)湖區(qū)進(jìn)行GIS建模(如圖5)，單獨(dú)計(jì)算各湖區(qū)水體體積及魚(yú)類(lèi)平均密度,初步估算魚(yú)類(lèi)資源總數(shù)為2.36×108尾，其中TS值段(-70～-64、-64～-58、-58～-52、-52～-46、-46～-40、-40～-34、-34～-28)dB,魚(yú)類(lèi)尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比分別為24.6%、31.3%、21.8%、13.8%、6.41%、1.87%、0.22%，按照Foote等經(jīng)驗(yàn)公式推算以上TS值段對(duì)應(yīng)的魚(yú)類(lèi)平均體長(zhǎng)約為1.5、3、6、12、24、48、79 cm。經(jīng)公式(2)換算，魚(yú)類(lèi)對(duì)應(yīng)的平均體重約為0.1、0.3、1.5、13、120、1 068、5 158 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東洞庭湖區(qū)魚(yú)類(lèi)資源總重量約為0.97萬(wàn)t。

圖5　東洞庭湖魚(yú)類(lèi)密布分布

3討論

由于洞庭湖水系眾多，湖底地形復(fù)雜，水深變化大，航道密布[24]，在走航探測(cè)時(shí)遇到一些障礙。在洞庭湖區(qū)航道探測(cè)時(shí)，由于航道管制、避讓往來(lái)航船，使得探測(cè)路線具有局限性，不能?chē)?yán)格按照“之”型進(jìn)行走航，且聲學(xué)設(shè)備的探測(cè)效果易受到往來(lái)船只發(fā)出的噪聲、行駛產(chǎn)生的波浪、魚(yú)類(lèi)的回避行為等影響，導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況有一定的偏差[9,25]。在非航道區(qū)探測(cè)時(shí)，即在東洞庭湖中部及西部湖區(qū)，主要受到兩方面的限制。一方面，該湖區(qū)地形復(fù)雜，水深變化大，航船多為小型漁船，給調(diào)查船走航造成很大影響，使得調(diào)查船無(wú)法進(jìn)入東洞庭湖西南湖區(qū)進(jìn)行探測(cè)，以免發(fā)生船只擱淺事故；另一方面，由于漁民常年在該湖區(qū)布設(shè)漁網(wǎng)，調(diào)查船為了避開(kāi)漁網(wǎng)，致使走航航線單一(如圖1所示)。在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，為了避免聲納發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的噪聲影響，只分析水深1 m至水底的魚(yú)類(lèi)密度，在分析過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的魚(yú)類(lèi)聚群現(xiàn)象，且個(gè)體間相對(duì)分散，因此采用回聲計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行密度計(jì)算[12]。

魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值跟魚(yú)類(lèi)的種類(lèi)、體長(zhǎng)、魚(yú)體在水中的姿態(tài)傾角等因素有關(guān)[26]，數(shù)據(jù)分析上常采用目標(biāo)強(qiáng)度TS與體長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)推算所探測(cè)魚(yú)類(lèi)的體長(zhǎng)。據(jù)廖伏初等[3](1990—1999)與茹輝軍等[27](2004—2005)的研究表明，洞庭湖魚(yú)類(lèi)組成結(jié)構(gòu)以鯉、鯽等湖泊定居性魚(yú)類(lèi)為主，其中鯉科魚(yú)類(lèi)為最大類(lèi)群，占總數(shù)的60%左右[3,27]。絕大多數(shù)鯉科魚(yú)類(lèi)屬于喉鰾型魚(yú)類(lèi)[28]，故采用Foote(喉鰾魚(yú)類(lèi))經(jīng)驗(yàn)公式。本試驗(yàn)在9月29至10月7日進(jìn)行了流刺網(wǎng)與拖網(wǎng)漁獲物采樣統(tǒng)計(jì)，在所有捕撈的魚(yú)類(lèi)中鯰、鯉、鯽、黃顙魚(yú)等占有較高比例(圖2)，同時(shí)有研究表明上述幾種魚(yú)類(lèi)為洞庭湖常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)種[27]。與孫明波等[16]2011年利用水聲學(xué)方法對(duì)太湖魚(yú)類(lèi)空間分布和資源量評(píng)估的研究結(jié)果比較，太湖魚(yú)類(lèi)的平均目標(biāo)強(qiáng)度為(-51.85±0.02)dB，與東洞庭湖魚(yú)類(lèi)的平均目標(biāo)強(qiáng)度(-51.24±5.66) dB基本相同，但是由于各自湖區(qū)的優(yōu)勢(shì)種、魚(yú)類(lèi)組成結(jié)構(gòu)，選用的經(jīng)驗(yàn)公式不同[12]等，在漁獲物組成、魚(yú)類(lèi)體長(zhǎng)換算等方面，與本研究結(jié)果存在一定的差異。同時(shí)探測(cè)發(fā)現(xiàn)，魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)TS值大于-31 dB(體長(zhǎng)超過(guò)112 cm)的個(gè)體非常少，所有9個(gè)被探測(cè)到的魚(yú)類(lèi)回聲信號(hào)，均在洞庭湖航道湖區(qū)(水深>15 m)，Bain 等[29]研究表明大個(gè)體魚(yú)類(lèi)喜歡棲息在深水區(qū)，小個(gè)體魚(yú)類(lèi)則喜歡棲息在水淺、流速小的位置，與東洞庭湖魚(yú)類(lèi)分布情況相符。上述充分展現(xiàn)出聲學(xué)調(diào)查方法在魚(yú)類(lèi)資源評(píng)估方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可克服傳統(tǒng)的漁業(yè)資源評(píng)估方法的諸多局限性[30]。

在所有調(diào)查航段中，魚(yú)類(lèi)密度最大為1 534.2 f/1 000 m3，出現(xiàn)在東洞庭湖君山島東南面湖區(qū)BC調(diào)查航段；最小密度為1.223 f/1 000 m3，位于BF調(diào)查航段的前半航段。魚(yú)類(lèi)密度分布不均，與東洞庭湖的地理環(huán)境相關(guān)，東洞庭湖中部及君山島景區(qū)附近湖區(qū)，是漁業(yè)作業(yè)主要湖區(qū)，該湖區(qū)水質(zhì)較好，水較淺，流速緩慢，航船較少，小型魚(yú)類(lèi)分布較多[29，31-32]；而AB、BF航段屬于洞庭湖航道湖區(qū)，水較深，流速較大，且魚(yú)類(lèi)對(duì)往來(lái)航船具有回避行為，使得探測(cè)密度較低[24-25,29]。由于東洞庭湖中魚(yú)類(lèi)分布不均勻，在資源量估算時(shí)采用分區(qū)進(jìn)行密度體積法會(huì)更為準(zhǔn)確[10]，估算東洞庭湖魚(yú)類(lèi)資源總數(shù)為 2.36×108尾，資源總量約為0.97萬(wàn)t。對(duì)于東洞庭湖魚(yú)類(lèi)的分布、魚(yú)類(lèi)資源結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變化，還需要進(jìn)一步的探索研究。

在內(nèi)陸水體利用水聲學(xué)調(diào)查漁業(yè)資源，通常水聲學(xué)探測(cè)與漁獲物調(diào)查分開(kāi)進(jìn)行，因此漁獲物結(jié)果不能及時(shí)佐證水聲學(xué)的采樣數(shù)據(jù)。海上水聲學(xué)調(diào)查時(shí),在走航中利用聲學(xué)系統(tǒng)記錄聲學(xué)數(shù)據(jù),并進(jìn)行拖網(wǎng)取樣,能及時(shí)為聲學(xué)數(shù)據(jù)分析提供必要的種類(lèi)組成及生物學(xué)特征數(shù)據(jù)[33]。

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(責(zé)任編輯：陳細(xì)華)

Fish spatial distribution and biomass assessment in East Dongting Lake using hydroacoustic method

XIE Yi-jun1,2,WANG Ke1,GUO Jie1,LIU Shao-ping1,CHEN Da-qing1,DUAN Xin-bin1

(1.ScientificObservingandExperimentalStationofFisheryResourcesandEnvironmentintheUpperandMiddleReachesoftheYangtzeRiver,MinistryofAgriculture,YangtzeRiverFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Wuhan430223,China;2.CollegeofFisheries,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China)

Abstract：A SIMRAD EY60 echo-sounder with 200 kHz split-beam transducer was used to survey the fishery resources in East Dongting Lake during July 11—17,2015.The results showed that the mean target strength (acoustic reflectivity of target fish) in the surveying navigation section was (-51.24±5.26)dB and the mean length was about 12 cm,ranging from 2 to 125.8 cm.The fish target strength in different areas was significantly different,which meant there was significant difference in fish size.The mean fish density was 186.3 f/1 000m3,ranging from 1.223 f/1 000 m3 to 1 534.2 f/1 000 m3 in all survey navigation sections,where a high fish density occurred in the middle area of East Dongting Lake(CEC navigation section).The total amount of fish mantissa biomass were estimated at 2.36 ×108 f,in which the fish with target strength lower than-43 dB (length about 28 cm) was 95.5%.

Key words：hydroacoustic;East Dongting Lake;fish;size component;spatial distribution;biomass

收稿日期：2015-09-06；

修訂日期：2016-01-24

第一作者簡(jiǎn)介：謝意軍(1990-)，男，碩士研究生，專(zhuān)業(yè)方向?yàn)闈O業(yè)資源學(xué)。E-mail：xieyijun0713@163.com通訊作者：段辛斌。E-mail：duan@yfi.ac.cn

中圖分類(lèi)號(hào)：S932.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-6907-(2016)03-0040-07

資助項(xiàng)目：荊江航道整治工程的透水框架作為人工魚(yú)礁效果的研究、國(guó)家自然科學(xué)基金“長(zhǎng)江中游四大家魚(yú)產(chǎn)卵場(chǎng)定位及特征研究”(51579247)和農(nóng)業(yè)部項(xiàng)目長(zhǎng)江中上游重要漁業(yè)水域主要經(jīng)濟(jì)物種產(chǎn)卵場(chǎng)及洄游通道調(diào)查