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        西北太平洋公海海域秋季燈光敷網(wǎng)漁獲率及物種多樣性

        2021-11-04 07:41:56王雪華王良明林龍山
        漁業(yè)研究 2021年5期
        關(guān)鍵詞:物種

        王雪華,李 海,李 淵,王良明,林龍山*

        (1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海 201306;2.自然資源部第三海洋研究所海洋生物與生態(tài)實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門(mén) 361005)

        游泳動(dòng)物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位,是海洋生物三大生態(tài)類(lèi)群之一[1],也是人類(lèi)重要的食物來(lái)源之一,為2/3的人口提供了40%的蛋白質(zhì)[2]。隨著近海漁業(yè)資源的過(guò)度捕撈,遠(yuǎn)洋漁業(yè)的地位不斷得到突顯。而西北太平洋作為全球重要漁區(qū)之一,資源量一直維持在較高水平[3]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于西北太平洋的研究也較多,Lin G等[4]分析了西北太平洋不同水體中浮游植物的區(qū)域差異,王彥國(guó)等[5]對(duì)橈足類(lèi)物種多樣性進(jìn)行了研究。還有大量研究集中在游泳動(dòng)物單物種的分析,包括物種漁情分析[6]、漁場(chǎng)分布[7]與變動(dòng)[8]、種群資源量評(píng)估[9-10]、生物學(xué)特性研究[11]以及資源與環(huán)境的關(guān)系[12-13]。然而目前針對(duì)該海域游泳動(dòng)物種類(lèi)組成和生物多樣性的研究很少,雖然日本、俄羅斯等國(guó)家已有相應(yīng)報(bào)道,但大部分都是利用漁船的捕撈數(shù)據(jù),專(zhuān)門(mén)的調(diào)查報(bào)道相對(duì)較少[14-16]。本文根據(jù)2018年8月23日—9月26日燈光敷網(wǎng)調(diào)查的數(shù)據(jù),初步分析了西北太平洋海域秋季游泳動(dòng)物種類(lèi)組成和多樣性特征,相關(guān)結(jié)果可為中國(guó)在西北太平洋公海區(qū)域的漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)及可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)資料。

        1 材料與方法

        1.1 調(diào)查站位和樣品鑒定

        游泳動(dòng)物調(diào)查區(qū)域范圍為146°00′E~160°00′E、35°00′N(xiāo)~45°00′N(xiāo),共完成站位53站(圖1)。調(diào)查站位按棋盤(pán)式進(jìn)行布設(shè),即按照經(jīng)緯度呈方格網(wǎng)狀設(shè)置,其中S32-1、S32-2等站位是在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中臨時(shí)增加的額外的獨(dú)立站位。

        本次調(diào)查采用“福遠(yuǎn)漁080”、“福遠(yuǎn)漁081”、“福遠(yuǎn)漁082”和“福遠(yuǎn)漁085”燈光敷網(wǎng)生產(chǎn)船作為定點(diǎn)調(diào)查船,四艘漁船性能參數(shù)一樣,其總噸位均為960 t,漁船主機(jī)功率1 100 kW,輔機(jī)功率1 000 kW。燈光敷網(wǎng)網(wǎng)具:最大網(wǎng)目尺寸是4.5 cm,最小網(wǎng)目尺寸是3.5 cm,網(wǎng)衣長(zhǎng)度為1 200 m,網(wǎng)口周長(zhǎng)為400 m。集魚(yú)燈:水面上46盞×4 kW,水面下34盞×5 kW。

        接近設(shè)定站位附近進(jìn)行放網(wǎng)采樣,晚上開(kāi)燈誘魚(yú),光誘2 h后,熄滅船邊的燈光。游泳動(dòng)物調(diào)查除大型漁獲物樣品在船上進(jìn)行初步分析和處理外,其余漁獲物取樣后均帶回陸地實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品鑒定、數(shù)量統(tǒng)計(jì)和生物學(xué)測(cè)定,所有樣品均鑒定到種,長(zhǎng)度以mm為單位,重量以g為單位。

        游泳動(dòng)物樣品處理與數(shù)據(jù)分析均按照GB/T 12763.1—2007《海洋調(diào)查規(guī)范 第1部分:總則》、GB 17378.3—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范 第3部分:樣品采集、貯存與運(yùn)輸》、GB/T 12763.6—2007《海洋調(diào)查規(guī)范 第6部分:海洋生物調(diào)查》。樣品分析和鑒定主要參考董正之[17]和Day J J[18]有關(guān)頭足類(lèi)和魚(yú)類(lèi)的分類(lèi)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)。

        1.2 數(shù)據(jù)處理

        1.2.1 主要優(yōu)勢(shì)種

        魚(yú)類(lèi)優(yōu)勢(shì)種分析根據(jù)相對(duì)重要性指數(shù)[19]:

        IRI=(N+W)×F

        (1)

        式中,N為某種類(lèi)的尾數(shù)占總漁獲尾數(shù)的百分比;W為某種類(lèi)的重量占總漁獲重量的百分比;F為某種類(lèi)在調(diào)查中被捕獲的站位數(shù)與總調(diào)查站位數(shù)之比。因調(diào)查海域?yàn)榇笱笮院S?,所以參考陳?guó)寶等[20]的IRI范圍劃分標(biāo)準(zhǔn):若IRI≥ 500,則該物種為優(yōu)勢(shì)種;若100

        1.2.2 物種多樣性分析

        Margalef豐富度指數(shù)[21]:

        (2)

        Shannon-Wiener多樣性指數(shù)[22]:

        (3)

        Pielou均勻度指數(shù)[23]:J′=H′/ln(S)

        (4)

        式中S為種類(lèi)總數(shù),Q為尾數(shù),Pi為第i種漁獲物重量占總漁獲物重量的比例。由于本次同種類(lèi)以及不同種類(lèi)個(gè)體差異較大,所以利用漁獲物重量來(lái)計(jì)算物種多樣性指數(shù),以便更接近種類(lèi)間能量分布。

        1.2.3 漁獲率計(jì)算

        采用尾數(shù)漁獲率R1和重量漁獲率R2來(lái)計(jì)算調(diào)查海域游泳動(dòng)物的相對(duì)資源量,即單位光誘時(shí)間捕獲的游泳動(dòng)物個(gè)體數(shù)量(ind/h)和生物量(kg/h)。

        R1=V/f

        (5)

        R2=U/f

        (6)

        式中,V表示光誘時(shí)間內(nèi)捕獲的游泳動(dòng)物個(gè)體數(shù)量(ind),U表示光誘時(shí)間內(nèi)捕獲的游泳動(dòng)物生物量(kg),f表示光誘時(shí)間(h)。

        2 結(jié)果

        2.1 種類(lèi)組成

        本研究共鑒定游泳動(dòng)物種類(lèi)45種,分隸于9目21科37屬(表1)。其中軟骨魚(yú)綱2目2科2屬2種、輻鰭魚(yú)綱6目17科31屬39種、頭足綱1目2科4屬4種。目級(jí)水平以鱸形目最多,共25種,其次為燈籠魚(yú)目、頜針魚(yú)目,分別為5種、4種;科級(jí)水平則以鯖科魚(yú)類(lèi)最多,有10種,其次為燈籠魚(yú)科和鲹科,分別為5種和4種。所有游泳動(dòng)物種類(lèi)中,魚(yú)類(lèi)有40種、占90.91%,頭足類(lèi)有4種、占9.09%。

        表1 秋季西北太平洋游泳動(dòng)物的種類(lèi)組成

        在調(diào)查的53個(gè)站位中,漁獲種類(lèi)最多的站位是S17、S20和S25站位,均為11種;記錄7種以上的站位有10個(gè),占18.87%;種類(lèi)數(shù)在5~6種之間的站位有15個(gè),占28.30%;記錄在5種以下的站位有28個(gè),占52.83%,其中S5、S30和S37站種類(lèi)數(shù)最少,均只有1種(圖2)。

        2.2 漁獲率分布

        本次秋季調(diào)查所有站位的平均漁獲率為1 126.64 kg/h、41 727.11 ind/h,其中魚(yú)類(lèi)平均漁獲率為1 111.81 kg/h、41 538.10 ind/h,頭足類(lèi)平均漁獲率為14.83 kg/h、189.01 ind/h。在所有漁獲物中魚(yú)類(lèi)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),生物量占總漁獲物98.25 %,漁獲尾數(shù)占91.44 %左右;頭足類(lèi)生物量約占1.75 %,尾數(shù)約占8.56 %。

        調(diào)查海域漁業(yè)資源豐富,在53個(gè)調(diào)查站位中,重量漁獲率超過(guò)100 kg/h的站位有17個(gè),占總重量漁獲率98.57%,多數(shù)分布在43°N附近。漁獲生物量最大的站位是S32-2站,達(dá)2.25×104kg/h。有17站重量漁獲率在10 kg/h以下,重量漁獲率最低出現(xiàn)在S44站,僅0.50 kg/h(圖3)。

        漁獲尾數(shù)的分布與生物量的分布相似,尾數(shù)漁獲率大于1 000 ind/h的站位有15個(gè),占總尾數(shù)漁獲率99.67 %,在調(diào)查海域的分布如圖4所示。尾數(shù)漁獲率最高的站位是S32-2站,達(dá)8.39×105ind/h。有11站尾數(shù)漁獲率低于50 ind/h,尾數(shù)漁獲率最低出現(xiàn)在S37站,為1.5 ind/h。

        2.3 優(yōu)勢(shì)種組成及漁獲率

        2.3.1 優(yōu)勢(shì)種組成

        根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),利用相對(duì)重要性指數(shù)計(jì)算,整理了本航次調(diào)查中出現(xiàn)游泳動(dòng)物種類(lèi)的優(yōu)勢(shì)種組成(表2)。其中日本鯖的IRI最高,為3 154.11,其次遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)的IRI為2 525.95,這兩種均屬于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。

        表2 秋季調(diào)查優(yōu)勢(shì)種類(lèi)相關(guān)信息

        2.3.2 日本鯖的漁獲率

        本次調(diào)查日本鯖的平均漁獲率為521.46 kg/h、11 014.84 ind/h,分布在23個(gè)站位,主要分布于43°N斷面(圖5、圖6)。重量漁獲率超過(guò)10 kg/h的有13個(gè)站位,有9個(gè)站位的漁獲率不到1 kg/h;尾數(shù)漁獲率超過(guò)1 500 ind/h的有10個(gè)站位,低于10 ind/h的有9個(gè)站位。漁獲率最小是S11站,為0.03 kg/h、0.50 ind/h;漁獲率最大的站位是S32-2站,為15 000.00 kg/h、397 667.50 ind/h。

        2.3.3 遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)的漁獲率

        遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)的平均漁獲率為550.20 kg/h、30 406.23 ind/h,出現(xiàn)在11個(gè)站位,主要分布于43°N斷面,主要出現(xiàn)在154°E、43°N~160°E、43°N之間(圖7、圖8)。有9個(gè)站位漁獲率分別高于100 kg/h(重量)和10 000 ind/h(尾數(shù));剩余2個(gè)站位重量漁獲率低于10 kg/h,尾數(shù)漁獲率低于100 ind/h。其中漁獲率以S32-2最高,為7 500.00 kg/h、440 969.00 ind/h;漁獲率最小的出現(xiàn)在S19站,為0.03 kg/h、0.50 ind/h。

        2.4 物種多樣性

        依據(jù)2018年秋季的調(diào)查數(shù)據(jù),根據(jù)公式(2)、(3)和(4)計(jì)算得到西太平洋海域的游泳動(dòng)物種類(lèi)豐富度指數(shù)D、均勻度指數(shù)J′和多樣性指數(shù)H′如表3所示。游泳動(dòng)物種類(lèi)豐富度指數(shù)D平均值為0.36,范圍為0.00~1.08;均勻度指數(shù)J′年平均值為0.48,范圍為0.00~0.97;多樣性指數(shù)H′平均值為0.70,范圍為0.00~1.74。

        表3 秋季西太平洋海域游泳動(dòng)物漁獲物多樣性指數(shù)

        在本次西太平洋海域秋季調(diào)查中,沒(méi)有出現(xiàn)多樣性指數(shù)大于2的站位;大于1.5的站位僅2個(gè),占3.77 %;大于1的站位有10個(gè),占18.87 %,其余43個(gè)站位的多樣性指數(shù)均小于1,占81.13 %。其中S9的多樣性指數(shù)最高,為1.74;S5、S30和S37三個(gè)站位的多樣性指數(shù)均為0,其漁獲物都只有1種,分別是柔魚(yú)、發(fā)光柔魚(yú)和雙鰭舵鰹。各站位種類(lèi)多樣性指數(shù)H′分布詳見(jiàn)圖9。

        本次西太平洋海域調(diào)查共劃分5個(gè)斷面。從斷面來(lái)看,D以第37°N斷面最高,H′以37°N斷面最高,而J′的最高值出現(xiàn)在39°N斷面;D、J′及H′的最低值均出現(xiàn)在35°N斷面(表4)。

        表4 各斷面物種多樣性指數(shù)的范圍和平均值

        3 討論

        本次調(diào)查區(qū)域?yàn)槲鞅碧窖蠊:S?,水深達(dá)4 km,采用燈光敷網(wǎng)調(diào)查方式,漁獲物多為中上層游泳動(dòng)物。美國(guó)學(xué)者William在1996年分析西北太平洋海域游泳動(dòng)物共41種,種類(lèi)數(shù)雖與本次調(diào)查的相接近[16],但是種類(lèi)組成多為秋刀魚(yú)(Cololabissaira)、柔魚(yú)(Ommastrephesbartrami)以及鮭形目等經(jīng)濟(jì)物種,基本沒(méi)有燈籠魚(yú),兩次調(diào)查出現(xiàn)這種差異的原因可能是由于調(diào)查方式的不同,美國(guó)學(xué)者采用的是對(duì)生物樣品選擇性更強(qiáng)的刺網(wǎng)。而且本研究中除類(lèi)籠魚(yú)外,還有一定比例的頜針魚(yú)類(lèi)等小型化、低值化中上層種類(lèi),造成此類(lèi)差異的原因可能是不同網(wǎng)具的選擇性導(dǎo)致,同時(shí),燈籠魚(yú)類(lèi)為趨光性魚(yú)類(lèi),白天時(shí)生存在大洋200 m以深海域,而夜間會(huì)向表面垂直移動(dòng),在表層聚集[24],因此使用燈光誘集的捕撈方式捕獲效果較佳。董秀強(qiáng)[25]分析了中國(guó)西北太平洋公海區(qū)域生產(chǎn)的漁船中主要漁獲組成,共鑒定游泳動(dòng)物18種,其優(yōu)勢(shì)種組成與本研究相似,主要為日本鯖、遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)、柔魚(yú)科及舵鰹屬(Auxis)等。馬超等[26]在2016年的研究也表明日本鯖和遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)為西北太平洋公海海域秋季的優(yōu)勢(shì)種。該生產(chǎn)區(qū)域歷史上為日本鯖和遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)等重要中上層魚(yú)類(lèi)的重要索餌區(qū)域,因此,此類(lèi)中上層魚(yú)種在調(diào)查中占據(jù)著重要的優(yōu)勢(shì)地位。

        調(diào)查中魚(yú)類(lèi)占優(yōu)勢(shì),主要是由日本鯖及遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位所致。該海域?yàn)槁?lián)合國(guó)糧農(nóng)組織劃定的61號(hào)漁區(qū),且西北太平洋海域?yàn)槭澜缟献罡弋a(chǎn)漁區(qū),近年來(lái),年產(chǎn)量一直維持在2 000×104t左右[2],其主要的經(jīng)濟(jì)物種即日本鯖、秋刀魚(yú)及遠(yuǎn)東擬沙丁魚(yú)等。王良明等[12]研究表明西北太平洋公海區(qū)域春季日本鯖漁獲率主要集中在151°E~153°E、40°N,夏季日本鯖漁獲率主要集中在154°E~160°E、41°N。本研究中日本鯖主要分布于43°N斷面,與春、夏兩季相比[12],秋季日本鯖分布偏北,分析其主要原因可能是春、夏調(diào)查時(shí)間主要為5、6和7月,本次秋季調(diào)查時(shí)間為8—9月,而太平洋群體的日本鯖每年進(jìn)行遠(yuǎn)距離洄游,8月之前會(huì)逐漸向東北方向洄游,一直持續(xù)到9月之后[27]。

        游泳動(dòng)物種類(lèi)多樣性水平較低。采取燈光誘集的捕撈方式對(duì)游泳動(dòng)物種類(lèi)具有一定的選擇性,所以采集物種多為中上層種類(lèi),這對(duì)其多樣性水平具有一定的影響。西北太平洋海域?yàn)楦弋a(chǎn)漁區(qū),種類(lèi)組成較少,種間競(jìng)爭(zhēng)小,互相間生態(tài)位擠占程度較低,因此優(yōu)勢(shì)種組成較為穩(wěn)定,且有利于優(yōu)勢(shì)種的繁殖生長(zhǎng),形成較高的生物量,這也對(duì)多樣性水平產(chǎn)生一定的影響。與緯度相似的中國(guó)沿海相比[28-29],多樣性較低,這也符合大洋海區(qū)多樣性水平較低的特征。多樣性指數(shù)(H′)斷面分布分析結(jié)果:37°N斷面>39°N斷面>41°N斷面>43°N斷面>35°N斷面,基本符合多樣性水平南高北低的趨勢(shì),而且本次調(diào)查海域的北部為日本鯖等經(jīng)濟(jì)物種的漁場(chǎng)區(qū)域,漁獲組成中多為此類(lèi)經(jīng)濟(jì)物種[2],勢(shì)必造成多樣性水平較低。37°N和39°N斷面的多樣性水平相對(duì)高一些,而35°N斷面多樣性水平最低。但在37°N和39°N斷面漁獲量卻低于35°N,表明在該海域游泳動(dòng)物群聚優(yōu)勢(shì)較為明顯。

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