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春季南沙海域鲣渔业生物学特性的初步分析

粟丽 陈作志 张鹏 张俊 张魁

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春季南沙海域鲣渔业生物学特性的初步分析

    作者简介: 粟丽(1985-),女,硕士,助理研究员,从事海洋浮游植物及渔业资源生态研究。E-mail:suli@scsfri.ac.cn;
    通讯作者: 张魁, zzchen2000@163.com
  • 基金项目: 农业部财政重大专项 NFZX2013
    国家重点基础研究发展计划(973计划)项目 2014CB441500
    中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 2012YD03

  • 中图分类号: S963.72

A preliminary analysis on biological characteristics of Katsuwonus pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    Corresponding author: Kui ZHANG, zzchen2000@163.com
  • CLC number: S963.72

图(10)
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-18
  • 录用日期:  2016-11-09
  • 刊出日期:  2017-08-05

春季南沙海域鲣渔业生物学特性的初步分析

    作者简介:粟丽(1985-),女,硕士,助理研究员,从事海洋浮游植物及渔业资源生态研究。E-mail:suli@scsfri.ac.cn
    通讯作者: 张魁, zzchen2000@163.com
  • 中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部外海渔业开发重点实验室,广东 广州 510300
基金项目:  农业部财政重大专项 NFZX2013国家重点基础研究发展计划(973计划)项目 2014CB441500中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 2012YD03

摘要: 根据2014年5月和2016年4月灯光罩网船在南沙海域生产调查采集的鲣(Katsuwonus pelamis)样本,对其渔业生物学特性进行初步研究。结果显示,渔获物优势叉长为260~280 mm,占14.68%;优势体质量为27~100 g,占18.35%;叉长与体质量关系参数b值为3.403 9。雌、雄性比约为1 : 0.9;性腺成熟度以Ⅰ期(47.71%)和Ⅳ期(27.06%)为主,随着叉长的增大,雄性个体所占比例上升。性腺发育个体性腺长与叉长呈显著性正相关关系(P < 0.01);初次性成熟叉长为392.70 mm;摄食等级以1级和2级为主,分别占36.24%和29.36%,1~4级有逐渐减少的变化趋势;饱满度指数为0.74~7.45,均值为2.53。

English Abstract

  • 鲣(Katsuwonus pelamis),又称正鲣,属于鲈形目、鲭亚目、鲭科、鲣属,广泛分布于全球各大洋的热带和亚热带海域,具有季节性的洄游习性,是具有较高经济价值的小型金枪鱼类[1-2]。鲣在世界金枪鱼渔业捕捞中占据重要地位,从2000年开始鲣的捕捞量基本占到了金枪鱼总捕捞量的50%以上[3];鲣在南海金枪鱼渔业中同样具有重要地位。THANH[4]估算南海中西部鲣的资源量高达61.8×104 t,占金枪鱼总资源量的92%以上。鲣也是中国金枪鱼渔业的主要捕捞对象,其渔获量位居金枪鱼类的首位[5]

    目前中国对中西太平洋海域鲣的研究较多,对南海海域则相对较少。鲣的研究主要集中在渔业资源[6-7]、渔场分析[8-9]、渔业生态学[10-11]及营养保鲜[12-14]等方面。关于生物学特性方面的研究,有学者对中西太平洋鲣有过报道[15],但对中国南沙海域鲣生物学特性的研究尚未见报道。该研究以2014年5月和2016年4月在南沙海域灯光罩网生产获取的样本数据为研究对象,分析了该海域鲣叉长与体质量的分布及关系、性腺成熟度、初次性成熟叉长、性比及摄食等级等生物学特性,以期为南沙海域鲣资源的开发利用提供基础生物学资料。

    • 鲣样本于2014年5月和2016年4月采集于南沙海域,经纬度范围为112.96°E~115.02° E、9.55°N~11.53°N(图 1),2个航次分别采集到样本126尾和92尾。调查船是租用钢质灯光罩网渔船,总吨位为492 GT,总长为49.8 m,型宽为7.80 m,型深为4.30 m,2台航行主机,功率分别为402.7 kW和372.8 kW,最大航速为11 kn;集鱼灯500盏,诱鱼电机2台,功率均为355.6 kW。海上自持力70 d。

      图  1  样本采集海域三角形和圆点分别代表2014年和2016年样品采集站位。

      Figure 1.  Sampling sea area Triangles and dots indicate sampling sites in 2014 and 2016, respectively.

    • 采集的样本冷冻后带回实验室进行生物学测定,包括叉长(L)、体质量(W)、纯体质量、性腺质量、性腺长、性腺成熟度和摄食等级。叉长和性腺长测量精度为1 mm;体质量、纯体质量和性腺质量测量精度为0.1 g。根据Ⅰ~Ⅵ期性腺成熟度划分标准进行性腺成熟度鉴定划分;根据0~4级划分标准对鲣摄食等级进行鉴定[16],饱满度指数(repletion index,RI)计算公式为RI(%)=(胃含物质量/纯体质量)×100。

    • 叉长和体质量分别以20 mm和100 g为组距,均分为21组,采用频率分布法,对鲣叉长和体质量进行分析,并采用非参数Kolmogorov-Smirnov Z检验分析叉长分布是否存在显著性差异。

    • 经初步分析,鲣叉长与体质量呈幂函数关系,拟合公式如下:

      W=aLb

      式中a为生长的条件因子(condition factor),b为异速生长因子(allometric factor),分别反映种群所处环境条件和生长发育不均匀性[17-18]

    • 以10 mm为组距,利用不同叉长组的性成熟个体百分比,采用非线性回归拟合反正弦平方根(arcsin-square-root,ASR)形式的逻辑斯蒂模型得到,计算公式如下[19]

      $ {\rm{ASR(}}{\mathit{P}_i}{\rm{) = }}\frac{{{\rm{ASR(}}\mathit{G}{\rm{)}}}}{{1 + \exp [-\lambda ({\mathit{L}_i}-{\mathit{L}_{50}})]}} + {\varepsilon _i} $

      其中ASR(Pi)=arcsin$\sqrt {{P_i}} $λ为瞬时成熟速率,高λ意味着鱼类可以在较短时间内性成熟;G为可得到的最高性成熟比例,由于鲣在一定叉长以后所有个体都可以性成熟,因此G取值1;Pi为每个叉长组Li(每个叉长组中值为Li)对应的性成熟比例;εi为误差项。

    • 数据统计分析使用SPSS 20.0,图的制作分别使用ArcGIS 10.3和Excel 2016。

    • 渔获物218尾,叉长为131~529 mm(X=308.91,SD=98.42),优势叉长为260~280 mm,占14.68%;其次为400~420 mm,占13.76%(图 2)。体质量为27.0~3 250 g(X=722.46,SD=644.76),优势体质量为27~100 g,占18.35%;其次为300~400 g,占11.47%(图 3)。非参数Kolmogorov-Smirnov Z检验表明,叉长组间个体数量分布存在显著性差异(P < 0.01)。

      图  2  春季南沙海域鲣叉长分布

      Figure 2.  Distribution of fork length of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

      图  3  春季南沙海域鲣体质量分布

      Figure 3.  Distribution of body weight of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 经幂函数拟合,体质量与叉长关系见图 4。不分性别个体叉长与体质量关系为W=2×10-6L3.403 9(R2=0.995 9,n=218,P < 0.01);雌性个体叉长与体质量关系为W=2×10-6L3.362 2(R2=0.978 9,n=61,P < 0.01);雄性个体叉长与体质量关系为W=5×10-6L3.233 4(R2=0.992 1,n=55,P < 0.01)。

      图  4  春季南沙海域鲣叉长与体质量关系

      Figure 4.  Relationship between fork length and bodyweight of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 共取得样本218尾,其中雌性61尾,雄性55尾,雌雄不分102尾。可识别雌、雄性比约为1 : 0.9。叉长小于260 mm个体,均为不能分辨雌雄个体;叉长440 mm以上,雄性个体所占比例较高(图 5)。

      图  5  春季南沙海域鲣性比与叉长关系

      Figure 5.  Relationship between sex ratio and fork length of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

      渔获物性腺成熟度以Ⅰ期和Ⅳ期为主,分别占47.71%和27.06%;Ⅱ期个体约占16.97%;Ⅴ~Ⅵ期个体较少。随着叉长增长,鲣性腺成熟程度逐渐升高。叉长380 mm以上基本以Ⅲ~Ⅵ期为主(图 6)。

      图  6  春季南沙海域鲣不同叉长组性腺成熟度百分比组成

      Figure 6.  Percentage of gonad development stages in different fork length groups of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 鲣个体性腺长LG(mm)与叉长L(mm)关系式为LG=0.301 1L+15.992(R2=0.805 7,P < 0.01,n=27)(图 7),性腺长与叉长存在显著性正相关关系。

      图  7  春季南沙海域鲣叉长与性腺长关系

      Figure 7.  Relationship between gonad length and body length of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 鲣的初次性成熟叉长L50为392.70 mm,95%置信区间为389.99~395.40 mm(R2=0.976,P < 0.01,n=218)(图 8)。达到性成熟个体中,Ⅳ期以上个体占31.19%。

      图  8  春季南沙海域鲣性成熟比例观测值与ASR模型拟合的逻辑斯蒂曲线

      Figure 8.  Observed proportion of mature individuals and logistic curve fitted by ASR model of K.Pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 摄食等级0~4级个体所占比例分别为19.27%、36.24%、29.36%、10.09%和5.04%,摄食等级以1级和2级为主,4级最少。鲣个体数量随摄食等级的提高有逐渐减少的变化趋势;摄食等级则随着叉长的增长有逐步提高的趋势(图 9);卡方检验表明,不同叉长组的摄食等级存在显著性差异(P < 0.01,n=218)。个体饱满度指数(n=94)波动范围为0.74~7.45,均值为(2.53±1.21)。从图 10可以看出,个体饱满度指数不随叉长的增加而明显升高或降低。

      图  9  春季南沙海域鲣摄食等级与叉长关系

      Figure 9.  Relationship between feeding stages and fork length of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

      图  10  春季南沙海域鲣饱满度指数与叉长关系

      Figure 10.  Relationship between repletion index and fork length of K.pelamis in the Nansha Islands sea area in spring

    • 南沙海域鲣叉长范围为131~529 mm,优势叉长为260~280 mm。相较于中西太平洋鲣优势叉长组的401~600 mm[20]、325~475 mm[15]、300~550 mm[21],该次调查的鲣叉长明显偏低,其原因可能是该次调查采用的是灯光罩网生产,相比中西太平洋的围网作业,灯光罩网作业渔获物中大个体更容易逃逸。有研究还发现由于调查年份、海域的不同,叉长数据存在显著性差异[21]。根据BATTS[22]对卡罗莱纳州北部海域鲣的研究结果,1龄末平均叉长为406 mm,2龄末为493 mm,3龄末为569 mm,4龄末为638 mm。对照该次调查结果,表明75%的鲣个体均为1龄个体,少数为2龄和3龄个体。

      在叉长与体质量的关系式中,b=3时表示个体等速生长,b>3时表示个体正异速生长,b < 3时表示个体负异速生长[23]。该次调查鲣叉长与体质量关系式(不分性别)为W=2×10-6L3.403 4,其中b值大于3,表明南沙海域鲣个体正异速生长。与中西太平洋杨松等[16]得出的关系Ws=7.88×10-6Ls3.212 4(R2=0.973 5),王春雷等[15]得出的关系W1=8.319×10-6LF3.15(R2=0.946)和W2=4.505×10-6LF3.24(R2=0.977)及许柳雄等[20]得出的关系W=6.390 5×10-6FL3.193 8(R2=0.944 3)均无显著性差异。与ANDRADE和CAMPOS[24]对南大西洋西南部海域的研究结果W=6.54×10-6L3.29相比也无明显差异,表明南海与中西太平洋和南大西洋海域鲣的生长特性基本相似。

    • 该次调查得出雌雄可分个体雌、雄比例约为1 : 0.9。中西太平洋鲣的调查结果中起水鱼群渔获物雌雄性比为1 : 1[15]、1 : 0.95[21],流木鱼群为2 : 1[15]。调查结果存在差异可能与鱼群年龄结构及调查年份等有关。MATSUMOTO等[25]的研究发现渔获物中未达到性成熟的鲣个体以雌性占多数,而年龄较大或达到性成熟年龄的个体则以雄性占多数。该次调查也发现叉长440 mm以上个体中雄性占多数。

      性成熟度调查发现该次渔获物鲣主要以Ⅰ期(47.71%)和Ⅳ期(27.06%)为主,其他时期个体相对较少。与中西太平洋渔获物鲣调查相比,起水鱼群以Ⅳ期(30.49)和Ⅴ期(44.92%)为主,流木鱼群以Ⅰ期(21.00%)和Ⅱ期(56.01%)为主[15];另有研究也得到起水鱼群以Ⅳ期(28.93%)和Ⅴ期(43.67%)为主[20],流木鱼群以Ⅳ期以下个体为主(84.11%)[26]。由于灯光罩网为人工集鱼装置,属于流木鱼群的一种,该调查得到的结果同许柳雄等[26]得到的流木鱼群结果相似。该调查还发现,鲣性腺发育个体性腺长与叉长呈显著性正相关关系,表明个体性腺发育随叉长的增加而增长。

      对于鲣的初次性成熟叉长的研究,该调查得出的结果为392.70 mm。BROCK[27]对夏威夷海域和MATSUMOTO等[25]对西太平洋的调查均显示初次性成熟叉长范围为400~450 mm;GRANDE等[28]对西印度洋的调查得出雌性为399 mm;MARR[29]记录到的初次性成熟叉长为400 mm;ASHIDA等[30]对中西太平洋热带海域鲣的研究得出其初次性成熟叉长为407 mm;该研究南海鲣初次性成熟叉长与以上研究结果相似。而与SCHAEFER等[31]对东太平洋、VILELA和CASTELLO[32]对巴西海岸以及许柳雄等[26]对中西太平洋流木鱼群的研究结果存在差异较大,其得出的初次性成熟叉长为500~550 mm。

    • 鲣通常集群于水上层索饵洄游,其不同时段的摄食等级与时段呈显著相关(P < 0.001)[33],摄食活动高峰出现在清晨和傍晚[34]。该次调查显示鲣的摄食强度以0~2级为主,分别占19.27%、36.24%和29.36%,1~4级个体数量有逐渐减少的趋势。该次调查采用的是灯光罩网作业,一般在凌晨开始捕捞,鱼群摄食早已结束,食物可能已消化完或正在消化中,所以鲣渔获物摄食强度以0~2级为主。王春雷等[14]对中西太平洋鲣的研究结果为起水鱼群以0级(37.39%)、1级(28.61%)和2级(35.14%)为主,流木鱼群以0级(99.50%)为主,并认为捕捞流木鱼群一般在清晨开始,鱼群可能还未开始觅食,因此基本以空胃为主;而捕捞起水鱼群比较随机,因此渔获物中不同摄食等级都有一定的比例。该研究结果也表明捕捞鱼群的摄食强度与捕捞时间存在一定的关系。

参考文献 (34)

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