鸢乌贼(Symplectoteuthis oualaniensis)也称作南鱿、红鱿，广泛分布于35°~39°N的印度洋、太平洋的赤道和亚热带海域，尤以中国南海和印度洋西北部海域的数量较大^[1]，是重要的头足类资源。中国南海渔民2004年开始利用灯光罩网渔船捕捞西中沙海域鸢乌贼，因其生产适应性强、捕捞效益稳定，2011年罩网渔场已拓展至南沙海域。目前，鸢乌贼灯光罩网渔业已成为南海外海渔业的发展重点。

南海灯光罩网是根据鸢乌贼的趋光特性，利用集鱼灯进行诱集、关灯后将网扣罩下去进行捕捞的一种作业方式，集鱼灯的灯光光强、不同装配方式所产生的背景光以及月光强度等均会对诱集效果产生重大影响。目前，已有学者做了月光在鱿钓渔业中钓获率的影响研究^[2-3]以及集鱼灯的照度研究^[4-5]，但由于研究海域及鱼种不同，结果也不尽相同。而有关南海灯光罩网的相关研究，中国虽已有不少学者做了大量的工作，内容涉及其开发前景^[6]、渔获组成^[7-8]、渔获性能^[9-10]等方面，但尚未见月光对南海灯光罩网鸢乌贼渔获率的影响报道。笔者根据2006年~2010年同一艘灯光罩网渔船3月~5月间在西、中沙海域的生产数据，采用广义加性模型(general additive model，GAM)来分析月相对鸢乌贼渔获率的影响，初步探讨影响产生的原因和降低影响的办法，并分析鸢乌贼平均日产量随月相的变化规律，以期为合理进行生产作业、降低生产成本、提高生产效率提供参考。

1.   材料与方法

1.1   渔船及生产海域

1.1.1   数据来源

生产数据取自海南省“琼文昌33180”渔船2006年~2010年5个生产年度中3月~5月的生产监测记录，记录内容包括作业日期、经度、纬度、渔获类别及日产量等。其时间分辨率为天，空间分辨率为0.5°×0.5°。渔船全长32 m，型宽5.8 m，型深2.9 m，撑杆舷外有效长度26.8 m，最浅作业水深40 m；主机1台，功率220.5 kW，电机3台，功率分别为183.8 kW、60 kW和50 kW，渔船配238盏金属卤化物集鱼灯(×1 kW)。渔获冰鲜保存。

图  1  灯光罩网作业站位图

Figure  1.  Investigation sites of light falling-net fishing vessel

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网具主尺度为208 m×66 m，即结附网衣的沉子纲长为208 m，网衣纵向拉直高度为66 m，全身网衣构成锥形，材料为锦纶(白胶丝)，网口网目尺寸为32 mm，网囊最小网目尺寸为20 mm。

1.1.2   生产海域

生产海域为西中沙临近深水海域，具体位置为13°00′~19°00′N、109°30′~116°00′E。

1.2   分析方法

1.2.1   GAM模型

GAM模型是一种非线性关系，是多元线性回归的推广，最早由HASTIE和TIBSHIRANI^[11]提出，现在国内外已广泛应用于渔业资源研究中^[12-18]。

利用GAM模型来分析月相对南海灯光罩网鸢乌贼渔获率的影响，其表达式为：

式中Y为单位捕捞努力渔获量(CPUE)，平均日产量(t · d^-1)；x为月相；f_j为各自变量的任意单变量函数；α表示适合模型中的截距；ε为误差，与x_j无关，E(ε)=0，变量ε=σ²。

首先假设每一f_j均有光滑函数，然后利用散点图平滑逐个进行估计。运用模型中的误差分布为高斯分布，所使用的散点图平滑为立方样条(cubic spline)，它可以使修正残差平方和最小化^[19]。利用F检验评估因子的显著性，利用P表示平滑函数是否显著地减少了模型误差，根据估计自由度EDF(estimated df)判断因子与响应变量是否属于线性关系，GAM模型的构建和检验通过R 2.15.2软件实现。

1.2.2   月光天和月黑天鸢乌贼渔获率的差异分析

为了进一步对比月相对南海灯光罩网鸢乌贼渔获率的影响，根据月相的变化规律，参照宋利明等^[20]对月相的划分，将一个农历月划分为3个时期：初一至初七、初八至二十二和二十三至三十，其中初八至二十二定义为月光天，其余2段日期定义为月黑天，统计各年月光天和月黑天灯光罩网的作业天数，并计算鸢乌贼的平均日产量，平均日产量采用各年月光天或月黑天鸢乌贼的总产量除以作业天数。根据方差分析方法(ANOVA)，确定2个时间段的灯光罩网作业天数以及鸢乌贼平均日产量之间是否存在差异。

2.   结果

2.1   GAM模型的运算

通过GAM模型的构建可以获得2006年~2010年各年间月相(月光)对南海灯光罩网鸢乌贼CPUE的影响回归分析图(图 2)。2006年~2010年间月相对CPUE的影响曲线呈现出明显的1个低谷和2个高峰的形状，即在满月时段附近CPUE呈现下降趋势，而在朔月时段附近CPUE处于较高的水平。此规律在图 2-d上看不是很明显，这是因为在2009年3月末鸢乌贼产量极高，近达8 t · d^-1，影响了变化趋势，故此文选择性忽略这点来分析月相对鸢乌贼CPUE的影响规律。

图  2  各年份月相与单位捕捞努力渔获量的广义加性模型分析图

a.2006年；b.2007年；c.2008年；d.2009年；e.2010年

Figure  2.  GAM regression analysis between moon phase and CPUE from 2006 to 2010

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鸢乌贼CPUE与月相之间的关系为非线性关系(EDF≠1)，F检验表明月相对鸢乌贼CPUE的影响极为显著(P＜0.001)，从对模型的解释能力来讲，2006年~2010年该GAM模型的解释能力分别为84.70%、67.90%、76.40%、87.20%和81.10%，说明利用GAM模型进行月相对南海灯光罩网鸢乌贼的CPUE的影响分析研究合适(表 1)。

表  1  广义加性模型统计结果

Table  1.  Statistical results of GAM

年份year	截距intercept				月相moon phase
	参数估计estimated	t	P		估计自由度EDF	参考自由度Ref.df	F	P	模型解释能力/%deviance explained
2006	2.23	18.74	1.38E-14		8.00	8.74	13.02	4.38E-09	84.70
2007	1.80	12.39	4.24E-12		4.30	5.29	9.22	1.68E-05	67.90
2008	1.35	13.05	2.98E-12		5.50	6.65	10.37	1.24E-06	76.40
2009	1.41	10.16	1.52E-09		8.07	8.77	15.74	5.42E-11	87.20
2010	1.40	22.54	＜2e-16		7.14	8.18	10.94	1.48E-07	81.10

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2.2   鸢乌贼渔获率随月相的变化规律

为了进一步分析月相对鸢乌贼渔获率的影响机制，明确鸢乌贼渔获率随月相的变化规律，将2006年~2010年3月~5月的鸢乌贼平均日产量与月相进行回归分析，得到平均日产量随月相变化的函数关系：

式中Y为平均日产量(t · d^-1)；x为月相。

月相对鸢乌贼的渔获率有显著影响，即在满月期间鸢乌贼的平均日产量相对较低，而在朔月期间平均日产量较高(图 3)。

图  3  平均日产量随月相的变化图

Figure  3.  Change of average daily catch along with moon phase

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2.3   月光天和月黑天鸢乌贼渔获率及其差异

2.3.1   作业天数

以作业天数为指标，统计2006年~2010年5年间灯光罩网3月~5月月光天和月黑天的作业天数，得出各年月光天和月黑天2段时间的作业天数分布图(图 4-a)，这可以从侧面反映月相对鸢乌贼渔获率的影响。各年间作业天数范围为28~69 d，平均作业天数为57.2 d，其中月光天为22.6 d，月黑天为34.6 d。月黑天的作业天数均明显高于月光天，是月光天的1.53倍。

图  4  月光天和月黑天作业天数(a)和平均日产量(b)的分布

Figure  4.  Distribution of fishing days (a) and average daily catch (b) between bright moonlight and no-moonlight

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表 2列出了2006年~2010年月光天和月黑天之间的作业天数的方差分析结果。结果显示，作业天数在月光天和月黑天有显著性差异(P=0.004＜0.05)，且2006年至2010年5年间作业天数之间也存在显著性差异(P=0.013＜0.05)。

表  2  月光天和月黑天作业天数的方差分析结果

Table  2.  ANOVA of fishing days between bright moonlight and no-moonlight

差异源source of variance	离差平方和SS	自由度df	均方和MS	F	P
年份year	555.4	4	138.85	13.546 34	0.013 528
月光天和月黑天bright moonlight and no-moonlight	360	1	360	35.121 95	0.004 062
误差error	41	4	10.25
总计variance total	956.4	9

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2.3.2   平均日产量

以平均日产量为指标，计算2006年~2010年5年间灯光罩网3月~5月鸢乌贼的平均日产量，可以得出各年月光天和月黑天鸢乌贼平均日产量的分布图(图 4-b)。各年间鸢乌贼平均日产量范围为1.28~3.29 t ·d^-1，其中月光天为0.91 t · d^-1，月黑天为1.08 t ·d^-1。鸢乌贼在月黑天的平均日产量明显高于月光天，是月光天的1.19倍。

表 3列出了2006年~2010年月光天和月黑天之间鸢乌贼的平均日产量的方差分析结果。结果显示，鸢乌贼平均日产量在月光天和月黑天有显著性差异(P=0.024＜0.05)，且2006年~2010年5年间鸢乌贼平均日产量之间也存在显著性差异(P=0.001＜0.05)。

表  3  月光天和月黑天平均日产量的方差分析结果

Table  3.  ANOVA of average daily catch between bright moonlight and no-moonlight

差异源source of variance	离差平方和SS	自由度df	均方和MS	F	P
年份year	1.273 960	4	0.318 490	55.943 61	0.000 914
月光天和月黑天bright moonlight and no-moonlight	0.070 965	1	0.070 965	12.465 12	0.024 218
误差error	0.022 772	4	0.005 693
总计total	1.367 697	9

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3.   讨论

1) 集鱼灯的诱集效果是灯光罩网渔船鸢乌贼渔获率的重要影响因子之一，其效果的好坏直接决定了鸢乌贼的渔获率大小，而月光就是影响集鱼灯诱集效果一个极为重要的因子。因此，该文选取了月相这一因子具体分析月相变化规律对灯光罩网鸢乌贼渔获率的影响分析。

根据GAM模型获得的回归图，月相对灯光罩网鸢乌贼的渔获率具有显著影响，从模型的解释能力来看，模型的建立是合适的；从方差分析的结果来看，月光天和月黑天的作业天数和鸢乌贼平均日产量都存在显著差异，月黑天的作业天数和平均日产量都明显高于月光天，月黑天作业天数是月光天的1.53倍，月黑天鸢乌贼平均日产量是月光天的1.19倍，进一步说明月相对鸢乌贼渔获率影响显著。且该文采用月光天和月黑天对一个阴历月进行划分，浅显易懂，更有利于指导渔民生产。

2) 调查显示，集鱼灯的诱集效果和范围在月光的影响下明显降低和减小。因此，一些学者研究得出在月光天适当增加集鱼灯的数量和功率，可以增加集鱼灯和月光之间的对比度，从而降低月光的影响，或者增加水下灯来提高诱集范围并增强诱集效果，从而提供趋光性鱼类的渔获率^{[2, 21]}。据有关资料分析，海面上的月光照度随月相有着显著的变化，海面上的月光照度在过了满月之后就迅速降低，当太阳与月亮的角距离为120°时，海面月光照度只有满月时的1/4^{[2, 21]}。因此，月光对鸢乌贼渔获率的影响只局限于满月附近时段(即月光天)。为了减少作业成本并获得较高的效益，应合理安排作业时间，减少在月光天期间的作业天数，并在月光天附近适当增加集鱼灯的数量来减少月光的影响。

3) 除了月相之外，灯光渔业集鱼灯的诱集效果的影响因子还可能包括主捕对象的趋光特性、生活阶段，网具沉降性能等作业参数，以及水温潮流等外部环境因素^[21-22]，如钱卫国等^[23]研究显示茎柔鱼(Dosidicus gigas)适宜光照度要高于印度洋鸢乌贼。而该文只考虑了月相这一单一因子，没有考虑其他因素，这对研究结果会产生一定的影响。因此，在今后的研究工作中，可以探讨不同季节不同海域环境主捕对象对集鱼灯的适应机制，如产卵季节等，合理调整作业时间，提高捕捞效率，节约能源，实现南海渔业资源的可持续发展。