Hydroacoustic assessment of spatial-temporal distribution and biomass of fishery resources in the central South China Sea
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摘要:
2014年3月~2015年2月对南海中部12°N~15°N、111°E~117°E海域进行了4次渔业资源声学调查, 其中2014年3月~4月(春季)、11月~12月(秋季)和2015年1月~2月(冬季)利用“南锋”号船载双频分裂波束科学探鱼仪系统(Simrad EK60, 38 kHz、120 kHz, 挪威)进行探测, 2014年7月~8月(夏季)利用便携式分裂波束科学探鱼仪(Simrad EY60, 70 kHz, 挪威)进行探测。通过鱼类目标强度现场测定, 使用回波积分法获得了调查海域内渔业资源的丰度密度空间分布的季节变动特征。结合夏季调查灯光罩网采样数据, 分析了调查海域内评估对象种类组成并估算资源总量。结果表明, 夏季共捕获鱼类18种, 头足类2种, 其中鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)为主要渔获种类, 声学评估其资源量为2.36×106 t, 约占评估对象资源总量的73.19%。调查海域内单体目标强度均呈单峰状分布, 且主要分布于-56.5~-41.5 dB, 4次调查该海域范围内目标强度小于-71.5 dB的单体均分布于100 m以浅水层, 而目标强度大于-20.5 dB的单体则均分布于100 m以深水层。
Abstract:Four acoustic investigations on fishery resources were conducted in 12°N to 15°N, 111°E to 117°E in the central South China Sea by "Nanfeng" shipborne dual-frequency split beam scientific echosounder system (Simrad EK60, 38, 120 kHz, Norway) during March to April (spring), November to December (autumn) 2014 and January to February (winter) 2015, as well as by portable split beam scientific echosounder(Simrad EY60, 70 kHz, Norway) in July to August (summer) 2014. According to the measurement on fish target strength in situ and with use of echo integration method, we obtained the seasonal variation feature of spatial distribution of fishery resources abundance density in the survey sea area. Furthermore, the species compositions were analyzed and the amount of fishery resources was estimated based on light falling-net sampling data in summer. Eighteen kinds of fish and two kinds of cephalopods are captured in summer and Sthenoteuthis oualaniensis was the main captured species. Acoustic assessment shows that the biomass was 2.36×106 t, accounting for 73.19% of the total assessing biomass. The single target strength was unimodal distribution in the survey sea area and mainly accumulated from -56.5 to -41.5 dB. The individuals whose target strengths were less than -71.5 dB entirely distributed in 100 m shallow water layer, and those whose target strength over -20.5 dB completely distributed under 100 m water layer in the survey sea area.
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南海北部近海渔业资源丰富，生态环境类型多样，形成了优良的捕捞渔场[1]。然而由于过度捕捞、海洋环境污染等因素影响，南海北部近岸海域渔业生态环境遭到破坏，渔业资源明显衰退，生物多样性骤减[2-4]。近年来随着捕捞技术和船舶制造业的发展，南海捕捞业逐步向外海海域扩展。然而由于该海域距离中国大陆较远且面积广阔，囿于技术手段的限制，对外海海域渔业资源分布及生物量的研究仍十分薄弱，这已成为制约外海渔业资源可持续开发利用的主要问题。
渔业声学测量技术作为水声学在渔业资源监测、研究与开发领域的一个应用分支[5-6]，已成为当今观测海洋生态变动的重要手段，在渔业资源调查评估和生态环境调查方面得到广泛应用[7-10]。近年来随着国内渔业声学测量技术的发展和实际应用的推广，该方法已广泛应用于中国周边海洋及内陆水域[11-14]，并取得较好的效果。中国于1997年12月~2000年5月利用“北斗”号海洋渔业资源调查船首次全面系统地对南海渔业资源及渔业生态环境进行同步调查，获取了大量的基础数据资料[15]。此后，中国水产科学研究院南海水产研究所又陆续对南海北部，中沙、西沙及南沙海域进行渔业资源及渔场环境要素调查，为更为详尽地了解南海外海渔业资源分布和保护海洋生态环境奠定了基础[16-19]。
该研究选取2014年~2015年春、夏、秋、冬4个季节对南海中部12°N~15°N、111°E~117°E海域的渔业资源进行声学探查，通过对探查生物的回波特征进行统计，分析不同季节该海域内单体目标的大小及其空间结构分布、渔业资源结构组成、资源现存量和渔业资源的丰度密度的时空分布变化，探讨季节变动对该海域渔业资源的影响，以期为合理开发利用、管理养护南海渔业资源提供科学依据。
1. 材料与方法
1.1 数据来源和采样工具
声学评估区域选取南海中部12°N~15°N海域，调查时间选择2014年3月~4月(春季)、7月~8月(夏季)、11月~12月(秋季)及2015年1月~2月(冬季)。调查航线设计参考中国海洋生物调查规范：海洋生物调查中的《渔业资源声学调查与评估》[20]，采用等距平行断面方式进行走航调查，设置12.5°N、13.5°N和14.5°N 3个平行断面(图 1)。受调查期间海况影响及仪器有效探测深度限制，该研究有效深度范围设定为350 m以浅的中上层水域。
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图 1 研究海域及罩网站位南海九段线参见彩色宣传页的调查区域图Figure 1. Survey sea area and falling-net stationsFor information about the nine-dash line of the South China Sea, see the survey area map on the colored leaflet.2014年3月~4月、11月~12月及2015年1月~2月3个航次的调查使用“南锋”号进行，主机功率为1 920 kW，总吨位1 537 GT，船长66.7 m，船宽12.4 m，型深5.0 m。2014年7月~8月调查使用双主机灯光罩网渔船“桂北渔68209”进行，每台主机功率为201.0 kW，总吨位400 GT，船长43.6 m，船宽7.6 m，型深4.1 m。夏季调查在进行声学走航收录数据的同时利用灯光罩网进行生物样品采集以确定评估种类，所用罩网沉子纲长290 m，网衣拉直高度85 m，网口网目尺寸36 mm，网囊网目尺寸20 mm。
1.2 声学数据采集与分析
2014年3月~4月、11月~12月及2015年1月~2月3个航次利用“南锋”号船载双频分裂波束科学鱼探仪系统(Simrad EK60，38 kHz、120 kHz，挪威)对声学数据及对应动态经纬度位置信息进行同步采集与存储，38 kHz声学数据用于资源密度的统计，120 kHz声学数据则用于辅助回波映像分析。2014年7月~8月则利用便携式分裂波束科学探鱼仪(Simrad EY60，70 kHz，挪威)和外接GPS(Gamin GPS60CSx，美国)动态获得声学数据及导航数据，4次调查所用科学探鱼仪的主要技术参数设定见表 1。调查前分别使用直径为60.0 mm、32.1 mm和23.0 mm的铜制标准球按照国际通用的标准目标法对38 kHz、70 kHz和120 kHz的科学探鱼仪系统收发增益系数进行现场校正[21]。在进行走航调查时，“南锋”号航速为11~13 kn，“桂北渔68209”航速为5~7 kn。
表 1 EK60及EY60科学探鱼仪主要技术参数设定Table 1. Main technical parameters setting for scientific echosounder EK60 and EY60技术参数
technical parameter春季spring 夏季summer 秋季autumn 冬季winter 38 kHz换能器
38 kHz transducer70 kHz换能器
70 kHz transducer38 kHz换能器
38 kHz transduecr38 kHz换能器
38 kHz transducer发射功率/W transmitted power 2 000 1 000 2 000 2 000 脉冲宽度/μs pulse duration 1 024 1 024 1 024 1 024 数据采集深度/m data acquisition depth 1 500 800 1 500 1 500 长轴3 dB波束角/deg major axis 3 dB beam angle 7.20 6.56 6.41 6.41 短轴3 dB波束角/deg minor axis 3 dB beam angle 6.92 6.47 5.87 5.87 等效波束角/dB equivalent beam angle -20.60 -21.00 -20.60 -20.60 换能器增益/dB transducer gain 24.58 26.62 20.03 20.03 吸收系数/dB·km-1 absorption coefficient 8.80 21.66 8.68 7.13 声学数据分析使用渔业声学数据处理软件Echoview进行，采用回波积分法对渔业资源密度进行估算并对其空间分布特征进行分析，对所有现场采集的声学回波映像数据进行回放，逐一剔除海表层航行气泡、浮游生物、虚假海底及机器干涉信号等背景噪声回波映像，重新设置积分起始水层和积分终止水层，由于探测海域水深均大于350 m，故“南锋”号和“桂北渔68209”采集的声学数据积分水层均设定为海面之下5~350 m水深处，以排除海表航行噪声的干扰。基本积分航程单元(nmile，elementary distance sampling unit，EDSU)设置为10 nmile[22-23]，积分阈值设置为-80 dB用以屏蔽浮游生物等弱散射体的回波信号。
1.3 生物样品采集与分析
2014年7月~8月夏季航次在进行走航调查收录采集声学数据的同时利用灯光罩网共对9个设置站位进行生物样品采集，用以确定声学评估种类并辅助声学回波映像判别及积分值分配，每个站位的渔获物组成信息代表该站位前后若干个基本积分航程单元内的生物组成。各站位的渔获样品均进行现场分类鉴定并计数取样，数量少于50尾的生物全部取样，当单一物种样品数量超过50尾时随机抽样采集50尾生物样品，测量并记录每种生物样品的体长(叉长或胴长，cm)和体质量(g)，未能进行现场测量鉴定的生物样品带回实验室处理分析。
1.4 渔业资源的丰度密度及资源量分析方法
由于春、秋、冬季3次调查缺少对应声学回波的网具采样数据，鱼类目标强度(dB，target strength，TS)采用现场测定法进行。利用Echoview软件对所获得的声学数据进行单体目标检测和单体目标轨迹追踪，然后输出各个基本积分航程单元的声学积分值(m2·nmile-2，nautical area scattering coefficient，NASC)和平均目标强度等参数，进行渔业资源的丰度密度及资源总量估算。
在不考虑鱼类种类组成及体长分布的情况下，可获得各基本积分航程单元内渔业资源的平均丰度密度(尾·nmile-2，abundance density)为[22, 24]:
$$ \bar{\rho}=\frac{\mathrm{NASC}}{4 \pi \overline{\sigma_{b s}}} $$ (1) 式中σbs为后向散射截面(m2，backscattering cross-section)，它与目标强度的关系为:
$$ \sigma_{b s}=10^{\frac{TS}{10}} $$ (2) 考虑不同鱼种组成，分析海域范围内第i种鱼类的丰度密度和资源量密度(biomass density，t·nmile-2)依次为[22, 24]:
$$ \rho_{i \sim a}=c_i \frac{\mathrm{NASC}}{4 \pi \bar{\sigma}} $$ (3) $$ \rho_{i \sim b}=\rho_{i \sim a} \overline{w_i} 10^{-6} $$ (4) $$ \text { 其中 } \bar{\sigma}=\sum\limits_{i=1}^n c_i 10^{\frac{T S_i}{10}} $$ (5) $$ T S_i=20 \log l_i+b_{20, i} $$ (6) 式中ci为分析海域范围内第i种鱼类占渔获物的数量百分比，σ为分析海域范围内所有声学评估种类的平均后向散射截面，wi为第i种鱼类的平均体质量(g)，TSi为第i种鱼类的目标强度，li为第i种鱼类的鱼体体长(cm)，n为参与声学评估鱼类的种数，b20, i为第i种鱼类的参考目标强度，声学评估种类的b20见表 2[15, 17-18, 25]。
表 2 声学评估种类b20Table 2. Value of b20 for acoustic estimation species种类species b20/dB value of b20 鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis -78.0 鲹科Carangidae -72.5 方头鲳类Cubiceps -72.5 鲯鳅科Coryphaenidae -76.0 圆舵鲣Auxis tapeinosoma -76.0 扁舵鲣Auxis thazard -76.0 大眼金枪鱼Thunnus obesus -65.9 线纹鱼类Grammistes -72.0 日本乌鲂Brama japonica -68.0 灯笼鱼科Myctophidae -68.0 菱鳍乌贼Thysanoteuthis rhombus -76.0 蛇鲭科Gempylidae -68.0 鲀科Tetraodontidae -72.5 鲷科Sparidae -68.0 调查海域范围内的渔业资源现存量(biomass)
$$ W_T=\sum\limits_{j=1}^k \mathrm{~A}_{j_i} \sum\limits_{i=1}^n \rho_{i \sim b} $$ (7) 式中j表示不同基本积分航程单元，k表示基本积分航程单元的个数，A(nmile2)为各基本积分航程单元的面积。
2. 结果
2.1 渔业资源的丰度密度时空分布
在基本积分航程单元内，根据公式(1)和(2)可获得调查海域内春、夏、秋及冬季4次调查渔业资源的丰度密度的空间分布(图 2)。渔业资源的丰度密度的空间分布和季节分布的变化均较大。12.5°N断面春、夏2次调查资源的丰度密度均较低，在秋季有所增加，到冬季达到最大。而13.5°N断面资源的丰度密度在春季较低且分布较为均匀，在夏季有所减小，至秋季逐渐增加且与夏季空间分布相似，到冬季达到最大且在114.5°E~116.3°E形成高值区。14.5°N断面资源的丰度密度则在春季较大，并在116°E~117°E形成高值区，到夏季迅速减小，秋季所有增加至冬季逐渐恢复。
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图 2 南海中部海域不同季节渔业资源的丰度密度水平空间分布Figure 2. Horizontal spatial distribution of abundance density of fishery resources in the central South China Sea in different seasons对应调查海域范围内不同季节各断面渔业资源的丰度密度水平空间分布，以深度方向10 m水深为间隔，对不同水层的鱼类回波进行积分，获得不同季节各调查断面资源的丰度密度垂直空间分布(图 3)。12.5°N断面春、夏、秋和冬季4次调查渔业资源均基本分布于75 m以浅水层且丰度密度随深度的增加迅速减小，75 m以深水域极少有生物分布。13.5°N断面4次调查渔业资源主要分布于125 m以浅水层，春季和夏季其丰度密度随深度增加而迅速减小至100 m水深处后趋于稳定，而秋、冬季丰度密度则随深度增加略有增大, 至15 m达到峰值后随深度增加迅速减小, 至125 m水深后趋于稳定。14.5°N断面因气象因素影响，春季航次有部分海域未能进行采样，秋季调查则未进行采样。可以看出，春季调查112°E~115°E海域和夏季丰度密度均随水深的增加迅速减小至75 m后趋于平稳，春季调查116°E~117°E海域和冬季调查丰度密度均随深度增加快速增大，至15 m到达峰值后随深度增加快速减小，其中春季调查116°E~117°E海域丰度密度减小至125 m处后趋于稳定，而冬季调查丰度密度则减小至75 m水深后趋于稳定。
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图 3 南海中部海域不同季节渔业资源的丰度密度垂直空间分布a. 12.5°N断面；b. 13.5°N断面；c. 14.5°N断面，c图中黑色虚线代表 14.5°N断面116°E~117°E海域Figure 3. Vertical spatial distribution of abundance density of fishery resources in the central South China Sea in different seasonsa. 12.5°N section; b. 13.5°N section; c. 14.5°N section, the black dashed line represents the sea area in 14.5°N section of 116°E~117°E in Fig.c.2.2 声学评估种类组成
2014年夏季航次在进行走航调查收录采集声学数据的同时利用灯光罩网共对9个设置站位进行生物样品采集，共捕获鱼类18种，头足类2种，总渔获量为4 589.26 kg，其中声学评估种类19种。渔获量较高的为柔鱼科、双鳍鲳科、鲭科和鲹科，其中鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)为主要渔获种类，除F8站外其余各站位鸢乌贼质量百分比均大于70%，渔获量前5位生物种类组成信息见表 3。
表 3 夏季航次渔获量前5位生物种类组成信息Table 3. Biological composition of top five species in summer voyage物种
species数量/尾
number质量百分比/%
weight percent体长/mm body length 体质量/g body weight 范围
range均值
mean范围
range均值
mean鸢乌贼 Sthenoteuthis oualaniensis 51 880 78.44 80~215* 115* 12~510 76 鳞首方头鲳 Cubiceps squamiceps 10 164 12.09 82~142 107 12~71 24 扁舵鲣 Auxis thazard 592 4.26 126~340 178 36~760 101 大眼金枪鱼Thunnus obesus 260 2.74 157~325 289 63~750 544 圆舵鲣Auxis tapeionosoma 584 1.04 102~279 185 16~260 117 注：*. 胴长
Note：*. mantle length2.3 单体目标强度分布
利用Echoview软件对所获得的数据进行单体目标检测和单体目标轨迹追踪，然后输出不同TS阶层的单体数量，对应获得调查海域不同季节平均目标强度的频度分布(图 4)。
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图 4 南海中部海域不同季节目标强度频度分布图Figure 4. Frequency distribution of target strength in the central South China Sea in different seasons春、夏、秋和冬季4次调查该海域内单体目标强度分布于-77.5 ~ -14.5 dB，均呈单峰状分布(图 4)。其中春季航次调查单体目标强度大多分布于-50.5 ~ -41.5 dB，其中以-44.5 dB单体所占比例最高，约占全部单体的1/5。夏季调查单体目标强度则多分布于-56.5 ~ -44.5 dB，其中以-50.5 dB所占比例最高，约占全部单体的18.2%。秋季调查单体目标强度主要分布于-53.5 ~ -41.5 dB，其中以-47.5 dB所占比例最高，约占全部单体的1/5，与春季航次的最高比例相同。冬季调查单体目标强度则主要分布于-53.5 ~ -41.5 dB，其中则以-47.5 dB所占比例最高约为21.6%。
根据春、夏、秋及冬季4次调查该海域内单体目标强度均呈单峰状分布的特征，并结合历次调查回波特征分布，100 m以浅海域多呈连续带状分布并常伴有鱼群回波出现，而100~350 m则多以单体形式存在且偶有大型鱼群回波出现，为考察调查海域内单体目标强度的空间分布，以深度方向100 m水深为界，分别对100 m以浅水层和100~350 m水层的目标强度频度分布进行统计(图 5)。
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图 5 南海中部海域不同季节分水层目标强度频度分布图Figure 5. Layered frequency distribution of target strength in the central South China Sea in different seasons春、夏、秋和冬季4次调查100 m以浅水层单体目标强度分布于-77.5 ~ -20.5 dB，而100~350 m水层单体目标强度则分布于-71.5 ~ -14.5 dB，亦均呈单峰状分布(图 5)。其中100 m以浅水层春、秋季调查单体目标强度均主要分布于-53.5~ -44.5 dB，且两者均以-47.5 dB所占比例最高，依次约占总体的16.4%和18.5%。夏季航次单体目标强度主要分布于-59.5 ~ -47.5 dB，其中以-50.5 dB所占比例最高约为17.3%，冬季调查单体目标强度则主要分布于-56.5 ~ -44.5 dB，以-47.5 dB所占比例最高约为总体的17.1%。而在100~350 m水层，秋、冬季调查单体目标强度主要分布相同为-50.5 ~ -41.5 dB，且两者均以-47.5 dB所占比例最高，依次约占总体的21.2%和24.6%。春季航次单体目标强度主要分布于-50.5 ~ -38.5 dB，其中以-44.5 dB所占比例最高约为24.6%，夏季调查单体目标强度则主要分布于-50.5 ~ -44.5 dB，以-47.5 dB所占比例最高约为总体的27.7%。历次调查该海域范围内目标强度小于-71.5 dB的单体均分布于100 m以浅水层，而目标强度大于-20.5 dB的单体则均分布于100 m以深水层。
2.4 声学评估生物资源量
由于该研究仅在夏季调查中使用灯光罩网对调查区域内9个设置站位进行生物学采样，对应给出
调查海域内夏季的资源评估种类及资源量，而其余3次调查因缺乏对应的生物学采样数据仅给出渔业资源的丰度密度的空间分布。在对各个采样站位渔获物信息进行统计分析后，根据公式(3)、(4)和(7)可获得调查海域范围内的各评估种类的资源总量为3.23×106 t，其中鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)占据优势，声学评估其资源量为2.36×106 t，约占各评估种类资源总量的73.19%，渔获量前5位生物资源量见表 4。
表 4 夏季航次渔获量前5位生物资源量Table 4. Biological biomass of top 5 species in summer voyage物种
species资源量/t
biomass鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis 2.36×106 鳞首方头鲳Cubiceps squamiceps 6.38×105 扁舵鲣Auxis thazard 5.20×104 大眼金枪鱼Thunnus obesus 4.84×103 圆舵鲣Auxis tapeionosoma 1.19×105 3. 讨论
3.1 季节变动对渔业资源空间分布的影响
该研究利用回波积分方法对南海中部12°N~15°N海域进行了不同季节的渔业资源声学评估，根据不同基本积分航程单元声学积分值的变化，获得了调查海域范围内渔业资源的丰度密度空间分布的季节变动特征(图 2)。可以看出，渔业资源的丰度密度的空间分布和季节分布的变化均较大，整体上丰度密度春季到夏季逐渐减小，至秋季逐渐恢复，到冬季达到最大，丰度密度高值区由14.5°N断面随季节变化向低纬度偏移且范围逐渐扩大。
对于调查海域渔业资源的垂直空间分布变化，秋、冬季的13.5°N断面、冬季的14.5°N断面和春季14.5°N断面的116°E ~117°E海域渔业资源的丰度密度在15 m水深处出现一个高值后随水深增加而逐渐减小，其余各季节不同断面的丰度密度均随水深增加而逐渐减小，反映出不同季节鱼类随水深变化的分布现状。此外，有研究表明海洋环境要素及其变化对鱼类种群的大小及其分布、洄游迁徙、栖息层次和中心渔场的位置等均有显著影响[26-27]，在今后的研究中应对环境要素的季节变化规律进行把握，分析其与渔业资源空间分布季节变动特征的相关性，以便更为详尽地了解该海域内鱼类的分布特征。
3.2 生物学采样对积分值分配的影响
对多种类海洋生物资源进行声学评估时，在假定所用网具对所有生物具有相同的捕获效率的前提下，各生物的积分值分配主要依据网具采样所得渔获物的组成比例[28]。而任何网具均具有一定的选择性，即使是专用调查网具，对不同种类、不同大小生物的选择性也不尽相同[29-30]。该研究于夏季调查利用灯光罩网进行生物学采样，并根据渔获物种类组成进行积分值分配。灯光罩网采样的原理是通过灯光诱集使生物集群，然后下网扣罩对诱集生物进行捕捞，其主捕对象为趋光性的头足类和中上层鱼类[31-32]，故趋光性较强的生物所占渔获比例偏高。此外，同一物种不同年龄阶层的趋光性亦有差异，因此利用灯光罩网渔获数据反映调查海域内生物组成和体长结构分布，并依此进行积分值分配存在一定偏差，如何结合多种采样方法对渔获物种类和比例组成进行校正，得到调查海域内更为真实的渔获组成数据需在以后的研究中进行尝试。
各站位的渔获样品均进行现场鉴定并分类计数，单一物种数量超过50尾时随机抽样采集50尾生物样品，按其体长(叉长或胴长)结构分布来计算统计各物种的平均声学散射截面用以推定相应的丰度密度，而以随机采样50尾样品的体长结构分布反映该物种整体的体长结构分布存在一定偏差，故相应丰度密度的准确度亦存在一定偏差。在以后的研究中对渔获样品进行随机抽样时，应尽可能地保证取样的随机性，以减小因取样随机性差异产生的影响。
3.3 声学调查方法的适用性
声学调查选择南海中部12°N~15°N海域，采用等距平行断面走航方式，共设置12.5°N、13.5°N和14.5°N 3个平行断面，可以满足空间采样的随机性和相邻航线的非相关性的声学采样要求[20, 33]，能够较为准确地反映调查区域内渔业资源分布现状。此外，历次调查该海域内单体目标强度均呈单峰状分布，主要集中分布于-56.5 ~ -41.5 dB且变动不大，表明各生物物种的体长结构分布整体上无显著的季节性差异，而因南海外海海域物种种类繁多，结构组成复杂，细化到每一物种体长结构分布随季节的变动特征需在以后的工作中进行完善。
在声学评估生物资源量统计方面，调查过程中“南锋”号船载双频分裂波束科学探鱼仪系统安装在船体底部，“桂北渔68209”使用的便携式分裂波束科学探鱼仪安装在船体右舷外侧，为排除表层航行噪声干扰，“南锋”号和“桂北渔68209”数据积分起始水层均设置为5 m，形成声学探测盲区，盲区内的鱼类视为海表噪声，不在积分范围之内，因此资源量估算的准确度存在偏差。此外，《渔业资源声学调查与评估》[20]中要求使用选择性较低的专用网具来对应声学回波进行生物采样，以确定资源评估种类及其体长结构分布。然而，该研究仅在夏季调查中使用灯光罩网对调查区域进行9个站位的捕捞采样，对应给出调查海域资源评估种类及资源量，其他3次调查由于缺乏对应的生物学采样数据，仅给出整体的渔业资源的丰度密度空间分布，因此文章仅是对该调查海域内350 m以浅水深渔业资源空间分布季节变动的初步研究，而能够具体到不同种类资源量的季节变动特征研究需在以后的工作中开展。
3.4 鸢乌贼资源量相关研究结果的对比分析
该研究基于2014年夏季航次渔业资源声学调查数据结合灯光罩网采样评估南海中部12°N~15°N海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)资源量为2.36×106 t，与以往的研究结果相比存在一定差异。如中国大陆于2000年评估南海中南部海域鸢乌贼资源量为0.52×106 t[15]，中国台湾于2005年评估南海10°N以北、114°E以东海域鸢乌贼资源量为1.5×106 t[34]，相比而言该研究的资源量结果偏高，可能与当初调查使用拖网或鱿鱼钓难以获取鸢乌贼生物样品且钓钩对鸢乌贼具有一定的选择性有关[35-36]，导致资源量被低估。广东海洋大学利用北斗星通渔业信息采集网络，基于光诱资源量评估模型评估南海9°N~20°N、108°E~118°E海域鸢乌贼资源量为2.05×106 t，相比而言虽然研究海域范围有所扩大，但资源量低于该研究的结果，可能由于其在建立光诱模型时以2艘船只的参数代替其他所有船只的参数，导致光场分布出现较大误差而使资源量结果产生较大的不确定性[37]。
张俊等[18]于2012年秋季和2013年春季利用与该研究相同的渔业声学方法结合灯光罩网采样评估南海中南部5°N~16°N海域鸢乌贼资源量分别为2.14×106和2.44×106 t，虽然调查海域范围有所扩大，但资源量结果相近，可能由以下原因引起：1)其研究2012年秋季鸢乌贼平均胴长为127 mm，对应平均体质量为65 g，与之相比，该研究鸢乌贼平均胴长为115 mm，对应平均体质量为76 g，平均胴长减小了12 mm而平均体质量却增加11 g，这可能是导致两者资源量结果差别的首要原因。2)其研究2次调查积分终止水层均设置为250 m水深，未对250 m以下水层鸢乌贼的分布和资源量进行统计，相比而言该研究的积分终止水层设置为350 m，而在日间鸢乌贼一般分散栖息于较深水层且其丰度密度有随水深增加的趋势[32, 35, 38]，这也是导致两者资源量结果存在差别的主要原因。综上，鉴于南海鸢乌贼具有生命周期短、生长率高、繁殖力强且多次产卵及资源量的季节变动大等特点[39-40]，有必要对南海鸢乌贼不同季节的资源密度空间分布及资源量变动特征开展深入系统的调查，以期为掌握渔情渔汛、确定捕捞渔场提供科学依据。
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图 1 研究海域及罩网站位
南海九段线参见彩色宣传页的调查区域图
Figure 1. Survey sea area and falling-net stations
For information about the nine-dash line of the South China Sea, see the survey area map on the colored leaflet.
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图 2 南海中部海域不同季节渔业资源的丰度密度水平空间分布
Figure 2. Horizontal spatial distribution of abundance density of fishery resources in the central South China Sea in different seasons
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图 3 南海中部海域不同季节渔业资源的丰度密度垂直空间分布
a. 12.5°N断面；b. 13.5°N断面；c. 14.5°N断面，c图中黑色虚线代表 14.5°N断面116°E~117°E海域
Figure 3. Vertical spatial distribution of abundance density of fishery resources in the central South China Sea in different seasons
a. 12.5°N section; b. 13.5°N section; c. 14.5°N section, the black dashed line represents the sea area in 14.5°N section of 116°E~117°E in Fig.c.
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图 4 南海中部海域不同季节目标强度频度分布图
Figure 4. Frequency distribution of target strength in the central South China Sea in different seasons
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图 5 南海中部海域不同季节分水层目标强度频度分布图
Figure 5. Layered frequency distribution of target strength in the central South China Sea in different seasons
表 1 EK60及EY60科学探鱼仪主要技术参数设定
Table 1 Main technical parameters setting for scientific echosounder EK60 and EY60
技术参数
technical parameter春季spring 夏季summer 秋季autumn 冬季winter 38 kHz换能器
38 kHz transducer70 kHz换能器
70 kHz transducer38 kHz换能器
38 kHz transduecr38 kHz换能器
38 kHz transducer发射功率/W transmitted power 2 000 1 000 2 000 2 000 脉冲宽度/μs pulse duration 1 024 1 024 1 024 1 024 数据采集深度/m data acquisition depth 1 500 800 1 500 1 500 长轴3 dB波束角/deg major axis 3 dB beam angle 7.20 6.56 6.41 6.41 短轴3 dB波束角/deg minor axis 3 dB beam angle 6.92 6.47 5.87 5.87 等效波束角/dB equivalent beam angle -20.60 -21.00 -20.60 -20.60 换能器增益/dB transducer gain 24.58 26.62 20.03 20.03 吸收系数/dB·km-1 absorption coefficient 8.80 21.66 8.68 7.13 
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表 2 声学评估种类b20
Table 2 Value of b20 for acoustic estimation species
种类species b20/dB value of b20 鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis -78.0 鲹科Carangidae -72.5 方头鲳类Cubiceps -72.5 鲯鳅科Coryphaenidae -76.0 圆舵鲣Auxis tapeinosoma -76.0 扁舵鲣Auxis thazard -76.0 大眼金枪鱼Thunnus obesus -65.9 线纹鱼类Grammistes -72.0 日本乌鲂Brama japonica -68.0 灯笼鱼科Myctophidae -68.0 菱鳍乌贼Thysanoteuthis rhombus -76.0 蛇鲭科Gempylidae -68.0 鲀科Tetraodontidae -72.5 鲷科Sparidae -68.0
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表 3 夏季航次渔获量前5位生物种类组成信息
Table 3 Biological composition of top five species in summer voyage
物种
species数量/尾
number质量百分比/%
weight percent体长/mm body length 体质量/g body weight 范围
range均值
mean范围
range均值
mean鸢乌贼 Sthenoteuthis oualaniensis 51 880 78.44 80~215* 115* 12~510 76 鳞首方头鲳 Cubiceps squamiceps 10 164 12.09 82~142 107 12~71 24 扁舵鲣 Auxis thazard 592 4.26 126~340 178 36~760 101 大眼金枪鱼Thunnus obesus 260 2.74 157~325 289 63~750 544 圆舵鲣Auxis tapeionosoma 584 1.04 102~279 185 16~260 117 注：*. 胴长
Note：*. mantle length
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表 4 夏季航次渔获量前5位生物资源量
Table 4 Biological biomass of top 5 species in summer voyage
物种
species资源量/t
biomass鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis 2.36×106 鳞首方头鲳Cubiceps squamiceps 6.38×105 扁舵鲣Auxis thazard 5.20×104 大眼金枪鱼Thunnus obesus 4.84×103 圆舵鲣Auxis tapeionosoma 1.19×105
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