山东近海鱼类群落种类组成与空间结构的周年变化

山东近海渔业资源丰富,但近年来由于过度捕捞等的影响,渔业资源呈现衰退趋势。为全面了解山东近海鱼类群落的组成与结构,为渔业资源的养护提供科学依据,根据2016—2017年在山东近海进行的4个季节的渔业资源底拖网调查数据,采用非度量多维标度排序(NMDS)、单因子相似性分析(ANOSIM)等多元统计方法,对该海域鱼类生态类群进行划分,并分析了鱼类群落结构的空间异质性。结果显示,调查所捕获的134种鱼类,其中相对重要性指数(IRI)≥1的物种有53种,以鲈形目种类最多。NMDS分析表明,53种主要鱼类可划分为a～c 3个生态类群,其中a类群集中出现在夏季,c类群主要在秋季出现,b类群的生物量和数量在全年中变化相对较小,且在春、冬两季具有明显优势。在群落的空间结构上,NMDS和ANOSIM结果表明,调查海域中莱州湾海域(A区)与黄海邻近海域(B、C区)的鱼类群落结构存在显著差异,该差异在4个季节均较为明显。相似性百分比分析(SIMPER)表明,造成A区与B、C区群落结构空间异质性的物种具有季节性变化,春季主要为短吻红舌鳎和黄鮟,夏季主要为鳀,秋季为小眼绿鳍鱼,冬季为斑尾刺虾虎鱼和黄鮟。     

山东半岛南部海域小黄鱼时空分布及其与环境因子的关系

小黄鱼(Larimichthys polyactis)是山东半岛南部海域重要的渔业种类之一。本研究根据 2016 年 10 月及 2017 年 1 月、5 月、8 月在山东半岛南部海域(35°N~37°N, 119.5°E~124°E)开展的底拖网渔业资源调查和环境观测数据, 分析了该海域小黄鱼相对资源量的时空分布特征, 并运用广义可加模型(GAM 模型)探究了影响其时空分布的环境因子。结果表明, 小黄鱼的相对资源量具有较明显的季节变化, 夏季相对资源量最高, 冬季最低。GAM 分析表明, 该海域小黄鱼相对资源量分布的主要环境影响因子为水深和底层水温。随着水深增加, 小黄鱼相对资源量呈现先增加后减少的趋势, 在水深为 50 m 附近时其相对资源量最高; 在一定水温范围内, 小黄鱼相对资源量随底层水温升高而增加, 但不同季节最适底温有所差异。山东半岛南部海域水深和底层水温的季节变化对小黄鱼资源量的分布具有较大的影响, 这可能与小黄鱼的洄游习性相关。     

海州湾5种主要鱼类种群参数估算

根据2011年3月、5月、7月、9月和12月在海州湾及其邻近海域进行的5个航次底拖网调查资料, 对5种主要鱼类[包括六丝钝尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)、短鳍 (Callionymus kitaharae)、长吻红舌鳎(Cynoglossus lighti)、方氏云鳚(Enedrias fangi)和棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)]的种群参数进行了估算。结果表明, 在这5种鱼类中, 生长系数(k)最高的是方氏云鳚(0.76), 其次是六丝钝尾虾虎鱼(0.70), 其他3种鱼类的生长系数均小于0.60; 总死亡系数(Z)最高的鱼种是方氏云鳚(4.62), 其次是长吻红舌鳎(3.55)、六丝钝尾虾虎鱼(2.99)和棘头梅童鱼(2.99), 短鳍 的总死亡率最低(1.60); 长吻红舌鳎、方氏云鳚和棘头梅童鱼的开发率(E)最高, 分别为0.74、0.74和0.73, 此外, 六丝钝尾虾虎鱼的开发率也较高(E=0.60), 而仅有短鳍 的开发率较低(E=0.43); 长吻红舌鳎、方氏云鳚和棘头梅童鱼的平均选择体长(L₅₀)较大, 分别为145.2、107.1和98.7 mm, 而六丝钝尾虾虎鱼和短鳍 的平均选择体长较小, 分别为60.0 mm和48.4 mm; 通过计算方氏云鳚和棘头梅童鱼2种鱼类的生长表现指数(f′), 并与其他学者的研究结果相比较, 发现同一鱼种的生长表现指数随着栖息海域纬度的降低而呈上升趋势。

     

海州湾及邻近海域短吻红舌鳎产卵场的生境适宜性

根据2014年和2016-2018年5-8月在海州湾及邻近海域（33.3°N~35.6°N，119.0°E~122.0°E）进行的产卵场大面调查数据，结合海洋表层水温、表层盐度、水深及流速等数据开展了海州湾及其邻近海域短吻红舌鳎（Cynoglossus joyneri）产卵场生境适宜性的相关研究。利用提升回归树（boosted regression tree，BRT）模型确定各环境因子的权重，分别采用算数平均法（AMM）和几何平均法（GMM）建立栖息地适宜性指数（habitat suitability index，HSI）模型，并通过交叉验证检验模型的拟合度。结果表明，不同月间海州湾及邻近海域短吻红舌鳎产卵场适宜的环境因子范围相似，但各环境因子所占比重有较大变化。通过交叉验证发现，5月、7月利用几何平均法拟合的栖息地适宜性效果较好，6月、8月算数平均法拟合的效果好。短吻红舌鳎适宜的产卵场分布存在月间变化，5月主要集中在研究海域的南部，6-8月有逐步北移的趋势，且随着产卵群体产卵量的增大，其适宜产卵的生境范围也逐步扩大。本研究表明，栖息地适宜性指数模型能够较好地反映海州湾及其邻近海域短吻红舌鳎的产卵场生境适宜性及其变化情况。     

海州湾春季皮氏叫姑鱼摄食习性的空间异质性及其索饵场分布

鱼类通过摄食维持自身的生存、生长和繁殖,对鱼类摄食习性的空间异质性及其索饵场分布进行研究有助于了解鱼类在不同海域间的生长差异。本研究根据2011年及2013―2016年春季在海州湾进行的渔业资源底拖网调查数据,通过胃含物分析研究皮氏叫姑鱼(Johniusbelangerii)的摄食习性,依据胃含物分析结果选择主要饵料生物,结合皮氏叫姑鱼和主要饵料生物的空间分布,研究皮氏叫姑鱼摄食习性的空间异质性,并判别其索饵场。结果表明:皮氏叫姑鱼摄食的饵料生物共有20余种,其中虾类(IRI%=55.54%)和端足类(IRI%=35.94%)为优势饵料类群。基于胃含物分析和底拖网调查,选择海蜇虾(Latreutesanoplonyx)、细巧仿对虾(Parapenaeopsistenella)、鲜明鼓虾(Alpheus distinguendus)、疣背宽额虾(Latreutes planirostris)、细螯虾(Leptochela gracilis)、戴氏赤虾(Metapenaeopsis dalei)、日本鼓虾(Alpheus japonicus)和中华安乐虾(Eualus sinensis) 8种饵料生物研究皮氏叫姑鱼摄食习性的空间异质性及其索饵场。摄食选择性的研究表明,海州湾春季的皮氏叫姑鱼喜食海蜇虾。本研究发现,皮氏叫姑鱼及其主要饵料生物资源丰度重心均位于海州湾中部10～20m深海域;海州湾中南部10～20m海域的饵料生物资源丰度显著高于其他海域(P0.05),而且该海域皮氏叫姑鱼的个体较小,生长速度较快,摄食强度较高,是其主要的索饵场。     

基于鱼类体长频率分布和平均体长的采样站位数优化

鱼类体长数据较易获得，常用于数据有限的渔业资源评估和管理，且基于鱼类体长的指标可以作为渔业生态系统的生态监测指标。本文根据山东半岛南部海域底拖网季度调查收集的方氏云鳚体长数据，应用计算机模拟重采样方法，研究了调查站位数对估计方氏云鳚（Enedrias fangi）体长频率分布和平均体长的影响。结果表明，在各个季节，方氏云鳚体长频率分布离散指数（DI）变化范围为0~0.91，大部分站位的DI值为0.75~0.90，说明调查站位间体长频率分布较为相似，可以对调查站位数进行优化，提高采样效率；调查站位越多，体长频率分布和平均体长估计精确度越高；由于对不同体长数据指标估计的精度不同，用以估计体长频率分布和平均体长的样本量存在差异；20个和30个调查站位分别为估计方氏云鳚体长频率分布和平均体长的可接受样本量。本研究结果可为基于不同体长指标的渔业资源调查设计提供一定的理论支撑，有助于对基于体长指标有效站位数的初步了解，为山东半岛南部海域的鱼类资源科学调查和科学管理提供参考。     

基于Hurdle-GAMMs模型研究影响海州湾小黄鱼摄食的主要因素

根据 2011 年及 2013─2016 年秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查资料和胃含物分析数据, 构建了 Hurdle-GAMMs 模型 (Hurdle-generalized additive mixed models, 广义加性混合效应模型), 基于相对重要性指数和全子集回归筛选出小黄鱼(Larimichthy polyactis)的优势饵料生物及关键影响因子, 研究小黄鱼摄食主要饵料生物的影响因素及其动态特征。研究表明, 体长、离岸距离和水深是影响小黄鱼摄食的关键因素, 当小黄鱼体长为 80~100 mm 和 120~140 mm 范围内时, 其摄食习性会发生明显转变。此外, 在离岸距离 40~60 km 和水深 15~25 m 的海域, 小黄鱼的食物组成也会发生显著变化, 其摄食的空间变化与饵料生物的分布重心密切相关。不同年份间环境中饵料生物的数量变动及个体生长发育对小黄鱼摄食习性的变化均具有显著影响, 各因素对小黄鱼摄食强度的影响效应与其食物组成的变动显著相关。本研究可为小黄鱼资源的保护和可持续利用提供科学依据。     

基于LIM-MCMC模型研究海州湾食物网能量流动特征

基于2018年春季和秋季在海州湾及邻近海域开展的渔业资源底拖网调查数据, 构建了海州湾及其邻近海域的LIM-MCMC (linear inverse models using a Monte Carlo method coupled with Markov Chain)模型, 对其生态系统能量流动和生态系统特征进行了研究, 旨在为深入研究海州湾生态系统以及实施基于生态系统的渔业管理提供理论依据。研究表明, 在包含18个功能群的海州湾生态系统中, 共形成196条能量流动路径, 可将其划分为4个能量等级, 即0.00~1.00 t/(km²·a), 1.00~10.00 t/(km²·a), 10.00~100.00 t/(km²·a)和>100.00 t/(km²·a)。在0.00~1.00 t/(km²·a)区间内主要为高营养层次功能群, 共包括155条能量流动路径, 表明食物网中弱能量流动路径占总路径数的绝大部分比例, 在维持生态系统稳定性方面具有重要作用。1.00~10.00 t/(km²·a)区间内包含21条能量流动路径, 在将能量由低营养级传递到高营养级过程中起到重要枢纽作用。在10.00~100.00 t/(km²·a)和>100.00 t/(km²·a)区间内分别包括12条和8条能量流动路径, 均为低营养层次功能群, 为生态系统提供基本的营养来源。在海州湾生态系统中, 低营养层次功能群的呼吸消耗量与流入碎屑量远高于高营养级。整体能流分布为低营养级值大, 越往顶级越小, 呈典型的金字塔型能量流动。根据生态系统成熟度理论, 海州湾生态系统属于成熟的生态系统, 能够在较大程度上抵御外界扰动带来的影响。本研究可为海州湾食物网营养动力学的深入研究以及海州湾渔业资源的科学管理提供科学依据。     

山东近海春季口虾蛄空间分布与关键环境因子及生物学特性的关系

性别和年龄等生物学特征对口虾蛄(Oratosquilla oratoria)栖息地分布有重要影响。为探究口虾蛄空间分布与关键环境因子及生物学特性的关系, 本研究基于 2017 年 5 月山东近海底拖网调查数据, 对获得的口虾蛄样品依据性别和年龄划分, 将雌、雄和当年、非当年生口虾蛄相对生物量作为响应变量, 利用 BP 神经网络模型研究口虾蛄的栖息地分布特征, 分析不同性别、年龄口虾蛄空间分布和关键环境因子的关系。结果表明, 春季雌、雄口虾蛄分布无明显差异, 均分布于近岸海域; 当年生口虾蛄在各调查站位均匀分布, 而非当年生口虾蛄更趋向于近岸集中分布。通过逐步法筛选出经度、表层温度、表层盐度和水深为关键环境因子, 对口虾蛄相对生物量有显著影响。 雌雄口虾蛄适宜栖息环境存在性别差异, 其中在经度 120.5°E~121.5°E 范围内, 雌性口虾蛄的适宜性高于雄性, 且对盐度的适宜性相对较高; 对低温和水深的适应范围雄性较雌性更好。非当年生口虾蛄对关键环境因子的变化更为敏感, 其中当年生对低经度的适宜性高于非当年生口虾蛄, 而对较高经度和较浅水深的适宜性较差。本研究通过对不同性别和年龄间的空间分布和关键环境因子的适宜性进行比较、分析, 揭示了除环境因素外口虾蛄自身生物学特征对其栖息地和资源量的影响, 旨为山东近海口虾蛄栖息地的保护和资源的合理利用提供参考。     

胶州湾近岸浅水区鱼类群落结构及多样性

根据2009年3月-2010年2月在胶州湾西北部近岸浅水区进行的鱼类逐月定置网调查数据,采用生态多样性指数和多元统计分析等方法研究了该海域的鱼类群落结构及多样性特征.结果表明:调查共鉴定出44种鱼类,其中海洋性27种,河口性鱼类17种.鱼类种类组成与底层水温和盐度有密切关系.胶州湾近岸浅水区鱼类群落Margalef种类丰富度指数(R)变化范围为0.33-3.50,Shannon-Wiener多样性指数(H’)为0.42-2.25,Pielou均匀度指数(J’)为0.23-0.93.聚类分析(CLUSTER)和多维标度排序(MDS)分析表明,不同鱼类种类组成的各月份样品可划分为3个组分:水温较低的冬季组G1(12月-翌年4月)、水温次高的春秋季组G2(5-6月、10-11月)和水温最高的夏季组G3(7-9月).其中G1的典型种主要为尖海龙(Syngnathus acus)、方氏云鳚(Enedrias fangi)和玉筋鱼(Ammodytes personatus)等冷温性常栖类群种类,G2的主要典型种为鳀鱼(Engraulis japonicus)和尖海龙,G3的主要典型种为鲐鱼(Scomber japonicus)、细条天竺鱼(Apogonichthys lineatus)和普氏缰虾虎鱼(Amoya pflaumi)等洄游性鱼类.单因子相似性分析(ANOSIM)表明,3个月份组间鱼类群落结构差异显著,不同月份组间两两差异均显著.生物-环境分析(BIOENV)表明,底层水温是影响胶州湾近岸浅水区鱼类群落结构时间变化的主要环境因子.在胶州湾内近岸浅水区发现40余种幼鱼,但占优势的主要为低值鱼类,表明胶州湾的产卵、肥育场功能有所下降,应加强胶州湾近岸水域生态环境和渔业资源的保护及修复.