多目标资源调查站位优化设计——以渤海为例

本研究以渤海为研究区域,通过数值模拟,分析了种类出现率(将基于渤海调查的17个主要渔业种类分为3类:Ⅰ类出现率≥70%,Ⅱ类出现率50%～70%,Ⅲ类出现率50%)和栖息水层对单种类资源量相对误差(Relative error, REE)的影响,不同调查站位数量(48和60)对定点采样与分层随机采样分析结果的影响,并优化了渤海多目标渔业资源调查的设计方案。结果显示,Ⅰ类中5种资源量REE在20%以内,Ⅱ类中3种资源量REE在30%以内,Ⅲ类中6种资源量REE在35%以内,即单种资源量评估值随种类出现率下降,相对误差变大;种类的栖息水层对种类资源量REE无明显影响。定点采样评估值随站位数量减少,精度下降(鱼类、虾类、蟹类、头足类的资源量指数和Margalef丰富度指数的REE分别增加了1.1%、2.5%、8.4%、4.4%和3.3%);分层随机采样可弥补站位数减少带来的精度下降,如站位数为48的分层随机采样获得的鱼类资源量指数评估精度(REE为4.6%)高于站位数为60的定点采样的精度(REE为7.7%),有助于减少调查成本和保护资源量低的种类。然而,每种采样方法并不能完全满足多目标最优,不同站位分配方案影响分层随机采样的精度,按照抽样费用最优准则设置站位,可获得精确度较高的鱼类、虾类、蟹类、头足类及黄鲫(Setipinnataty)、口虾蛄(Oratosquillaoratoria)、日本枪乌贼(Loligojaponica)、鳀鱼(Engraulis japonicus)、叫姑鱼(Johniusgrypotus)、泥脚隆背蟹(Carcinoplaxvestita)、中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)等主要种类资源量评估结果,可作为渤海多目标种类资源调查的站位设计方案。     

中国对虾生物量评估的环境DNA检测技术的建立及优化

近年来,环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术作为一种新的水生生物调查方法发展迅速,在水生生态系统的研究领域被广泛应用到物种检测、生物多样性评价、生物量评估等方面。然而,很少有研究专门评价e DNA技术操作流程中不同的eDNA富集方法与提取方法对研究结果的影响,从而针对具体研究对象建立一套最佳的eDNA技术操作流程。此外,由于物种间生活习性的差异,不同物种释放到环境中的DNA量及DNA片段大小不同,因而,针对不同研究对象需采用不同的eDNA富集与提取方法。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象,采用滤膜法富集eDNA,结合血液与组织DNA提取试剂盒提取e DNA。选取直径为47 mm的玻璃纤维膜、硝酸纤维膜、聚碳酸酯膜、尼龙膜共4种材质的滤膜,每种滤膜根据其孔径大小设置0.45、0.8、1.2、5μm共4个梯度,取样水量设置500 ml、1 L、2 L共3个梯度。结果显示,滤膜材质、滤膜孔径大小及取样水体体积均对中国对虾的定性与定量分析具有一定的影响,其中,0.45μm的玻璃纤维滤膜过滤2 L水样能够检测到的DNA拷贝数最多,并依据此建立了一套中国对虾e DNA技术的操作流程,提高了中国对虾的检出率,为后续中国对虾的分布监测及生物量评估提供了基础。     

青岛文昌鱼自然保护区营养盐时空分布特征及富营养化评价

本研究分析了2017年9月(夏季)和11月(秋季)青岛市文昌鱼(Branchidermus fasciatus)水生野生动物市级自然保护区营养盐含量的季节变化和平面分布,并对该海域进行了富营养化评价。研究结果显示,2017年溶解无机氮(DIN)平均含量夏季高于秋季,NO_(2-)N、NH_(4-)N平均含量分别是秋季的1.98倍、1.44倍,而NO_(3-)N和PO_(4-)P平均含量低于秋季,分别是秋季的88.8%和47.6%。夏季DIN总体水平优于海水一类标准值,PO_(4-)P总体水平优于海水一类标准值;秋季DIN总体水平优于海水一类标准值,PO_(4-)P总体水平劣于海水一类标准值。从水平分布来看,夏季海水的DIN浓度分布趋势大致呈核心区实验区缓冲区的趋势;秋季海水的DIN浓度分布呈缓冲区实验区核心区。夏季N/P比值略高于Redfield比值,而秋季N/P比值较低于Redfield比值,DIN相对缺乏。根据潜在性富营养化评价模式,2017年保护区海域夏季和秋季营养水平较低,均属于贫营养水平。     

海州湾双船有翼单囊拖网渔获物组成及选择性分析

为支撑《全国海洋捕捞渔具目录》的制定,利用套网法分别于2015年10月、2016年9月、2017年8月在黄海区海州湾渔场开展了黄海双船有翼单囊拖网网囊网目选择性试验,研究该网具的渔获物组成及选择性。基于渔获物分析,获得该类网具渔获物种类组成、主要渔获物、幼鱼比例、逃逸率及逃逸产值等参数,并利用Logistic选择性模型获得该类网具选择性曲线。结果表明,双船有翼单囊拖网对渔获物种类的选择能力较差,具有捕获栖息于作业海域绝大多数种类的能力。渔获物组成中,8月份渔获物幼鱼比例较高,达到90%,且渔获物产量及产值均较高;9月份渔获物产量及产值均低于8月份,平均产值约为1 666元·h~(-1);而10月份渔获物产量及产值均最低,平均产值约为800元·h~(-1)。随网目尺寸增大,渔获物逃逸率及50%选择体长L_(0.5)均逐渐增大,且尾数逃逸率高于质量逃逸率。试验结果显示,该网具主要渔获物中小黄鱼(Larimichthys polyactis)、银鲳(Pampus argenteus)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)幼鱼比例非常高,而其他重要经济渔获物种类幼鱼比例低于65%(8月份除外),为保护小黄鱼等小型经济鱼类渔业资源,建议将该类网具秋季最小网目尺寸定为60mm(网目内径)。     

烟威近岸海域鱼类早期资源群落结构及适宜产卵生境

烟威近岸海域是历史上重要的鲐(Scomber japonicus)产卵场之一,或囿于对其“过路渔场”的认知,近年来对该海域鱼类产卵场的研究相对较少。为了解烟威近岸海域鱼类产卵场现状,于2020年4—9月对该海域开展逐月产卵场调查,基于鱼卵、仔稚鱼及环境数据,运用空间插值、聚类分析、非度量多维标度排序、相似性分析和冗余分析(RDA)等方法对该海域鱼类早期资源时空分布、群落结构月度更替及主要种类适宜产卵生境进行了综合分析。结果显示,2020年4—9月于烟威近岸海域采集到鱼类早期资源种类52种,包括33种鱼类的337 038粒鱼卵和28种鱼类的2122尾仔稚鱼;5—6月为主要产卵期,共有21种鱼卵出现,鱼卵数量占全年鱼卵总数的98.32%,主要产卵场位于烟台套子湾至威海鸡鸣岛北部海域,主要产卵种类为鳀(Engraulis japonicus)、鲐、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)、高眼鲽(Cleisthenes herzensteini)、黄条 (Seriola lalandi)、绯 (Callionymus beniteguri)、少鳞 (Sillago japonica)、黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)、短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)、长蛇鲻(Saurida elongata)等;烟威近岸海域鱼卵与仔稚鱼群落结构年内变化明显,除产卵末期(8—9月)外,各月间种类更替率不低于50%,鱼卵与仔稚鱼群落月间平均相异性不低于73%;海表温度(SST)、海底温度(SBT)、海表盐度(SSS)和深度(DEP)是显著影响4—9月主要鱼种产卵选择的环境因子。研究表明,烟威近岸海域为黄渤海规模较大的鱼类产卵场之一,需在鱼类早期生活史研究与产卵场养护策略制定时得到足够重视。     

海底大型垃圾对海洋生物的影响及其潜在生态效应

海底大型垃圾是海洋垃圾的重要组成部分,但目前关于海洋垃圾的研究主要集中于漂浮垃圾,而针对海底大型垃圾的研究较少。海底大型垃圾通常不易分解和迁移,这使其不仅能直接改变海洋环境和底质,还能通过影响海洋生物生存与生长进而威胁海洋生态系统健康。本文从定殖、缠绕、围困和摄食等4个角度系统地总结了目前海底大型垃圾对海洋生物的影响及其潜在生态效应的研究现状及进展,并对未来研究方向进行了展望。本文旨在从生物角度客观、全面地综述海底大型垃圾对底栖海洋生态系统的影响,以期为评估海底大型垃圾对海洋生物多样性的作用机制,及海底大型垃圾综合管控与治理提供科学依据。     

潮流与布放时间对青岛石雀滩海域海洋牧场刺网CPUE的影响

准确的单位捕捞努力量渔获量(CPUE)是评价海洋牧场建设效果的基础, 网具布放时间与潮流是影响海洋牧场等近岸渔业资源 CPUE 的偏差源。本研究通过对比青岛石雀滩海域国家级海洋牧场 2 种大潮期布放(布放时间分别为 24 h 与 48 h)与大潮刚结束后布放(布放时间为 24 h)的刺网 CPUE, 探讨潮流与网具布放时间对海洋牧场渔业资源刺网调查的影响。研究发现: (1) 相比大潮期布放 24 h 与 48 h 2 种调查方式, 大潮刚结束后布放 24 h 调查捕捞的渔业资源种类分别增加 16 和 12 种, 种类数增幅分别为 145.455%和 80.000%, 且种类 CPUE 增加种类要多于减少种类, CPUE 分别增加 92.224 kg/(km² ·h)和 91.141 kg/(km² ·h), 增幅分别为 160.147%和 156.792%; (2) Wilcoxon 符号秩检验发现大潮刚结束后布放 24 h 调查与大潮期布放 24 h 与 48 h 2 种调查方式 CPUE 间都存在显著差异 (P=0.006, n=7; P=0.032, n=7), 但大潮期 2 种布放时间调查结果间不存在显著差异(P=0.230, n=7); (3) 对比大潮期布放 48 h 与布放 24 h 两种调查结果, 布放 48 h 比布放 24 h 渔业资源种类增加了 10 种, 增幅达 90.91%。布放 48 h 有 7 种渔业资源种类 CPUE 下降, 下降幅度为 0.111~14.047 kg/(km² ·h); 有 14 种 CPUE 增加, 增加幅度为 0.010~ 8.678 kg/(km² ·h); CPUE 布放 48 h 比布放 24 h 增加了 0.541 kg/(km² ·h), 增幅仅为 0.939%。总体而言, 青岛石雀滩海洋牧场渔业资源大潮刚结束后调查相比大潮期 2 种调查, 资源种类和 CPUE 都大幅增加, 大潮刚结束后调查优于大潮期调查; 大幅延长刺网布放时间能增加网获种类和某些种类的 CPUE, 延长刺网布网时间对于查明研究海域渔业资源种类组成很有必要。本研究结果可为海洋牧场等近岸渔业资源调查提供科学参考。     

黄河口近岸海域鮻渔业生物学特征研究

为探究黄河口近岸海域鮻(Liza haematocheila)的渔业生物学特征及资源状况,本研究根据2020年4—11月黄河口渔业生产定置网的采样数据,研究了黄河口水域重要渔业种类鮻群体的体长体重分布、体长–体重关系、繁殖、生长和死亡等渔业生物学特征和开发率。结果显示,鮻体长分布范围为45~460 mm,优势体长组为55~185 mm;体重范围为2~1100 g,优势体重组为2~80 g。方差分析表明,鮻的平均体长、体重均存在显著的月间差异;各月及全年鮻的体长–体重关系均呈显著的幂函数关系,生长类型为负异速生长。黄河口近岸海域,鮻在7月肥满度最大,而6月最小;产卵盛期为4—5月。鮻的生长速率为0.31 a?1,总死亡系数为1.42 a?1,自然死亡系数估算结果为0.51 a?1,捕捞死亡系数为0.91 a?1,其开发率为0.64,鮻种群资源被过度利用。定置网渔业生产对于黄河口渔业资源有一定的破坏作用,尤其对幼鱼和补充群体资源影响较大,应对定置网渔业生产采取必要的管理措施。     

基于耳石δ13C和δ18O的黄、渤海秋季小黄鱼补充群体的种群划分

关于小黄鱼的种群划分问题，从20世纪50年代至今一直存在争议。以往研究海洋鱼类种群划分的方法主要有标记重捕法、渔获量分析法、寄生虫标记法、形态表型量度特征法、分子生物学法和钙质结构元素指纹法等，而这些方法在细节的表述方面有各自的局限性。本研究采用稳定同位素质谱分析技术，分析了黄、渤海渔业资源调查中92尾小黄鱼(Larimichthys polyactis)的左矢耳石样品中δ13C和δ18O的值，并对每尾小黄鱼耳石δ13C和δ18O的值进行聚类分析。结果显示，我国黄、渤海秋季小黄鱼早期补充群体可划分为4个种群，即渤海黄海北部种群、黄海中部种群、黄海南部离岸种群和黄海南部沿岸种群。其中，黄海南部离岸种群和其他3个种群没有站位交叉现象。对聚类分析的结果进行判别分析，得出渤海黄海北部种群的判别成功率为75.9%，黄海中部种群的判别成功率为80.0%，黄海南部离岸种群判别成功率为81.0%，黄海南部沿岸种群判别成功率为95.5%，总体判别成功率为82.6%。首次将黄海南部种群细分为了黄海南部离岸种群和黄海南部沿岸种群，且2种群之间很少有站位的交叉现象。     

中国对虾生物量评估的环境DNA检测技术 的建立及优化

近年来，环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术作为一种新的水生生物调查方法发展迅速，在水生生态系统的研究领域被广泛应用到物种检测、生物多样性评价、生物量评估等方面。然而，很少有研究专门评价eDNA技术操作流程中不同的eDNA富集方法与提取方法对研究结果的影响，从而针对具体研究对象建立一套最佳的eDNA技术操作流程。此外，由于物种间生活习性的差异，不同物种释放到环境中的DNA量及DNA片段大小不同，因而，针对不同研究对象需采用不同的eDNA富集与提取方法。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象，采用滤膜法富集eDNA，结合血液与组织DNA提取试剂盒提取eDNA。选取直径为47 mm的玻璃纤维膜、硝酸纤维膜、聚碳酸酯膜、尼龙膜共4种材质的滤膜，每种滤膜根据其孔径大小设置0.45、0.8、1.2、5 μm共4个梯度，取样水量设置500 ml、1 L、2 L共3个梯度。结果显示，滤膜材质、滤膜孔径大小及取样水体体积均对中国对虾的定性与定量分析具有一定的影响，其中，0.45 μm的玻璃纤维滤膜过滤2 L水样能够检测到的DNA拷贝数最多，并依据此建立了一套中国对虾eDNA技术的操作流程，提高了中国对虾的检出率，为后续中国对虾的分布监测及生物量评估提供了基础。