中国气候与环境演变评估(I): 中国气候与环境变化及未来趋势

头足类是重要的渔业资源之一,其渔业生物学特性极易受到海洋环境变化的影响。气候系统中的能量主要储存载体是海洋。近年来频发的气候变化事件引发海洋环境因子变动,直接或间接地改变了头足类的渔业生物学特性,对头足类的渔业生产造成影响。为此,本文归纳和总结了气候变化对头足类繁殖、年龄生长与早期生活史等3个方面的影响,并提出了展望。结果表明,气候变化事件的发生极易影响头足类动物的渔业生物学特性,海洋环境因子中的温度和初级生产力变动为主要影响因素。目前,相关研究对象多为柔鱼科和枪乌贼科等经济种类,选用的海洋环境因子也多为海洋环境温度,今后应结合其他海洋环境数据研究气候变化事件对其他种类的影响。本文旨为研究气候变化事件对头足类渔业生物学特性的影响提供理论依据,为近年来气候变化事件频发下头足类渔业的可持续发展提供科学指导。

     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼耳石微结构及生长特性

根据我国鱿钓船2007、2008和2010年在西南大西洋作业期间采集的3462尾阿根廷滑柔鱼样本(其中2007年308尾、2008年262尾、2010年2 892尾),测量了491枚耳石外部形态参数和耳石重量(雌性274枚、雄性217枚),结合耳石的日轮,对耳石微结构及其生长特性进行了研究。结果表明,阿根廷滑柔鱼耳石的生长纹由明暗相间的环纹组成,耳石中心为黑色,呈水滴形;从核心到侧区边缘,轮纹宽度由窄至宽,亮度由明至暗;侧区到北区边缘,轮纹则由宽至窄,亮度由暗至明。根据生长纹的宽度和颜色的明暗,可将整个耳石分为3个区域,即后核心区、暗区、外围区。不同群体间耳石总长(TSL)和最大宽度(MW)的生长存在显著性差异,但性别间无差异。冬季产卵群TSL和MW的生长适合用线性函数表示,秋季产卵群则适合用对数函数表示。耳石重量(SW)的生长存在群体和性别间差异,冬季产卵群雌、雄个体SW的生长分别适合用幂函数和指数函数表示,秋季产卵群则分别适合用指数函数和对数函数表示。两个群体的TSL、MW、绝对生长率和相对生长率都随着日龄的增加而先增加后减小,而SW的绝对生长率则随着年龄增加而增加,相对生长率则随着年龄增加而先增加后减小。同一年龄段内冬季产卵群的绝对和相对生长率基本上都大于秋季产卵群,雌性个体的绝对和相对生长率要大于雄性个体。     

利用耳石微结构研究西南大西洋阿根廷滑柔鱼的日龄、生长与种群结构

根据我国鱿钓船2007、2008和2010年在西南大西洋作业期间采集的3 462尾阿根廷滑柔鱼样本(其中2007年308尾、2008年262尾、2010年2 892尾),利用耳石微结构研究了西南大西洋阿根廷滑柔鱼的日龄、生长和种群结构。结果表明,阿根廷滑柔鱼生命周期大约为1年,渔获物主要由冬生群(6—7月)和秋生群(3—5月)组成,不同年份捕捞群体有差异。不同产卵群体、不同性别的阿根廷滑柔鱼胴长和体质量生长均存在显著性差异。冬生群,雌、雄个体胴长的生长方程分别用指数和线性函数来拟合为最适,体质量生长方程则分别用幂函数和指数函数来拟合最适;秋生群,雌、雄个体的胴长生长方程分别用指数和对数函数拟合为最适,体质量生长方程分别用指数和对数函数拟合为最适。随着日龄增加,阿根廷滑柔鱼胴长和体质量相对生长呈现下降趋势,绝对生长率则呈增加趋势,同一日龄段内,雌性个体的胴长与体质量生长率都稍大于雄性个体生长率。     

环境对头足类耳石微结构的影响研究进展

头足类和鱼类一样,它的耳石微结构的形成受到环境条件的影响,包含着许多丰富的生态信息.借助扫描电镜和核微探针技术可研究环境因子对耳石总长、轮纹和耳石中微量元素等微结构的影响.通过文献阅读,总结了温度、盐度、食物等环境因子对耳石微结构影响的研究现状及其进展,认为目前温度对耳石中微量元素含量和分布影响的研究较多.多数学者采用耳石Sr/Ca组成作为温度影响的指标,但尚未见用实验室饲养法的证实报道,因此,这种方法可能不适用于所有头足类.此外,盐度和食物等环境因子对耳石微结构影响的研究相对较少.其中,盐度对耳石微结构的影响尚无相对一致的观点,但耳石总长与饵料丰富水平正相关,其微量元素组成和含量与饵料中成分基本相对应,取得了一致性的结论.随着头足类资源的不断开发和利用,建议结合海洋生物化学等学科,系统地开展环境对头足类耳石微结构形成及其机理的比较研究,以便为头足类生活史的重建,以及资源量科学评估与管理提供科学依据.     

西南大西洋公海阿根廷滑柔鱼生物学特性的初步研究

以2009年1—4月中国鱿钓船在西南大西洋公海生产期间连续采集的阿根廷滑柔鱼Illex argentinus为样本（6 094尾）,对其生物学特性进行初步分析。结果表明：渔获物胴长为148～307 mm,优势胴长为200～260 mm,占总数的86.5%;体重为76～586 g,优势体重为150～300 g,占总数的78.7%,判定该渔获物主要来自南巴塔哥尼亚种群;胴长（L）与体重（W）的关系式为W=1.2×10^-4L^2.6779;渔汛期间,胴长、体重与时间之间均符合指数方程模式,分别为Lt=207.54e^0.0013t和Wt=181.52e^0.0046t;阿根廷滑柔鱼性成熟度以Ⅱ期为主,占总数的56.8%,初次性成熟的胴长为244.7 mm;摄食等级以2级为主,占总数的52.0%。     

阿根廷专属经济区内鱿钓渔场分布及其与表温关系

根据2008-2011年中国鱿钓船在阿根廷专属经济区内的生产统计和表层水温(SST)的资料,对渔获量组成和渔场分布情况进行了分析,同时利用Marine Explorer软件和K-S统计方法对渔场分布与SST的关系进行了研究,推测出各月中心渔场的最适SST。结果表明:阿根廷专属经济区内鱿鱼产量在2-4月份较高,且波动较大;产量主要集中在44°～52°S、60°～65°W海域,约占总产量的70%以上,各月产量的空间分布有较大差异,作业渔场总体上不断北移。2-8月中心渔场各月适宜SST范围分别为11～14.5℃、9.5～12℃、9～10℃、9～9.5℃、7～9℃、7.5～9℃、7～10℃,并通过了K-S检验。研究建议,今后应收集更为详细的包括生物学在内的生产统计数据,结合不同产卵群体的特点,对资源变动和渔场变化进行系统和科学分析,为合理利用西南大西洋阿根廷滑柔鱼资源提供基础。     

中国南海南沙群岛海域鸢乌贼耳石微量元素组成特性

为了解鸢乌贼耳石微量元素组成特征,根据2017年3—5月我国灯光罩网渔船于中国南海南沙群岛海域采集的1 002尾鸢乌贼样本,利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)分析了17枚鸢乌贼耳石微量元素的组成及分布。结果显示,南沙群岛海域鸢乌贼耳石主要由56种微量元素组成,含量最多的前10种元素依次为Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba和B。方差分析结果显示,不同性别间,前10种元素Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba、B的分布均无显著差异;不同孵化期的群体间Ca、Sr、Na、P、Si、K、Mg、Fe、Ba、B的分布也不存在显著差异,但不同耳石部位间Si、K、Fe无显著差异,而Ca、Sr、Na、P、Mg、Ba、B则存在显著差异。研究表明,不同的生境会导致鸢乌贼耳石微量元素组成的不同,且在不同的生长阶段,鸢乌贼耳石微量元素组成也存在差异,但不同性别鸢乌贼耳石微量元素组成基本一致。本研究进一步证实了利用微量元素分布特性鉴定头足类种群和研究洄游路线的可行性。     

黄海太平洋褶柔鱼资源现状与开发

通过对2018年、2019年东海太平洋褶柔鱼内壳进行连续切割,测定其碳、氮稳定同位素比值,利用营养生态位和稳定同位素序列分析了两年间太平洋褶柔鱼在其生长发育过程中的洄游和摄食情况,并初步分析了两年间洄游、摄食差异产生的原因。结果显示,两年间东海太平洋褶柔鱼群体均在内壳叶轴生长至距顶端120 mm处时开始向低纬度、近岸海域洄游,2019年洄游的范围更大,这可能是由厄尔尼诺事件发生所引起。随着个体的生长发育以及洄游过程,2018年太平洋褶柔鱼群体摄食的营养层次逐渐上升,2019年太平洋褶柔鱼群体总体摄食的营养层次变化不大。研究表明,内壳连续取样分析太平洋褶柔鱼摄食和洄游变化的可行性。

     

基于线粒体基因标记的太平洋褶柔鱼群体遗传结构及变异分析

为科学管理和开发利用太平洋褶柔鱼（Todarodes pacificus）渔业资源,该研究利用线粒体DNA（mtDNA）细胞色素C氧化酶I（CO I）和细胞色素b（Cytb）两种标记基因对西北太平洋褶柔鱼进行群体遗传结构和变异分析。结果显示：得到太平洋褶柔鱼两种基因片段的序列长度分别为465 bp（CO I）和404 bp（Cytb）,分别定义了18和21个单倍型,总体呈现低单倍型多样性（h=0.493、0.479）和低核苷酸多样性（π=0.0013、0.0014）;遗传分化系数（Fst）值均为负值,而分子生物学方差（AMOVA）分析结果表明该群体变异都来源于种内;太平洋褶柔鱼CO I基因序列的Tajima’s D和Fu’s Fs的中性检验D值和Fs值显著偏离0,且二者显著性检验P＜0.01,与Cytb基因标记的群体结果相似。综上,位于东海和日本海海域的太平洋褶柔鱼种群遗传多样性较低,群体间基因交流频繁未出现遗传分化,且变异基本来源于种内,群体大约在1.2万-1.5万年前出现过种群扩张。故建议将太平洋褶柔鱼划分为一个管理单元,以便该渔业资源更加合理的保护与开发利用。     

性成熟和个体大小对智利外海茎柔鱼耳石生长的影响

根据2007-2008年智利外海茎柔鱼资源调查期间采集的样本,以耳石最大宽度MW与其总长TSL之比作为表征耳石生长的指标,利用方差分析研究性成熟和个体大小对耳石生长的影响。分析认为,雌性个体的耳石MW/TSL与性腺成熟度存在相关性,性成熟度Ⅰ级与Ⅲ级、Ⅱ级与Ⅲ级个体的耳石MW/TSL存在显著差异(P<0.05);而雄性个体的耳石MW/TSL与性腺成熟度无关。雌性个体的耳石MW/TSL与胴长也存在着相关性,胴长300～400mm的个体与500～600mm和600～700mm、胴长400～500mm与500～600mm和600-700mm的雌性个体,它们耳石MW/TSL差异显著(P<0.05),胴长为400～500mm至500～600mm的个体,其MW/TSL增加迅速,差异极显著(P<0.01)。胴长350～400mm与400～500mm、400～450mm与450～500mm的雄性个体,它们耳石MW/TSL也存在显著差异(P<0.05),胴长400～450mm时的MW/TSL值为最小。研究表明,性成熟和个体大小对智利外海茎柔鱼耳石的生长有影响,但雌雄个体有差别。