基于灯光罩网法的南海鸢乌贼声学评估技术研究

南海中南部深水海域蕴藏着丰富的鸢乌贼资源,为推动南海外海渔业资源开发,实验探索了灯光罩网与声学手段相结合的鸢乌贼资源量评估方法。根据2011年4—5月在南沙群岛海域灯光罩网和Simrad EY60科学鱼探仪同步采集鸢乌贼生物学和声学数据,对鸢乌贼的趋光性行为、种群结构、声学映像和分布水层等特征进行分析。结果表明,灯光诱集结合罩网采样可确定南海鸢乌贼的单体回波,分布于0～100 m水层;通过背景噪声消除、鱼类和浮游动物目标限定、单体目标检测等处理,确定鸢乌贼现场目标强度-67～-52 dB;选择鸢乌贼渔获比例较大的网次,统计得到鸢乌贼胴长10.4～14.2 cm,对应目标强度-60.7～-58.0 dB,胴长与目标强度经验公式为TS=21.23LogML-82.48。研究认为,声学与灯光罩网相结合的调查方法可以作为南海今后开展鸢乌贼资源量评估的基本方法。     

南海金枪鱼和鸢乌贼资源开发现状及前景

南海中南部深水区蕴藏着丰富的鸢乌贼（Sthenoteuthis oualaniensis）和黄鳍金枪鱼（Thunnus albacares）等大洋性中上层生物资源。文章分别介绍了南海金枪鱼和鸢乌贼的渔业与资源情况,并在此基础上探讨了中国相关渔业的发展前景,并提出南海大洋性生物资源开发应以鸢乌贼灯光罩网渔业为发展重点。     

南海中南部海域春秋季鸢乌贼繁殖生物学特征研究

以2012年9月(秋季)与2013年3月(春季)在南海中南部采集的4 016尾鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本为基础,对南海中南部鸢乌贼繁殖生物学特征进行研究分析。结果显示,春、秋两季鸢乌贼雌雄个体比例均为1∶1;性腺发育为春季Ⅰ、Ⅱ期所占比例较高,秋季Ⅱ、Ⅲ期所占比例较高;性腺成熟度指数(GSI)表现为秋季高于春季,雄性高于雌性的变化规律;在成熟雌性个体中,当胴长141 mm或150 mm时,GSI均随胴长的增长而升高,其中121~140 mm胴长组GSI最高,高达9.71;春、秋两季鸢乌贼个体绝对繁殖力变动范围分别为63~97 074粒和24~60 378粒,均值分别为8 635粒和10 234粒,秋季鸢乌贼繁殖能力较春季强;鸢乌贼个体绝对繁殖力与胴长、体质量、纯体质量均呈显著正相关关系(P0.01)。鸢乌贼成熟卵径范围为400~1 200μm,均值为(769±261)μm。结果表明,鸢乌贼的卵径小,属异步成熟、分批产卵类型,具有较强的繁殖潜力。     

鸢乌贼渔业资源研究进展

<正>鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)属头足纲柔鱼科鸢乌贼属,是世界重要的大洋性经济头足类之一,广泛分布于印度洋、太平洋的热带和亚热带海域^[1-2]。鸢乌贼在印度洋西北部海域和中国南海的资源量较为丰富^[3-4],根据联合国粮食及农业组织估算,其总资源量约为800～1120万t^[5]。     

南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)资源评估的新方法

为了解南海鸢乌贼(Sthenototeuthis oualaniensis)资源量与分布状况,本研究利用建立在灯光罩网船上的北斗星通渔业信息采集网络,搜集南海鸢乌贼生产数据,并根据灯光罩网作业特点,创建了光诱资源量评估模型,使用克里金插值法,绘制出南海鸢乌贼的分布密度图,估计其总资源量和年可捕量。研究结果表明,鸢乌贼在南海有着广泛的分布,以110.5°–111.5°E、11°–12°N之间的海域和115.5°–116.5°E、9.5°–11.5°N之间的海域资源密度最高,在4 t/km2以上;以112°–112.5°E、14.5°–15°N之间的海域和113°–115°E、15°–16.5°N之间的海域单位努力量渔获量(CPUE)最高,达1 kg/(kW·d·km2)以上。根据克里金插值法估算,在南海108°–118°E、9°–20°N之间的359个渔区,鸢乌贼资源量为204.94万t,总可捕量为99.40万t。评估认为,南海鸢乌贼资源开发潜力大,是未来南沙渔业开发的主要种类。     

南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)资源评估的新方法

为了解南海鸢乌贼(Sthenototeuthis oualaniensis)资源量与分布状况,本研究利用建立在灯光罩网船上的北斗星通渔业信息采集网络,搜集南海鸢乌贼生产数据,并根据灯光罩网作业特点,创建了光诱资源量评估模型,使用克里金插值法,绘制出南海鸢乌贼的分布密度图,估计其总资源量和年可捕量。研究结果表明,鸢乌贼在南海有着广泛的分布,以110.5°–111.5°E、11°–12°N之间的海域和115.5°–116.5°E、9.5°–11.5°N之间的海域资源密度最高,在4 t/km2以上;以112°–112.5°E、14.5°–15°N之间的海域和113°–115°E、15°–16.5°N之间的海域单位努力量渔获量(CPUE)最高,达1 kg/(kW·d·km2)以上。根据克里金插值法估算,在南海108°–118°E、9°–20°N之间的359个渔区,鸢乌贼资源量为204.94万t,总可捕量为99.40万t。评估认为,南海鸢乌贼资源开发潜力大,是未来南沙渔业开发的主要种类。     

东印度洋、南海海域鸢乌贼种群遗传结构研究

为了解东印度洋赤道、南海海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)种群遗传结构,更好地对鸢乌贼渔业资源进行合理的管理,测定了东印度洋赤道北部和南部、南海北部和南部4个鸢乌贼群体共120尾个体线粒体DNA细胞色素b(cytochrome b)基因,分别对东印度洋赤道、南海海域鸢乌贼种群遗传结构展开研究。结果显示,4个群体总的核苷酸多样性与单倍型多样性为0.273 32和0.981,其中南海北部海域群体的单倍型多样性最高为0.989,南海南部海域群体核苷酸多样性最高为0.306 60。构建的单倍型网状图和系统发育树显示,东印度洋和南海群体间遗传分化显著。分子方差分析结果显示,遗传变异54.90%来自于组群间;群体间的F_st(F-statistics)分析表明,东印度洋赤道北部和南部群体F_st值为0.085 88,南海北部和南部群体F_st值为0.025 36,表明南海两个群体间不存在显著的遗传分化,东印度洋两个群体间遗传分化较小。东印度洋赤道两侧频繁的洋流活动可能是导致赤道南北群体遗传分化的重要因素,而...     

鸢乌贼目标强度绳系控制法测量

2017年9月在南海北部(18°42.9′N,113°05.5′E)附近的深海海域,利用Simrad EY60型便携式分裂波束科学探鱼仪(120 kHz)和自制的鸢乌贼绳系控制装置对25尾鸢乌贼逐尾进行了单体目标强度(TS/dB)的测量,探讨了鸢乌贼单体目标探测中脉冲长度决定水平(PLDL/dB)、最小标准脉宽(min NPL)、最大标准脉宽(max NPL)和短轴角度最大标准偏差(MIA)等参数的变化对鸢乌贼单体目标强度测量的影响,分析了鸢乌贼单体TS的变化规律,并归纳了鸢乌贼TS与胴长的关系。结果显示,①随着PLDL增大,所探测鸢乌贼单体目标的数量呈先增加后减少的特征,并在PLDL=6 dB时达到峰值,而平均TS则呈单调增加趋势;随着min NPL增大,鸢乌贼单体目标的数量减少,在min NPL0.7范围内,平均TS呈明显的上升趋势;当max NPL1.2时,鸢乌贼单体目标的数量随max NPL的增大而增加,但平均TS却随之减小,当1.2max NPL1.8时,鸢乌贼单体目标的数量呈缓慢增加趋势,但平均TS则基本保持稳定;鸢乌贼单体目标数量随MIA的增大而增加,但平均TS则随之减小。②本研究中鸢乌贼单体目标探测参数的优化组合为PLDL=6.00dB,min NPL=0.7 dB,max NPL=1.8 dB,MIA=0.8°。③活体鸢乌贼单体平均TS的最大值和最小值分别为-48.6 dB和-63.63 dB,其对应鸢乌贼的胴长(ML/cm)分别为25.2 cm和12.4 cm,鸢乌贼TS与其ML的关系为TS=34.22 lg ML–98.23 (N=16,R2=0.603)。本实验首次尝试利用绳系控制法海上现场测量活体鸢乌贼的目标强度,为今后继续深入研究鸢乌贼声学散射特性积累了资料,亦能为其他头足类或鱼类目标强度的海上现场测量提供参考。     

南海鸢乌贼耳石微量元素研究

根据2012年9月~10月于南海采集的鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本,利用激光剥蚀电感等离子质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)分析鸢乌贼耳石微量元素组成及分布。结果显示,南海鸢乌贼耳石含量前10位的元素依次为钙(Ca)、锶(Sr)、钠(Na)、磷(P)、钾(K)、镁(Mg)、锌(Zn)、铝(Al)、铜(Cu)和镍(Ni)。P方差分析发现,鸢乌贼耳石微量元素Ca(P=0.017)、Sr(P=0.016)、Na(P=0.042)种群差异显著(P0.05);中型群Ca(P=0.026)、Sr(P=0.021)、Na(P=0.025)性别差异显著(P0.05),微型群性别差异不显著(P0.05);中型群Cu(P=0.002)、Ni(P=0.001)日龄差异显著(P0.05),微型群P(P=0.000)、Mg(P=0.002)、Zn(P=0.023)、Al(P=0.000)、Cu(P=0.003)日龄差异显著(P0.05)。南海鸢乌贼Sr含量随纬度的降低而减少,且0日龄高于10日龄。     

南海鸢乌贼的遗传差异:种群分化还是种间分化

利用线粒体ND2、COI和16SrDNA序列,对2012年9月至2015年9月采自南海的鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本进行了种群遗传结构的分析。系统发育关系显示鸢乌贼中型群和微型群各自形成了单系群分支,而分支内没有形成与地理群体或季节群体对应的支系。分子方差分析同样表明,地理群体或季节群体之间不存在明显的遗传分化,而中型群和微型群之间具有极显著的遗传分化(F_ST=0.94092～0.9899, P<0.0001)。遗传多样性分析显示,鸢乌贼中型群和微型群均呈现出较高的单倍型多样性(0.9465和0.8545)和较低的核苷酸多样性(0.0051和0.0021),中型群的遗传多样性指数要高于微型群。基于ND2、COI和16SrDNA序列计算的中型群和微型群之间的遗传距离分别达到了14.0%、9.6%和8.8%,远大于类群内的遗传分化(平均<1%)。研究结果表明,南海鸢乌贼存在分布高度重合且有显著遗传分化的两个种群,即中型群和微型群。中型群和微型群之间的遗传差异达到了种间分化的水平,提示体型较大、具有背部发光器的中型群鸢乌贼(典型鸢乌贼)与体型较小、背部发光器缺失的微型群鸢乌贼可能是两个相互独立的种类。     

基于K-means动态聚类的鸢乌贼角质颚模式识别

本研究采用K-means动态聚类算法,对2014—2019年间采集于西北印度洋、热带东太平洋、中国南海的鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本的角质颚进行识别。基于K-means动态聚类算法能够很好地区分来自3个海区的鸢乌贼,对数据进行z-score标准化后,任选2维角质颚形态学参数以曼哈顿距离和欧氏距离进行K-means动态聚类分析,总正确区分率分别为86.7%和88.7%。K-means动态聚类算法对于鸢乌贼角质颚的识别有很大的参考价值,后续改进优化K-means算法使其具有普适性,将会提高鸢乌贼种群的识别能力。     

脂类去除对南海鸢乌贼肌肉碳、氮稳定同位素分析的影响

碳(C)、氮(N)稳定同位素分析目前已成为研究水生生物摄食生态和洄游等方面的重要手段。作为主要分析材料的肌肉组织,常因含有碳稳定同位素比值(δ~(13)C)较低的脂类而对稳定同位素分析造成影响。为了探讨脂类去除对鸢乌贼(Sthenoeuthis oualaniensis)肌肉样品δ~(13)C和氮稳定同位素比值(δ~(15)N)分析的影响,对2017年4月在南海采集的鸢乌贼样品进行了稳定同位素研究,并对不同的脂类校正模型进行对比以优选出最适用于鸢乌贼的δ~(13)C校正模型。结果显示,脂类去除后鸢乌贼的δ~(13)C和δ~(15)N均发生了显著变化(P0.01),分别平均升高0.85‰和0.71‰。脂类去除对鸢乌贼δ~(13)C的影响与个体大小和性别无关(P0.05)。根据最小赤池信息准则(AIC),模型3最适用于鸢乌贼δ~(13)C校正。研究结果表明了脂类去除在鸢乌贼肌肉δ~(13)C分析中的必要性,但δ15N同样受到了影响,今后进行δ~(15)N分析时不需进行脂类去除。     

南海鸢乌贼摄食习性的初步研究

根据2012年9月~10月南海灯光罩网调查所获得的鸢乌贼(Symplectoteuthis oualaniensis)样本,结合胃含物分析方法和分子检测技术,研究其饵料组成、摄食强度、摄食习性与胴长的关系等。结果表明,鸢乌贼以头足类、鱼类(主要为灯笼鱼科)和甲壳动物为主要摄食对象,同类相食现象明显。头足类和鱼类为鸢乌贼优势饵料生物类群,其中头足类相对重要性指数百分比(%IRI)、个数百分比(N%)、质量百分比(W%)和出现频率(F%)分别为54.38、28.73、58.39和75.60,而鱼类的%IRI、N%、W%和F%分别为41.39、42.54、36.17和63.69。鸢乌贼摄食等级主要以3、4级为主,胃饱满指数平均为3.11%,空胃率平均为2.89%。从各胴长组的N%和F%来看,鸢乌贼偏爱摄食个体相对较大的头足类和鱼类,尤其在高胴长组,头足类和鱼类的优势饵料地位更加明显。随着胴长的增加,鸢乌贼胃含物中小个体饵料类群的N%和F%普遍降低,而大个体饵料类群的N%和F%普遍升高。     

鸢乌贼胴体肌肉除酸工艺的响应面优化

南海鸢乌贼(Sthenoeuthis oualaniensis)因肉质酸涩、口感差等品质问题制约即食产品的开发。本研究通过开发一种适合鸢乌贼即食产品的肌肉除酸技术,通过搅拌浸泡除酸法进行单因素实验,分析3种常用弱碱性食品除酸剂柠檬酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠对鸢乌贼胴体肌肉的影响。对比除酸效果后,筛选柠檬酸钠作为鸢乌贼胴体肌肉除酸剂。利用Box-Behnken优化除酸工艺进行响应面实验,鸢乌贼胴体肌肉酸度评分(Y)、除酸剂浓度(A)、除酸时间(B)、料液比(C)的二次回归方程模型为,Y(鸢乌贼胴体肌肉酸度)=6.95+0.032 5A-0.036 2B+0.013 7C-0.062 5AB-0.007 5AC+0.007 5BC-0.255 5A²-0.108 0B²-1 030C²(R²=0.972 2),该模型拟合度较好,其中除酸时间及柠檬酸钠浓度对除酸效果有显著影响(P<0.05),最佳工艺条件为：室温条件下(25℃),除酸剂浓度为0.35 g/L、除酸时间7.5 h、液料比1∶2.5,...     

南海鸢乌贼耳石微量元素差异性分析

文章通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)测量南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)耳石微量元素浓度,分析鸢乌贼耳石微量元素组成及与钙(Ca)元素比值的变化,探讨其存在的差异和与栖息环境之间的关系。结果表明,鸢乌贼耳石主要微量元素为Ca、锶(Sr)、钠(Na)、铁(Fe)、钡(Ba)、锰(Mn)。方差分析表明,鸢乌贼中型群和微型群及其性别间耳石微量元素浓度差异不显著(P0.05)。除Fe/Ca外,不同耳石区域微量元素浓度与Ca比值存在显著性差异(P0.01)。核心区Sr/Ca最高,随后逐渐降低,不同产卵群体和地理区域耳石Sr/Ca无显著差异(P0.05)。幼体期Sr/Ca与温度呈正相关性,与盐度呈负相关性,可以作为良好的温度指标。Na/Ca先增大后减小,暗区最高,核心区和后核心区Na/Ca在不同产卵群体间差异显著(P0.01)。Mn/Ca和Ba/Ca先减小后增大,暗区最低,随后分别在边缘区和外围区增大。成体期耳石Ba/Ca与盐度呈正相关,可以作为垂直移动的指标。Fe/Ca在不同产卵群体和地理区域中差异显著(P0.01)。分析认为,Na/Ca和Fe/Ca较为适合研究南海鸢乌贼不同群体的划分,Sr/Ca和Ba/Ca可用于推测鸢乌贼的栖息环境。     

南海鸢乌贼水声学测量和评估相关技术研究

利用双频（38 kHz、120 kHz）Simrad EK60和频率分别为70 kHz和120 kHz的2部Simrad EY60科学探鱼仪于2013年获得的南海鸢乌贼（ Sthenoteuthis oualaniensis）声学调查资料,对鸢乌贼的目标强度（ TS）和空间分布、浮游动物的干扰、频差技术的应用等内容进行了分析。结果表明,以灯光罩网取样对鸢乌贼TS进行现场测量是可行途径;自然条件下鸢乌贼声学映像不明显,光诱条件下鸢乌贼开始聚集,22：00前主要分布于10~50 m和55~80 m水层,22：00后主要分布于10~35 m、50~75 m和115~155 m水层;浮游动物和深海鱼类是鸢乌贼声学探测的重要干扰,尤其是夜间,设置积分阈要考虑不同时间段的影响;频差技术是鸢乌贼声学映像鉴别的重要方法,应深入研究。     

中国南海西沙群岛海域鸢乌贼耳石微结构及生长特性

耳石是头足类重要的硬组织,被广泛用于研究头足类的年龄与生长、种群结构和生活史等。根据我国灯光罩网渔船2016年1—3月和2017年1—3月在中国南海西沙群岛海域调查生产期间采集的鸢乌贼样本,测量了513枚鸢乌贼耳石外部形态参数(雌性276枚、雄性237枚),结合耳石的日轮数据,对西沙群岛海域鸢乌贼耳石的微结构及其生长特性进行了研究。主成分分析显示,耳石总长(TSL)、最大宽度(MW)、侧区长(LDL)和翼区长(WL)可以作为鸢乌贼耳石外形生长的特征参数。协方差分析表明,耳石的特征参数与日龄、与胴长的生长均不存在性别间显著性差异,TSL、MW和LDL与日龄的关系均最适合用幂函数表示,与胴长的关系则均最适合用对数函数表示。TSL、MW和LDL的绝对和瞬时相对生长率均随着日龄的增加而呈现先增加、后减少的趋势,且在181～210 d分别达到峰值,因此,181～210 d可能是鸢乌贼耳石外形生长的拐点。     

南海鸢乌贼产量与表温及水温垂直结构的关系

根据2012年9—10月秋季航次及2013年3—4月春季航次南海灯光罩网船各站点的水温数据及生产数据,对鸢乌贼(Symplectoteuthis oualaniensis)产量与表温(SST)及水温垂直结构的关系进行了分析。结果显示,春季是鸢乌贼的高产渔期,总产量及平均网产都明显高于秋季;鸢乌贼作业渔场的季节变化较为明显,春季南沙和西中沙海域都有渔场分布,产量主要集中在10°~15°N、111°~117°E海域内,而秋季鸢乌贼产量主要集中在13°~15°N、117°~118°E海域;鸢乌贼春季和秋季作业渔场的SST范围有所差异,春季作业渔场表温范围为25.6~29.6℃,秋季作业渔场表温范围为27.6~30.0℃,但最适表温都分布于28.5~29.5℃的海域;不同季节作业渔场水温垂直结构差异明显,从5~50 m水温垂直梯度来看,春季鸢乌贼0.00~0.05℃/m组距内平均网产较高,且随着水温垂直梯度的增加而减少;而秋季鸢乌贼平均网产随水温垂直梯度的增加而增加,并于0.15~0.20℃/m组距内达到最高。灰色关联度分析表明,5~50 m水温垂直梯度是对鸢乌贼产量影响最显著的因子,关联度为0.84,纬度、5~100 m水温垂直梯度、表温和经度影响次之。     

个体差异对西沙群岛海域鸢乌贼角质颚外部形态变化的影响

角质颚结构稳定、信息量大,是研究头足类渔业生物学的重要材料。根据2017年5—8月我国灯光罩网渔船在中国南海西沙群岛海域采集的860尾鸢乌贼样本,研究了个体差异对鸢乌贼角质颚外部形态变化的影响。结果显示,上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上喙宽(URW)、上侧壁长(ULWL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下喙长(LRL)和下侧壁长(LLWL)可作为外形特征因子描述鸢乌贼角质颚的外形变化。方差分析(ANOVA)和最小显著性差异法(LSD)结果显示,主要外形特征因子在不同性别、不同胴长组和不同性成熟度间均存在显著性差异,但主要外形特征因子与脊突长(CL)的比值基本稳定。研究表明,在个体生长过程中,角质颚各区的比例基本稳定,胴长121～150 mm和性腺成熟度Ⅲ期可能是鸢乌贼角质颚外形生长的拐点。     

西北太平洋鸢乌贼种群遗传结构

为检测西北太平洋鸢乌贼种群遗传结构,采用线粒体DNA细胞色素b基因(Cytb)序列分析方法对鸢乌贼东海群体、南海群体与菲律宾海群体进行遗传变异分析。结果显示,(1)所有群体总的单倍型多样度与核苷酸多样度分别为0.982±0.006、0.012±0.006;菲律宾海群体对应的遗传多样度均最高,分别为0.973±0.014、0.015±0.008;南海群体与东海群体的单倍型多样度分别为0.959±0.026、0.943±0.031,核苷酸多样度均为0.006±0.003。3个地理群体均具有较高的遗传多样性水平。(2)分子方差分析结果显示,34.6%的遗传变异来自于群体间,群体间遗传分化极显著。两两群体间Fst分析表明,西北太平洋鸢乌贼群体间均具有极显著的遗传分化。构建的单倍型邻接系统树和最小跨度树显示,西北太平洋鸢乌贼群体存在明显的系统发育谱系结构(谱系A、B、C),3个谱系单倍型类群间也存在极显著的遗传分化(Fst=0.735~0.805)。(3)中性检验和核苷酸不配对分析结果均表明,谱系B可能经历过近期群体扩张事件,发生群体扩张的时间在10.3~12.5万年前。综合分析认为,西北太平洋鸢乌贼的种群遗传结构模式及系统发育地理格局模式是由其栖息地海洋环境与更新世气候变化共同塑造的。建议在渔业管理上将3个地理群体划分为3个独立的管理单元。