靳少非， 陳瑛婕， 樊 偉， 張 衡*， 鄭仰橋， 汪永春

(1. 閩江學(xué)院海洋學(xué)院，福建福州 350108； 2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)洋與極地創(chuàng)新重點實驗室，上海 200090； 3.北京信息科技大學(xué)，北京 100192)

當(dāng)今魚類學(xué)專家對于體長與體質(zhì)量關(guān)系的重視程度越來越低，使得此關(guān)系研究逐漸變成了一項常規(guī)統(tǒng)計學(xué)工作而已[1]。然而，已有研究表明，體長與體質(zhì)量這兩個參數(shù)與其他生物學(xué)參數(shù)之間有著較為顯著的關(guān)系[2-5]。同時隨著現(xiàn)有漁業(yè)捕撈保護(hù)措施的推廣以及大量漁業(yè)捕撈等人類活動的壓力，使魚類對上述活動有著獨特的響應(yīng)過程[6]，其中體型變小，產(chǎn)卵量減少等是一個顯著的表現(xiàn)形式。這些情形的發(fā)生使得我們有必要重新將體長與體質(zhì)量之間基本參數(shù)進(jìn)行長時間的積累，為綜合動態(tài)模型的預(yù)測發(fā)展提供更加全面的數(shù)據(jù)[7-8]。

中西太平洋鰹(Katsuwonuspelamis)是金槍魚類重要捕撈對象，不僅占該海域漁獲量最主要的地位，并且在全球金槍魚漁業(yè)中也是一個重要組成部分[9]。針對中西太平洋鰹基礎(chǔ)生物學(xué)方面，國內(nèi)已經(jīng)有不少學(xué)者進(jìn)行了研究和分析[10-13]，但是研究主要集中于群體生物學(xué)特征以及時間尺度上捕撈努力量變化等方向，對于不同時期的漁獲個體形態(tài)學(xué)差異性分析卻少見報道。

本文基于所采集鰹?zāi)挲g組成相同的假設(shè)下，分析中西太平洋圍網(wǎng)兩次不同捕撈時期下的鰹的體長體質(zhì)量關(guān)系差異性。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查海域及時間

分析數(shù)據(jù)來自于中西太平洋圍網(wǎng)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，采樣位置分別為2010年8-9月的調(diào)查海域站位以及2011年12月-2012年1月調(diào)查站位(見圖1)。兩次調(diào)查船分別為上海開創(chuàng)遠(yuǎn)洋漁業(yè)公司的“金匯9”以及“Loget”號圍網(wǎng)船。

圖1 2010年8-9月與2011年12月-2012年1月調(diào)查站位圖Fig.1 Sampling map from August to September, 2010, and from December, 2011 to January, 2012

1.2 調(diào)查方法

每天記錄漁船捕撈站點，根據(jù)捕撈情況隨機記錄漁獲物種體長以及體質(zhì)量(原始質(zhì)量)、叉長(下頜尾叉長，下吻前段至尾柄后端長度)。其中2010年8-9月共計測得標(biāo)本586尾，2011年12月-2012年1月共測得標(biāo)本1 164 尾。

1.3 分析方法

(1)叉長頻次分析。以5 cm為組距對鰹體長進(jìn)行分析，通過正態(tài)性檢驗后，利用單因素方差分析(One-way ANOVA)對不同調(diào)查時間進(jìn)行差異性檢驗。

(2)體質(zhì)量頻次分析。以500 g為組距對鰹叉長進(jìn)行分析，通過正態(tài)性檢驗后，利用One-way ANOVA對不同調(diào)查時間進(jìn)行差異性檢驗。

(3)體長-叉長關(guān)系。運行線性關(guān)系擬合體長-叉長關(guān)系。

(4)本研究使用的統(tǒng)計軟件為R。

2 結(jié)果

2.1 漁獲物基本形態(tài)學(xué)分析

2.1.1 鰹叉長分析

2010年8-9月測量結(jié)果表明，鰹漁獲叉長范圍為29.0～67.0 cm(52.53 ± 8.47 cm，平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)，其中45.0 ～ 65.0 cm個體占優(yōu)勢，占總調(diào)查數(shù)量的93.25%。2011年12月-2012年1月測量結(jié)果表明，鰹漁獲叉長范圍為30.7～73.2cm(52.14 ± 10.01 cm)，其中45.0～65.0 cm個體占優(yōu)勢，占總調(diào)查數(shù)量的88.49%。統(tǒng)計分析得出兩次采樣之間叉長分布不存在顯著差異(F=2.11，P=0.146)。

2.1.2 鰹體質(zhì)量分析

2010年8-9月測量結(jié)果表明，鰹漁獲體質(zhì)量范圍為：400.0～6 500.0 g(3104.8 ± 1420.2 g)，其中1 500.0～5 000.0 g個體占優(yōu)勢，占總調(diào)查數(shù)量的90.76%。2011年12月-2012年1月測量結(jié)果表明，鰹漁獲體質(zhì)量范圍為300.0～6 600.0 g(2 586.4 ± 1 409.0 g)，其中1 500.0～5 000.0 g個體占優(yōu)勢，占總調(diào)查數(shù)量的85.5%。統(tǒng)計結(jié)果表明兩次采樣之間體質(zhì)量分布存在著顯著差異(F=48.7，P<0.01)。

圖2 2010年8-9月與2011年12月-2012年1月兩次調(diào)查中西太平洋鰹叉長頻次分布Fig.2 Frequency distribution of fork length of Skipjack in western and central Pacific

2.2 叉長與體質(zhì)量關(guān)系

將兩次調(diào)查所得叉長、體質(zhì)量進(jìn)行對數(shù)化后，其基本擬合方程式可以寫成

LogW= Log a + b LogL.

(1)

利用Origin軟件進(jìn)行擬合分析，分別得到：

8-9月叉長-體質(zhì)量擬合方程為：

LogW= -2.186 + 3.271 LogL,R2= 0.987,P<0.001

(2)

12-1月叉長-體質(zhì)量擬合方程為：

LogW= -1.916 + 3.075 LogL,R2= 0.987,P<0.001

(3)

式中，LogW為對數(shù)化體質(zhì)量值；LogL為對數(shù)化后叉長值。

圖3 2010年8-9月與2011年12月-2012年1月兩次調(diào)查中西太平洋鰹體質(zhì)量頻次分布Fig.3 Frequency distribution of weight of Skipjack in western and central Pacific

圖4 2010年8-9月與2011年12月-2012年1月兩次調(diào)查鰹叉長體質(zhì)量對數(shù)化線性關(guān)系Fig.4 Logarithmic form relationship between fork length and weight of Skipjack

2.3 形態(tài)學(xué)差異性分析

按照成對數(shù)據(jù)t-test檢驗后，P<0.001，表明在線性關(guān)系變化中兩次調(diào)查中鰹體質(zhì)量線性分組差異極顯著。進(jìn)而我們將回歸系數(shù)b分組進(jìn)行雙樣本t檢驗后得到，只有LogL<1.65(即體長小于31.0 cm)的鰹體長組體質(zhì)量之間沒有顯著性差異(表1)。

表1 回歸系數(shù)b分組檢驗表Tab.1 Table of testing the average of parameter b

2.4 Log a與參數(shù)b關(guān)系

FROESE[1]以及KULBICKI[14]等指出如果將某一物種不同區(qū)域或者不同時間采樣統(tǒng)計分析所得出的Log a與b做回歸分析可以得出一條直線，即可以寫成Log a= xb+y的線性方程(x，y為回歸參數(shù))。通過這樣的分析將調(diào)查期間的可疑數(shù)據(jù)剔除。在本文中，我們嘗試將其可應(yīng)用范圍進(jìn)行延伸，即通過回歸分析初步判定種群的形態(tài)學(xué)季節(jié)變動?；谝陨戏治觯谕ㄟ^體長與體質(zhì)量回歸方程得出a，b值的基礎(chǔ)上，通過得出的值與FISHBASE上已有的Log a與b值比較分析對不同海域捕撈物種是否具有季節(jié)性變動。通過圖5，我們初步推測兩次鰹捕撈群體具有季節(jié)變動特征。經(jīng)過回歸后得到方程式為：

Log a= 3.118 - 1.611b(R2=0.984,P<0.000 1)

圖5 Log a 與b的線性關(guān)系Fig.5 Relationship between Log a and b

3 分析與討論

3.1 鰹叉長-體質(zhì)量頻次及關(guān)系分析

本研究中兩次調(diào)查得到的鰹叉長范圍分別為29.0～67.0 cm(2010年8月-9月)以及30.7～73.2 cm(2011年12月-2012年1月)，兩次調(diào)查鰹叉長沒有顯著性差異。本研究結(jié)果與前人的一些研究稍有不同，許柳雄等[10,15]在該海域調(diào)查得到的叉長范圍為24.3～74.6 cm，林龍山等[12]調(diào)查的叉長范圍為27.0～81.0 cm，其中40.0～50.0 cm占41%。結(jié)合已有的對鰹檔案式標(biāo)記研究[16]，上述研究在分析與前人研究產(chǎn)生差異的主要原因時主要歸于以下兩個方面，一為調(diào)查時間不同，二為調(diào)查海域不同。關(guān)于叉長-體質(zhì)量之間關(guān)系式的回歸方程，已有大量的相關(guān)研究[10-11,13,15]，本研究得到的參數(shù)b均大于3(P<0.01)，這與ZHU 等[17]在研究其他金槍魚類體長-體質(zhì)量關(guān)系中得出的結(jié)論一致。

當(dāng)前面向漁業(yè)可持續(xù)捕撈的過程中，最大可持續(xù)捕撈量一直是研究熱點話題，然而，在此類模型中，卻長期忽視了體長、體質(zhì)量、死亡率、生殖率等生物學(xué)參數(shù)的影響，致使當(dāng)遇到較大的氣候變化情形有可能導(dǎo)致種群的資源不能及時補充甚至于使某一物種成為瀕危動物時，模式卻不能反映出來。全球氣候變化現(xiàn)已成為一個不爭的事實，現(xiàn)已有研究全球氣候變化(如厄爾尼諾等)對赤道漁業(yè)的影響等[18-21]，鰹作為產(chǎn)量比重較大的種群對其響應(yīng)過程會是一個重要而又關(guān)鍵的過程。另外，經(jīng)過近幾十年漁業(yè)限捕等漁業(yè)保護(hù)措施的實行，一些問題也逐漸顯現(xiàn)出來，影響魚類經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展最為關(guān)鍵的幾個方面表現(xiàn)為魚類體長變短、首次產(chǎn)卵體長縮短、魚類產(chǎn)卵量降低等[11]。已有研究表明體長體質(zhì)量參數(shù)與其他相關(guān)生物學(xué)參數(shù)有著較好的相關(guān)性[2-5]，故增加關(guān)注體長體質(zhì)量之間的關(guān)系對于補充完善金槍魚動態(tài)綜合模型有著一定的作用[7-8]，可以評估捕撈以及環(huán)境變化對金槍魚漁業(yè)的影響。

3.2 不同捕撈群體形態(tài)學(xué)差異性分析

利用形態(tài)學(xué)體長-體質(zhì)量參數(shù)來研究不同捕撈季節(jié)下的形態(tài)學(xué)差異主要出發(fā)點來自于體長-體質(zhì)量或者叉長-體質(zhì)量回歸參數(shù)的分析比較。在公式中主要的兩個參數(shù)分別為a 和b。其中參數(shù)b是體長-體質(zhì)量關(guān)系式中的算術(shù)式中的指數(shù)，在對數(shù)的算術(shù)式中反映的是直線的斜率。如果b=3，表明幼體樣本和成體樣本在體型上保持一致；若b>3，表明大個體的樣本在重量和身體厚度上增加速率快過于體長的增加，這種情形在自然界中是較為常見的一種形式；第二種可能是隨著體長的增加，物種的體型發(fā)生了顯著的變化，這種情形發(fā)生的可能性在自然界中是比較罕見的；如果b<3，則表明隨著體長的增加，物種相對于小個體更加長，或者可能是由于取樣時小個體樣本營養(yǎng)較好[1]。而對于參數(shù)a的含義，有資料稱之為生長的條件因子[22]，但是并沒有一個統(tǒng)一的解釋。在算術(shù)方程式中，Log a作為線性方程的截距而存在。中國學(xué)者曾有一定的研究[22-24]，但是仍然無法在生物學(xué)角度給出a值的意義。然而，F(xiàn)ROESE[1,5]指出，某一物種不同調(diào)查得出的Log a與b做回歸分析可以得出一條直線，可以通過這樣的分析將可疑數(shù)據(jù)剔除，我們的研究結(jié)果表明兩次采樣的數(shù)據(jù)分布在回歸直線的不同位置，間接地反映出兩次采樣中鰹形態(tài)特征的不同，因此分析Log a與b的相關(guān)關(guān)系可為研究某一種群的季節(jié)性形態(tài)學(xué)變動提供一種快捷的方式[25]。

4 結(jié)論

通過對比研究不同季節(jié)采樣下形態(tài)差異來研究鰹群體形態(tài)學(xué)的變動，結(jié)果表明在中西太平洋兩次采樣的鰹形態(tài)學(xué)特征上存在著顯著的不同，從而表明鰹群體形態(tài)在不同季節(jié)可能存在著變動，并且群體形態(tài)學(xué)上的差別體現(xiàn)在不同的體長組間?；谠撗芯拷Y(jié)果，建議在未來研究金槍魚群體形態(tài)學(xué)問題時，考慮不同季節(jié)的采樣，以增加對群體形態(tài)學(xué)的全面認(rèn)識。

致謝:感謝上海開創(chuàng)遠(yuǎn)洋漁業(yè)公司“金匯9”號和“Loget”號金槍魚圍網(wǎng)作業(yè)船船長及船員在我們采樣過程中提供的大力幫助！