西北太平洋柔鱼耳石微量元素

耳石是头足类重要的硬组织之一,其微化学被用于头足类生活史的重建、群体划分等渔业生态学领域.本文根据我国鱿钓船2007年在西北太平洋海域生产期间采集的柔鱼样本,利用激光剥蚀电感等离子质谱法(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS)分析了18枚柔鱼耳石的微量元素组成及其分布特性.结果表明： 柔鱼耳石主要由55种元素组成,含量最多的前10位元素分别为钙(Ca)、锶(Sr)、钠(Na)、磷(P)、钾(K)、硅(Si)、镁(Mg)、硼(B)、铁(Fe)和钡(Ba).方差分析表明,不同性别间柔鱼的Ca、Sr、Na、K、Mg、Fe、Ba的含量不存在显著性差异,但P、Si和B含量差异性明显;不同孵化期的群体间Sr和Na含量存在显著性差异,Ca、P、K、Si、Mg、B、Fe和Ba不存在显著性差异;不同耳石部位的Ca、Sr、Na、P、Mg和Ba含量存在显著性差异,而K、Fe、B和Si则不存在显著性差异.研究表明微量元素Sr和Na比较适合用于研究柔鱼的群体划分、洄游史推测等渔业生态学.
     

西北太平洋柔鱼栖息地环境因子分析及其对资源丰度的影响

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是西北太平洋海域重要的经济头足类,短生命周期的生活史特征决定其资源丰度易受海洋环境变化影响。根据1998—2010年我国鱿钓船生产统计资料和环境资料,包括海表温度(SST)和叶绿素浓度(Chl-a)数据,结合Nio 3.4区海表温距平值(SSTA),分析了SST和Chl-a浓度的季节和年际变化特征,并分别探讨了SST和Chl-a浓度距平值与Nio 3.4区SSTA及柔鱼资源丰度之间的关系。结果表明,产卵场海域Chl-a浓度冬季高夏季低,SST则夏季高冬季低;育肥场Chl-a和SST均呈夏季高冬季低变化,但6—12月份Chl-a浓度波动明显。产卵场和育肥场SST及Chl-a浓度年际变化明显。同时研究发现,厄尔尼诺、拉尼娜和正常年份时Nio 3.4区SSTA对柔鱼产卵场和育肥场环境的调控机制不同:拉尼娜和正常年份产卵场和育肥场温度上升,叶绿素浓度变化幅度小,有利于资源量补充,产量较高;厄尔尼诺年份温度和叶绿素均降低,尤其育肥场叶绿素浓度,对资源量产生不利影响,产量锐减。研究利用多元线性回归分别建立了基于温度和叶绿素的柔鱼资源丰度的预测模型,两者均能很好的预测柔鱼资源丰度(P0.05),但基于叶绿素的预测模型优于温度模型。     

基于ESDA的西北太平洋柔鱼资源空间热点区域及其变动研究

以西北太平洋(150°E—160°E、38°N—45°N)柔鱼Ommastrephes bartramii为研究对象,以2007和2010年鱿钓渔业的原始点位数据为基础,利用常规统计和探索性空间数据分析(ESDA)中的全局空间自相关分析方法,对西北太平洋柔鱼资源空间分布及其变动进行了研究。结果表明,西北太平洋柔鱼资源呈现较强的聚集分布特征,但不同空间位置差异较大。利用GIS和ESDA的局部自相关方法进行了柔鱼资源热冷点空间分布的制图,结果显示2007年研究区存在3个显著的热点和1个冷点,2010年与之存在较为明显的差异,具有1个热点和4个冷点。变化检测分析表明,两个年份间出现1个热点区域和1个冷点区域未发生变化,另有2个区域从2007年热点变成2010年冷点;此外,非热冷点之间的变动在研究区占据了主导地位。景观指数分析表明,研究区柔鱼资源热冷点格局的复杂性和自相似性并不高,但其异质性和聚集性非常强,且整体性和凝聚度均很高。分析认为,2007年西北太平洋柔鱼渔区的形成受温度和海流的影响,近一半作业渔区产量相对较高,但并未充分保证空间热点的大面积形成,空间热点和冷点分布面积大致相当;2010年整个西北太平洋柔鱼渔场受亲潮势力影响,空间热点较为集中、空间冷点较多且分散。     

西北太平洋柔鱼渔业生物经济模型及其管理策略

西北太平洋柔鱼是中国大陆、日本及中国台湾鱿钓船队共同开发的主要经济头足类之一,如何兼顾鱿钓船队的渔业利益,并综合考虑生态效益、经济效益和社会效益,科学制定渔业管理目标是确保柔鱼资源可持续利用的重要研究内容。根据中国大陆、日本及中国台湾鱿钓船队的渔获统计数据及相关经济参数,构建基于多船队的生物经济模型,模拟了50年内(1997—2047年)各捕捞船队开发柔鱼资源过程中的动态变化,并探讨了在10种不同的管理方案下各船队捕捞努力量、柔鱼资源量、渔获产量及其渔业利润随时间的动态变化。结果表明,在所有设计方案下,随着捕捞努力量的动态变化,资源量在前10a均呈急剧下降趋势,随后经长期波动后逐渐趋于稳定并维持在较低水平。从长期效益来看,方案9(提高中国台湾船队捕捞系数)的累计产量及累计利润中等,但能兼顾各国或地区船队间的经济利益和社会效益,可建议以方案9作为柔鱼渔业的参考管理目标;从柔鱼资源保护角度来看,方案4(提高中国大陆船队作业成本)的资源量保持最好,可以对方案4进行适当的优化作为参考管理目标,即提高中国大陆船队作业成本,同时适当降低日本船队的可捕系数,可确保柔鱼资源量保持在更高的水平上。     

冬季东海太平洋褶柔鱼的空间异质性特征

运用地统计学的方法,根据2002年12月东海区121个站位的资源监测调查数据,拟合变异函数最优模型,计算各向同性下的模型参数和不同方向上的分维数,分析了冬季东海北部和南部太平洋褶柔鱼的空间异质性特征,并进一步探讨了其空间格局与环境的关系。结果表明,在各向同性条件下,东海北部和南部具有相似的空间异质性特征,其变异函数均能用球状模型拟合,呈聚集空间格局,空间变程大约为440 km,随机性因素占空间异质性的30%左右,结构性因素占空间异质性的70%左右,处于主导地位。各向异性分析表明,在东海北部,135°和90°方向的分维数最高,分别为1.954和1.893,说明太平洋褶柔鱼在这两个方向上分布较均匀,空间依赖性较小,这与东南-西北方向的黄海暖流和西-东方向的长江冲淡水一致;而在东海南部,45°方向的分维数最高,为1.999,太平洋褶柔鱼在此方向分布上的同质性与西南-东北方向的黑潮主干及台湾暖流相对应。这说明,海流是影响较大尺度生态过程上太平洋褶柔鱼分布的主要环境要素。     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼的资源丰度及其与主要生态因子的关系

利用2000-2008年中国鱿钓船在西南大西洋阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)的生产数据与海洋卫星反演资料,分析了近9年西南大西洋阿根廷滑柔鱼资源丰度的变化及其与主要的生态因子(海表温度和叶绿素a)的关系.结果表明:该鱼种的年平均资源丰度在近9年出现了较大变化,以2004年为转折点,之前呈下降的趋势,至2004年降至最低,2005年后逐年上升;在该时期,这两个生态因子与该鱼种资源丰度的变动存在一定的关系:2000-2003年该海域年均海表温度波动较大,但资源丰度较平稳,两者的变动之间未发现存在明显的关系,2004-2008年年均海表温度和资源丰度的变动表现为显著的负相关;2000-2004年年均叶绿素a与资源丰度的变动之间未呈现明显的相关性,2005-2008年年均叶绿素a与资源丰度表现为较强的正相关.     

北太平洋两个柔鱼群体角质颚形态及生长特征

根据2011年5—11月我国鱿钓船在北太平洋海域(150°E—176°W)采集的渔获物样本,对柔鱼两个群体各项角质颚外部形态和生长进行分析。结果表明,角质颚参数值雌性均大于雄性,冬春生群体雌雄参数值间差异要大于秋生群体;角质颚各项参数值中,上头盖长(Upper Hood length,UHL)、上脊突长(Upper Crest length,UCL)、下脊突长(Lower crest length,LCL)、下翼长(Lower Wing length,LWL)与胴长、体重分别呈线性和指数关系(P0.01)。主成分分析认为,秋生群体雌、雄个体角质颚第一主成分因子均为UCL/ML,第二主成分因子均为UWL/ML,冬春生群体雌、雄个体角质颚第一主成分因子分别ULWL/ML和LLWL/ML,第二主成分分别与URW/ML和LRL/ML,这些这成分因子代表了角质颚水平和垂直方向上的生长特征。两个群体的雌性个体角质颚形态上存在显著差异,但雄性个体间差异不显著。方差分析(ANOVA)表明,2个群体不同胴长组间的角质颚形态均存在着显著差异(P0.01);LSD法分析认为,除了秋生群体雌性个体上头盖长、上喙长、下头盖长、下喙宽在胴长组250 mm和250—300 mm间不存在差异外,其他组之间均有着显著差异(P0.01)。同一群体不同性腺成熟度等级间的柔鱼角质颚形态存在显著差异(P0.01),但性成熟度为Ⅰ期和Ⅱ期时2个群体角质颚各项形态指标均存在显著差异(P0.01),而性成熟度Ⅲ期时则不存在差异(P0.05)。研究认为,不同群体的柔鱼角质颚形态及生长特征均存在着一定差异。     

基于耳石信息的北太平洋东西部群体柔鱼日龄和生长特征

为了解北太平洋东部群体与西部群体柔鱼的日龄与生长特征,根据2010年、2012年、2015年和2016年在北太平洋采集的柔鱼样本,对该物种的日龄和生长特征进行了分析.结果 表明:柔鱼生命周期大约为1年,东部群体柔鱼个体日龄范围为133～345 d,西部群体雌、雄个体的日龄范围分别为105～271 d和95-264 d;...     

日本海太平洋褶柔鱼生物学特征的年际变化

根据2010~2013年连续4个年度在日本海进行鱿钓生产采集的样本,利用SSPS软件统计拟合生长和Logistic曲线的方法,分析了太平样褶柔鱼(Todarodes pacificus)的胴长、体重、性别、性成熟度和摄食强度等生物学特征,以及日本海太平洋褶柔鱼群体结构和组成的年际变化。太平洋褶柔鱼总样本数量为388尾,其中雌、雄个体的平均胴长分别为231 mm和230 mm,优势胴长组为220~250 mm。各年度样本的雄雌性比均接近1︰1,总性比为0.89。胴长和体质量关系呈幂函数变化。Logistic曲线拟合个体初次性成熟胴长,其中雌性为216.04 mm,雄性为216.71 mm。样本以性成熟个体为主,成熟率(Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期)高达78.35%。摄食强度主要分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级,从胃含物组成的出现频率来看,以鱼类最高且主要是沙丁鱼类和灯笼鱼类,频率达70%以上;头足类次之,甲壳类较少。日本海太平洋褶柔鱼各年度的群落结构稍有差异,推测其生长发育与海洋环境因子有关,如温度、海流、盐度、饵料丰度等不同变化造成。     

东海太平洋褶柔鱼生殖群体的空间分布及其与环境因子的关系

依据1997-2000年在东海(26°00′-33°00′N、120°30′-128°00′E)进行的4个季节的底拖网调查资料,分析了该海区太平洋褶柔鱼生殖群体的时空分布特征,同时结合广义相加模型(GAM),量化分析了各环境因子对于其种群成熟度指数(PMI)空间分布的影响机制。结果表明:太平洋褶柔鱼生殖群体春、夏、秋、冬4个季节在东海均有分布;秋季PMI值最高,春季最低;4个季节太平洋褶柔鱼生殖群体的分布范围均较广,主要集中在东海外海受台湾暖流和黑潮控制的水域。太平洋褶柔鱼生殖群体的环境适应性存在明显的季节差异:其分布的底温范围为:春季14.70-18.30℃、夏季13.18-20.91℃、秋季13.96-24.67℃、冬季14.33-19.75℃。底盐范围为:春季29.52-34.63、夏季31.57-34.27、秋季32.26-34.72、冬季34.25-34.70。水深范围为:春季55-179m,夏季43-176m、秋季40-184m、冬季79-152m。综上所述,东海太平洋褶柔鱼生殖群体的时空分布具有广范围、多季度的特点,这种分布特征可有效降低其幼体间的种间竞争,为确保其种群繁衍提供有利保障。     

不同研究尺度下土壤有机质和全氮的空间变异特征

在北京郊区面积为1075km^2的中尺度（平谷区）以400m×400m网格采样,共采集1076个样点,同时在平谷区内面积为28．8km^2的小尺度（马昌营镇）以100m×100m网格采样,共采集171个样点,测定其耕层土壤有机质和全氮的含量。应用传统统计学和地统计学方法,对两个研究尺度下的数据进行了分析,结果表明：有机质和全氮的变异系数范围为0．31～0．40,均属中等变异强度,随着研究尺度的缩小,土壤全氮的变异系数减少。半方差函数分析结果表明,两个研究尺度下,有机质和全氮均在一定范围内存在空间相关关系,区级尺度有机质和全氮的空间相关距离较大,分别为88．2km和4．9km,镇级尺度有机质和全氮的变程较小,均为0．7km,它们的空间异质性均主要由结构性因素引起。采用Kriging最优内插法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,两个研究尺度下的有机质和全氮含量受地形、土壤类型、土地利用方式、施肥等因素的影响,均表现出明显不同的分布规律。     

黄海南部和东海太平洋褶柔鱼适宜栖息地的季节变化及环境驱动因素

为了解黄海南部和东海太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)的适宜栖息地和环境特征,阐明适宜栖息地的季节变化及环境驱动因素,促进太平洋褶柔鱼资源的合理利用和科学管理,根据2018—2019年连续四季开展的渔业资源和生态环境定点调查数据,利用适宜性指数模型阐述了各季节太平洋褶柔鱼在黄海南部和东海适宜栖息地的时空变化,采用提升回归树模型分析了各环境因子对适宜栖息地的贡献率,结合适宜栖息地的季节变化推断了太平洋褶柔鱼的洄游路径。结果表明：太平洋褶柔鱼的最适表温为9.8～27.5℃,最适表盐为23.2～34.3,最适底温为8.9～20.2℃,最适底盐为31.6～34.7,最适水深为56～133 m,最适环境条件呈现一定的季节差异;不同季节最适栖息地的分布重心主要集中在东海中北部和黄海南部外侧,呈现南北循环过程;温度对各季节太平洋褶柔鱼适宜栖息地的贡献率最高,盐度其次,水深最低。研究表明,黄海南部和东海太平洋褶柔鱼的适宜栖息地随着季节变化发生明显转移,太平洋褶柔鱼在一年的生命周期内做南北向的索饵和产卵洄游,温度是适宜栖息地最主要的环境驱动因素。     

北太平洋柔鱼微卫星标记的筛选及遗传多样性

采用(AC)12、(AG)12两种生物素探针,通过磁珠富集法构建了柔鱼部分基因组微卫星富集文库。68个阳性克隆中有60个含有微卫星序列,重复次数在10次以上的占86.84%,最高重复次数为33次。其中,完美型微卫星占60.53%,非完美型微卫星占36.84%,混合型微卫星占2.63%。除探针使用的AC/TG、AG/TC重复外,还得到ACAG、AGAC重复序列。利用筛选出的8个微卫星位点对北太平洋柔鱼6个群体的遗传多样性及遗传结构进行分析。结果表明,8个微卫星位点均为高度多态性位点(PIC=0.787—0.987),位点Bo103与位点Bo105极显著偏离Hardy-Weinberg平衡(P0.01)。6个地理位置的柔鱼群体显示出较高的遗传多样性水平(Ho=0.672—0.761,He=0.808—0.851)。两两群体间的Fst值以及AMOVA分析结果均表明,群体间遗传分化不显著(Fst=0.00559,P0.05),遗传差异主要来自于个体间。基于Nei's遗传距离的UPGMA聚类树显示,北太平洋东北部2个柔鱼群体(NE1、NE3)聚为一类,西北部3个群体(NW1、NW2、NW3)与东北部1个群体(NE2)另聚为一类,且群体NW1与群体NE2亲缘关系最近,遗传距离与地理距离线性相关分析没有呈现出正相关性(R=0.175,P0.05)。遗传结构分析结果推断北太平洋柔鱼存在1个理论群。柔鱼个体具有较强的游泳能力,在海流的作用下,群体之间存在较强的基因交流。建议今后在柔鱼资源开发利用过程中将北太平洋柔鱼看作1个管理单元。     

基于稳定同位素技术的北太平洋柔鱼角质颚信息

根据2012年7—10月中国鱿钓船在42°N—45°N、153°E—157°E海域采集的柔鱼样本,测定20对北太平洋柔鱼上、下角质颚的碳、氮稳定同位素比值,分析其碳、氮稳定同位素比值与柔鱼性别、个体大小和色素沉着等级之间的关系。结果表明:角质颚的碳、氮稳定同位素值在雌雄个体间均未发现显著差异;角质颚的碳稳定同位素值与个体大小呈显著负相关,而氮稳定同位素值与其呈显著正相关;随着柔鱼个体的生长,其角质颚的色素沉着等级逐渐增大,角质颚的氮稳定同位素比值也随之升高,而色素沉着等级与儿茶酚类物质的含量有关,儿茶酚类物质含量的增大使柔鱼角质颚强度增大,从而更有利于柔鱼摄食高营养级生物。     

田块尺度下土壤磷素的空间变异性

采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对中国科学院沈阳生态实验站30 m×42 m样地进行网格法分层(0～10和10～20 cm)取样,研究了田块尺度下土壤全P和Olsen-P的空间变异特征.结果表明,49对样本土壤Olsen-P的变异系数(4.5%～5.42%)远高于全P(11.8%～13.33%);全P和Olsen-P具有较好的空间结构且具有较相近的空间相关距离.最佳理论模型的参数显示各变量空间变异主要受结构性因素的影响,各变量半方差变异函数的C/(C₀+C)均高于%.全P和Olsen-P之间及在2个土层之间均具有较相似的空间分布格局.变异系数结合空间格局分析可以大大降低试验取样的数量.     

基于贝叶斯Schaefer模型的阿根廷滑柔鱼资源评估与管理

利用基于贝叶斯统计方法的Schaefer模型对西南大西洋阿根廷滑柔鱼资源量进行评估,并对评估结果进行风险分析.结果表明:正态分布方案和基准方案两个模型参数的预测值及估算的生物学参考点接近,但均大于对数正态分布方案.3种方案下,2001-2010年的捕捞死亡率都远低于限制参考点F0.1,2001-2010年的渔获量也小于最大可持续产量(MSY),表明西南大西洋阿根廷滑柔鱼资源目前处于良好开发状况,没有遭受过度捕捞.决策分析表明,在相同的收获率情况下,对数正态分布方案得到的2025年资源量最低、资源崩溃的概率最大.3种方案下2025年渔获量最大时的收获率均为0.6,但是若将管理策略定为收获率0.6,则2025年以后资源量存在一定风险,因此较为保守的管理策略应将收获率控制在0.4左右,渔获量在55万t左右.     

不同尺度下低山茶园土壤有机质含量的空间变异

南方低山丘陵区是我国茶园集中分布的区域,研究其土壤特性的空间变异性,尤其是有机质的空间分布特性,可以为实施低山丘陵茶园土壤养分精准管理提供依据。以四川蒙顶山茶园为研究对象,利用地统计学方法,在两个尺度下对其土壤有机质含量的空间变异性进行了研究。结果表明:(1)小尺度下,蒙顶山茶园土壤有机质含量具有中等空间相关性(C0与C0 C的比值为49.9%),空间相关距离达到了894m,随机性和结构性因子对有机质含量空间变异的影响各占一半;茶园土壤有机质含量在坡体垂直方向的变异性较强,在坡体水平方向上的变异较弱;普通Kriging插值分析说明有机质含量从东北至西南呈明显的带状分布,垂直方向上随海拔升高而增加。(2)微尺度下,代表性茶园土壤有机质含量具有强烈的空间相关性(C0与C0 C的比值为4.1%),空间相关距离达到了311m,结构性因子是影响其空间变异的主要因素;各向异性分析,茶园土壤有机质含量也在坡面垂直方向变异较强,且在坡面倾斜45°方向也存在一定变异;普通Kriging分析,坡面由上到下有机质含量逐渐增加。     

黄海南部太平洋褶柔鱼种群结构与繁殖生物学

依据2008年11月—2009年9月黄海南部帆张网太平样褶柔鱼渔业调查资料,分析了太平样褶柔鱼胴长组成结构、性比、初次性成熟胴长以及胴长与体重关系等基础生物学参数的季节变化,阐述了该海域太平洋褶柔鱼种群结构动态及繁殖生物学特征。结果表明:太平洋褶柔鱼在该水域常年均有分布,其中秋、冬季以性成熟个体为主,春、夏季以幼体为主;该水域太平洋褶柔鱼雌性个体数量显著多于雄性,总性比为0.60,当胴长(LM)在190～280mm范围内时,性比(rsex)与胴长之间的关系符合:rsex=3×10-5LM1.8017;雌、雄个体的性腺成熟度均呈现随胴长增大而升高的趋势。该水域太平洋褶柔鱼个体的性腺体指数月变化显著,以秋、冬季较高,春、夏季较低,表明该水域太平洋褶柔鱼群体的繁殖季节主要集中在秋、冬季;性腺体指数与性腺成熟度(除Ⅴ期外)和胴长之间均存在正相关关系。雌性个体的初次性成熟胴长较大,为201.9mm;雄性较小,为174.3mm。不同性腺成熟度阶段,太平洋褶柔鱼胴长与体重的关系不同,在其个体生长发育后期,体重增加主要受性腺发育的影响。     

脂类抽提对北太平洋柔鱼肌肉碳、氮稳定同位素测定结果的影响

稳定同位素技术可深层次地分析头足类的摄食习性和栖息地等方面的重要信息.稳定同位素分析多选取动物肌肉为研究组织,然而,肌肉中的脂类含量会影响对其稳定同位素信息的准确解析.北太平洋柔鱼是重要的大洋经济性头足类,在海洋生态系统中具有重要的生态地位.本研究选取了53尾北太平洋柔鱼,通过分析脂类抽提对胴体肌肉稳定同位素比值的影响,探讨脂类物质对稳定同位素比值的干扰机制,对比不同碳稳定同位素比值校正模型的适用性,并提出适用于北太平洋柔鱼胴体肌肉δ¹³-C校正模型.结果表明： 北太平洋柔鱼肌肉的脂类抽提会引起稳定同位素测定结果的显著变化,δ¹³-C和δ¹⁵-N分别平均升高0.71‰和0.47‰,在分析组织碳稳定同位素比值时,脂类抽提在样品预处理过程中十分必要,其能消除脂类对样品稳定同位素分析的干扰,从而更加准确地分析研究对象食性与栖息地的变化.在单独进行氮稳定同位素比值分析时,则不需要进行脂类抽提.     

东太平洋赤道海域茎柔鱼的营养生态位和肠道微生物组成

掌握海洋生物的营养生态位特征及其应对环境变化的响应机制,对于评估渔业和气候变化对海洋生态系统功能的影响至关重要.茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东太平洋重要的渔业经济物种,在生态系统中具有承上启下的重要生态作用.在气候变化的大背景下,掌握茎柔鱼应对气候变化的响应过程将有利于合理把控其资源状况.本研究采用稳定同...