基于渔捞日志的海阳近海渔业资源组成及其生物多样性分析

李春芝,王 蕾,邱盛尧

(烟台大学海洋学院,山东 烟台 264005)

海阳市地处山东半岛东南部,南临黄海,海岸线长229.4 km,海域面积4.3×105hm2,是多种渔业生物的产卵场,也是中国对虾(Fenneropenaeuschinensis)、三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)、金乌贼(Sepiaesculenta)、许氏平鮋(Sebastesschlegeli)等的增殖放流点,渔业资源丰富,吸引了众多渔船来此作业[1-3]．随着捕捞技术的发展,海阳市面临渔业资源衰退,水域环境恶化等一系列问题,对渔业资源的保护刻不容缓[4]．至今对海阳市的渔业资源的统计分析较少,且渔业资源种类组成不断变动,只有对渔业资源进行常年的监测,才能全面了解海阳市渔业资源的变动情况．

渔捞日志是渔民出海过程中对作业时间、作业地点、渔获物种类、渔获量等的相关记录,是研究渔业资源概况的重要资料[5].赵国庆等曾利用渔捞日志并结合渔业统计年鉴分析了山东近海海洋渔业资源现状[6];曲慧敏等根据渔捞日志相关信息对乳山近海拖网作业的渔获物进行了分析[7]．本研究根据海阳市2016—2018年信息船的渔捞日志数据,初步分析了海阳市的渔业资源组成变动及生物多样性情况,以期为渔业资源的保护和可持续发展提供科学依据．

1 材料与方法

1.1 数据来源

本文所用数据来源于2016—2018年海阳市信息船的渔捞日志,2016年共有信息船6艘,其中包括2艘拖网船,2艘刺网船,2艘定置网船,功率为8.80～122.00 kW;2017年共有7艘信息船,其中包括4艘拖网船,1艘刺网船,2艘定置网船,功率为8.80～139.65 kW;2018年共7艘信息船,其中包括3艘拖网船,3艘刺网船,1艘定置网船,功率为8.80～139.65 kW．主要作业渔区见图1所示.

1.2 数据处理

为消除不同作业类型对作业效率的影响,对渔获量进行标准化,用单位捕捞努力量渔获量表示,即渔获质量/功率,以每千瓦渔获量(kg·kW-1)为单位[7]．利用Margalef种类丰富度指数[8]、Shannon-wiener 多样性指数[9]及Pielou均匀度指数[10]对海阳市渔业资源的种类组成及多样性进行分析,利用物种相对丰度确定优势种,本文将RA≥5%定为优势种[11]．由于统计过程中未统计具体渔获物的个体数量,因此采用Wilhm的用生物量计算生物多样性[8]．用Bray-Curtis相似性矩阵计算不同月份不同渔获物生物量的相似性[12-13],分析渔业资源的月变动情况．由于天气恶劣及伏季休渔等原因,2016年的1月、2月、6月和12月信息船未出航,2017年的1月、3月、5月、6月和8月信息船未出航,2018年的1月、5月、6月和8月信息船未出航．

Shannon-wiener 多样性指数H′:

(1)

Pielou均匀度指数J′:

J′=H′/lnS,

(2)

Margalef种类丰富度指数R:

R=(S-1)/lnW,

(3)

物种相对丰度RA:

RA=wi/W×100%.

(4)

式中,S为种类数,wi为第i种渔获物的单位捕捞努力量渔获量,W为总单位捕捞努力量渔获量,Pi为第i种渔获物单位捕捞努力量渔获量占总单位捕捞努力量渔获量的比例．

2 结 果

2.1 单位捕捞努力量渔获量的月变化情况

根据统计数据,2016—2018年全年单位捕捞努力量渔获量分别为11 573.94,4 176.80和6 183.38 kg·kW-1．2017年比2016年下降了63.91%,下降幅度较大,2018年比2017年增长了48.04%,回升较明显．2016年单位捕捞努力量渔获量最高的月份为9月份,占全年的22.97%．总的来看,2016年全年单位捕捞努力量渔获量较高的月份集中在3—5月份和9—11月份．2017年最高的月份为10月份,占全年的29.15%,其次是4月份和11月份,分别占全年的27.31%和19.35%．2018年最高的月份为4月份,占全年的22.09%,其次是11月份和9月份,分别占21.48%和21.45%．2018年较高的月份为4月份和9—11月份(图2)．大致可以看出海阳渔业资源春汛和秋汛较明显．

2.2 渔获物的种类组成及优势度

渔民在记录渔捞数据时,一些杂鱼杂虾和数量较少的非经济物种未被记录,所以统一归为其他,在统计渔获物种类时暂不进行分析．2016—2018年海阳沿海共发现渔获物29种,有18种鱼类,6种甲壳类,2种头足类,1种贝类,1种多毛类,1种水母类,隶属于17目24科29属．2016年发现18种渔获物,隶属于11目16科17属．其中包括10种鱼类,3种甲壳类,2种头足类,1种多毛类,1种水母类．全年优势种有鳀(Engraulisjaponicus)、黄鲫(Setipinnatenuifilis)、蓝点马鲛(Scomberomorusniphonius)和黄鮟鱇(Lophiuslitulon),物种相对丰度分别为54.85%、13.14%、11.50%和5.97%．2017年发现21种渔获物,隶属于14目20科21属．其中包括10种鱼类,5种甲壳类,2种头足类,1种多毛类,1种贝类,1种水母类．全年优势种有鳀、小黄鱼(Pseudosciaenapolyactis)、黄鮟鱇、海蜇(Rhopilemaesculentum)、蓝点马鲛和口虾蛄(Oratosquillaoratoria),物种相对丰度分别为22.63%、12.76%、11.95%、11.09%、8.58% 和5.90%．2018年发现17种渔获物,隶属于14目17科17属．其中包括10种鱼类,3种甲壳类,2种头足类,1种多毛类,1种水母类．全年优势种有鳀、蓝点马鲛、青鳞小沙丁(Sardinellazunasi)、海蜇、带鱼(Trichiurusjaponicus)和口虾蛄,物种相对丰度分别为30.55%、16.85%、13.79%、8.37%、6.78%和6.02%(表1)．

表1 2016—2018年海阳渔获物种类组成及优势度Tab.1 The species and relative abundance of Haiyang offshore from 2016 to 2018

2.3 不同季节优势种组成及相似性

从3年间不同季节的优势种来看,2017年春季相比于2016年,出现了口虾蛄这一优势种;2018年春季相比于2016年,出现了口虾蛄这一优势种,2018年秋季相比于2016年和2017年,出现了三疣梭子蟹这一优势种,大致可以看出无脊椎动物开始成为海阳市渔业资源优势种．鳀在2016年的春季和秋季均为优势种,在2017年和2018年只有秋季成为优势种，大致可以看出鳀资源有衰减的趋势．口虾蛄在春季的相对丰度从2017年的18.21%到2018年的57.23%(表2),可以看出无脊椎动物的优势度增大．3年间优势种变动较快．

表2 2016—2018年不同季节优势种组成Tab.2 The dominant species in different seasons from 2016 to 2018

根据不同月份不同种类渔获物的渔获量聚类分析可以看出,2016年的4月份和8月份群落结构相似度最高,为72.37,其次是9月份、10月份和11月份间相似度较高,其中9月份和10月份相似度为47.33(图3)．2017年相似度最高的月份为2月份和12月份,为58.16,其次是9月份和11月份,相似度为27.82(图4)．2018年10月份、11月份和9月份间相似度较高,其中最高的月份为10月份和11月份,为50.11,其次是4月份和12月份,相似度为43.69(图5)．根据3年间不同月份群落结构的相似度大致可以看出秋季各月群落结构相似性较高．

2.4 生物多样性

2016年多样性指数最高的月份是11月份,为1.38,其次是9月份和5月份,分别为1.27和0.94,不同月份之间波动较大;2017年多样性指数最高的月份是10月份,为1.23,其次是9月份和11月份,分别为1.20和1.14;2018年多样性指数最高的月份是9月份,为1.53,其次是12月份、11月份和10月份,分别为1.49、1.33和1.05．总体来看,多样性指数有2个峰值,较高的峰值主要是在9—11月份,较低的峰值出现在3—5月份(图6)．

2016年均匀度指数最高的月份是3月份,为1.00,其次是5月份,为0.86,9月份、12月份和10月份的均匀度指数分别为0.70、0.60和0.53,均匀度指数波动较大;2017年均匀度指数最高的月份是2月份,为0.98,其次是9月份和4月份,分别为0.67和0.63,10月份和11月份均匀度指数分别为0.59和0.50,除了2月份,其余月份均匀度指数波动幅度较小;2018年均匀度指数最高的月份是3月份,为0.98,其次是12月份,为0.77,2月份、4月份和9月份分别为0.71、0.71和0.70,月间均匀度波动较大(图7)．

2016年丰富度指数最高的月份是11月份,为1.49,其次是9月份,为1.27,丰富度指数月间波动较大;2017年丰富度指数最高的月份是11月份,为1.50,其次是10月份和9月份,分别为1.08和0.92,丰富度指数月间波动较大;2018年丰富度指数最高的月份是11月份,为1.51,其次是12月份,为1.22,9月份和10月份分别为1.18和1.05,丰富度指数月间波动较大．2018年相比于2016年和2017年,丰富度指数波动较小(图8)．

3 讨 论

3.1 单位捕捞努力量渔获量变化

2017年和2018年全年单位捕捞努力量渔获量远低于2016年,可能与从2017年起休渔期提前到5月份有一定关系,2016年各月单位捕捞努力量渔获量几乎都高于2017年和2018年同期值,大致可以看出渔业资源有衰退的趋势．2016—2018年全年单位捕捞努力量渔获量分别为11 573.94,4 176.80和6 183.38 kg·kW-1．黄渤海20世纪60年代全年单位捕捞努力量渔获量约为4 520 kg·kW-1,70年代年约为2 230 kg·kW-1,20世纪80和90年代分别为1 010 kg·kW-1、1 340 kg·kW-1[14],2016年全年单位捕捞努力量渔获量高于黄渤海历史水平,2017年和2018年与黄渤海20世纪70—90年代相当,说明海阳渔业资源整体略高于黄渤海平均水平,可能与增殖放流有一定关系．

3.2 渔获物种类及优势种变化

2016—2018年海阳沿海共发现渔获物29种,曾晓起等在对胶州湾及其邻作业海域2003年秋季和冬季以及2004年春季的渔获物调查中共发现106种生物,其中包括58种鱼类和48种无脊椎动物[15],李涛在2006年夏季和冬季以及2007年春秋季对山东半岛南部近岸海域的调查中共发现渔获物72种,其中鱼类47种,无脊椎动物25种[16]．李凡等根据文献统计山东近海鱼类名录包括225种[17]．2013年顾侨侨等在对海阳近海渔业资源调查中共发现渔获物25种[1],与以往黄海渔获物种类数相比,海阳近海渔获物种类数明显较少．鳀、蓝点马鲛和黄鮟鱇3年均为优势种,鳀在2017年和2018年的优势度远低于2016年,可以看出鳀资源衰退较严重．2017年的优势种还出现了口虾蛄、毛虾、海蜇等无脊椎动物,口虾蛄和海蜇在2018年仍为优势种,海阳渔业资源优势种有从鱼类向无脊椎动物过渡的趋势．小黄鱼和带鱼是重要的海洋经济鱼类[18-19],而根据此次调查,带鱼仅在2018年为优势种且优势度较小,小黄鱼仅在2017年为优势种,小型鱼类黄鲫、低值鱼类黄鮟鱇等开始成为优势种,渔业资源优势种向小型化、低值化转变,优势种更替较快．

3.3 生物多样性

多样性指数在1年中大约出现2个峰值,较高峰值多出现在9—11月份,稍低峰值多出现在3—5月份,多样性较高的月份多在秋季和春季,秋季多样性指数最高．牟秀霞等在研究海州湾鱼类群落结构多样性时发现秋季多样性最高[20]．2016—2018年多样性指数在0.00～1.53之间,2013年海阳近海渔业资源多样性指数在0.18～2.08之间[1],2009年3月份—2010年2月份胶州湾近岸水域鱼类群落多样性在0.42～2.25之间[21],2008年9月份—2009年8月份在胶州湾中部鱼类群落多样性指数在1.32～2.44之间[22],大致可以看出海阳市渔业资源的多样性较低;2016—2018年海阳均匀度指数在0.19～1.00之间,2009年3月份—2010年2月份胶州湾近岸水域鱼类群落均匀度指数J′在0.42～0.77[21],2008年9月份—2009年8月份在胶州湾中部鱼类群落均匀度指数(J)为0.23～0.93[22],与其他海域相比差距不大,2016—2018年海阳不同月份渔业资源分布均匀度差异比2013年较大,原因可能是2013年调查渔区空间距离较近,此次调查渔区比2013年分散．2016—2018年丰富度指数波动都较大,2018年11月份丰富度最高,为1.51,2013年丰富度最高为2.29[1],胶州湾近岸水域鱼类群落丰富度为3.50[21],胶州湾中部鱼类群落丰富度最高为3.25,海阳市渔业资源丰富度较低[22]．2016—2018年丰富度较高的月份多集中在9—11月份,可以看出海阳秋季渔获物种类较丰富,春季渔获物种类数比以往减少．

3.4 各月渔获物组成相似性

根据对2016—2018年海阳近海渔获物的聚类分析,可以看出,9月份、10月份和11月份间的相似度较高,春季各月之间群落结构相似性较低,春季和秋季渔获物种类差别较大,秋季群落复杂性高于春季，而春季各月单位捕捞努力量渔获量总体较高,多样性指数也较高.顾侨侨等在研究2013年海阳渔业资源时发现春季和秋季群落结构复杂性高[1],曲慧敏等在研究乳山渔业资源时也有同样的发现[7],因此分析春季各月间群落结构相似性较低的原因可能是休渔期提前到5月份,对相似度分析有一定的影响．

4 小 结

只有适度捕捞,才能使渔业可持续发展．2016—2018年渔获量逐年下降,多样性指数和丰富度降低,群落复杂程度和物种丰富程度降低,渔业资源呈衰退趋势．因此政府部门需加强监管,防止偷捕滥捕,帮助渔民转型升级,发展海洋生态渔业,建立海洋保护区,发展休闲渔业和加工业,促进海阳市渔业资源的可持续发展[3]．