西北太平洋公海海域秋季灯光敷网渔获率及物种多样性

王雪华，李 海，李 渊，王良明，林龙山*

(1.上海海洋大学海洋科学学院，上海 201306；2.自然资源部第三海洋研究所海洋生物与生态实验室，福建 厦门 361005)

游泳动物在海洋生态系统中具有重要地位，是海洋生物三大生态类群之一[1]，也是人类重要的食物来源之一，为2/3的人口提供了40%的蛋白质[2]。随着近海渔业资源的过度捕捞，远洋渔业的地位不断得到突显。而西北太平洋作为全球重要渔区之一，资源量一直维持在较高水平[3]。国内外学者对于西北太平洋的研究也较多，Lin G等[4]分析了西北太平洋不同水体中浮游植物的区域差异，王彦国等[5]对桡足类物种多样性进行了研究。还有大量研究集中在游泳动物单物种的分析，包括物种渔情分析[6]、渔场分布[7]与变动[8]、种群资源量评估[9-10]、生物学特性研究[11]以及资源与环境的关系[12-13]。然而目前针对该海域游泳动物种类组成和生物多样性的研究很少，虽然日本、俄罗斯等国家已有相应报道，但大部分都是利用渔船的捕捞数据，专门的调查报道相对较少[14-16]。本文根据2018年8月23日—9月26日灯光敷网调查的数据，初步分析了西北太平洋海域秋季游泳动物种类组成和多样性特征，相关结果可为中国在西北太平洋公海区域的渔业资源开发及可持续利用提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 调查站位和样品鉴定

游泳动物调查区域范围为146°00′E～160°00′E、35°00′N～45°00′N，共完成站位53站(图1)。调查站位按棋盘式进行布设，即按照经纬度呈方格网状设置，其中S32-1、S32-2等站位是在实际调查过程中临时增加的额外的独立站位。

本次调查采用“福远渔080”、“福远渔081”、“福远渔082”和“福远渔085”灯光敷网生产船作为定点调查船，四艘渔船性能参数一样，其总吨位均为960 t，渔船主机功率1 100 kW，辅机功率1 000 kW。灯光敷网网具：最大网目尺寸是4.5 cm，最小网目尺寸是3.5 cm，网衣长度为1 200 m，网口周长为400 m。集鱼灯：水面上46盏×4 kW，水面下34盏×5 kW。

接近设定站位附近进行放网采样，晚上开灯诱鱼，光诱2 h后，熄灭船边的灯光。游泳动物调查除大型渔获物样品在船上进行初步分析和处理外，其余渔获物取样后均带回陆地实验室进行样品鉴定、数量统计和生物学测定，所有样品均鉴定到种，长度以mm为单位，重量以g为单位。

游泳动物样品处理与数据分析均按照GB/T 12763.1—2007《海洋调查规范 第1部分：总则》、GB 17378.3—2007《海洋监测规范 第3部分：样品采集、贮存与运输》、GB/T 12763.6—2007《海洋调查规范 第6部分：海洋生物调查》。样品分析和鉴定主要参考董正之[17]和Day J J[18]有关头足类和鱼类的分类系统和标准。

1.2 数据处理

1.2.1 主要优势种

鱼类优势种分析根据相对重要性指数[19]：

IRI=(N+W)×F

(1)

式中，N为某种类的尾数占总渔获尾数的百分比；W为某种类的重量占总渔获重量的百分比；F为某种类在调查中被捕获的站位数与总调查站位数之比。因调查海域为大洋性海域，所以参考陈国宝等[20]的IRI范围划分标准：若IRI≥ 500，则该物种为优势种；若100

1.2.2 物种多样性分析

Margalef丰富度指数[21]：

(2)

Shannon-Wiener多样性指数[22]：

(3)

Pielou均匀度指数[23]：J′=H′/ln(S)

(4)

式中S为种类总数，Q为尾数，Pi为第i种渔获物重量占总渔获物重量的比例。由于本次同种类以及不同种类个体差异较大，所以利用渔获物重量来计算物种多样性指数，以便更接近种类间能量分布。

1.2.3 渔获率计算

采用尾数渔获率R1和重量渔获率R2来计算调查海域游泳动物的相对资源量，即单位光诱时间捕获的游泳动物个体数量(ind/h)和生物量(kg/h)。

R1=V/f

(5)

R2=U/f

(6)

式中，V表示光诱时间内捕获的游泳动物个体数量(ind)，U表示光诱时间内捕获的游泳动物生物量(kg)，f表示光诱时间(h)。

2 结果

2.1 种类组成

本研究共鉴定游泳动物种类45种，分隶于9目21科37属(表1)。其中软骨鱼纲2目2科2属2种、辐鳍鱼纲6目17科31属39种、头足纲1目2科4属4种。目级水平以鲈形目最多，共25种，其次为灯笼鱼目、颌针鱼目，分别为5种、4种；科级水平则以鲭科鱼类最多，有10种，其次为灯笼鱼科和鲹科，分别为5种和4种。所有游泳动物种类中，鱼类有40种、占90.91%，头足类有4种、占9.09%。

表1 秋季西北太平洋游泳动物的种类组成

在调查的53个站位中，渔获种类最多的站位是S17、S20和S25站位，均为11种；记录7种以上的站位有10个，占18.87%；种类数在5～6种之间的站位有15个，占28.30%；记录在5种以下的站位有28个，占52.83%，其中S5、S30和S37站种类数最少，均只有1种(图2)。

2.2 渔获率分布

本次秋季调查所有站位的平均渔获率为1 126.64 kg/h、41 727.11 ind/h，其中鱼类平均渔获率为1 111.81 kg/h、41 538.10 ind/h，头足类平均渔获率为14.83 kg/h、189.01 ind/h。在所有渔获物中鱼类占绝对优势，生物量占总渔获物98.25 %，渔获尾数占91.44 %左右；头足类生物量约占1.75 %，尾数约占8.56 %。

调查海域渔业资源丰富，在53个调查站位中，重量渔获率超过100 kg/h的站位有17个，占总重量渔获率98.57%，多数分布在43°N附近。渔获生物量最大的站位是S32-2站，达2.25×104kg/h。有17站重量渔获率在10 kg/h以下，重量渔获率最低出现在S44站，仅0.50 kg/h(图3)。

渔获尾数的分布与生物量的分布相似，尾数渔获率大于1 000 ind/h的站位有15个，占总尾数渔获率99.67 %，在调查海域的分布如图4所示。尾数渔获率最高的站位是S32-2站，达8.39×105ind/h。有11站尾数渔获率低于50 ind/h，尾数渔获率最低出现在S37站，为1.5 ind/h。

2.3 优势种组成及渔获率

2.3.1 优势种组成

根据调查数据，利用相对重要性指数计算，整理了本航次调查中出现游泳动物种类的优势种组成(表2)。其中日本鲭的IRI最高，为3 154.11，其次远东拟沙丁鱼的IRI为2 525.95，这两种均属于绝对优势种。

表2 秋季调查优势种类相关信息

2.3.2 日本鲭的渔获率

本次调查日本鲭的平均渔获率为521.46 kg/h、11 014.84 ind/h，分布在23个站位，主要分布于43°N断面(图5、图6)。重量渔获率超过10 kg/h的有13个站位，有9个站位的渔获率不到1 kg/h；尾数渔获率超过1 500 ind/h的有10个站位，低于10 ind/h的有9个站位。渔获率最小是S11站，为0.03 kg/h、0.50 ind/h；渔获率最大的站位是S32-2站，为15 000.00 kg/h、397 667.50 ind/h。

2.3.3 远东拟沙丁鱼的渔获率

远东拟沙丁鱼的平均渔获率为550.20 kg/h、30 406.23 ind/h，出现在11个站位，主要分布于43°N断面，主要出现在154°E、43°N～160°E、43°N之间(图7、图8)。有9个站位渔获率分别高于100 kg/h(重量)和10 000 ind/h(尾数)；剩余2个站位重量渔获率低于10 kg/h，尾数渔获率低于100 ind/h。其中渔获率以S32-2最高，为7 500.00 kg/h、440 969.00 ind/h；渔获率最小的出现在S19站，为0.03 kg/h、0.50 ind/h。

2.4 物种多样性

依据2018年秋季的调查数据，根据公式(2)、(3)和(4)计算得到西太平洋海域的游泳动物种类丰富度指数D、均匀度指数J′和多样性指数H′如表3所示。游泳动物种类丰富度指数D平均值为0.36，范围为0.00～1.08；均匀度指数J′年平均值为0.48，范围为0.00～0.97；多样性指数H′平均值为0.70，范围为0.00～1.74。

表3 秋季西太平洋海域游泳动物渔获物多样性指数

在本次西太平洋海域秋季调查中，没有出现多样性指数大于2的站位；大于1.5的站位仅2个，占3.77 %；大于1的站位有10个，占18.87 %，其余43个站位的多样性指数均小于1，占81.13 %。其中S9的多样性指数最高，为1.74；S5、S30和S37三个站位的多样性指数均为0，其渔获物都只有1种，分别是柔鱼、发光柔鱼和双鳍舵鲣。各站位种类多样性指数H′分布详见图9。

本次西太平洋海域调查共划分5个断面。从断面来看，D以第37°N断面最高，H′以37°N断面最高，而J′的最高值出现在39°N断面；D、J′及H′的最低值均出现在35°N断面(表4)。

表4 各断面物种多样性指数的范围和平均值

3 讨论

本次调查区域为西北太平洋公海海域，水深达4 km，采用灯光敷网调查方式，渔获物多为中上层游泳动物。美国学者William在1996年分析西北太平洋海域游泳动物共41种，种类数虽与本次调查的相接近[16]，但是种类组成多为秋刀鱼(Cololabissaira)、柔鱼(Ommastrephesbartrami)以及鲑形目等经济物种，基本没有灯笼鱼，两次调查出现这种差异的原因可能是由于调查方式的不同，美国学者采用的是对生物样品选择性更强的刺网。而且本研究中除类笼鱼外，还有一定比例的颌针鱼类等小型化、低值化中上层种类，造成此类差异的原因可能是不同网具的选择性导致，同时，灯笼鱼类为趋光性鱼类，白天时生存在大洋200 m以深海域，而夜间会向表面垂直移动，在表层聚集[24]，因此使用灯光诱集的捕捞方式捕获效果较佳。董秀强[25]分析了中国西北太平洋公海区域生产的渔船中主要渔获组成，共鉴定游泳动物18种，其优势种组成与本研究相似，主要为日本鲭、远东拟沙丁鱼、柔鱼科及舵鲣属(Auxis)等。马超等[26]在2016年的研究也表明日本鲭和远东拟沙丁鱼为西北太平洋公海海域秋季的优势种。该生产区域历史上为日本鲭和远东拟沙丁鱼等重要中上层鱼类的重要索饵区域，因此，此类中上层鱼种在调查中占据着重要的优势地位。

调查中鱼类占优势，主要是由日本鲭及远东拟沙丁鱼占据绝对优势地位所致。该海域为联合国粮农组织划定的61号渔区，且西北太平洋海域为世界上最高产渔区，近年来，年产量一直维持在2 000×104t左右[2]，其主要的经济物种即日本鲭、秋刀鱼及远东拟沙丁鱼等。王良明等[12]研究表明西北太平洋公海区域春季日本鲭渔获率主要集中在151°E～153°E、40°N，夏季日本鲭渔获率主要集中在154°E～160°E、41°N。本研究中日本鲭主要分布于43°N断面，与春、夏两季相比[12]，秋季日本鲭分布偏北，分析其主要原因可能是春、夏调查时间主要为5、6和7月，本次秋季调查时间为8—9月，而太平洋群体的日本鲭每年进行远距离洄游，8月之前会逐渐向东北方向洄游，一直持续到9月之后[27]。

游泳动物种类多样性水平较低。采取灯光诱集的捕捞方式对游泳动物种类具有一定的选择性，所以采集物种多为中上层种类，这对其多样性水平具有一定的影响。西北太平洋海域为高产渔区，种类组成较少，种间竞争小，互相间生态位挤占程度较低，因此优势种组成较为稳定，且有利于优势种的繁殖生长，形成较高的生物量，这也对多样性水平产生一定的影响。与纬度相似的中国沿海相比[28-29]，多样性较低，这也符合大洋海区多样性水平较低的特征。多样性指数(H′)断面分布分析结果：37°N断面>39°N断面>41°N断面>43°N断面>35°N断面，基本符合多样性水平南高北低的趋势，而且本次调查海域的北部为日本鲭等经济物种的渔场区域，渔获组成中多为此类经济物种[2]，势必造成多样性水平较低。37°N和39°N断面的多样性水平相对高一些，而35°N断面多样性水平最低。但在37°N和39°N断面渔获量却低于35°N，表明在该海域游泳动物群聚优势较为明显。