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茎柔鱼是世界上重要的经济头足类之一,广泛分布在东太平洋海域,近年来越来越受到世界各国的重视。茎柔鱼也是东太平洋生态系统中重要的种类。为可持续开发和养护茎柔鱼资源,增强了解茎柔鱼资源渔场变化规律,需要加强茎柔鱼渔场分布与海洋环境关系以及栖息地等方面的研究。为此,本文根据2003~2007年的秘鲁外海的茎柔鱼渔获和表温(SST)、表温距平值(SSTA)、盐度(SSS),海平面高度(SSH)、叶绿素a浓度(Chl-a)等环境数据,分析茎柔鱼渔场分布的时空变化,探讨渔场分布和水温垂直结构的关系,利用栖息地适宜指数(HSI)方法来分析茎柔鱼渔场分布,将分析结果进行实例验证。研究结果如下:
(1)秘鲁外海茎柔鱼渔场东西方向集中在80~83°W,累计产量占总产量的73%以上。南北向在10~16°S内较为集中,累计产量占总产量的65%以上。
(2)SST水平梯度(Grad)的3种计算方法中,以差值平方和的平方根拟合度最高,P<0.001,可接受假设。水温的垂直结构对于茎柔鱼渔场形成有重要的影响,通常位于水团交汇处,该海区的温跃层较深,垂直剖面等温线较沿岸更为倾斜。
(3)不同季节中,形成中心渔场的各海洋环境因子最适范围有所不同。春季各环境因子的最适范围为:SST为19~19.5℃;SSTA为-0.5~0.5℃;Grad为0.8~1.0℃/°;SSS为35.1~35.2‰;SSH为2~3cm;Chl-a为0.3~0.4mg/m3。
夏季各环境因子的最适范围分别为:SST为21~22℃;SSTA为1.0~1.4℃;Grad为0~0.2℃/°;SSS为35.3~35.4‰;SSH为0~4cm;Chl-a为0.25~0.3mg/m3。
秋季各环境因子的最适范围分别为:SST为24~24.5℃;SSTA为-0.4~-0.2℃;Grad为1.2~1.4℃/°;SSS为35.4-35.5‰;SSH为2-4cm;Chl-a为0.2~0.25mg/m3。
冬季各环境因子的最适范围分别为,SST为18~19℃;SSTA为,-0.8~-0.4℃;Grad为0.8~1.2℃/°;SSS为35.0~35.1‰;SSH为-4~-2cm;Chl-a为0.3~0.35mg/m3。
(4)主成分分析法认为,SST的权重最高,为0.280;SSH为0.263,Grad为0.240,SSS为0.188,Chl-a为0.029。
(5)季节HSI模型中,最适海区基本在冬季出现,夏秋季开始消退。两种模型中,几何平均法推测的的HSI范围比权重求和法推测的HSI小。权重求和法HSI覆盖整个海区,几何平均法HSI呈带状分布。
(6)两种模型中均符合本文的假设,即HSI值越高产量也就越高。将HSI分为0~0.2,0.2~0.4,0.4~0.6,0.6~0.8,0.8~1.0五个等级,HSI在0.6~0.8水平内产量最高。在HSI≥0.6的海域,两种模型的累计产量分别占总产量的92.71%和91.61%。HSI为0.8~1.0海域的平均产量最高,分别为1380t和1412t。利用2次函数拟合对两种模型进行拟合,结果显示权重求和法的拟合效果更好,其显著性水平为0.00044,可接受假设。
(7)2008年的实证分析得出,在HSI≥0.6的海域,累计产量占总产量的97.21%,渔获频次为88.31%。HSI为0.8~1.0海域的平均产量最高为666t。二次函数拟合后,显著性水平为0.00027,可接受假设。
分析结果显示,秘鲁外海的茎柔鱼时空分布和当地的地理环境以及茎柔鱼的生活习性有关,产量较高的6~11月是茎柔鱼的繁殖季节,高产海区一般位于大陆架边缘,是茎柔鱼的产卵场。
渔场分布和SST的关系密切,虽然5年间渔场范围发生了较大变化,但是SST基本没有变化,而且SST权重最大,分析结果显示SST是影响茎柔鱼渔场分布的最重要的环境因子。渔场的最适Grad为0.8~1.0℃/°,可能因为Grad的分布和水温的垂直结构有关,在最适Grad海区,作业渔场的温跃层也较沿岸要深,这样可能使茎柔鱼的栖息环境更大,适合鱼群集中,分析结果显示Grad等值线密集区的附近形成良好的渔场。最适SSTA在-0.5~0.5℃之间,即在0℃附近的趋势,当SST接近常年平均值时,比较适合茎柔鱼生长。国内外学者通过研究得出,当SSTA异常升高时,茎柔鱼产量会大幅下降。分析结果显示,在一定范围内,SSTA的大小对于茎柔鱼的生长和繁殖影响不大。渔场最适盐度为35.1~35.2‰,基本上是海水的平均盐度,分析结果显示在茎柔鱼的繁殖季节,在平均海水盐度范围内比较适合其生长和繁殖。SSH为-4~4cm的范围内集中总产量的67%,也就是0cm附近,而SSH=0的海区可能是水团交汇的地方,茎柔鱼容易聚集。渔场的Chl-a的变化不大,而且Chl-a的权重最小,分析结果显示Chl-a对于茎柔鱼渔场的分布影响不大。分析结果显示,可用权重求和法建立秘鲁外海茎柔鱼渔场的动态预报模型。