耳石是鱼类存储生活信息的重要载体。耳石形态具有种的特异性,广泛应用于种类鉴定和种群识别。随着先进的数字化成像技术和高端的图像处理系统的飞速发展,使得耳石形态学研究日益成熟。通过分析鱼类耳石形态,不仅为传统鱼类外部形态分类提供相关的佐证,而且有利于推动鱼类耳石形态学的发展。因此本文以7种鲹科鱼类(长体圆鲹、泰勃圆鲹、无斑圆鲹、竹筴鱼、短吻丝鲹、高体若鲹、脂眼凹肩鲹)耳石为实例,通过传统形态测量法、地标点法、椭圆傅里叶变换法等方法对鲹科鱼类耳石形态进行种类鉴定和分类,其种类识别效果显著,对完善耳石形态学的系统化分类和自动化分类提供了健全的分类识别机制。(1)对采集于中国南海东沙群岛105尾圆鲹属鱼类(长体圆鲹Decapterus macrosoma、泰勃圆鲹D.tabl、无斑圆鲹D.kurroides)的矢耳石形态进行了观察与测定。圆鲹属鱼类矢耳石形态呈长椭圆形,基叶发达,种间差异明显。长体圆鲹基叶前端略微向下弯曲;泰勃圆鲹耳石背部脊突发育明显,呈锯齿状,基叶前端略宽厚;无斑圆鲹耳石整体轮廓较光滑,翼叶发育不明显。根据形态指标(耳石长、耳石宽、基叶长、基叶宽、耳石重、耳石面积等)对不同种圆鲹属鱼类(长体圆鲹、泰勃圆鲹、无斑圆鲹)的判别成功率分别为100%、100%、91.7%。研究结果表明矢耳石是鉴别圆鲹属鱼类的一种材料,这将为相关海域圆鲹属鱼类种类鉴定提供依据。(2)为研究地标点法在矢耳石形态信息的提取效果,根据2014年3月在我国南海东沙群岛海域采集的108尾鲹科鱼类矢耳石样品(竹筴鱼Trachurus japonicus、短吻丝鲹Alectis ciliaris、脂眼凹肩鲹Selar crumenophthalmus、高体若鲹Caranx equula)进行地标点法分析。耳石形态经图像处理后提取地标点坐标值,进行相对扭曲主成分分析,通过判别分析识别4种鲹科鱼类的耳石形态,利用薄板样条分析对耳石形态进行网格变形可视化。相对扭曲主成分分析中,第1、2主成分分别解释了总变异的74.55%和11.16%,可以将4种鲹科鱼类耳石形态进行区分,其中地标点5贡献率为42.655%,地标点4贡献率为35.853%,这两个地标点贡献作用较大并解释了主要的耳石形态变异。矢耳石形态质心值分析中,4种鲹科鱼类的最大值比较中,脂眼凹肩鲹最大,短吻丝鲹最小。在相对扭曲主成分的判别分析中,逐步判别和交互检验的4种鲹科鱼类耳石形态的判别成功率均达100%。研究结果表明地标点法在耳石形态信息分析中识别效果显著,其耳石形态可视化可为耳石形态学自动化分类提供科学依据。(3)为了解鱼类矢耳石和听沟的形态特征,根据2014年3月至5月采自我国南海东沙群岛海域103尾圆鲹属鱼类(长体圆鲹Decapterus macrosoma、泰勃圆鲹D.tabl、无斑圆鲹D.kurroides)的矢耳石,进行椭圆傅里叶变换分析。耳石整体形态和听沟形态轮廓经图像处理后解析为椭圆傅里叶描述子,并对耳石整体形态轮廓和听沟形态轮廓重建得到20个谐次。从圆鲹属鱼类的耳石整体形态和听沟形态轮廓分别提取77个椭圆傅里叶描述子系数来进行主成分分析和判别分析。耳石整体形态主成分分析显示,第1主成分和第2主成分,分别解释了总变异的41.3%和12.4%;而听沟形态的第1主成分和第2主成分,分别解释了总变异的33.8%和30.1%。3种圆鲹属鱼类耳石整体形态的交互检验判别分析成功率为100%、95.7%、100%;听沟形态的交互检验判别分析成功率为96.4%、95.7%、95.8%。研究结果表明椭圆傅里叶变换分析对圆鲹属鱼类耳石整体形态和听沟形态识别效果显著。(4)对采自中国南海东沙群岛海域135尾鲹科鱼类(长体圆鲹Decapterus macrosoma、泰勃圆鲹D.tabl、无斑圆鲹D.kurroides、竹筴鱼Trachurus japonicus、短吻丝鲹Alectis ciliaris、高体若鲹Caranx equula、脂眼凹肩鲹Selar crumenophthalmus)的矢耳石形态特征进行研究。7种鲹科鱼类矢耳石整体形态呈长椭圆形、四边形、半圆弯钩形等多种形态,耳石周围存在脊突,均有基叶和听沟发育,听沟从耳石前部的主间沟部分一直延伸至耳石后部。研究结果表明,7种鲹科鱼类耳石形态特征种间差异明显,通过耳石形态建立的系统分类检索,以及应用聚类分析识别耳石形态效果显著,这将为鲹科鱼类在鱼种识别,系统分类提供参考资料。