謝意軍，王　珂，郭　杰，劉紹平，陳大慶，段辛斌

(1．農(nóng)業(yè)部長江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學觀測實驗站，中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢　430223；2．華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院，武漢　430070)

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基于水聲學方法的東洞庭湖魚類空間分布和資源量評估

謝意軍1,2，王珂1，郭杰1，劉紹平1，陳大慶1，段辛斌1

(1．農(nóng)業(yè)部長江中上游漁業(yè)資源環(huán)境科學觀測實驗站，中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢430223；2．華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院，武漢430070)

摘要：2015年7月11—17日期間，通過使用回聲探測儀(Simrad 公司EY60型,200 kHz 換能器)對東洞庭湖的魚類資源進行了探測評估。結(jié)果表明，調(diào)查航段的魚類平均目標強度(目標魚類對聲波的反射能力)為(-51.24±5.66)dB，平均體長約為12 cm，體長范圍為2～125.8 cm，不同區(qū)域間的魚類目標強度(即魚類大小)差異性顯著。所有調(diào)查航段中魚類密度1.223～1 534.2 f/1 000 m3之間，均密度為186.3 f/1 000 m3，不同區(qū)域間魚類密度差異性顯著，中部湖區(qū)(CEC航段)魚類密度較高。應(yīng)用資源密度體積法估算東洞庭湖魚類資源量約為2.36×108 f，其中目標強度在-43 dB(體長約28 cm)以下的魚類占95.5%。

關(guān)鍵詞：水聲學；東洞庭湖；魚類；大小組成；空間分布；資源量

洞庭湖是中國第二大淡水湖泊，地處長江中游荊江南岸，南納湘、資、沅、澧四水，北通長江，是我國長江中下游平原與長江干流直接連通的吞吐型湖泊，蘊含豐富的水資源和漁業(yè)資源，同時還是多種魚類的索餌場、越冬場和產(chǎn)卵場[1-2]。廖伏初等[3]于2000—2006年調(diào)查研究表明，這7年間在洞庭湖監(jiān)測到魚類111種，隸屬12目21科。數(shù)量較多的魚類為:鯉(Cyprinuscarpio) 、鯽(Carassiusauratus) 、鯰(Sliurusasotus) 、黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco) 等，魚類資源結(jié)構(gòu)類型較20世紀70年代發(fā)生較大的改變。據(jù)湖南省水產(chǎn)部門統(tǒng)計，洞庭湖歷史上最高年捕撈產(chǎn)量達4.8萬t。21世紀，由于三峽水利工程截流以及人為過度捕撈等因素，洞庭湖捕撈漁獲量逐年下降，年均漁獲產(chǎn)量約為2.91萬t[4]。洞庭湖由于其特殊的地理位置和分流調(diào)蓄功能，成為江湖生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，起著長江多種經(jīng)濟魚類種群數(shù)量補充基地的作用，因此在洞庭湖有效開展?jié)O業(yè)資源監(jiān)測，對于資源量化管理和資源養(yǎng)護能提供科學依據(jù)。

隨著儀器性能的提高和計算機技術(shù)的發(fā)展，水聲學方法已取代傳統(tǒng)方法成為魚類資源量評估的主要手段，其具有實時、快速、環(huán)保無公害、掌握魚類空間分布、準確估算魚類密度和資源量等優(yōu)勢[5-6]。國外學者對內(nèi)陸水體進行了較多的相關(guān)研究[7-9]，Hughes[8]利用水聲學方法對泰晤士河進行了走航式調(diào)查。21世紀以來，我國也陸續(xù)開展了水聲學方法在內(nèi)陸水體魚類資源研究中的應(yīng)用，主要有三峽水庫、長江、珠江、青海湖等[10-14]，王珂等[10](2009)利用 HTI Model 241魚探儀對三峽庫區(qū)大寧河的魚類時空分布特征進行了水聲學調(diào)查。但對于淺水湖泊進行水聲學調(diào)查研究，只見東湖和太湖進行了相關(guān)研究[15-16]，而東洞庭湖這種大型吞吐型湖泊，目前尚未見有關(guān)水聲學方法的調(diào)查研究報道，本研究采用EY60科學回聲探測儀進行初步應(yīng)用探索。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1調(diào)查區(qū)域概況

東洞庭湖位于湖南省東北部，介于東經(jīng)112°43′～113°15′，北緯28°59′～29°38′之間，是洞庭湖僅保有大片水面的湖區(qū)。東洞庭湖水域面積變化極大，存在明顯的豐水期與枯水期，每年4～9月為豐水期，此時最大湖水面積達1 328 km2，10月～次年3月為枯水期，在水文特征上有“水漲為湖，水落為洲”的特殊景觀。湖區(qū)地形復雜，洲灘水草廣布，是我國長江流域重要的水生生物及魚類的棲息地和資源庫[1-2]。2015年7月11日至17日期間，對東洞庭湖進行了近“之”字形水聲學調(diào)查，調(diào)查區(qū)域及走航航跡圖詳見圖1。

圖1　東洞庭湖水聲學探測航線示意圖

1.2調(diào)查研究方法

2015年7月11—17日期間，對東洞庭湖進行水聲學調(diào)查，每天探測時間為9:00～18:00之間，考慮到天氣、安全等因素，每天航程有所變動，探測使用長約20 m，寬約5 m，吃水1.1 m的調(diào)查船走航，航速在6～10 km/h之間，采用Garmin 60CSx 型號GPS進行導航，調(diào)查的航線、航程等具體信息如圖1和表1所示。

表1　東洞庭湖水聲學調(diào)查的基本信息

水聲學調(diào)查使用的儀器為Simrad EY60型分裂波束(split-beam)回聲探測儀，換能器頻率為200 kHz,半功率角(3dB Beam width) 為7°，數(shù)據(jù)采集過程中，換能器的發(fā)射功率為300 W，脈沖寬度(pulse duration)64 μs。數(shù)字換能器用一鐵架固定，安裝于調(diào)查船左舷距船頭約12 m處，探頭入水0.5 m深，進行垂直聲學探測，由于航道管制、地理環(huán)境限制，整體采取“之”字形走航，同時采用ER60軟件對聲學數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)同步存儲。在探測之前，采用直徑為13.7 mm的鎢銅金屬球?qū)x器進行實地校準。

1.3漁獲物統(tǒng)計

2014—2015年對洞庭湖區(qū)(包括東洞庭、南洞庭、西洞庭)進行了多次漁獲物調(diào)查，捕撈網(wǎng)具為三層復合流刺網(wǎng)(網(wǎng)目規(guī)格分別為1.8 cm、2.2 cm、3.3 cm，以下簡稱流刺網(wǎng))與拖網(wǎng)(網(wǎng)目規(guī)格8 cm),統(tǒng)計記錄東洞庭湖漁獲物中魚類種類組成比例與主要經(jīng)濟種類魚類的體長、體重等相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.4數(shù)據(jù)處理及分析

1.4.1水聲學數(shù)據(jù)處理分析及數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置

采用Sonar 5_pro 分析軟件(版本6.0.3)轉(zhuǎn)換ER60程序采集的水聲學原始數(shù)據(jù),時變增益(TVG)40lgR。在Sonar 5軟件中對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)設(shè)置自動識別水底,并人工校對。設(shè)置信號目標強度(Target Strength,TS)背景噪聲閾值<-70 dB及交叉過濾參數(shù),對于明顯的噪聲手動去除，通過Sonar 5軟件對魚體信號進行自動追蹤及判別,結(jié)果保存為文本文檔格式,以便進行信號統(tǒng)計。

將各單元所有單體回聲結(jié)果根據(jù)TS(目標強度)分為(-70～-67、-67～-64、-64～-61、-61～-58、-58～-55、-55～-52、-52～-49、-49～-46、-46～-43、-43～-40、-40～-37、-37～-34、-34～-31、-31～-28 )dB 十四區(qū)間，分別統(tǒng)計各TS區(qū)間的單體回聲數(shù)，計算各單元魚類密度和平均目標強度。本研究根據(jù)Foote[17]對喉鰾魚類體長進行估算的經(jīng)驗公式:

TS= 20lgL-71.9

(1)

式中TS(dB) 為魚類的目標強度，L(cm) 為目標魚體的體長。

魚體長(L)和重量(W)之間的換算,采用鰱W-L經(jīng)驗公式[18]：

W= 0.005 2×L3.162

(2)

數(shù)據(jù)分析相關(guān)參數(shù)設(shè)置:前景濾波器(Foreground filter),[1，3]；背景濾波器(Background filter),[55，1]；目標平滑濾波(Target smooth filter),[1，3]；信號長度(Signal length)，[3，50]；聲學截面的最大增益補償(Maximum Gain Compensation)，6 dB；最小目標長度(Min.Track Length)，2 ping；最大脈沖缺失(Max.Ping Gap)，2 ping；門閘過濾范圍(Gating Range)，0.3 m。

1.4.2魚類空間分布及資源量評估

為了解東洞庭湖魚類的空間分布,本研究將七月份整個探測航線分為90個單元,總航程為108.8 km，每個單元航程約1.2 km，單獨計算各單元的魚類密度,其方法參照Balk等[19]。參照唐啟升等[7]資源量估算方法及凌建忠等[20]對東海頭足類資源量的資源密度面積法,具體方法見譚細暢等[12]利用水聲學方法對青海湖魚類資源量評估的研究。

對于不同探測區(qū)域的魚類空間分布特征，采用ArcGIS 10.2軟件進行空間分布的建模[13]。將計算出的各單元魚類密度、各區(qū)域的均水深，各單元航段中心坐標數(shù)據(jù)導入ArcGIS 平臺，采用反距離加權(quán)插值法繪制東洞庭湖魚類密度水平分布圖[21-22]。

數(shù)據(jù)分析與作圖分別使用SPSS 17.0、Origin 9.0，魚類分布建模采用ArcGIS 10.2。

2結(jié)果和分析

2.1漁獲物組成

東洞庭湖收集到29船漁獲物，共統(tǒng)計魚類18 425尾，總重5 178.3 kg，包括36種魚類，主要組成魚類尾數(shù)比例為：鯉(Cyprinuscarpio)34.82%、蛇鮈(Saurogobiodabryi)8.32%、鯽(Carassiusauratus)12.24%、鯰(Silurusasotus)13.28%、黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)6.55%、鳊(Parabramispekinensis)6.2%、翹嘴鲌(Erythroculterilishaeformis)3.92%、草魚(Ctenopharyngodonidellus)3.31%、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)2.76%、鳙(Hypophthalmichthysnobilis)1.87%、青魚(Mylopharyngodonpiceus)0.55%、其他魚類6.18%，結(jié)果如圖2。主要經(jīng)濟種類的體長與體重組成結(jié)果見表2。

圖2　漁獲物種類組成百分比

2.2魚類大小組成特征

調(diào)查航段內(nèi)共收集到23335個回聲信號，平均TS值為(-51.24±5.66) dB，其中最大TS值為-28.62 dB，最小TS值為-69.89 dB。按照Foote經(jīng)驗公式推算魚類平均體長約為12 cm，體長范圍為2～125.8 cm，對各TS段(從小到大) 進行統(tǒng)計，對應(yīng)的平均體長約為1、2、2.5、3.5、5、7、10、14、20、28、40、56、79和112 cm。在本次調(diào)查中，探測到目標強度大于-31 dB(體長約112 cm)的魚類信號9個，在航線AB段中探測到7個，BF段中探測到2個，均分布在水深超過15 m的區(qū)域，由于目標個體數(shù)量少，故不再分TS段進行統(tǒng)計。各調(diào)查航段中的回波數(shù)及目標強度信息如表3所示。

表2　漁獲物調(diào)查

表3　各調(diào)查航段回波數(shù)及目標強度信息

經(jīng)Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗，5條航線調(diào)查區(qū)域中所探測到的魚類回聲信號TS值并不符合正態(tài)分布(P<0.05) ，各調(diào)查區(qū)域中低TS值的魚類個體占有較高的比例(圖3) 。故利用非參數(shù)檢驗方法對5航線區(qū)域內(nèi)魚類回聲信號TS值差異性進行比較，發(fā)現(xiàn)5條航線區(qū)域內(nèi)的魚類回聲信號TS值差異顯著，即在不同區(qū)域里魚類的大小差異顯著(P<0.05) ，CD航段平均TS值最小(-59.35±1.67)dB與CEC航段的平均TS值(-58.35±1.27)dB最為接近，BF航段平均TS值最大(-47.55±4.41)dB，與AB航段的平均TS值(-48.64±4.84)dB相似。各調(diào)查航段平均TS見圖4。

圖3　各調(diào)查航段不同TS 段的魚類回聲信號百分比

圖4　各調(diào)查航段回聲信號TS 均值

計算各調(diào)查航段內(nèi)不同TS值段的魚類回聲信號所占的比例，調(diào)查航段BC、CD、CEC的TS值在(-67～-58)dB區(qū)間(含3個TS值段)的魚類回聲信號所占的比例均超過50%，而航段AB、BF的魚類回聲信號TS值多集中在(-64～-46)dB區(qū)間(含6個TS值段)，且每個TS值段的回聲信號所占比例均在10%～15%之間(圖3)。TS值段在(-49～-46)dB時，調(diào)查航段BC、CD、CEC的回聲信號所占比例不足5%，在(-40～-37)dB值段時所占比例基本為0。調(diào)查航段AB、BF的魚類回聲信號在(-37～-34、-34～-31、-31～-28)dB三個TS值段所占的比例都非常低。作為主航道的AB、BF調(diào)查航段的魚類回聲信號TS值比例分布基本一致，非航道區(qū)域的BC、CD、CEC調(diào)查航段的魚類回聲信號TS值比例分布相似。

2.3不同區(qū)域魚類密度

在5條調(diào)查航段各單元中，密度最小值為1.223 f/1 000 m3，位于BF調(diào)查航段的前半航段(29°15′N，113°03′E)；密度最大值為1534.2 f/1 000 m3，位于君山島東南面湖區(qū)BC調(diào)查航段(29°20′N，113°01′E) 。在走航調(diào)查的所有航段中，中部湖區(qū)CEC航段平均密度最大，為760.86 f/1 000 m3，東北湖區(qū)AB航段的平均密度最小，為18.02 f/1 000 m3。經(jīng)方差齊性檢驗，5個調(diào)查航段中魚類密度分布方差不具備同質(zhì)性(P<0.05) ，這表明在不同調(diào)查區(qū)域中，魚群密度空間分布不同。對各個調(diào)查區(qū)域內(nèi)魚類密度的變異系數(shù)比較，調(diào)查航段AB、BF變異系數(shù)最大分別為1.02、1.01，西北湖區(qū)調(diào)查航段CD變異系數(shù)最小為0.29，說明在東洞庭湖主航道湖區(qū)魚類分布比較不均勻，而在東洞庭湖非航道的北部(BC航段)、西北(CD航段)及中部(CEC航段)湖區(qū)魚類密度分布相對均勻，只有AB、BF航段的魚類密度變異系數(shù)略大于1，根據(jù)孫儒泳[23]種群分布型的劃分標準，調(diào)查湖區(qū)的魚類基本屬于隨機分布，無明顯地成群分布現(xiàn)象。對各調(diào)查航段的魚類密度在未假定方差齊性下采用Games-Howell方法進行多重比較(表4) 。

表4　不同調(diào)查航段魚類密度差異性比較

2.4魚類資源總量評估

對東洞庭湖探測湖區(qū)進行GIS建模(如圖5)，單獨計算各湖區(qū)水體體積及魚類平均密度,初步估算魚類資源總數(shù)為2.36×108尾，其中TS值段(-70～-64、-64～-58、-58～-52、-52～-46、-46～-40、-40～-34、-34～-28)dB,魚類尾數(shù)占總尾數(shù)的百分比分別為24.6%、31.3%、21.8%、13.8%、6.41%、1.87%、0.22%，按照Foote等經(jīng)驗公式推算以上TS值段對應(yīng)的魚類平均體長約為1.5、3、6、12、24、48、79 cm。經(jīng)公式(2)換算，魚類對應(yīng)的平均體重約為0.1、0.3、1.5、13、120、1 068、5 158 g,并乘以相應(yīng)各TS段的魚類資源尾數(shù)得到資源重量，對各TS段的資源重量相加初步估算東洞庭湖區(qū)魚類資源總重量約為0.97萬t。

圖5　東洞庭湖魚類密布分布

3討論

由于洞庭湖水系眾多，湖底地形復雜，水深變化大，航道密布[24]，在走航探測時遇到一些障礙。在洞庭湖區(qū)航道探測時，由于航道管制、避讓往來航船，使得探測路線具有局限性，不能嚴格按照“之”型進行走航，且聲學設(shè)備的探測效果易受到往來船只發(fā)出的噪聲、行駛產(chǎn)生的波浪、魚類的回避行為等影響，導致探測結(jié)果與實際情況有一定的偏差[9,25]。在非航道區(qū)探測時，即在東洞庭湖中部及西部湖區(qū)，主要受到兩方面的限制。一方面，該湖區(qū)地形復雜，水深變化大，航船多為小型漁船，給調(diào)查船走航造成很大影響，使得調(diào)查船無法進入東洞庭湖西南湖區(qū)進行探測，以免發(fā)生船只擱淺事故；另一方面，由于漁民常年在該湖區(qū)布設(shè)漁網(wǎng)，調(diào)查船為了避開漁網(wǎng)，致使走航航線單一(如圖1所示)。在數(shù)據(jù)分析過程中，為了避免聲納發(fā)射時產(chǎn)生的噪聲影響，只分析水深1 m至水底的魚類密度，在分析過程中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的魚類聚群現(xiàn)象，且個體間相對分散，因此采用回聲計數(shù)的方法進行密度計算[12]。

魚類回聲信號TS值跟魚類的種類、體長、魚體在水中的姿態(tài)傾角等因素有關(guān)[26]，數(shù)據(jù)分析上常采用目標強度TS與體長經(jīng)驗公式來推算所探測魚類的體長。據(jù)廖伏初等[3](1990—1999)與茹輝軍等[27](2004—2005)的研究表明，洞庭湖魚類組成結(jié)構(gòu)以鯉、鯽等湖泊定居性魚類為主，其中鯉科魚類為最大類群，占總數(shù)的60%左右[3,27]。絕大多數(shù)鯉科魚類屬于喉鰾型魚類[28]，故采用Foote(喉鰾魚類)經(jīng)驗公式。本試驗在9月29至10月7日進行了流刺網(wǎng)與拖網(wǎng)漁獲物采樣統(tǒng)計，在所有捕撈的魚類中鯰、鯉、鯽、黃顙魚等占有較高比例(圖2)，同時有研究表明上述幾種魚類為洞庭湖常見的優(yōu)勢種[27]。與孫明波等[16]2011年利用水聲學方法對太湖魚類空間分布和資源量評估的研究結(jié)果比較，太湖魚類的平均目標強度為(-51.85±0.02)dB，與東洞庭湖魚類的平均目標強度(-51.24±5.66) dB基本相同，但是由于各自湖區(qū)的優(yōu)勢種、魚類組成結(jié)構(gòu)，選用的經(jīng)驗公式不同[12]等，在漁獲物組成、魚類體長換算等方面，與本研究結(jié)果存在一定的差異。同時探測發(fā)現(xiàn)，魚類回聲信號TS值大于-31 dB(體長超過112 cm)的個體非常少，所有9個被探測到的魚類回聲信號，均在洞庭湖航道湖區(qū)(水深>15 m)，Bain 等[29]研究表明大個體魚類喜歡棲息在深水區(qū)，小個體魚類則喜歡棲息在水淺、流速小的位置，與東洞庭湖魚類分布情況相符。上述充分展現(xiàn)出聲學調(diào)查方法在魚類資源評估方面的優(yōu)勢，同時可克服傳統(tǒng)的漁業(yè)資源評估方法的諸多局限性[30]。

在所有調(diào)查航段中，魚類密度最大為1 534.2 f/1 000 m3，出現(xiàn)在東洞庭湖君山島東南面湖區(qū)BC調(diào)查航段；最小密度為1.223 f/1 000 m3，位于BF調(diào)查航段的前半航段。魚類密度分布不均，與東洞庭湖的地理環(huán)境相關(guān)，東洞庭湖中部及君山島景區(qū)附近湖區(qū)，是漁業(yè)作業(yè)主要湖區(qū)，該湖區(qū)水質(zhì)較好，水較淺，流速緩慢，航船較少，小型魚類分布較多[29，31-32]；而AB、BF航段屬于洞庭湖航道湖區(qū)，水較深，流速較大，且魚類對往來航船具有回避行為，使得探測密度較低[24-25,29]。由于東洞庭湖中魚類分布不均勻，在資源量估算時采用分區(qū)進行密度體積法會更為準確[10]，估算東洞庭湖魚類資源總數(shù)為 2.36×108尾，資源總量約為0.97萬t。對于東洞庭湖魚類的分布、魚類資源結(jié)構(gòu)類型的變化，還需要進一步的探索研究。

在內(nèi)陸水體利用水聲學調(diào)查漁業(yè)資源，通常水聲學探測與漁獲物調(diào)查分開進行，因此漁獲物結(jié)果不能及時佐證水聲學的采樣數(shù)據(jù)。海上水聲學調(diào)查時,在走航中利用聲學系統(tǒng)記錄聲學數(shù)據(jù),并進行拖網(wǎng)取樣,能及時為聲學數(shù)據(jù)分析提供必要的種類組成及生物學特征數(shù)據(jù)[33]。

參考文獻:

[1]竇鴻身,姜家虎.洞庭湖[M].合肥:中國科學技術(shù)大學出版社,2000:3-278.

[2]楊波,廖丹霞,李京,等.東洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)與水位關(guān)系研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2014,(8):1145-1152.

[3]廖伏初,何望,黃向榮,等.洞庭湖漁業(yè)資源現(xiàn)狀及其變化[J].水生生物學報,2002,26(6):623-627.

[4]許典球,王國平,楊品紅,等.洞庭湖漁業(yè)資源監(jiān)測報告[J].內(nèi)陸水產(chǎn),1991,(1):16-18.

[5]Jurvelius J,Leinikki J,Mamylov V,et al.Stock assessment of pelagic three-spined stickleback (Gasterosteusaculeatus):A simultaneous up-looking and down-looking echo-sounding study[J].Fish Res,1996,27(95):227-241.

[6]Stockwell J D,Yule D L,Hrabik T R,et al.Vertical distribution of fish biomass in Lake Superior:Implications for day bottom trawl surveys[J].N Am J Fish Manage,2007,27(3):735-749.

[7]唐啟升,王為祥,陳毓楨,等.北太平洋狹鱈資源聲學評估調(diào)查研究[J].水產(chǎn)學報,1995,19(1):8-20.

[8]Hughes S.A mobile horizontal hydroacoustic fisheries survey of the River Thames,United Kingdom[J].Fish Res,1998,35(98):91-97.

[9]Knudsen F R,Sgrov H.Benefits from horizontal beaming during acoustic survey:application to three Norwegian lakes[J].Fish Res,2002,56(2):205-211.

[10]王珂,李翀,段辛斌,等.三峽水庫175 m蓄水前魚類分布特征研究[J].淡水漁業(yè),2012,42(3):23-27.

[11]孫銘帥,王珂,段辛斌,等.長江中游城陵磯至宜昌江段非底部魚類分布特征研究[J].淡水漁業(yè),2013,43(4):45-50.

[12]譚細暢,史建全,張宏,等.EY60回聲探測儀在青海湖魚類資源量評估中的應(yīng)用[J].湖泊科學,2009,21(6):865-872.

[13]陶江平,艾為明,龔昱田,等.采用漁業(yè)聲學方法和GIS模型對楠溪江魚類資源量及空間分布的評估[J].生態(tài)學報,2010,30(11):2992-3000.

[14]立川賢一,朱志榮,三浦泰藏.用淺水湖泊型魚探儀估算東湖魚群數(shù)量[J].水生生物學報,1986,10(4):311-326.

[15]譚細暢,夏立啟,立川賢一,等.東湖放養(yǎng)魚類時空分布的水聲學研究[J].水生生物學報,2002,26(6):585-590.

[16]孫明波,谷孝鴻,曾慶飛,等.基于水聲學方法的太湖魚類空間分布和資源量評估[J].湖泊科學,2013,25(1):99-107.

[17]Foote K G.Fish target strengths for use in echo integrator surveys[J].J Acoust Soc Am,1987,82(3):981-987.

[18]Ye S W,Li Z J,Feng G P,et al.Length-weight relationships for thirty fish species in Lake Niushan,a Shallow Macrophytic Yangtze Lake in China[J].Asian Fish Sci,2007,(20):217-226.

[19]Balk H，Lindem T.Sonar 4,Sonar 5 post-processing systems operator manual version 5.9.8[M].Oslo:University of Oslo,2008:192-196.

[20]凌建忠,嚴利平,李建生.應(yīng)用資源密度面積法估算東海區(qū)頭足類資源量[J].海洋漁業(yè),2008,30(1):56-61.

[21]Petitgas P.Geostatistics for fish stock assessments:a review and an acoustic application[J].Ices J Mar Sci,1993,50(3):285-298.

[22]Li X,Cheng G D,Lu L.Comparison of spatial interpolation methods[J].Advan Earthen,2000,15(3):260-265.

[23]孫儒泳.動物生態(tài)學原理[M].北京:北京師范大學出版社,1987:283-295.

[24]張明,馮小香,劉哲,等.三峽蓄水后洞庭湖水沙環(huán)境變化對湖區(qū)航道的影響[J].水科學進展,2015,26(3):423-431.

[25]Godlewska M,Dugoszewski B,Doroszczyk L,et al.The relationship between sampling intensity and sampling error-empirical results from acoustic surveys in Polish vendace lakes[J].Fish Res,2009,96(1):17-22.

[26]Kubecka J,Duncan A.Acoustic size vs.real size relationships for common species of riverine fish[J].Fish Res,1998,35(1):115-125.

[27]茹輝軍,劉學勤,黃向榮,等.大型通江湖泊洞庭湖的魚類物種多樣性及其時空變化[J].湖泊科學,2008,20(1):93-99.

[28]謝從新.魚類學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2010:101-105.

[29]Bain M B,Finn J T,Booke H E.Streamflow regulation and fish community structure[J].Ecology,1988,69(2):382-392.

[30]詹秉義.漁業(yè)資源評估學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1995:236-253.

[31]鄧思明,藏增嘉.太湖敞水區(qū)魚類群落結(jié)構(gòu)特征和分析[J].水產(chǎn)學報,1997,21(2):34-42.

[32]李圣法,藏增嘉.太湖敞水區(qū)魚類種間關(guān)系現(xiàn)狀[J].水產(chǎn)學報,1998,22(1):44-48.

[33]陳國寶,李永振,趙憲勇,等.南海5類重要經(jīng)濟魚類資源聲學評估[J].海洋學報(中文版),2006,28(2):128-134.

(責任編輯：陳細華)

Fish spatial distribution and biomass assessment in East Dongting Lake using hydroacoustic method

XIE Yi-jun1,2,WANG Ke1,GUO Jie1,LIU Shao-ping1,CHEN Da-qing1,DUAN Xin-bin1

(1.ScientificObservingandExperimentalStationofFisheryResourcesandEnvironmentintheUpperandMiddleReachesoftheYangtzeRiver,MinistryofAgriculture,YangtzeRiverFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Wuhan430223,China;2.CollegeofFisheries,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China)

Abstract：A SIMRAD EY60 echo-sounder with 200 kHz split-beam transducer was used to survey the fishery resources in East Dongting Lake during July 11—17,2015.The results showed that the mean target strength (acoustic reflectivity of target fish) in the surveying navigation section was (-51.24±5.26)dB and the mean length was about 12 cm,ranging from 2 to 125.8 cm.The fish target strength in different areas was significantly different,which meant there was significant difference in fish size.The mean fish density was 186.3 f/1 000m3,ranging from 1.223 f/1 000 m3 to 1 534.2 f/1 000 m3 in all survey navigation sections,where a high fish density occurred in the middle area of East Dongting Lake(CEC navigation section).The total amount of fish mantissa biomass were estimated at 2.36 ×108 f,in which the fish with target strength lower than-43 dB (length about 28 cm) was 95.5%.

Key words：hydroacoustic;East Dongting Lake;fish;size component;spatial distribution;biomass

收稿日期：2015-09-06；

修訂日期：2016-01-24

第一作者簡介：謝意軍(1990-)，男，碩士研究生，專業(yè)方向為漁業(yè)資源學。E-mail：xieyijun0713@163.com通訊作者：段辛斌。E-mail：duan@yfi.ac.cn

中圖分類號：S932.4

文獻標識碼：A

文章編號：1000-6907-(2016)03-0040-07

資助項目：荊江航道整治工程的透水框架作為人工魚礁效果的研究、國家自然科學基金“長江中游四大家魚產(chǎn)卵場定位及特征研究”(51579247)和農(nóng)業(yè)部項目長江中上游重要漁業(yè)水域主要經(jīng)濟物種產(chǎn)卵場及洄游通道調(diào)查