楊 琴，趙 峰，3，宋 超，張 濤，苗中博，莊 平

（1．中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2．上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；3．農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海與長(zhǎng)江口漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海 200090）

鳳鱭（Coilia mystus），隸屬于鯡形目（Clupeiformes），鳀 科 （Engraulidea），鱭 屬（Coilia），俗稱鳳尾魚、烤子魚、籽鱭等，為河口洄游性魚類，在我國(guó)東海、黃海和渤海的近海海域均有分布［1-2］。鳳鱭曾是長(zhǎng)江口“五大漁汛”之一，1974年捕撈產(chǎn)量高達(dá)5 284 t，占長(zhǎng)江口漁業(yè)總捕撈量的 48．6%［3］。20年來(lái)，在棲息地環(huán)境變遷和過(guò)度捕撈等因素的影響下，鳳鱭資源急劇衰退，到2011年長(zhǎng)江口的捕撈產(chǎn)量?jī)H為107．6 t［4］，現(xiàn)今已幾乎不能形成漁汛［3-5］，捕撈價(jià)值基本喪失，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部也通告要求“自2019年2月1日起禁止刀魚、鳳鱭、河蟹三種天然資源的生產(chǎn)性捕撈”，因此長(zhǎng)江口鳳鱭資源的養(yǎng)護(hù)管理工作亟待開(kāi)展。

鳳鱭屬于短距離洄游型魚類，平時(shí)棲于淺海，呈分散型生活。每年繁殖盛期為5—7月，大量成熟個(gè)體集群洄游至不同河口咸淡水或淡水區(qū)域進(jìn)行生殖洄游，產(chǎn)卵結(jié)束后，親魚返回近海，仔幼魚在河口覓食。不同河口區(qū)繁殖的鳳鱭群體間個(gè)體存在遷入或遷出現(xiàn)象，群體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。對(duì)長(zhǎng)江口鳳鱭資源進(jìn)行評(píng)估和管理，需要考慮到其與附近河口區(qū)鳳鱭地理群體間的差異及聯(lián)系，以避免管理策略偏差［6］。魚類形態(tài)是基因和環(huán)境相互作用的產(chǎn)物，在魚類種群鑒別及劃分中起到重要作用，主要包括種間及種內(nèi)的群體劃分［7-8］。隨著測(cè)量及統(tǒng)計(jì)方法的不斷改進(jìn)，采用傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)量及框架法與多元分析相結(jié)合的方法，除了已應(yīng)用于華鳊屬（Sinibrama）［9］、石爬鮡（Euchiloglanis sp．）［10］、鱸屬（Perca）［11］和鯔科（Mugilidae）［12］等的種間差異性研究，也在刀鱭（Coilia nasus）［13］、紅 鰭 東 方 鲀 （Takifugu rubripes）［14］、多 鱗 四 指 馬 鲅 （Eleutheronema rhadinum）［15］、日本蟳（Charybdis japonica）［16］、羅氏 沼 蝦 （Macrobrachium rosenbergii）［17］和 錦 鯉（Cyprinus carpio）［18］等水生生物的種內(nèi)分化研究中得到應(yīng)用。本研究采用傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)量法和框架法描述鳳鱭形態(tài)的幾何特征，再利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)長(zhǎng)江口及其鄰近海域4個(gè)地理群體鳳鱭的形態(tài)差異進(jìn)行綜合分析，旨在查明長(zhǎng)江口及其鄰近海域不同鳳鱭群體間的差異性及親緣關(guān)系，為長(zhǎng)江口鳳鱭資源養(yǎng)護(hù)和管理提供科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1．1 實(shí)驗(yàn)材料

本研究所用樣本分別采集于江蘇呂四（121°35′51″E、32°5′49″N）、上海崇明（121°44′57″E、31°23′22″N）、浙江舟山（122°2′27″E、29°36′28″N）和浙江溫州（120°57′20″E、28°5′20″N）4個(gè)近岸海域（圖1），各40尾成魚，冷凍保存，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、稱重及拍照。采集時(shí)間為2018年9—10月，鳳鱭繁殖期基本結(jié)束，不存在懷卵的雌性鳳鱭，因此無(wú)法從外形上區(qū)分樣本性別，故選用雌雄混合樣本用于形態(tài)分析（表1）。

1．2 形態(tài)參數(shù)測(cè)定

利用傳統(tǒng)形態(tài)測(cè)量法和形態(tài)框架法對(duì)4個(gè)海域的鳳鱭樣本進(jìn)行測(cè)量。參照解剖學(xué)坐標(biāo)點(diǎn)以及測(cè)量指標(biāo)，采用Image Pro Plus 6．0軟件進(jìn)行測(cè)量。其中，傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)性狀測(cè)量包括11個(gè)參數(shù)（圖2），即全長(zhǎng)（FL）、體長(zhǎng)（BL）、體高（BD）、頭高（HD）、頭長(zhǎng)（HL）、眼后頭長(zhǎng)（HBE）、軀干長(zhǎng)（STL）、尾長(zhǎng)（TL）、吻長(zhǎng)（SL）、眼徑（ED）、尾柄高（CPH）；框架測(cè)量指標(biāo)19個(gè)，即D1～D19（圖3）。

圖1 采樣地點(diǎn)Fig．1 Sampling sites

1．3 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel初步統(tǒng)計(jì)所有樣本11個(gè)傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)特征數(shù)據(jù)及19個(gè)形態(tài)框架數(shù)據(jù)，為消除樣本個(gè)體大小差異對(duì)形態(tài)特征的影響，將以上除體長(zhǎng)（BL）外29個(gè)形態(tài)數(shù)據(jù)與其體長(zhǎng)（BL）的比值作為形態(tài)度量分析的性狀值，從而得到29個(gè)形態(tài)比例性狀參數(shù)，然后采用SPSS 23．0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)4個(gè)群體鳳鱭的29個(gè)形態(tài)比例性狀參數(shù)進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)、主成分分析、判別分析和聚類分析，通過(guò)分析結(jié)果探討群體間的差異性及關(guān)聯(lián)性。

表1 鳳鱭樣本信息Tab．1 Sampling information of C．mystus

圖2 鳳鱭形態(tài)學(xué)測(cè)量位點(diǎn)Fig．2 Morphological and mark points for measurement of C．mystus

圖3 鳳鱭框架圖Fig．3 Truss network of distance measurement of C．mystus

2 結(jié)果與分析

2．1 非參數(shù)檢驗(yàn)

對(duì)29個(gè)比例性狀進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)，Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)顯示，除了吻長(zhǎng)／體長(zhǎng)（SL／BL）外，4個(gè)海域鳳鱭群體間其它形態(tài)比例性狀存在顯著性差異（P＜0．05，表2）。

2．2 主成分分析

為確定影響不同地理群體鳳鱭形態(tài)差異的主成分因子，對(duì)29個(gè)形態(tài)學(xué)比例性狀進(jìn)行主成分分析，共獲得7個(gè)主成分（PC1～PC7），累計(jì)貢獻(xiàn)率為 86．46%，其中主成分 1貢獻(xiàn)率為44．27%，主成分2～7的貢獻(xiàn)率分別為16．31%、8．36%、5．51%、4．38%、4．10%和 3．53%（表3）。貢獻(xiàn)率最大的主成分1主要顯示了D7／BL、STL／BL、TL／BL、D13／BL和 D15／BL等指標(biāo)，集中反映的是魚軀干部和尾部特征；主成分2主要顯示了 D18／BL、BD／BL、D8／BL、D11／BL和 D9／BL等指標(biāo)，集中反映的是魚體部和尾部特征；主成分3主要顯示了 HL／BL、ED／BL、HBE／BL和 D5／BL等指標(biāo)，集中反映的是魚體頭部特征。而鳳鱭4個(gè)群體主成分PC1和PC2構(gòu)成的散布圖顯示，呂四、崇明和舟山3個(gè)群體個(gè)體間交錯(cuò)重疊區(qū)域較多，而溫州群體與其它3個(gè)群體個(gè)體重疊區(qū)域較少，分化最為顯著（圖4）。

表2 鳳鱭4個(gè)群體的形態(tài)比例性狀描述性統(tǒng)計(jì)值（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab．2 Descriptive statistics of morphological proportional traits for four populations of C．mystus（Mean±SD）

2．3 判別分析

利用逐步判別和交互驗(yàn)證方法對(duì)29個(gè)形態(tài)比例性狀進(jìn)行判別分析，建立由貢獻(xiàn)率較大的8個(gè)特征值構(gòu)成的判別方程式，這8個(gè)變量分別為：FL／BL（X1）、HD／BL（X2）、TL／BL（X3）、CPH／BL（X4）、D9／BL（X5）、D13／BL（X6）、D16／BL（X7）、D19／BL（X8）

呂四群體（Ls）：

YLs＝38 542．907X1+3 257．822X2-29 310．853X3-9 782．854X4+1 731．135X5+25 849．984X6+5 899．037X7+15 330．884X8-24 730．902

圖4 鳳鱭4個(gè)群體第1、2主成分散布情況Fig．4 Distribution of PC1 and PC2 for four populations of C．mystus

表3 鳳鱭4個(gè)群體前7個(gè)主成分特征值和貢獻(xiàn)率Tab．3 Initial eigenvalues and contribution ratio of the first seven principal components for four populations of C．mystus

崇明群體（Cm）：

YCm＝38 641．147X1+3 375．915X2-29 267．519X3-10 184．118X4+1 690．028X5+26 028．774X6+5 774．139X7+15 153．911X8-24 720．982

舟山群體（Zs）：

YZs＝38 711．580X1+3 190．348X2-29 321．998X3-9 971．162X4+1 776．692X5+26 133．413X6+5 709．9 36X7+15 158．544X8-24 814．329

溫州群體（Wz）：

YWz＝38 464．330X1+3 029．771X2-29 241．006X3-9 319．513X4+1 865．921X5+25 928．780X6+5 548．9 22X7+14 980．518X8-24 356．985

逐步判別分析結(jié)果顯示：綜合判別準(zhǔn)確率為76．3%，4個(gè)群體判別成功率依次為溫州群體（90．0%）、呂 四 群 體 （87．5%）、崇 明 群 體（67．5%）和舟山群體（60．0%）。交互驗(yàn)證分析結(jié)果顯示：綜合判別準(zhǔn)確率68．1%，呂四、崇明和舟山群體判別率分別低于逐步判別分析結(jié)果，而溫州群體判別率達(dá)到95．0%（表4）。

由4個(gè)群體的典型判別分析散點(diǎn)圖（圖5）可以看出，4個(gè)鳳鱭地理群體個(gè)體基本是互相分離的，呂四群體集中分布在第1象限，溫州群體集中分布在第2、3象限，而崇明和舟山群體都分布在第4象限，兩者組質(zhì)心距離最近，部分個(gè)體發(fā)生混淆。由此可見(jiàn)，崇明和舟山群體形態(tài)最為接近，呂四次之，溫州群體與其它3個(gè)群體之間差異最大。

圖5 鳳鱭4個(gè)群體形態(tài)測(cè)量特征的判別分析Fig．5 Discriminant function analysis for morphological trait measurements of four population of C．mystus

2．4 聚類分析

選擇29個(gè)比例性狀變量的平均值，采用組間連接方法，得到群體間歐式距離樹(shù)狀圖（圖6）。從鳳鱭4個(gè)地理群體間的歐式距離可以看出（表5）：崇明群體（Cm）和舟山群體（Zs）形態(tài)較為接近，兩者之間的歐式距離最短，僅為0．016；從聚類分析圖（圖6）可見(jiàn)：鳳鱭4個(gè)群體被分為兩大類群，其中崇明和舟山群體距離最近，最先聚合為一組，后與呂四群體匯為一大組，而溫州群體單獨(dú)聚成一組。由此可見(jiàn)，崇明和舟山群體形態(tài)最為相似，而與呂四和溫州群體的形態(tài)差異逐漸增大。

圖6 由歐式距離產(chǎn)生的鳳鱭4個(gè)群體的聚類分析圖Fig．6 Cluster analysis of four populations of C．mystus in the Euclidean distance

表4 基于8個(gè)貢獻(xiàn)顯著的比率變量判別函數(shù)對(duì)4個(gè)群體鳳鱭判別分析結(jié)果Tab．4 Results of discriminant analysis of four populations of C．mystus based on four discriminant functions with eight significant ratio variables

表5 鳳鱭4個(gè)地理群體間的歐式距離Tab．5 Euclidean distance among four geographical populations of C．mystus

3 討論

長(zhǎng)期地理隔離以及對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性使得同種魚類不同地理群體間由于缺乏基因交流而產(chǎn)生一定的生殖隔離，從而在其形態(tài)、生理及遺傳上形成一定的差異［13，19-20］。早期研究表明，我國(guó)東南沿海鳳鱭群體存在顯著的地理分化［21］，可分為長(zhǎng)江型、閩江型和珠江型3個(gè)生態(tài)類群［22］，群體間的分化可能達(dá)到了亞種水平［23-24］。劉文斌等［25］基于生化和形態(tài)學(xué)研究，將長(zhǎng)江口鳳鱭和九龍江鳳鱭劃分為2個(gè)亞種。由此可見(jiàn)，地理區(qū)域相距較遠(yuǎn)的鳳鱭群體之間存在較大的形態(tài)差異，然而鳳鱭作為一種短距離洄游性魚類，大部分鳳鱭群體的生殖、索餌、育肥等過(guò)程都在既定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，大體不會(huì)超出其生存環(huán)境的范圍，推測(cè)地理位置相距較近的鳳鱭群體之間也可能存在形態(tài)差異。

本研究中，Krushal-Wallis H檢驗(yàn)和主成分分析直觀有效地判斷出長(zhǎng)江口及鄰近海域鳳鱭4個(gè)地理群體間的總體關(guān)系，除了吻長(zhǎng)／體長(zhǎng)外，其它形態(tài)比例存在顯著性差異，主成分分析將多個(gè)形態(tài)比例性狀轉(zhuǎn)化為幾個(gè)相互獨(dú)立或互不相關(guān)的幾個(gè)因子［26］，根據(jù)主成分貢獻(xiàn)率大小，得到影響群體差異的主要形態(tài)參數(shù)，共提取了7個(gè)主成分，然而前3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率較低，僅為68．94%，未達(dá)到累積貢獻(xiàn)率大于或等于85%的要求，說(shuō)明鳳鱭群體難以用幾個(gè)相互獨(dú)立的因子概括不同群體的形態(tài)差異［27］。其中主成分1貢獻(xiàn)率最大，為44．27%，主要反映了 D7／體長(zhǎng)、軀干長(zhǎng)／體長(zhǎng)、尾長(zhǎng)／體長(zhǎng)、D13／體長(zhǎng)和 D15／體長(zhǎng)等魚體軀干部、尾部橫向和斜向的形態(tài)差異。棘頭梅童魚（Collichthyslucidus）［27］、刀鱭［13］和紅鰭東方鲀［14］等魚類的研究也表明軀干部和尾部特征是影響不同地理種群差異性的主要因素，這與魚類游泳能力是相符合的，魚類游泳主要通過(guò)軀干和尾部肌肉強(qiáng)有力的活動(dòng)而快速前進(jìn)，其產(chǎn)生的動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鰭條劃水產(chǎn)生的動(dòng)力。從主成分分析的散點(diǎn)圖來(lái)看，溫州群體分布較為特殊，與其它3個(gè)群體重疊率較小，而呂四、崇明和舟山3個(gè)群體之間重合度較高，分布較為集中，形態(tài)差異較小，由此推斷這些差異性大小與4個(gè)群體所處地理位置有關(guān)，崇明群體處于長(zhǎng)江口海域，北靠呂四群體所處的黃海南部漁場(chǎng)，南靠舟山群體所處的東海舟山漁場(chǎng)，這3個(gè)群體生存的自然環(huán)境、氣候以及水體都極為相似，從而導(dǎo)致了3個(gè)群體的形態(tài)相似性，而溫州群體處于東海入海河流甌江北部，與其它3個(gè)群體相隔較遠(yuǎn)，地理的阻礙以及棲息地環(huán)境的不同導(dǎo)致群體間缺乏基因交流，從而產(chǎn)生較大的群體差異，可單獨(dú)劃分為一個(gè)群體。

聚類分析和判別分析結(jié)果較為一致，都有效地對(duì)4個(gè)鳳鱭群體進(jìn)行了判別及分類，崇明和舟山群體首先聚為一組，再與呂四聚為一大組，溫州群體獨(dú)自為一組，且崇明和舟山兩個(gè)群體組質(zhì)心和歐式距離最為接近，清楚地顯示了群體間的親緣關(guān)系及關(guān)聯(lián)性，即崇明和舟山群體親緣關(guān)系較為接近，而與呂四和溫州群體親緣關(guān)系逐漸增大。通過(guò)具有篩選變量能力的逐步判別分析組合最佳因子建立了穩(wěn)定的判別函數(shù)［28］，對(duì)4個(gè)不同地理群體鳳鱭進(jìn)行了判別，只有呂四和溫州群體判別準(zhǔn)確率較高，錯(cuò)判率在15%以內(nèi)，說(shuō)明可以有效地進(jìn)行判別，根據(jù)2個(gè)群體的地理位置，推測(cè)其分別屬于黃海入河口洄游群體和甌江洄游群體。而崇明和舟山群體判別較低，2個(gè)群體個(gè)體混合程度較高，與主成分分析結(jié)果一致，崇明和舟山群體所處海域存在長(zhǎng)江和錢塘江2個(gè)相近的入?？?，相近的水文體系使得2個(gè)群體間交流頻繁，群體內(nèi)個(gè)體出現(xiàn)交叉，推測(cè)2個(gè)群體都屬于長(zhǎng)江洄游型或錢塘江洄游型群體；值得注意的是呂四群體判別率較高，這與和其地理位置相近的崇明和舟山群體之間存在較為顯著的差異，與主成分分析結(jié)果不一致，與其地理位置分布也不相符合，分析可能是由于臺(tái)風(fēng)、洋流等的輸送作用下，黃海北部黃海入河口洄游群體具浮游性的卵及幼體擴(kuò)散至黃海南部，與長(zhǎng)江型洄游群體混淆，從而造成了這種差異。

綜合以上研究結(jié)果，采用4種多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法從不同角度說(shuō)明了4個(gè)不同地理鳳鱭群體之間既存在差異又存在密不可分的關(guān)聯(lián)性，證實(shí)了長(zhǎng)江口鳳鱭群體組成以崇明群體及舟山群體為主，可能存在少數(shù)來(lái)自長(zhǎng)江口以北的黃海水域遷移的呂四鳳鱭群體，因此今后對(duì)長(zhǎng)江口鳳鱭資源保護(hù)管理單元的劃分應(yīng)集中在長(zhǎng)江以南和舟山以北的東海水域?yàn)橹?。本研究在前人基礎(chǔ)上更精確和全面分析了長(zhǎng)江口及鄰近海域鳳鱭群體差異性，為長(zhǎng)江口鳳鱭種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)域劃分及管理提供了有效的理論依據(jù)，然而不同地理群體鳳鱭形態(tài)差異也有可能是由遺傳因子、環(huán)境因素及自然選擇相互作用造成的［28-29］，與群體間的遺傳、生理等有關(guān)，所以今后要對(duì)鳳鱭種質(zhì)資源做更全面深入的評(píng)估，并需從鳳鱭群體耳石元素指紋、微衛(wèi)星標(biāo)記、生理生化及分子生物學(xué)等方面做進(jìn)一步比較研究。

致謝：中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所河口漁業(yè)實(shí)驗(yàn)室紀(jì)嚴(yán)、徐超、徐靜靜和吳曉峰同學(xué)在取材與實(shí)驗(yàn)方面給予了幫助，謹(jǐn)致謝忱。