劉祝楠 余景 陳丕茂 于杰 王言豐

摘要：【目的】明確粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場時空和季節(jié)變動與海洋環(huán)境的關(guān)系，為我國南海北部漁業(yè)資源的科學評估和有效保護提供參考依據(jù)?！痉椒ā扛鶕?jù)粵西海域夏季（8—9月）和冬季（1—2月）燈光罩網(wǎng)漁船生產(chǎn)監(jiān)測資料及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，其中衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)包括海表溫度（Sea surface temperature，SST）、葉綠素a濃度（Chlorophyll a concentration，Chla）和海面風場（Sea surface wind，SSW），運用廣義線性模型（Generalized linear model，GLM）、漁場重心及相關(guān)性分析等方法對粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場時空分布與海洋環(huán)境的關(guān)系進行分析?！窘Y(jié)果】粵西海域冬季SSW高、SST低、Chla高，夏季SSW低、SST高、Chla低。在冬季，粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場主要分布在東經(jīng)111°30′～113°、北緯20°30′～21°30′、Chla 0.3～2.0 mg/m3、SST 19.0～23.5 ℃的海域，其中較高的標準化單位捕撈努力量漁獲量（Standardized catch per unit effort，SCPUE）（1.0～2.0）主要分布在Chla 0.4～1.0 mg/m3、SST 20.5～23.0 ℃的海域。在夏季，粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場主要分布在東經(jīng)111°45′～113°45′、北緯20°30′～21°、Chla 0.1～1.0 mg/m3、SST 28.9～29.5 ℃的海域，其中較高的SCPUE（2.0～4.0）主要分布在Chla 0.2～0.5 mg/m3、SST 28.9～29.4 ℃的海域。相對于冬季，夏季粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場重心發(fā)生東移，漁場經(jīng)度重心季節(jié)變化范圍約1°?！窘Y(jié)論】粵西海域漁業(yè)資源呈夏季高、冬季低的變化趨勢，且從冬季到夏季其漁場經(jīng)度重心約東移1°，主要與瓊東—粵西上升流、粵西沿岸流及主要捕撈種類（鲹科魚類）等有關(guān)。

關(guān)鍵詞： 漁場;燈光罩網(wǎng);時空分布;海洋環(huán)境;粵西海域

中圖分類號： S931.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）04-0867-08

Abstract：【Objective】The relationship betweenthe spatio-temporal distribution of light falling-net fishing ground in the western Guangdong waters and mairine environment was studied to provide reference for science evaluation and protection of fishery resources in northern South China Sea. 【Method】The relationship between the spatio-temporal distribution of light falling-net fishing ground and marine environment was investigated， based on production monitoring data and satellite remote sensing data， including sea surface temperature（SST）， chlorophyll a concentration（Chla） and sea surface Wind（SSW）in summer（August to September） and winter（January to February） in the western Guangdong waters， using Generalized Linear Model（GLM）， fishing ground gravity and correlation analysis. 【Result】Results showed that there were high SSW， low SST， high Chla in winter and low SSW， high SST， low Chla in summer in the western Guangdong waters. Light falling-net fishing ground in the western Guangdong waters in winter were mainly distributed in the seawaters with east longitude 111°30′-113°， north latitude 20°30′-21°30′， Chla 0.3-2.0 mg/m3 and SST 19.0-23.5 ℃. The high standardized catch per unit effort（SCPUE）（1.0-2.0） was distributed in the seawaters with Chla 0.4-1.0 mg/m3 and SST 20.5-23.0 ℃. While in summer， the light falling-net fishing ground in the western Guangdong waters were mainly distributed in the seawaters with east longitude 111°45′-113°45′， north latitude 20°30′-21°， Chla 0.1-1.0 mg/m3 and SST 28.9-29.5 ℃. The high SCPUE（2.0-4.0） was distributed in the seawaters with Chla 0.2-0.5 mg/m3 and SST 28.9-29.4 ℃. Compared with in winter， the fishing ground gravity migrated to the east in summer， and the seasonal longitude variation was about 1°. 【Conclusion】The fishery resources in western Guangdong waters are rich in summer and poor in winter， and the fishing ground gravity migrates 1° to the east from winter to summer. It is related to eastern Hainan-western Guangdong upwelling， western Guangdong longshore current and main fishing resources（Carangidae）.

Key words： fishing ground; light falling-net; spatio-temporal distribution; marine environment; western Guangdong waters

0 引言

【研究意義】粵西海域東起珠江口、西至雷州半島，是我國南海北部重要的漁場之一。該海域冬季盛行東北季風，夏季盛行西南季風（王佳瑩等，2017），海流以粵西沿岸常年存在的西向沿岸流（楊士瑛等，2003;嚴金輝，2005）和瓊東—粵西夏季上升流（Song et al.，2012;許金電等，2013;謝玲玲等，2016）為主，復雜的海流條件對粵西海洋環(huán)境要素及海洋生物產(chǎn)生了重要影響。海洋生物與海洋環(huán)境要素息息相關(guān)，因此，研究粵西海域海洋環(huán)境與漁場時空變動的關(guān)系對該海域漁業(yè)資源評估與保護具有重要意義。【前人研究進展】燈光罩網(wǎng)作為一種新型漁具漁法，主要捕撈對象為頭足類及其他趨光魚類（楊吝等，2009），與傳統(tǒng)的漁法相比，具有漁獲種類集中、效率高等特點，于20世紀90年代初開始在粵西海域出現(xiàn)并迅速發(fā)展（張鵬等，2013）?；浳骱Ｓ驘艄庹志W(wǎng)漁場漁期主要在8—9月和12月—翌年2月，其中8—9月日均產(chǎn)量最高，主要捕撈魚種為鲹科（Carangidae）魚類，占總產(chǎn)量的42.88%（張鵬等，2013）。近年來，由于過度捕撈、海域環(huán)境惡化等原因，南海海域漁業(yè)資源衰退明顯（康霖，2013;吳杰和寧凌，2015）。漁業(yè)資源聲學評估結(jié)果表明，粵西海域藍圓鲹（Decapterus maruadsi）資源量呈秋季高、夏季低的變化趨勢（陳國寶等，2005）。而基于底拖網(wǎng)調(diào)查的生物多樣性分析結(jié)果顯示，粵西海域漁獲種類季節(jié)變動明顯，秋季多樣性指數(shù)最高，冬季多樣性指數(shù)較低（江艷娥等，2009;蔡研聰?shù)龋?018）。此外，粵西海域漁業(yè)資源受水溫（范江濤等，2018）、葉綠素濃度（范江濤等，2017）和臺風等異常天氣（于杰等，2015）的影響，但該海域燈光罩網(wǎng)漁場時空變動規(guī)律及漁業(yè)資源對不同海洋環(huán)境因子的響應機理，尚需綜合多種手段進行觀測分析?！颈狙芯壳腥朦c】至今，針對粵西海域漁業(yè)資源調(diào)查的資料較少，尤其是較長時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)和相關(guān)研究匱乏。衛(wèi)星遙感是提供長時間、大尺度、實時獲取海洋環(huán)境要素的重要途徑（牛明香和趙憲勇，2008），若能結(jié)合漁業(yè)資源調(diào)查資料，可更全面地掌握粵西海域漁業(yè)資源時空變動的規(guī)律?！緮M解決的關(guān)鍵問題】根據(jù)粵西海域夏季（7—8月）和冬季（1—2月）燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源調(diào)查資料及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分析該海域燈光罩網(wǎng)漁場時空和季節(jié)變動與海洋環(huán)境的關(guān)系，為我國南海北部漁業(yè)資源的科學評估和有效保護提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)域

研究區(qū)域位于粵西海域，東經(jīng)111°15′～113°45′，北緯19°45′～21°45′（圖1虛線框內(nèi)）。漁獲種類主要包括鲹科（Carangidae）、槍烏賊科（Loliginidae）、帶魚科（Trichiuridae）和金槍魚科（Thunnidae）等魚類。

1. 2 數(shù)據(jù)來源

漁業(yè)資源數(shù)據(jù)來源于大型燈光罩網(wǎng)漁船2011—2015年1、2、8和9月在粵西海域的生產(chǎn)監(jiān)測記錄（圖1），統(tǒng)計內(nèi)容包括作業(yè)時間、站位經(jīng)緯度、航次、漁獲種類及產(chǎn)量等。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)包括海表溫度（Sea surface temperature，SST）、海表葉綠素a濃度（Chlorophyll a concentration，Chla）及海面風場（Sea surface wind，SSW）。其中，SST和Chla來自美國MODIS-aqua衛(wèi)星的三級數(shù)據(jù)產(chǎn)品（https：//oceancolor.gsfc.nasa.gov），時間分辨率為天（d），空間分辨率為4 km;SSW來自美國宇航局物理海洋學數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心提供的CCMP多平臺混合資料（https：//podaac.jpl.nasa.gov/），時間分辨率為天（d），空間分辨率為0.25°×0.25°。

1. 3 數(shù)據(jù)處理

（1）單位捕撈努力量漁獲量。漁業(yè)資源量用單位捕撈努力量漁獲量（Catch per unit effort，CPUE）表示，計算公式為：

式中，C為0.5°×0.5°單位漁區(qū)內(nèi)每旬漁獲量（t）;B為每旬作業(yè)天數(shù)（d）;CPUE單位為t/d。

（2）漁業(yè)資源CPUE標準化。參考官文江等（2014）的方法，應用廣義線性模型（Generalized li-near model，GLM）對CPUE進行時間尺度為10 d的標準化處理即獲得標準化CPUE（Standardized catch per unit effort，SCPUE）。標準化前對CPUE進行對數(shù)變換，使其數(shù)據(jù)分布滿足GLM標準化處理要求的正態(tài)分布。通過赤池信息準則（Akaike information criterion，AIC）對模型變量進行篩選。本研究選用的GLM一般表達式為：

式中，c為常數(shù)，取CPUE總平均值的10%（官文江等，2014）;Year為年效應;Month為月效應;Lat為緯度效應;Lon為經(jīng)度效應;SST為海表溫度效應;Chla為葉綠素a濃度效應;error為N（0，σ2）。

（3）相關(guān)性分析。應用R軟件讀取研究區(qū)域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（SST、Chla和SSW），去除無效值，結(jié)合SCPUE，以10 d為單位計算平均值，繪制時間序列分布圖。以天（d）為單位，應用MATLAB通過空間插值繪制SCPUE熱圖，分析環(huán)境要素（SST和Chla）與SCPUE的關(guān)系。

（4）漁場重心分析。根據(jù)研究區(qū)域漁業(yè)資源調(diào)查時間，將8—9月作為夏季、1—2月作為冬季，進行漁場時空變動分析。漁場重心參考基于CPUE的漁場重心計算法（汪金濤和陳新軍，2013）進行計算，公式如下：

式中，X為漁場月平均重心經(jīng)度，Y為漁場月平均重心緯度，Ci為研究區(qū)域每天CPUE，n為當月作業(yè)天數(shù)，Xi為每天作業(yè)經(jīng)度，Yi為每天作業(yè)緯度。

應用ArcGIS繪制SST和Chla氣候態(tài)分布圖，疊加5年各作業(yè)站點SCPUE均值，分析海洋環(huán)境對粵西海域燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源時空分布的影響。

2 結(jié)果與分析

2. 1 CPUE標準化

標準化前對CPUE進行對數(shù)變換，使其基本符合正態(tài)分布（圖2）。應用R軟件的逐步回歸法（Stepwise regression），以AIC為篩選因子進行GLM模型構(gòu)建，并以R2衡量預測變量對響應變量的解釋程度。結(jié)果表明，年（Year）、月（Month）、經(jīng)度（Lon）、SST和Chla等因子加入后模型AIC降低，能解釋CPUE變化的98%（表1）。根據(jù)AIC，構(gòu)建的最佳GLM模型為：

2. 2 SCPUE與海洋環(huán)境因子的時間序列

冬季（1—2月）和夏季（8—9月）SSW、SST、Chla、SCPUE和漁業(yè)資源數(shù)據(jù)量時間序列分析結(jié)果（圖3）表明，SSW在夏季較低，主要在2～6 m/s范圍內(nèi)波動;冬季較高，主要在8～10 m/s范圍內(nèi)波動，且冬季風速呈下降趨勢。SST在夏季變化范圍為26.0～30.0 ℃，冬季變化范圍為18.0～22.0 ℃，冬季整體上呈升溫趨勢。Chla在夏季較低，主要在0.1～0.3 mg/m3范圍內(nèi)波動;冬季較高，主要在0.2～0.9 mg/m3范圍內(nèi)波動。觀測期間，Chla最小值為0.10 mg/m3（2012年8月上旬），最大值為1.5 mg/m3（2013年冬季）。SCPUE在夏季較高，主要在2.0～4.0范圍內(nèi)波動，冬季較低，主要在1.0～3.0范圍內(nèi)變動;2013年8月下旬的SCPUE最高，為4.3，2014年9月下旬最低，在0.2左右。漁業(yè)資源每旬的數(shù)據(jù)量主要為5～10個，夏季數(shù)據(jù)量較多，冬季較少。

2. 3 SCPUE與海洋環(huán)境因子的相關(guān)性

漁業(yè)資源SCPUE與環(huán)境因子的相關(guān)性分析結(jié)果表明，在冬季，較高SCPUE（SCPUE>3.0）的海域SST為17.0～24.0 ℃，Chla為0.2～0.6 mg/m3。最高SCPUE（4.47）出現(xiàn)在SST 17.4 ℃、Chla 0.3 mg/m3的海域（圖4-A）。在夏季，較高SCPUE（SCPUE>5.0）海域的SST為27.0～29.0 ℃，Chla為0.5～2.0 mg/m3;最高SCPUE（8.12）海域的SST為28.5 ℃、Chla為1.0 mg/m3（圖4-B）。

2. 4 燈光罩網(wǎng)漁場的時空分布情況

在冬季，粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場主要分布在東經(jīng)111°30′～113°、北緯20°30′～21°30′、Chla 0.3～2.0 mg/m3、SST 19.0～23.5 ℃的海域（圖5）;較高的SCPUE（1.0～2.0）主要分布在Chla 0.4～1.0 mg/m3、SST 20.5～23.0 ℃的海域。在夏季，粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場主要分布在東經(jīng)111°45′～113°45′、北緯20°30′～21°、Chla 0.1～1.0 mg/m3、SST 28.9～29.5 ℃的海域;較高的SCPUE（2.0～4.0）主要分布在Chla 0.2～0.5 mg/m3、SST 28.9～29.4 °C的海域。

由圖5還可看出，夏季漁場經(jīng)度重心主要集中在東經(jīng)112°30′～113°30′，冬季漁場經(jīng)度重心主要集中在東經(jīng)111°36′～112°30′，說明相對于冬季，夏季粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場重心發(fā)生東移，漁場經(jīng)度重心季節(jié)變化范圍約1°。

3 討論

3. 1 粵西海域SST、Chla和SSW的關(guān)系

葉綠素濃度是反映海洋浮游植物的重要指標，水溫作為影響浮游植物生長的關(guān)鍵因子之一，其變動常導致葉綠素濃度的改變（廖秀麗等，2018）。本研究結(jié)果表明，粵西海域冬季SSW高、SST低、Chla高，夏季SSW低、SST高、Chla低，與南海中西沙海域、北部灣至臺灣海峽的近岸海域Chla與SST的變化趨勢（Tang et al.，2003;李婷，2013;余景等，2017）基本一致。受季風影響，粵西海域冬季盛行東北季風，較高的SSW促使海洋混合層深度增加（武揚和程國勝，2013），海水垂直交換運動加劇、底層營養(yǎng)鹽抬升（Tang et al.，2003）。李小斌等（2006）研究表明，營養(yǎng)鹽是海域浮游植物的重要限制因素，其濃度升高可促進浮游植物生長，導致冬季Chla增加。在夏季，伴隨粵西海域較弱的西南季風，導致沿岸流水體向外海擴散的減弱作用，其海水垂直交換運動減弱，海域Chla降低;而在冬季，較強的東北季風使近岸高營養(yǎng)鹽水體向離岸海域擴散范圍增大，海域Chla增加（楊毅等，2015）。此外，受夏季西南季風的影響，在海南島東北部、雷州半島以東海域出現(xiàn)瓊東—粵西上升流，并向東延伸（許金電等，2013），上升流導致具有高鹽低溫的深層水體抬升，而促進表層浮游植物生長，對上升流流經(jīng)海域的Chla起抬升作用。

3. 2 粵西海域漁業(yè)資源時空分布與海洋環(huán)境的關(guān)系

魚類的時空分布通常與海洋環(huán)境要素存在一定響應關(guān)系（官文江等，2007）。本研究的相關(guān)性分析結(jié)果表明，在冬季，粵西海域較高資源量分布在SST 17.0～24.0 ℃、Chla 0.2～0.6 mg/m3的海域;在夏季，較高資源量分布在SST 27.0～29.0 ℃、Chla 0.5～2.0 mg/m3的海域。本研究的主要漁獲種類為鲹科（藍圓鲹等）、槍烏賊科（劍尖槍烏賊等）、帶魚科（帶魚）及金槍魚科（扁鮀鰹等），其中，藍圓鲹的適溫范圍為22.0～29.0 ℃（http：//www.fishbase.se），與粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場冬、夏季較高資源量集中分布的海域水溫相符。在臺灣海峽南部，燈光罩網(wǎng)鮐鲹漁場傾向分布于溫度鋒兩側(cè)，全年82%漁獲區(qū)在Chla 0.2～1.0 mg/m3的海域（李雪丁，2006），其中冬季（1—2月）漁場適宜的Chla為0.3～0.5 mg/m3，夏季（8—9月）漁場分布傾向于Chla 0.1～1.0 mg/m3的海域。在東海和黃海燈光罩網(wǎng)漁場，漁業(yè)資源量主要受SST影響，與Chla無顯著關(guān)系（官文江等，2009）。粵西海域燈光罩網(wǎng)漁場適宜的環(huán)境狀況與臺灣海峽南部燈光罩網(wǎng)漁場研究結(jié)果（李雪丁，2006）相近，但與東海和黃海燈光罩網(wǎng)漁場的研究結(jié)果（官文江等，2009）存在一定差異。這是因為在粵西海域和臺灣海峽南部海域燈光罩網(wǎng)漁場的主要捕撈種類為藍圓鲹、竹筴魚等鲹科魚類，在東海、黃海海域燈光罩網(wǎng)的主要魚種為鮐魚（占85%以上），不同捕撈種類適宜的海洋環(huán)境狀況不同，粵西燈光罩網(wǎng)漁場適宜的海洋環(huán)境主要與鲹科魚類（藍圓鲹）有關(guān)。

本研究結(jié)果表明，粵西海域夏季（8—9月）的漁場經(jīng)度重心較冬季（1—2月）約東移1°，說明燈光罩網(wǎng)漁場隨海域Chla的季節(jié)變動而發(fā)生遷移（李雪丁，2006）。在粵西海域，夏季浮游植物的密度重心向東漂移（蔡文貴等，2005），可能是該海域燈光罩網(wǎng)漁場夏季重心東移的原因之一?；浳骱Ｓ驘艄庹志W(wǎng)漁獲物以鲹科魚類（藍圓鲹）為主，藍圓鲹主要在春季產(chǎn)卵、秋冬季生長發(fā)育，其幼魚相對于成魚分布更傾向于高鹽水與沖淡水的混合水區(qū)，因此，夏季燈光罩網(wǎng)漁場向珠江口沖淡水區(qū)域遷移（陳國寶等，2003）。此外，南海金槍魚主要攝食中上層魚類和頭足類，圓鲹屬是其主要攝食對象之一（陶雅晉等，2017），即該海域鲹科魚類的季節(jié)遷移對金槍魚棲息具有一定指示作用。

3. 3 粵西海域漁業(yè)資源量季節(jié)變動

粵西海域燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量呈夏季高、冬季低的變化趨勢，與該海域底拖網(wǎng)調(diào)查結(jié)果（江艷娥等，2009;劉維達等，2011）一致。粵西海域燈光罩網(wǎng)漁獲物主要為鲹科（藍圓鲹）、槍烏賊科（劍尖槍烏賊）、帶魚科（帶魚）及金槍魚科（扁鮀鰹等），其中，藍圓鲹生命周期短，生長繁殖快，生活史策略傾向r-選擇，易受捕撈強度與環(huán)境變化的影響（陳國寶等，2003）。6—7月南海伏季休漁期間捕撈強度降低（朱玉貴，2009;鄒建偉等，2016），瓊東—粵西沿岸上升流導致粵西海域初級生產(chǎn)力增加，為夏季燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量的補充提供了餌料來源（蔡研聰?shù)龋?018）。藍圓鲹在春夏季向近岸區(qū)域遷移、產(chǎn)卵，秋冬季節(jié)向外海移動（鄒建偉等，2016），因而導致粵西海域燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量夏季較高、冬季較低。此外，劍尖槍烏賊的盛漁期在6—9月（孫典榮等，2011），也是燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量夏季較高的原因之一?；浳骱Ｓ驇~資源的主要捕撈方式為拖網(wǎng)（童玉和等，2014），扁鮀鰹等金槍魚科魚類為外海洄游魚類，是燈光誘捕頭足類的兼捕魚種而非主要魚種（張鵬等，2010），因此對粵西海域燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量季節(jié)變動影響較小。

粵西海域燈光罩網(wǎng)漁業(yè)資源量季節(jié)變動與粵西陸架以南海域、南海北部陸坡海域不同。粵西陸架以南海域燈光罩網(wǎng)漁獲物以頭足類（鳶烏賊）為主（張鵬等，2013），漁業(yè)資源量表現(xiàn)為春季最高、冬季最低;南海北部陸坡海域聲學調(diào)查以條帶眶燈魚、尾明角燈魚等為主（袁夢，2017），漁業(yè)資源量呈冬季高、夏季低。這可能與調(diào)查區(qū)域、調(diào)查方式及捕撈種類等因素有關(guān)，但具體原因有待進一步探究。

4 結(jié)論

粵西海域漁業(yè)資源呈夏季高、冬季低的變化趨勢，且從冬季到夏季其漁場經(jīng)度重心約東移1°，主要與瓊東—粵西上升流、粵西沿岸流及主要捕撈種類（鲹科魚類）等有關(guān)。

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（責任編輯 蘭宗寶）