南海鸢乌贼两个群体间角质颚形态差异分析

角质颚具有形态特征稳定、良好的信息储存和耐腐蚀等特点,是开展头足类生物学研究的主要硬质材料之一。于2012年9月用灯光罩网船采集南海鸢乌贼样品,共采集角质颚1 325对,对其12个形态参数进行生物学测量,以胴长(ML)数据进行校正后,对中型群(MFS)和微型群(DFS)的形态差异进行分析,并构建了不同群体的判别函数。均数差异性检验表明:MFS群体不同性别的角质颚的上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下侧壁长(LLWL)存在显著差异(P0.01);DFS群体不同性别的UHL、UCL、上侧壁长(ULWL)、上翼长(UWL)、LHL、下翼长(LWL)存在显著性差异(P0.01);不同群体雄性的角质颚UHL、上喙宽(URW)、ULWL、UWL存在显著差异(P0.01);不同群体雌性的角质颚UHL存在显著性差异(P0.01)。主成分分析表明:MFS群体的主成分因子主要集中在UHL/ML和URL/ML,DFS群体主要集中在ULWL/ML、UCL/ML、LRL/ML、LRW/ML和URW/ML。以性别为区分,利用角质颚对2个群体分别建立判别函数,正确率均达到65%以上,2个群体在部分形态学指标上存在显著性差异,结论具有一定可信度。     

南海外海鸢乌贼渔场范围与海洋环境的关系

为研究南海外海鸢乌贼渔场范围与海洋环境因子之间的联系,本文根据2013−2018年广西壮族自治区北海市灯光罩网渔船在南海外海的鸢乌贼生产数据和海洋环境遥感数据,对鸢乌贼渔场范围的时空分布与海表面温度(SST)、海表面高度(SSH)和海表面叶绿素a (Chl a)浓度的关系进行研究。结果表明：在5°～20°N,108°～118°E海域内,SST、SSH、Chl a 浓度3个环境因子对鸢乌贼渔场范围的时空分布影响较大。其适宜的SST、SSH、Chl a浓度分别为：25～31℃、46～80 cm、0.05～0.27 mg/m³,其渔场重心由南向北转移。此外,通过对2013−2018年1−12月的单位捕捞努力量渔获量(CPUE)与海洋环境因子的关系进行K-S检验,结果显示CPUE和海洋环境因子之间没有显著性差异,即SST、SSH、Chl a 浓度3个环境指标可以有效地表征鸢乌贼资源密度和中心渔场分布状况。     

南海鸢乌贼中型群雄性个体肌肉和性腺组织能量积累及其分配

利用组织能量密度测定技术和残差指标分析方法, 分析了南海鸢乌贼中型群雄性个体肌肉组织和性腺组织的能量积累及其分配变化过程。结果显示, 胴体、尾鳍、足腕、精荚复合体、精巢等组织的能量密度值分别为21.16±1.44、21.98±1.51、21.44±1.50、20.83±1.70和21.41±1.70kJ?g ^-1。胴体和精荚复合体两组织的能量密度在不同性腺成熟度之间均存在显著性差异, 而尾鳍、足腕、精巢等3种组织的能量密度则在不同性腺成熟度之间均没有统计学差异。个体总能量积累为299.31±90.81kJ; 随着个体生长, 总能量积累呈现增加的趋势。胴体、足腕和尾鳍等肌肉组织的能量占比为95.31%~98.04%, 随着性腺发育呈现降低的趋势; 精巢和精荚复合体等性腺组织的能量总投入占比为2.63%~5.33%, 随着性腺发育呈增加的趋势, 并在Ⅴ期达到最大值。同时, 残差指标分析显示, 胴体、尾鳍、足腕等肌肉组织能量积累-胴长残差与性腺组织能量积累-胴长残差呈显著的正相关关系, 表明个体性腺发育过程中肌肉组织能量没有转化用于性腺组织的生长发育, 其生殖能量投入倾向于外源性投入。初步掌握了南海鸢乌贼中型群雄性个体肌肉和性腺组织能量的积累变化过程, 为深入了解它们的繁殖策略和为可持续开发利用该种类资源提供了科学基础。     

西北印度洋鸢乌贼内壳形态特性研究

为探究西北印度洋鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)内壳的形态特性,利用2019年9—11月中国灯光罩网作业在西北印度洋海域采集的594尾鸢乌贼样本,通过内壳结构研究生长特性及不同性别间生长差异。主成分分析表明,内壳长(gladius length, GL)、翼长(vanes length, VL)、尾锥长(cones length, CL)、尾锥宽(greatest width of cones, GWC)和叶轴最大宽度(greatest width of proostracum, GWP)可作为描述西北印度洋鸢乌贼内壳外形变化的特征参数。协方差分析表明,除VL外所有特征参数与胴长(mantel length, ML)的生长关系均存在性别间显著性差异;所有特征参数与体重(body weight, BW)的生长关系也均存在性别间显著性差异。根据方程拟合与AIC(Akaike''s Information Criterion)比较,内壳的参数与胴长和体重均具有显著相关性,可以用线性函数、幂函数、对数函数等表示。由于内壳参数测量相对于胴长测量误差小更准确,因此内壳参数可用于鸢乌贼生物学特性的研究。对比不同头足类内壳结构与胴体的函数关系的差异,可用内壳参数作为种群划分的参考,也为利用内壳结构研究鸢乌贼渔业生物学及资源评估提供了参考依据。     

基于耳石微结构的南海鸢乌贼日龄和生长研究

年龄和生长速度等参数是渔业资源评估和管理的基础。鸢乌贼生命周期短、生长速度快。为研究鸢乌贼的日龄和生长, 利用2016年10月—2017年9月灯光罩网作业方式采集的南海鸢乌贼样本, 通过耳石微结构研究南海鸢乌贼不同种群、性别间的日龄组成和生长的差异, 结果表明: 1) 鸢乌贼中型群日龄范围48~125d, 优势日龄61~80d, 雌雄个体日龄组成差异显著; 微型群日龄范围44~95d, 优势日龄51~70d, 雌雄个体日龄组成差异极显著。2) 鸢乌贼中型群孵化时间为2016年7月—2017年7月, 1月和7—8月为孵化高峰期; 微型群孵化时间为2016年6—10月和12月至翌年2月, 1月和8月为孵化高峰期。3) 中型群雌雄胴长、体质量与日龄分别符合对数和线性关系; 微型群雌雄胴长与日龄分别符合对数和Logistic关系, 而体质量与日龄符合Logistic关系。4) 南海鸢乌贼微型群生长速度大于中型群, 微型群雄性个体生长速度大于雌性, 而中型群雄性个体生长速度小于雌性。通过对耳石生长纹的分析, 了解鸢乌贼的日龄组成、推算孵化时间、选出合适的生长方程及估算生长速度, 为渔业生物学提供基础资料。     

基于GAM模型的南海鸢乌贼CPUE时空分布及其与环境因子的关系

根据2013-2016年南海两艘灯光罩网渔船的生产统计资料,结合卫星遥感获取的环境因子数据,运用广义可加模型(GAM)分析了南海春季鸢乌贼渔场分布及其与时空和环境因子的关系.结果 表明:2013-2014年鸢乌贼单位捕捞努力量渔获量(CPUE,Catch Per Unit Effort)呈增长趋势,而2015-2016...     

不同气候条件下南海西沙海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)渔业生物学比较研究

为探讨不同气候条件对鸢乌贼(Sthenoteuthisoualaniensis)渔业生物学影响,根据2015年8月(厄尔尼诺年)、2016年8月(拉尼娜发生期)和2017年8月(正常时期)我国灯光罩网船在南海采集的1 970尾鸢乌贼样本,对其胴长、体重、性腺成熟度、胃饱满度、初次性成熟胴长进行了比较研究。结果表明:不同年间鸢乌贼雌雄比例不同, 2017年最高, 2015年次之, 2016年最低;优势胴长组不同,2015年最大, 2017年次之, 2016年最小;优势体重组也不同, 2015年最大, 2017年次之, 2016年最小。协方差分析表明不同年间胴长与体重的关系均不存在性别间显著性差异, 2015、2016和2017年分别最适用线性、幂和指数函数表示;不同年间样本性成熟组成存在差异,雌雄样本性成熟样本分别占对应总数的30.96%和25.40%、46.41%和11.15%、7.35%和28.46%;胃饱满度组成也不同。不同年间初次性成熟胴长不同, 2015、2016和2017年雄性初次性成熟胴长分别为184.12、144.41、132.70 mm;雌性分别为192.66、143.68、188.52 mm。结果表明,不同气候变化引起的海洋环境的变化对鸢乌贼渔业生物学产生影响:温度升高导致鸢乌贼个体减小,性成熟胴长减小,雌雄间的个体差异变大。     

基于动量自适应BP神经网络的鸢乌贼模式识别

近年来, 计算机模式识别技术因其识别结果准确、快速, 而不断被用于生物判别邻域。本文利用MATLAB软件实现动量自适应BP神经网络(back propagation neural networks)对西北印度洋、中东太平洋和南海3个海区的鸢乌贼角质颚及其胴长进行模式识别。研究结果显示, 训练成型的神经网络收敛误差仅为4.416×10^-2, 加入动量和自适应学习率的BP神经网络对鸢乌贼地理种群的识别率有显著提高。3个海区的正确识别率分别为100%、88.89%和94.12%, 总成功率为 93.24%, 说明角质颚外部形态和胴长可用于鸢乌贼地理种群的区分。而BP神经网络的其他学习算法, 如梯度下降法、单一动量法和单一自适应法的总识别率分为74.32%, 77.03%和87.84%。本研究的识别效果稳定, 对于大样本训练集的识别率也高达92.77%, 为头足类的种群判别提供了新的方法和思路。     

南海西沙群岛海域鸢乌贼Sthenoteuthis oualaniensis胃组织微塑料沉积特性研究

随着微塑料在全球海洋环境和鱼类中被发现,海洋微塑料污染越来越受到各界学者的关注。然而头足类微塑料的研究甚少,南海鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)对微塑料的摄取特性的研究更是未见报道。根据2020年3~5月中国生产调查船于南海西沙群岛海域采集的36尾鸢乌贼样本,对其胃组织微塑料沉积特性进行了研究。结果表明,36尾鸢乌贼样本中有33尾胃组织中发现微塑料,共计88个,单个样本微塑料含量介于0~6个,平均为2.44个。微塑料长度范围为0.121~2.748 mm,平均为0.878mm,且75.0%的微塑料长度小于1mm;颜色包括黑色(39.8%)、蓝色(31.8%)、透明(10.2%)、白色(6.8%)、红色(6.8%)和黄色(4.6%)6种,材质主要由棉(cotton)(50.0%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(21.6%)、人造丝(Rayon)(10.2%)、聚酯纤维(Polyester)(9.1%)、聚苯乙烯泡沫塑料(Styrofoam)(4.5%)、聚乙烯(PE)(2.3%)和丙烯酸塑料(acrylic)(2.3%)7种组成。相关性分析表明,南海鸢乌贼胃组织微塑料的含量与胃重、摄食强度无显著相关性,但与平均胴长、体重、年龄呈显著线性相关。研究结果认为,南海鸢乌贼胃组织微塑料的沉积随着个体的生长而逐渐积聚,这种积聚与自身生长可能呈对数函数关系(a>1)。     

印度洋西北海域鸢乌贼渔场分布与海面高度的关系

根据2004年9月至2005年1月我国鱿钓船在印度洋西北海域进行鸢乌贼（Symlectoteuthis oualaniensis）调查的数据,并结合海面高度,利用Marineexplorer4．0软件对渔获量分布及其与海面高度图进行了叠加分析。结果表明,高渔获量的中心渔场大多分布在海面高度Hss≤0的附近海域,在Hss≥0的附近海域有一定的渔获量。研究认为,中心渔场分布在冷暖涡的交汇处,但是渔场的中心偏向于Hss≤0的冷水涡一侧。     

西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源与海洋环境的关系

根据2006-2010年春季（3-5月）大型罩网渔船的生产监测数据,运用广义线性模型（Generalized Linear Model,GLM）对鸢乌贼单位捕捞努力量渔获量（Catch Per Unit Effort,CPUE）进行标准化,同时结合卫星遥感数据（海表温度、叶绿素a浓度及海面风场）对西沙-中沙海域春季鸢乌贼资源量变化和海洋环境的关系进行统计分析。结果表明,春季鸢乌贼资源在海表温度（Sea Surface Temperature,SST）25~28.5℃、叶绿素a浓度（chlorophyll a concentration,Chl a）0.1~0.16 mg/m3时随着水温的升高和叶绿素a浓度的降低而增大,资源量最高的SST范围为27~28.5℃、Chl a范围为0.1~0.13 mg/m3。西沙-中沙海域春季Chl a峰值出现在3月份,该时期为鸢乌贼的繁殖高峰期。鸢乌贼的资源量在5月份达到峰值,其对Chl a的响应时间延迟约2个月。此外,2008年春季鸢乌贼资源量波动较大,与2007-2008年的拉尼娜事件引起的气候异常有关。研究结果对于了解西沙-中沙海域鸢乌贼资源变动规律、指导鸢乌贼资源科学生产、开发南海外海渔业资源等具有重要意义。     

南海西沙群岛海域鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)角质颚微结构及生长特性研究

角质颚是鸢乌贼重要的摄食器官,信息储存能力强,被广泛用于重建头足类生活史等研究。根据2017年5—8月中国灯光罩网渔船在南海西沙群岛海域采集的860尾鸢乌贼样本,结合经研磨后角质颚微结构中的日龄轮纹,对角质颚微结构及其外形生长特性展开了研究。结果表明,鸢乌贼角质颚上颚微结构分为头盖部和脊突部,两部均由明暗交替的日龄生长纹组成,头盖部的日龄生长纹较为清晰且易于读取。选取上头盖长(UHL)、上脊突长(UCL)、上侧壁长(ULWL)、上翼长(UWL)、下头盖长(LHL)、下脊突长(LCL)、下侧壁长(LLWL)和下翼长(LWL)作为描述西沙群岛海域鸢乌贼角质颚生长的外形特征参数。协方差分析表明,角质颚外形特征参数不存在性别间显著性差异。AIC分析表明, UCL和LCL与日龄的生长关系最适用线性生长模型表示, ULWL和LLWL与日龄的生长关系最适用对数生长模型表示, UHL、UWL、LHL和LWL与日龄的生长关系则均最适用于逻辑斯蒂生长模型表示。随着日龄的增加,鸢乌贼角质颚外形特征参数与胴长的比值基本稳定。日龄范围为211—240 d时,鸢乌贼角质颚UHL、UCL、UWL、LHL、LCL、LLWL和LWL的绝对生长率(AGR)较低。鸢乌贼角质颚在日龄介于121—210 d时生长迅速,在日龄介于211—240 d时生长速率下降,日龄211—240 d可能是鸢乌贼角质颚外部形态生长的拐点。研究结果为后续利用角质颚研究南海鸢乌贼的渔业生物学、生态学和关键生活史提供了科学依据。     

印度洋西北部公海鸢乌贼资源特征及其与海况的关系

根据2004年9月~2005年4月我国鱿钓船在印度洋西北部12°N~21°30′N,58°E~65°E获得的鸢乌贼资源调查资料,对其资源特征及其与海况关系进行了分析。研究认为,调查海域内鸢乌贼均有一定的分布,其中以14°30′N、60°E~63°E附近海域CPUE为最高。渔获物胴长范围为163~560 mm,优势胴长组为280~440 mm,占总数的70.51%,平均胴长为365.0 mm。渔获个体组成随纬度变化差异显著,而随经度变化差异不明显。16°N以南海域,雌性个体一般以Ⅰ、Ⅱ期为主;16°N以北海域,则以Ⅲ~Ⅴ期为主。分析还认为,鸢乌贼分布与表温、海面高度距平关系密切,9~11月适宜表温为27~28℃,12月~翌年3月为26~27℃,高产渔场大都分布在海面高度距平SSHA≤0的附近海域。     

海表温度对南沙海域鸢乌贼资源变动的影响

根据南沙海域2018—2019年鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)灯光罩网渔获数据和海表温度(sea surface temperature,SST)遥感数据,研究SST对鸢乌贼资源变动的影响。经验正交函数分析(empirical orthogonal function, EOF)显示南沙海域SST季节变化明显,月均值在年内呈双峰型变化,峰值出现在5—6月和10月。2019年南沙海域发生厄尔尼诺,SST高温频率升高,年均值较2018年升高0.3℃。2018年鸢乌贼的单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)为春季(3—5月)高,夏季(6—7月)低,2019年CPUE为冬季(2月)高,夏季(6月)低。广义相加模型(generalized additive model,GAM)显示,月份、SST、纬度和经度4个因子对CPUE的总偏差解释度为55.0%,其中月份与SST的偏差解释度大于其他因子。鸢乌贼群体的适宜温度为27.5~29.5℃,SST超过29.5℃会导致CPUE降低。鸢乌贼渔场集中分布于10°N—12°N、113°E—116°E,各月渔场重心随温度发生变化,低温时东移,高温时西移。     

南海中南部上层的盐指与湍流混合过程

基于2012年8月12日至9月5日中国南海海洋湍流微结构剖面仪(Turbo Map)观测资料和温盐深剖面仪(CTD)资料,对南海中南部海域上层500m以浅的混合过程进行了分析。南海次表层高温高盐的水团和中层低温低盐的水团构成的垂向温盐环境,利于在该深度范围内盐指的发育。通过盐指与湍流相关参数的计算,评估了盐指在南海上层跨越等密面混合的作用。结果表明南海中部(18°N)相对于南海南部呈现高的温度耗散率(χ)、高的混合效率(Γ)、低湍动能耗散率(ε)及低浮性雷诺数(Rε)等特征,即中部盐指信号明显强于南部。但整体海域仍然呈现出"低Γ;高Rε"的湍流特征,表明盐指对混合的贡献较小,南海中南部的上层混合还是以湍流混合为主导。另外,南海南部的混合强于中部,且呈现出整体水柱均具有较强混合的特征,其原因可能和内潮与南部相对较浅而复杂的地形相互作用有关。     

阿拉伯北部公海海域鸢乌贼渔场分布及其与海洋环境因子关系

根据2004年9~12月在阿拉伯北部公海海域鸢乌贼资源的探捕生产情况,分海区初步分析了海洋环境因子与中心渔场之间的关系。调查表明,中心渔场分布在62°E~64°E、12°N~13°N,59°E~62°E、15°N~18°N和62°E~64°E、18°N~20°N三个海区。中心作业渔场基本分布在冷水与暖水交汇边缘处,并处于冷水涡边缘一侧。中心渔场的适宜表温27~29℃、表层盐度35.5~36.5。不同作业渔场的温盐结构不同。北部渔场的表温相对要高于南部渔场,但是50m以下水层的温度则相反;中部渔场的各层盐度明显低于南部和北部渔场。GAM模型分析表明,产量与表温、50m水温和200m水温以及各层盐度的关系密切。     

印度洋西北部海域鸢乌贼渔场分布及其与海面温度的关系

根据2004年9月-2005年4月印度洋西北海域鸢乌贼生产调查资料及海面温度数据,按经纬度1°×1°空间分辨率,采用软件Marine Explorer 4.0和数理统计方法对鸢乌贼作业渔场分布及其与海面温度的关系进行了分析。结果显示,9月-翌年1月作业渔场分布比较分散,分布在11°30′~19°30′N,58°~64°E海域;2-4月作业渔场分布比较集中,主要分布在15°~16°30′N,60°~61°30′E。各月份的平均日产量波动不大。作业渔场的适宜海面温度为25~29℃。经Kruskal-Wallis统计检验,调查期间各个温度组作业CPUE不存在显著性差异。     

基于碳氮稳定同位素的西北印度洋鸢乌贼摄食习性研究

内壳是头足类重要的硬组织器官之一,鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)内壳的生长具有不可逆性,是记录鸢乌贼整个生活史信息的良好载体。根据2019年3~5月中国灯光罩网渔船在西北印度洋生产调查期间采集的鸢乌贼样本,利用碳氮稳定同位素技术,研究了个体间的营养生态位关系、摄食习性等。结果表明,雌、雄鸢乌贼个体的内壳δ¹³C不存在显著性差异(P>0.05),而δ¹⁵N存在显著性差异(P<0.05)。营养生态位结果显示,雄性群体的生态位宽幅比雌性群体的要大。雌、雄个体的内壳生长对δ¹³C均没有显著影响(P>0.05),但雌、雄个体的内壳生长对δ¹⁵N均有显著影响(P<0.05), δ¹³C (1.28‰)和δ¹⁵N (3.46‰)值的变化表明鸢乌贼在生长过程中存在洄游现象,营养等级发生改变,且同时期的雌性个体较雄性个体捕食营养层级更高的食物。     

南海的盆地群与盆地动力学

南海发育有众多的新生代盆地,按发育位置,总体可分为陆架盆地、陆坡盆地和深海海盆,陆架、陆坡盆地成因上与大陆边缘的裂解、转换密切相关,可分为走滑拉分-伸展盆地群、挤出-断陷盆地群、伸展-俯冲挠曲型盆地群,这些盆地进一步发展可形成不同阶段的洋盆群,西南次海盆发育程度低,中央次海盆发育程度高,因而南海盆地群的盆地动力学不是单一的动力学机制下形成的,机制非常复杂多变。这些盆地新生代以来经历了神狐、南海、东沙等多期构造运动,形成了复杂的角度不整合分布,且这些角度不整合时空上存在一定迁移规律。伴随着盆地构造迁移演化,断裂、岩浆、沉积沉降中心、成藏、灾害等都表现出显著的跃迁规律。南海成因的动力学背景复杂,受多种因素影响,其中板块动力因素既有东侧太平洋板块俯冲、菲律宾海板块楔入的影响,又有西侧印度洋板块斜向俯冲、洋中脊俯冲,还可能有北侧青藏高原隆升、大陆块体挤出的影响;同时,深部底侵、拆沉、地幔柱、地幔水化过程等地幔动力学背景也不可忽视。最终提出南海海盆的开启模式可能为走滑拉分模式,与太平洋构造域演化关系更为密切。     

基于DNA条形码研究中国枪乌贼和鸢乌贼的食物种类组成*

中国枪乌贼(Uroteuthis chinensis)和鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)作为中国南海头足类的关键种, 对海洋生态系统的物质流动与能量循环具有重要影响, 其摄食生态的研究将对海洋食物网的构建具有重要意义。由于传统胃含物分析法难以准确鉴定糜状饵料生物的组成, 本研究利用DNA条码技术, 针对中国枪乌贼和鸢乌贼不可辨认的食物糜提取组织DNA, 选用线粒体基因细胞色素C氧化酶亚基I(Mitochondrial cytochrome oxidase subunit I, COI)作为分子标记, 获得的序列在Genbank中进行比对分析, 并使用GMYC(Generalized Mixed Yule Coalescent)模型进行物种界定和构建系统进化关系。结果成功鉴定出中国枪乌贼饵料物种有13种, 鸢乌贼饵料物种有8种, 共20种(其中1种为共有饵料)。比较发现, 汕头-台湾浅滩渔场的中国枪乌贼主要摄食鱼类、甲壳类和头足类, 而南海中部海域鸢乌贼则主要摄食鱼类和头足类。两物种均存在同类相食现象, 但鸢乌贼表现更明显。