東黃海日本鮐燈光圍網(wǎng)漁場重心年際變化及其與環(huán)境因子關(guān)系

袁小楠，陳新軍，2，3，4，李 綱，2，3，4

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院//2.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心// 3.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室//4.遠洋漁業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 201306 ）

東黃海日本鮐燈光圍網(wǎng)漁場重心年際變化及其與環(huán)境因子關(guān)系

袁小楠1，陳新軍1，2，3，4，李 綱1，2，3，4

（1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院//2.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心// 3.大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室//4.遠洋漁業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海 201306 ）

根據(jù) 1998—2011年我國大型燈光圍網(wǎng)漁船在東黃海捕撈日本鮐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用最短空間距離法對鮐其漁場重心進行聚類分析，對漁場重心的聚類結(jié)果，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，分析海表溫度（Sea Surface Temperature，SST）、海平面高度（Sea Surface Height，SSH）和葉綠素a質(zhì)量濃度（ρChl-a）與漁場重心的關(guān)聯(lián)程度。結(jié)果表明：環(huán)境因子對漁場重心的影響程度從高到低依次為SST、SSH、ρChl-a，環(huán)境因子與漁場重心在緯度上的關(guān)聯(lián)性比經(jīng)度密切。

最短空間距離法；漁場重心；灰色關(guān)聯(lián)分析；環(huán)境因子；日本鮐鮐魚

日本鮐（Scomber japonicas）屬于暖溫大洋性中上層魚類，燈光圍網(wǎng)是其主要捕撈方式之一。我國的日本鮐漁場主要分布在外洋冷水與沿岸暖水交匯區(qū)［1］。研究漁場空間分布及其與海洋環(huán)境的關(guān)系，有助于了解日本鮐的資源空間分布，有利于漁船的科學(xué)生產(chǎn)與管理。苗振清［2］、張月霞等［3］、李綱等［4］等利用了地理信息系統(tǒng)和傳統(tǒng)統(tǒng)計方法，研究海洋環(huán)境因子對近海日本鮐漁場變化的影響，發(fā)現(xiàn)海表溫、海平面高度、葉綠素濃度等環(huán)境因子對日本鮐漁場分布影響明顯，且有各自適宜的范圍。近年來生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，我國近海鮐魚漁場年間變化較大，然后這些年間變化是什么原因造成的，目前還沒有這方面的報道。為此，本研究利用1998-2011年我國大型燈光圍網(wǎng)漁船在東黃海捕撈日本鮐的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用空間距離分析方法和灰色系統(tǒng)理論等方法，分析日本鮐漁場重心的年間變化以及與各環(huán)境因子的關(guān)系，以期探討日本鮐漁場空間分布差異的原因，為今后我國大型燈光圍網(wǎng)漁業(yè)的科學(xué)生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

日本鮐的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自上海海洋大學(xué)魷釣技術(shù)組，時間段為1998—2011年的8—11月，原始的生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括船名、作業(yè)日期、作業(yè)經(jīng)緯度、捕撈產(chǎn)量。海洋環(huán)境數(shù)據(jù)包括海表溫（Sea Surface Temperature，SST）、海平面高度（Sea Surface Height，SSH）和葉綠素a質(zhì)量濃度（ρChl-a），來自網(wǎng)站 http://oceanwatch.pifsc.noaa.gov/，時間分辨率為月，空間分辨率 0.25°，時間為1998—2011年8—11月。

所有生產(chǎn)統(tǒng)計和海洋環(huán)境數(shù)據(jù)按時間分辨率月、空間分辨率0.5° × 0.5°（為一個漁區(qū)）進行預(yù)處理。

1.2 研究方法

（1）基于產(chǎn)量的漁場重心。計算公式如下［5］：

式中，X為各月基于產(chǎn)量的漁場重心經(jīng)度，Y為各月基于產(chǎn)量的漁場重心緯度，Ci為各月漁區(qū) i的日本鮐產(chǎn)量，Xi為漁區(qū)i中心的經(jīng)度，Yi為漁區(qū)i中心的緯度。

（2）空間聚類分析。采用最短距離法計算各年度8—11月各月漁場重心的空間距離。最短距離的公式為：

（3）影響漁場重心的海洋環(huán)境因子分析。根據(jù)空間聚類的結(jié)果，分別選取各類的代表性年份，然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，按月分析不同類別中各環(huán)境因子對漁場重心的影響程度（LSST，LSSH，LChl-a），以各年同一月份的漁場重心經(jīng)緯度為母序列，各年相同月份的各環(huán)境因子為子序列。計算方法見文獻［6-7］，空間分辨率取0.5° 。

2 結(jié) 果

2.1 各年度漁場產(chǎn)量重心變化分析

1998—2011年間，8月份漁場重心分布在123°2′E—126°19′E、26°57′N—29°50′N，平均漁場重心位置為124°3′E、27°55′N（表1）；9月份漁場重心分布在123°12′E—126°30′E、27°19′N—37°12′N，平均漁場重心為124°22′E、30°15′N（表1）；10月份漁場重心分布在123°36′E—126°10′E、29°36′N—37°47′N，平均漁 場重心位置為124°30′E、34°12′N（表1）；11月份漁場重心分布在 122°58′E—125°36′E、31°49′N—36°5′N，平均漁場重心為 124°31′E、34°31′N（表1）。由表1分析可知，1998—2011年8—11月份漁場重心在緯度上變化范圍為 122°58′E—126°31′E、26°57′N—37°48′N，即漁場重心在緯度上的變化范圍較經(jīng)度上大。

表1 1998—2011年8—11月日本鮐漁場重心分布Table 1 Gravity of fishing ground for Scomber japonicas during August to November of 1998-2011

2.2 漁場重心聚類

以空間距離1.25為閥值（圖1），計算各年份漁場重心聚類，8月份分為（2005）、（2007）、（2001、2008、2011、2006、2004、2010、2000、1999、2009、1998、2002、2003）3類；9月份分為（2000）、（2001）、（1998）、（1999、2005、2008、2004、2003、2007、 2006、2010、2002、2009、2011）4類；10月份分為（1998）、（2006）、（2000）、（2001、2002、2004、1999、2003、2010、2008、2007、2011、2005、2009）4類；11月份分為（2010）、（2001）、（2006、1999、1998、2000、2007、2005、2003、2002、2008、2004、2009、2011）3類。

圖1 8—11月各月日本鮐漁場重心聚類結(jié)果Fig.1 Monthly clustering result of gravity of fishing ground for Scomber japonicas during August to November

2.3 海洋環(huán)境因子對日本鮐漁場重心的影響

根據(jù)最短距離聚類分析結(jié)果，8月份共分為3類，分別取2005年、2002年、2007年作為分析樣本；9月份共分為4類，分別取2000年、2001年、2010年、1998年作為分析樣本；10月份共分為4類，分別取1998年、2006年、2009年、2000年作為分析樣本；11月份共分為3類，分別取2010年、2009年、2001年作為分析樣本?；疑P(guān)聯(lián)度分析結(jié)果（表2），各月份海洋環(huán)境因子對漁場重心（經(jīng)度和緯度）的影響程度是一致的，均為關(guān)聯(lián)值為LSST＞LSSH＞LρChl-a，即環(huán)境因子對漁場重心的影響程度為SST＞SSH＞Chla。分析還發(fā)現(xiàn)環(huán)境因子對漁場中心在經(jīng)度上的影響比緯度上的大。

表2 8—11月各環(huán)境因子與日本鮐漁場重心的灰色關(guān)聯(lián)度Table 2 The grey correlation degree between environmental factors and gravity of fishing ground for Scomber japonicas

3 分析與討論

1998—2011年間，8—11月捕撈日本鮐的我國大型燈光圍網(wǎng)漁場重心在經(jīng)度上分布在124°03′E—124°31′E，在緯度上分布在 27°55′N—34°31′N。由此可見，漁場重心在緯度上的變化范圍比經(jīng)度上范圍大（圖2），基于產(chǎn)量的日本鮐漁場重心發(fā)生明顯的北移現(xiàn)象，這與日本鮐實行季節(jié)性洄游有顯著的關(guān)聯(lián)性。崔科等［8］也曾對東黃海鮐魚漁場重心做過分析，本研究與其分析結(jié)果一致。本研究中日本鮐的漁場重心在年際變化上也極為顯著，如 8月份，2002—2003年漁場重心分布在26.94—26.97゜N、123.37—123.44゜E海域，而2000—2001年則分布在 28.22—29.13゜N、123.05—123.32゜E海域，在經(jīng)度和緯度上平均相差0.2゜E、1.8゜N；9月份，2000—2001年漁場重心分布在34.22—37.20゜N與123.20—123.87゜E海域，而1998—1999年則分布在27.31—27.50゜N、123.31—123.36゜E海域，在經(jīng)度和緯度上平均相差0.2゜E、7.7゜N；10月份，1999—2002年漁場重心分布在35.92—37.79゜N、123.63—124.64゜E海域，而 2009—2011年則分布在 32.20—33.56゜N、124.85—125.30゜E海域，在經(jīng)度和緯度上平均相差1.1゜E和4.0゜N；11月份1998—2000年漁場重心分布在35.87—36.08゜N、124.24—124.33゜E海域，而 2009—2011年則分布在 31.82—33.41゜N、124.99—125.60゜E海域，在經(jīng)度和緯度上平均相差1゜E和 3.3゜N，其中月份漁場重心的年際變化相對較小。分析認為，年間漁場重心的顯著變化，與黃海暖流及冷水勢力的強度變動相關(guān)，具體體現(xiàn)在年際表溫的差異，這一結(jié)果與灰色關(guān)聯(lián)度分析一致。同時也可能受到厄爾尼諾現(xiàn)象［9］和長江沖淡水［10］等的影響洪華發(fā)等的研究認為，厄爾尼諾現(xiàn)象會對近海各種生物資源量分布產(chǎn)生影響，進而對近海日本鮐圍網(wǎng)漁場重心的偏移產(chǎn)生影響。

圖2 1998—2011年各月日本鮐漁場重心空間分布Fig.2 Monthly gravity of fishing ground for Scomber japonicas during 1998 to 2011

灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果，海洋環(huán)境因子對日本鮐漁場重心的影響程度為SST＞SSH＞Chla。王從軍等［11］在分析 1999—2011年東、黃海日本鮐資源豐度年間變化時，GAM模型驗證了SST是對日本鮐資源豐度指數(shù)影響最大的環(huán)境因子，資源豐度高的海域就是漁場的重心，因此從另一方面也說明SST與日本鮐漁場重心的關(guān)系較為密切。李綱等［12］在利用漁獲產(chǎn)量分析夏季日本鮐漁場分布及其海洋環(huán)境因子的研究中，認為葉綠素a濃度并非日本鮐漁場形成的主要因素，本研究從另一個側(cè)面來驗證李綱等［12］的研究結(jié)果。

雖然與SSH、Chla相比，SST是影響近海日本鮐燈光圍網(wǎng)漁場重心較大的因子，但這并不是說漁場重心的形成只和SST有關(guān)，其他的海洋環(huán)境因子同樣起到了重要的作用，SST只是表征出來的環(huán)境因子。關(guān)于長江沖淡水表現(xiàn)出低溫，而黑潮暖水分支表征出高溫，類似這些影響日本鮐漁場分布年間差異的機制還有待進一步研究。

［1］唐啟升.中國專屬經(jīng)濟區(qū)海洋生物資源與棲息環(huán)境［M］.北京：中國科學(xué)出版社，2006.

［2］苗振清.東海北部近海夏秋季鮐鲹漁場與海洋水文環(huán)境的關(guān)系［J］.浙江水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報，1993（1）：32-39.

［3］張月霞，苗振清，盧占暉.基于GIS/RS的東海南部漁場海表溫度與中上層魚類漁獲量的關(guān)系［J］.浙江海洋學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2007（2）：150-154.

［4］李綱，陳新軍.東海鮐魚資源和漁場時空分布特征的研究［J］.中國海洋大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007（6）：921-926.

［5］曹曉怡，周為峰，樊偉，等.印度洋大眼金槍魚、黃鰭金槍魚延繩釣漁場重心變化分析［J］.上海海洋大學(xué)學(xué)報，2009（4）：466-471.

［6］陳新軍.灰色系統(tǒng)理論在漁業(yè)科學(xué)中的應(yīng)用［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：198.

［7］陳新軍，錢衛(wèi)國，許柳雄，等.北太平洋150°E-165°E海域柔魚重心漁場的年間變動［J］.湛江海洋大學(xué)學(xué)報，2003，03：26-32.

［8］崔科，陳新軍.東、黃海圍網(wǎng)漁場鮐魚參魚產(chǎn)量的年際變動［J］.海洋學(xué)研究，2005（2）：41-49.

［9］洪華生，何發(fā)祥，楊圣云.厄爾尼諾現(xiàn)象和浙江近海鮐鲹魚漁獲量變化關(guān)系——長江口ENSO漁場學(xué)問題之二［J］.海洋湖沼通報，1997（4）：8-16

［10］楊紅，章守宇，戴小杰，等.夏季東海水團變動特征及對鮐鲹漁場的影響［J］.水產(chǎn)學(xué)報，2001（3）：209-214.

［11］王從軍，鄒莉瑾，李綱，等.1999-2011年東、黃海鮐資源豐度年間變化分析［J］.水產(chǎn)學(xué)報，2014（1）：56-64.

［12］李綱，陳新軍.夏季東海漁場鮐魚產(chǎn)量與海洋環(huán)境因子的關(guān)系［J］.海洋學(xué)研究，2009（1）：1-8.

（責(zé)任編輯：陳莊）

Annual Change of Fishing Ground Gravity for Scomber japonicas by Large Light Seine Fishery and Their Relationship with Environmental Factors in the East China Sea and Yellow Sea

YUAN Xiao-nan1，CHEN Xin-jun1，2，3，4，LI Gang1，2，3，4
（1.College of Marine Sciences of Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.National Engineering Research Center for Oceanic Fisheries，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；3.The Key Laboratory of Sustainable Exploitation of Oceanic Fisheries Resources，Ministry of Education，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；4.Collaborative Innovation Center for Distant-water Fisheries，Shanghai 201306，China）

Chub mackerel（Scomber japonicas），an important economic pleagic species in the East China Sea and Yellow Sea，is targeted by large light purse seine fishery.Nearest neighbour method of cluster analysis was used to culster the gravity centres of fishing groud of large light purse seine fleets during 1998 to 2011.Morever，applied grey correlation approach was utilized to analyze the correlation degrees between the gravity of fishing groud and environmetal factors，i.e.sea surface temperature（SST），sea surface height（SST） and sea surface chlorophyll a concentration（Chl-a）.The results indicatd that the environmetal factors greatly affcted the spatial-temporal distribution of the gravity of fishing ground，and the ability from high to low was SST，SSH，and Chl-a.Futhermore，the correlation degrees between environmental factors and latitude of gravity of fishing groundwas were higher than those between environmental factors and longitude of gravity of fishing ground.

nearest neighbour method of cluster analysis；gravity of fishing ground；grey correlation approach；environmetal factors；Scomber japonicas

S931.41

A

1673-9159（2016）03-0110-05

10.3969/j.issn.1673-9159.2016.03.018

2015-07-05

國家自然科學(xué)基金（NSFC41476129，NSFC41276156）；國家863計劃（2012AA092303）；國家科技支撐計劃（2013BAD13B01）

袁小楠（1992—），女，碩士研究生，研究方向為漁業(yè)資源評估。Email： shanglilaidewa@163.com

陳新軍，男，教授，研究方向為漁業(yè)資源與漁場學(xué)、遠洋魷釣漁業(yè)、漁業(yè)資源經(jīng)濟學(xué)。Tel： 021-61900306，E-mail：xjchen@shou.edu.cn