北太平洋柔魚漁獲量與海洋環境關系的遙感學研究

唐峰華，崔雪森，樊 偉，沈建華，伍玉梅

(中國水產科學研究院東海水產研究所，漁業資源遙感信息技術重點開放實驗室，上海200090)

北太平洋柔魚漁獲量與海洋環境關系的遙感學研究

唐峰華，崔雪森，樊 偉，沈建華，伍玉梅

(中國水產科學研究院東海水產研究所，漁業資源遙感信息技術重點開放實驗室，上海200090)

通過對2009年北太平洋我國魷釣船的生產統計資料，結合遙感技術獲取的海表面水溫(SST)、葉綠素a、海流等數據進行分析，對北太平洋柔魚產量大幅下滑的原因進行了分析。研究認為：SST比往年偏低，使得柔魚資源補充量的減少，直接導致了北太平洋柔魚產量大幅下滑；葉綠素a濃度分布波動較大，這一反常現象很可能導致了在傳統作業海域漁汛后期，特別是9、10月份無法形成像往年那樣正常的大規模漁場；由于海流的波動較大，導致餌料生物分布不穩定，沒有大規模的集中分布，以致柔魚在其索餌、性成熟的洄游過程中受到影響；如水溫因子、黑潮的變動和惡劣的天氣等不利海況也可能是造成2009年北太平洋柔魚產量大幅下降的主要因素之一。

柔魚；北太平洋；葉綠素a；海流；資源補充量

柔魚(Ommastrephe bartrami)，中文異名巴特柔魚、赤魷(臺灣名稱)等，廣泛分布于三大洋，目前柔魚被規模性開發利用的海域主要在北太平洋[1]，其中心漁場多分布于150°E～160°W、35°N～43°N海域的黑潮與親潮交匯混合區域以及混合水向東延伸的亞極海鋒面混合區[2]。國內外對其漁場形成與海洋環境關系的研究較多，如 Yatsu A[3-4]、Nagasawa K[5]、陳新軍[6-8]、沈新強[9]、沈建華[10]等。但2009年北太平洋柔魚生產船中，除了投產早、個別生產好的單船產量達到200～230 t外，絕大多數產量只有100～150 t，總產量降幅超過60%，產況為近10 a最低水平。針對這樣的情況，本研究根據生產船的統計資料及相關遙感影像獲取的數據，從海水表溫(SST)、海流、葉綠素a分布以及海況等因素，分析北太平洋柔魚產量大幅下滑的原因，為以后北太平洋的柔魚生產作業和漁情預報提供參考。

1 材料和方法

1.1 生產數據來源

生產資料包括作業日期、經緯度、日產量由中國遠洋漁業分會魷釣工作組提供，具體來源于舟漁1301、舟漁805等北太魷釣信息船上的生產信息日報。

1.2 海洋環境數據來源

北太平洋魷釣作業海域海表溫度(SST)、葉綠素a數據來源于NASA水色遙感網站 (http://oceans.gsfc.nasa.gov/)，海流數據源自美國應用科學咨詢公司（ASA）。數據覆蓋的空間范圍為 140°E～180°E、38°N～46°N， 空間分辨率為經緯度0.25°×0.25°，時間跨度范圍為 2009 年 7-10 月。

1.3 數據處理方法

(1)利用單位捕撈努力量(Catch Per Unit Effort，CPUE，t/(vessel·d))，表示北太平洋柔魚的資源豐度：

式中：C為月捕撈量(t)；B為月捕撈總船次(vessel)；D為作業天數(d)。

(2)作業海域SST、海流、葉綠素a的分布數據處理：應用中國水產科學研究院漁業資源遙感信息技術重點開放實驗室開發的大洋漁業信息服務系統(http://www.rs-fishery.net.cn/)，分別制作了SST、海流與葉綠素a的月平均分布圖。

2 結果與分析

2.1 北太平洋柔魚的生產概況

2009年在作業船數沒有減少的情況下，其柔魚總漁獲量和平均單船產量只有往年水平的1/3左右，可見下滑幅度之大①中國漁業協會遠洋漁業分會之魷釣技術組.2009年度遠洋魷釣、近海圍網漁業有關技術報告.2010.。從圖1中CPUE的分布來看，2009年在主要傳統漁場150°E～160°E 明顯比往年低， 其平均 CPUE 為 1.18 t/(vessel·d)， 而2007年和 2008年分別為 3.48 t/(vessel·d)和 2.68 t/(vessel·d)，是 2009 年的 2 倍多；在 150°E 以西和 170°E 以東2個非主要作業海域的平均日產量略高于2007和2008年度。而從各作業海域產量比重來看(圖2)，主要集中在150°E～160°E的傳統作業漁區內，各海域所占比重并沒有發生巨大的變化。

圖1 2006-2009年不同海域柔魚CPUE的分布情況

圖2 2006-2009年各作業海域漁獲量比重

2.2 漁獲產量與水溫因子的分布關系（圖3）

7 月，大多數漁船集中在 153°～156°E、39°～43°N；其海水表溫在13～19℃之間，最高日產量有3 t以上，平均產量1.8 t/(vessel·d)左右。 同時在 165°E、40°N 附近海域有少量的漁獲，水表溫在18～19℃。

8月按照往年正常情況下，北太平洋柔魚漁場進入盛漁漁汛期，而2009年情況異常，中心漁場海水表溫只有16～20℃，漁場向北偏移，主要集中在 153°E～157°E、41°N～44°N的范圍海域內生產。到8月下旬，作業船數達到266艘，而總產量不高，平均日產量只在1.5 t/(vessel·d)左右，遠遠低于往年同期產量。

9月份，魷釣船繼續向東北方向移動，中心漁場為153°E～160°E、43°N～45°N 附近海域，海水表溫為 18～20℃，平均日產量只有1 t/(vessel·d)左右，相比于往年同期，處于非常低的水平。該時期，整個太平洋海域無法找到大規模的高產漁場。

進入10月份，北太平洋柔魚漁獲產量明顯減低，平均日產量只有0.5 t/(vessel·d)1左右。魷釣船主要集中在153°E～154°E、42°N～44°N 的小范圍內，海表水溫 16～19℃，無法尋找到大規模的的較好產量的漁場，小漁場較分散，且產量低，好像已經進入了漁汛末期。由于漁獲產量的明顯降低，于11月份，大多數漁船開始返航。

2.3 作業海域海流的波動

圖3 2009 年 7(a)、8(b)、9(c)、10(d)月漁獲產量與 SST 的分布關系

在西北太平洋，有兩大海流，即黑潮和親潮，柔魚傳統的作業漁場分布于黑潮第二分支(自西向東)和親潮交匯的流隔附近。而2009年7-10月黑潮第二分支(以表溫16℃等溫線表征)超南偏向，強勢減弱，勢力范圍縮小，同時親潮冷水系向南入侵較廣，冷水團明顯較往年強。特別是8、10月份，見圖4（b）、（c），冷暖水團交融波動異常，極可能導致深層水溫較異常，偏低。

圖4 2009 年 7(a)、8(b)、9(c)、10(d)月份作業海域海流的波動

2.4 葉綠素a的分布特征

圖5 2009年7(a)、8(b)、9(c)、10(d)月份作業海域葉綠素a的分布情況

在主要生產區域，其中 140°E～150°E、40°N～42°N 附近海域，7、8月葉綠素 a濃度范圍為 0.10～0.30 mg/m3，9月其主要分布為 0.20～0.50 mg/m3，10 月則上升到 0.50～1.00 mg/m3；在150°E～160°E、40°N～43°N 附近海域，7、8 月葉綠素 a 濃度分布范圍為 0.10～0.30 mg/m3，9 月其主要分布為 0.20～0.50 mg/m3，10 月則上升到 0.30～1.00 mg/m3。 在 160°E～170°E、40°N 附近海域，8月葉綠素 a濃度分布范圍為 0.10～0.20 mg/m3，7、9和10月其主要分布為0.20～0.50 mg/m3；具體其他海域7～10月份葉綠素a濃度分布特征詳見圖5。其中10月份在40°N以北海域葉綠素a濃度明顯增高。

3 討論

3.1 漁獲量與資源補充量的分析

據有關研究[11]，西北太平洋柔魚冬春生西部群體2月產卵場最適溫度為21°～25°C。根據Osaco和Murata的研究結果[12]秋生中部系群和東春生西部系群其產卵區大致在35°N、150°E西南以伊豆、小笠原諸島為中心的黑潮逆流區。而2009 年北太平洋 30°N～35°N、135°E～145°E 海域形成較大的蛇形彎曲，整個海域水溫比往年普遍偏低，其中21°C等溫線向南偏移，這可能導致柔魚資源補充量下降。由于柔魚類是一種具有機會主義的大洋性種類，其資源狀況極易受到海洋氣候環境的影響，比如厄爾尼諾或拉尼娜等反常的天氣現象[13]。而2009年太平洋上正好是一個厄爾尼諾年，世界氣象組織在8月發出警告，“厄爾尼諾現象已經在太平洋東部出現”。該組織發言人穆尼奧斯說：2009年的6月和7月，科學家在赤道東太平洋觀測到了海面溫度上升。6月底，海面溫度普遍超過正常溫度0.5～1℃，7月份也是如此。反常的氣候通過海對柔魚產卵場海洋環境的影響，進而影響到柔魚補充量的發生、生長等。由于資源補充量的減少直接導致了2009年北太魷釣產量大幅下滑。

3.2 葉綠素a分布與漁場的關系

2004年樊偉[14]通過衛星遙感反演獲取的環境數據分析得到，柔魚漁場葉綠素濃度大致為0.10～0.60 mg/m3，濃度處于0.12～0.14 mg/m3之間時，漁場出現頻率最高，從漁場海域葉綠素濃度分析，漁場主要形成于0.10～0.30 mg/m3。同期沈新強[15]研究表明在西中東漁場，表層葉綠素a含量與浮游植物數量呈正相關關系；表層葉綠素a的分布與魷魚中心漁場存在較好的對應關系，中心漁場主要位于0.10 mg/m3葉綠素a的分值線舌狀部分或葉綠素a水平梯度較大處，漁場中心的葉綠素a值大于0.10 mg/m3。葉綠素a的分布與環境要素及漁場具有密切的相關性。本研究對北太平洋柔魚漁場葉綠素a分布分析也得到了一些異常的結果。圖5中主要作業漁場 150°E～160°E、40°N～43°N 附近海域， 葉綠素 a 濃度在 7-10 月呈逐月 升高趨 勢，7、8 月為 0.10～0.30 mg/m3，9 月 為0.20～0.50 mg/m3，10 月上升到 0.30～1.00 mg/m3，9 月和 10 月的葉綠素a濃度反常，高于樊偉[14]分析得到的主要漁場的葉綠素a濃度范圍，這也許是導致了在傳統作業海域在漁汛后期，特別是9、10月份無法形成像往年那樣正常的大規模漁場的部分原因。

3.3 餌料生物對柔魚資源的影響

對于一年生的柔魚來說，餌料生物的分布對柔魚資源漁場形成至關重要。早期黃洪亮等[16]通過對攝食等級較高的柔魚餌料成份的分析，發現柔魚的餌料成份由頭足類、魚類和甲殼類組成，種類較多。國外Aoki和Miyashita對日本鳀幼體的研究[17]發現，隨著離岸距離的增加，幼體的平均體長增加，由于較大個體的幼魚洄游到北部的輔合區，而柔魚是以鳀魚為餌料生物，從而間接反映了柔魚漁場的分布。根據唐玉順的研究報道[18]，由于暖寒流的流隔區內餌料生物豐富，柔魚北上洄游又受北方南下的冷水的影響，柔魚向北洄游受阻，滯留索餌集群形成柔魚中心漁場，暖寒流系的強弱產生流隔區位置的變化，相應柔魚中心漁場的位置發生變化。初步推斷2009年北太平洋海域由于海流變化多端，導致餌料生物分布極其不穩定，沒有大規模的集中分布，以致柔魚在其索餌、性成熟的洄游過程中受到影響。因此本年度漁場沒有形成較大的規模，我國魷釣漁獲產量明顯降低，極有可能與其作業海域餌料生物的豐富程度與分布有關。

3.4 海況對漁場漁獲量的影響

首先，水溫因子(是海流分布的一種表現)對柔魚產量和對漁場形成有著很大的關系，溫度是影響柔魚生長、攝食生殖洄游和趨光反應等重要的外界因素之一[19]。盡管柔魚的適溫范圍比較廣，約為9～27°C，但在不同季節不同海域都有著不同的漁發水溫指標，水溫是尋找和判定漁場的指標之一。而近年來，北太平洋約 42°N～50°N 與 152°E～154°E 海域一直是北太柔魚的聚集海區，漁汛期間水溫基本保持在15～18℃，但今年2009年海表溫異常，漁汛旺期(8-9月)傳統作業漁場海表水溫普遍比往年偏低1°C左右。水溫偏低導致該海區漁汛期變短，可能部分魷魚潛入深海無法捕撈。另外在100 m水層有一個明顯冷水分支南下，分布位置為154°E～156°E，向南的前端水溫明顯比往年偏低，較異常，由于柔魚水溫敏感性強，不利于柔魚集群。因此初步判定該冷水分支勢力的異常，導致整個海域水溫比往年偏低，很可能是今年漁汛期產量大幅下滑的一個因素。此外，由于柔魚是一種暖水性的種類，黑潮勢力的強弱及其與親潮交匯的此消彼長的情況對柔魚資源狀況及其分布和漁場的形成均會產生一定的影響。王文宇等[20]利用RS/GIS技術研究表明，黑潮、親潮兩大海流的交匯引起的海水溫度和浮游生物的變化，是柔魚漁場空間格局形成的關鍵因素。如1998年黑潮勢力強，漁汛提前，且柔魚分布偏北，漁場穩定獲得高產[21]。而2001年黑潮出現的情況可能跟2009年類似。菅野等[22]繪制了2001年黑潮流軸的位置，2001年大部分時問，黑潮在日本南部發生蛇行現象，只有在8月中旬才未出現蛇行，循常規流路流動。這種大蛇行對黑潮主流區、續流區、逆流區以及各北向分支的位置和強弱有很大的影響。黑潮蛇行的發生對該海域附近的中下層的溫度有很大影響，而且在黑潮逆流區表層以下觀測到小范圍不規則水流的存在，也許就是這種水流造成了中層水域的溫度波動。初步判定2009年也是黑潮大彎曲較強盛的年份(圖4)，國外Komatsu等[23]研究發現浮游植物沿黑潮下游分布，特別是黑潮彎曲的頂部，因此黑潮發生彎曲時，浮游動物向北分布，從而影響漁場位置的北移。Sugimoto等[24]曾研究發現在黑潮大彎曲時魚卵輸送到孵化場的比率要高，但特殊情況下，可能比率會下降，由黑潮入侵導致的覓食環境惡劣造成。黑潮大蛇行，與親潮交匯時勢力偏弱，漁汛期漁場流隔不明顯，位置波動較大，不利于柔魚生長和集群，這也是導致2009年柔魚產量大幅下滑的一個重要原因。這與邵全琴[25]、沈建華等[10]的研究結果相一致。

另外海上的天氣也是一個因素。有關報道[26]，北太柔魚漁場天氣變化主要受北太平洋副熱帶高壓，溫帶氣旋(低氣壓)和熱帶氣旋三大天氣系統交替控制影響。漁場主要的災害性天氣有低壓大風、臺風大風和海霧三種。2009年北太平洋海域天氣變化多端，尤其是臺風的直接北上，導致該海域海面天氣反常的惡化，這也是導致捕撈效率降低，魷釣捕撈量下滑，企業捕撈船轉移生產，產量下降的一個因素。

4 結論

經本研究的分析討論，在此總結2009年北太平洋柔魚漁獲產量大幅度下降的一些相關因素。其中柔魚資源補充量的減少很可能是一個直接的內在原因；其次中心漁場海表葉綠素a濃度在漁汛后期分布異常以及對應餌料生物的豐富程度下降，都有可能使作業海域無法形成大規模的柔魚漁場；而不利用海況對漁場形成有著密切的關系，水溫偏低導致漁場漁汛期變短，可能使部分柔魚潛入深海無法捕勞，以及變化多端的海上天氣，增加了捕撈難度，漁獲效率明顯降低，產量下滑。

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Study on Relationship of Neon Flying Squid Yield in North Pacific Ocean with Marine Environment by Remote Sensing

TANG Feng-hua,CUI Xue-sen,FAN Wei,SHEN Jian-hua,WU Yu-mei
（Key Laboratory of Fishery Remote Sensing and Information,East China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Shanghai 200090,China）

The reasons of sharp drop in squid jigging production in the North Pacific in 2009 were analyzed through related production statistics of squid fishing vessels and data of SST,chlorophyll a,sea currents by remote sensing images in the operation area.The study showed that the reduction of stock recruitment due to the lower SST led to the sharp drop in squid production of the North Pacific in 2009,the chlorophyll a concentration fluctuation was too high in the late fishing season to form large-scale fisheries in traditional fishing waters especially in September and October,the changing currents led to unstable distribution of food organisms to affect the migratory processes of squid feeding and sexual maturation.At last,the bad conditions may also be one of the major factors caused sharp decline in squid production in North Pacific,such as temperature,dynamics of the Kuroshio and poor weather conditions.

neon flying squid;North Pacific Ocean;chlorophyll a;current;stock recruitment

Q178

A

1003-2029（2011）02-0007-06

2011-01-18

國家高技術研究發展計劃（863計劃）資助項目(2007AA092202)；國家科技支撐計劃資助項目(2006BAD09A05)

唐峰華（1982-），男，研究實習員，碩士，研究方向：海洋生態學和漁業遙感學研究。E-mail:f-h-tang@163.com

致謝：本文得到中國遠洋漁業分會魷釣工作組的大力支持，謹致謝忱！