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Biological characteristics, temporalspatial distribution of Portunus trituberculatus and relationships between its density and impact factors in Laizhou Bay, Bohai Sea, China.

莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响


根据2011年5月—2012年4月进行的9个航次(月份)的底拖网调查,研究了莱州湾水域三疣梭子蟹的生物学特征、数量分布以及环境因子的影响.结果表明: 莱州湾三疣梭子蟹生物量密度的月间排序为9月>10月>7月>8月>6月>11月>3月>5月>4月.其中1龄以下个体占绝对优势,2011年7—10月4个航次所占比例平均值为86.1%.9个航次中,三疣梭子蟹的体质量、头胸甲宽及头胸甲长的平均值均以8月最高、4月最低.7—11月,雌、雄个体肥满度均以8月最高,分别为1.030和1.023,7月最低,雌雄均为1.007;雌雄个体肥满度的性别差异不显著.除6—8月外,其他月份性比(雌/雄)均小于1.0.莱州湾三疣梭子蟹5—7月主要集中在黄河口、龙口近岸,8—9月以潍坊及龙口近海密度最高,11月至翌年4月主要集中在湾口深水区.Pearson相关分析表明,莱州湾三疣梭子蟹数量分布与表层水温、溶解氧和水深的相关性最高,其次为盐度和浮游动物密度,与浮游植物密度及其他底层渔业生物个体数的相关性最低.与1981年同期对比,2011年莱州湾三疣梭子蟹的头胸甲长显著降低.建议适当降低捕捞强度,提高捕捞规格,进一步加强三疣梭子蟹增殖基础的研究,提出更加合理的增殖放流数量,以利于三疣梭子蟹资源的可持续利用.

Biological characteristics, density and its spatial distribution of Portunus trituberculatus in Laizhou Bay, together with the impact of environmental factors, were analyzed based on the bottom trawl data of 9 surveys from May 2011 to April 2012, in order to provide scientific basis for utilizing and protecting the resource of P. trituberculatus. The monthly variation of biomass density could be described as September > October > July >  August > June > November > March > May > April. The average values were highest in August 2011 and lowest in April 2012, for body mass, width and length, respectively. The individual fatness coefficient was highest in August 2011 both for the female (1.030) and the male (1.023), lowest in July both for the female (1.007) and the male (1.007). The difference of fatness coefficient was not significant (P>0.05) between the female and the male. The sex ratio (female/male) was less than 1.0 in most of all months except June, July and August. P. trituberculatus was mainly distributed in the Yellow River estuary and the offshore off Longkou in May-July, in offshore off Weifang and Longkou in August-September, and in deepwater area of the Laizhou Bay mouth from October to next April. Pearson correlation analysis indicated that environmental factors that best matched the density of P. trituberculatus were sea surface temperature (SST), dissolved oxygen (DO) and water depth (Dep), followed by salinity (Sal) and zooplankton density, the last were phytoplankton density and the number of other demersal fisheries species. The body length of P. trituberculatus in 2011 was significantly smaller (P<0.01) compared with that in 1981. To sustainably utilize the resource of P. trituberculatus in Laizhou Bay, we suggested that the fishing effort should be reduced, the catchable size should be raised, the research of enhancement basements should be promoted and more reasonable releasing quantity should be proposed.


全 文 :莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、
时空分布及环境因子的影响
吴  强1,2  王  俊1,2  陈瑞盛1  黄经献3  左  涛1,2  栾青杉1,2  金显仕1,2∗
( 1中国水产科学研究院黄海水产研究所农业部海洋渔业资源可持续利用重点开放实验室 /山东省渔业资源与生态环境重点
实验室, 山东青岛 266071; 2青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室, 山东青岛 266071;
3中国水产科学研究院下营增殖实验站, 山东潍坊 261312)
摘  要  根据 2011年 5月—2012年 4月进行的 9 个航次(月份)的底拖网调查,研究了莱州
湾水域三疣梭子蟹的生物学特征、数量分布以及环境因子的影响.结果表明: 莱州湾三疣梭子
蟹生物量密度的月间排序为 9月>10月>7月>8月>6月>11月>3 月>5 月>4 月.其中 1 龄以
下个体占绝对优势,2011 年 7—10 月 4 个航次所占比例平均值为 86.1%.9 个航次中,三疣梭
子蟹的体质量、头胸甲宽及头胸甲长的平均值均以 8月最高、4月最低.7—11月,雌、雄个体肥
满度均以 8月最高,分别为 1.030和 1.023,7月最低,雌雄均为 1.007;雌雄个体肥满度的性别
差异不显著.除 6—8月外,其他月份性比(雌 /雄)均小于 1.0.莱州湾三疣梭子蟹 5—7月主要
集中在黄河口、龙口近岸,8—9月以潍坊及龙口近海密度最高,11 月至翌年 4 月主要集中在
湾口深水区.Pearson相关分析表明,莱州湾三疣梭子蟹数量分布与表层水温、溶解氧和水深的
相关性最高,其次为盐度和浮游动物密度,与浮游植物密度及其他底层渔业生物个体数的相
关性最低.与 1981年同期对比,2011年莱州湾三疣梭子蟹的头胸甲长显著降低.建议适当降低
捕捞强度,提高捕捞规格,进一步加强三疣梭子蟹增殖基础的研究,提出更加合理的增殖放流
数量,以利于三疣梭子蟹资源的可持续利用.
关键词  三疣梭子蟹; 生物学特征; 时空分布; 环境因子; 莱州湾
本文由国家重点基础研究发展计划项目(2015CB453303)、公益性行业(农业)科研专项(201303050)和山东省“泰山学者”工程专项(2008⁃67)
资助 This work was supported by the National Basic Research Program of China (2015CB453303), the Special Fund for Agro⁃scientific Research in the
Public Interest (201303050), and the Taishan Scholar Program of Shandong Province (2008⁃67) .
2015⁃10⁃26 Received, 2016⁃03⁃10 Accepted.
∗通讯作者 Corresponding author. E⁃mail: jin@ ysfri.ac.cn
Biological characteristics, temporal⁃spatial distribution of Portunus trituberculatus and rela⁃
tionships between its density and impact factors in Laizhou Bay, Bohai Sea, China. WU
Qiang1,2, WANG Jun1,2, CHEN Rui⁃sheng1, HUANG Jing⁃xian3, ZUO Tao1,2, LUAN Qing⁃
shan1,2, JIN Xian⁃shi1,2∗ ( 1Ministry of Agriculture Key Laboratory for Sustainable Utilization of Ma⁃
rine Fishery Resources / Shandong Provincial Key Laboratory of Fishery Resources and Ecological En⁃
vironment, Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao
266071, Shandong, China; 2Function Laboratory for Marine Fisheries Science and Food Production
Processes, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071,
Shandong, China; 3Xiaying Enhancement and Experiment Station, Chinese Academy of Fishery Sci⁃
ences, Weifang 261312, Shandong, China) .
Abstract: Biological characteristics, density and its spatial distribution of Portunus trituberculatus
in Laizhou Bay, together with the impact of environmental factors, were analyzed based on the bot⁃
tom trawl data of 9 surveys from May 2011 to April 2012, in order to provide scientific basis for uti⁃
lizing and protecting the resource of P. trituberculatus. The monthly variation of biomass density
could be described as September > October > July > August > June > November > March > May >
April. The average values were highest in August 2011 and lowest in April 2012, for body mass,
width and length, respectively. The individual fatness coefficient was highest in August 2011 both
应 用 生 态 学 报  2016年 6月  第 27卷  第 6期                                            http: / / www.cjae.net
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2016, 27(6): 1993-2001                  DOI: 10.13287 / j.1001-9332.201606.017
for the female (1.030) and the male (1.023), lowest in July both for the female (1.007) and the
male (1.007). The difference of fatness coefficient was not significant (P>0.05) between the fe⁃
male and the male. The sex ratio ( female / male) was less than 1.0 in most of all months except
June, July and August. P. trituberculatus was mainly distributed in the Yellow River estuary and the
offshore off Longkou in May-July, in offshore off Weifang and Longkou in August-September, and
in deep⁃water area of the Laizhou Bay mouth from October to next April. Pearson correlation analysis
indicated that environmental factors that best matched the density of P. trituberculatus were sea sur⁃
face temperature ( SST), dissolved oxygen (DO) and water depth (Dep), followed by salinity
(Sal) and zooplankton density, the last were phytoplankton density and the number of other demer⁃
sal fisheries species. The body length of P. trituberculatus in 2011 was significantly smaller (P
<0.01) compared with that in 1981. To sustainably utilize the resource of P. trituberculatus in
Laizhou Bay, we suggested that the fishing effort should be reduced, the catchable size should be
raised, the research of enhancement basements should be promoted and more reasonable releasing
quantity should be proposed.
Key words: Portunus trituberculatus; biological characteristics; temporal and spatial distribution;
environmental factors; Laizhou Bay.
    受人类活动、环境污染及气候变化等方面的影
响,目前包括黄海[1-2]、渤海[3]在内的世界许多海
域[4-8]的渔业资源群落均发生了较大程度的改变.过
去的几十年中,中国近海渔业资源严重衰退,资源持
续下降[9-10],许多传统的重要经济种类的补充基本
上依赖于增殖放流[11] .三疣梭子蟹(Portunus tritu⁃
berculatus)隶属于甲壳纲十足目梭子蟹科,分布于中
国、日本及朝鲜等海域[12] .因具有经济价值高、生长
快、繁殖技术成熟等特点,目前三疣梭子蟹已成为中
国北方近海增殖放流最热门的种类之一.以山东省
为例,2014 年放流三疣梭子蟹约 2.88 亿尾,取得了
显著的经济效益[13] .
莱州湾位于渤海东南部,面积约为 6966 km2,
拥有 319 km 的海岸线[14] .受黄河等诸多河口的影
响,莱州湾具有多样的栖息地以及丰富的饵料基础,
为中国北方许多渔业种类最重要的产卵场和索饵
场[15] .近 50年以来,由于受到过度捕捞、环境污染
等方面的影响[16],黄河口邻近海域渔业群落食物网
结构发生了显著改变,顶级捕食者从高营养级生物
逐渐转变为中低营养级,食物链变短[11] .近 20 年
来,黄河口邻近海域受黄河径流带来的泥沙干扰,陆
源污染严重,又受到过度捕捞和气候变化的影响,渔
业生物群落结构处于波动状态,生物多样性指数呈
下降趋势,渔业生物健康度指数降低[17-18] .与鱼类
资源的严重衰退相比,莱州湾甲壳类资源的下降趋
势相对平缓.甲壳类在莱州湾渔业生态系统中的地
位逐渐凸显[19] .由于甲壳类主要以底栖生物食性种
类为主,目前莱州湾食物网结构简单[11],三疣梭子
蟹的大规模放流可能加剧底栖生物食性种类的食物
竞争.林群等[20]利用 Ecopath 模型估算出黄河口邻
近水域三疣梭子蟹的增殖生态容量为 1.51 t·km-2 .
假如参考此容量进行放流,三疣梭子蟹的种群密度、
数量分布、生长发育、存活率等方面会受到何种影
响,均需要进一步的研究.本文通过逐月调查采样,
统计分析了莱州湾水域三疣梭子蟹的数量分布,初
步研究了其头胸甲长、体质量、性比及肥满度等生物
学特征,以期为莱州湾三疣梭子蟹资源的可持续利
用提供科学依据.
1  调查海区与研究方法
1􀆰 1  调查海区及样品采集
月间变化数据来自 2011 年 5—11 月及 2012 年
3—4月期间于莱州湾水域进行的 9 个航次的综合
调查(因海冰等恶劣天气,12 月至翌年 2 月未执
行).为消除昼夜活动差异对渔获率的影响,调查均
在昼间(6:00—18:00)进行.调查站位见图1,调查
图 1  渤海莱州湾调查区域及采样站位
Fig.1   Study area and sampling stations in the Laizhou Bay,
Bohai Sea.
4991 应  用  生  态  学  报                                      27卷
采用 350马力单拖,具体采样方法见吴强等[21] .
年代际变化数据来自 1982 年以来于莱州湾进
行的春(5月)、夏(8月)两季的长期调查.调查船只
为 275马力双拖,底拖网参数: 网口高度 6.0 m,网
口宽度 22.6 m,网口周长 1740目,网目 63 mm,囊网
网目 20 mm.
1􀆰 2  样品测定
海上调查现场对捕获的三疣梭子蟹样品进行计
数、称量,并记录头胸甲长、宽及体质量的范围.随机
对捕获三疣梭子蟹个体中的 984尾进行了详细的头
胸甲长、宽、体质量、性别等生物学特征测定,头胸甲
长、宽均精确至 mm,体质量精确至 g.样品生物学测
定、浮游生物网具规格以及水环境数据采集方法均
参考吴强等[21] .
1􀆰 3  数据分析
肥满度是评价三疣梭子蟹品质的重要指标之
一.肥满度指数有多种计算方法,其中将相对状态指
数 Kn作为肥满度指数系统误差较小[22],计算公式
为:Kn =W / (aLb),其中:W 为体质量(g);L 为头胸
甲长(cm);a和 b依据 lgW= lga+blgL 回归求得.
应用 PRIMER 5.0 软件包进行多元统计分析,
统计三疣梭子蟹在各月及各站位的 Bray⁃Curtis 相似
性指数,并进行聚类(cluster analysis)和非度量多维
标度 分 析 ( non⁃metric multidimensional scaling,
MDS).三疣梭子蟹的数量分布与环境单因子的相关
性采用 SPSS软件包中的 Correlate 程序进行 Pearson
相关(双尾检测)分析.考虑到浮游动植物对三疣梭
子蟹饵料基础的影响,以及底层渔业生物与三疣梭
子蟹生态位的竞争关系,本研究不仅分析了三疣梭
子蟹的数量分布与水温(SST)、盐度(Sal)、溶解氧
(DO)、水深(Dep)等环境因子的关系,同时研究了
三疣梭子蟹的数量分布与浮游动物、浮游植物及底
层渔业生物密度的相关性.
2  结果与分析
2􀆰 1  三疣梭子蟹的相对资源密度
2011—2012年 9 个航次共拖曳 148 网次 (站
次),共捕获三疣梭子蟹 1365 尾,合计 81.34 kg,平
均个体质量为 59.56 g.三疣梭子蟹周年平均网获生
物量为(0.55±0.68) kg·h-1,平均网获个体数为
(9.2±13.2) ind·h-1 . 从图 2可以看出,三疣梭子蟹
平均网获生物量的周年变化大体呈双峰型,从 2011
年 5月的 24.18 g·h-1上升至 6月的 139.44 g·h-1,
7月达568.44 g·h-1 ,8月下降为463.67 g·h-1 ,
图 2  莱州湾三疣梭子蟹资源密度的月间变化
Fig.2  Monthly variation in resource density of Portunus tritu⁃
berculatus in Laizhou Bay.
9月达峰值 1925. 68 g·h-1,10 月下降为 1290. 56
g·h-1,11 月为 119. 70 g·h-1,翌年 3 月为 34. 26
g·h-1,4月下降至仅 10.10 g·h-1 .平均网获个体数
的变化趋势与平均网获生物量一致,从 2011 年 5 月
的 0.7 ind·h-1上升至 6 月的 1.7 ind·h-1,7 月达
5.1 ind·h-1,8 月下降至 3.8 ind·h-1,9 月达峰值
40.6 ind·h-1,10 月下降至 18.7 ind·h-1,11 月为
4.3 ind·h-1,翌年 3月仅为 2.1 ind·h-1,4 月下降
至1.3 ind·h-1 .
从图 3 可以看出,1982 年以来,三疣梭子蟹生
物量总体呈下降趋势,其所占总渔获的百分比变化
趋势有所不同.春季(5月),莱州湾三疣梭子蟹的生
物量 1982 年至 1993 年再到 1998 年一直呈下降趋
势,2004年大幅回升,此后 2010、2013 年持续下降;
其所占渔获物百分比的变化趋势与生物量基本一
致.夏季(8月),莱州湾三疣梭子蟹的生物量 1982—
1993年呈上升趋势,1998 年迅速下降至最低值,
2010年有所恢复,2013 年再次下降;所占渔获物百
分比的变化趋势与生物量大体一致,2013 年三疣梭
子蟹的生物量较 2010年有所下降,但其所占渔获物
百分比却呈上升趋势.
2􀆰 2  三疣梭子蟹的生物学特征
鉴于 2011年 5月及 2012年 4月捕获三疣梭子
蟹样本数过少,可能会影响生物学参数估算的准确
性,因此表 1仅列出了这 2 个月份三疣梭子蟹头胸
甲长、头胸甲宽及体质量的范围.三疣梭子蟹周年的
59916期                  吴  强等: 莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响         
图 3  莱州湾三疣梭子蟹生物量及其所占百分比的长期变化
Fig.3  Long⁃term variation in biomass and catch percentage of Portunus trituberculatus in the Laizhou Bay.
a) 春季 Spring; b)夏季 Summer. Ⅰ: 获渔量 Fishing effort; Ⅱ: 百分比 Percentage.
表 1  莱州湾三疣梭子蟹的头胸甲长、甲宽、体质量及性比
Table 1  Carapace length, carapace width, body weight and sex ratio of Portunus trituberculatus in the Laizhou Bay
调查时间
Survey time
头胸甲长
Carapace length (mm)
范围
Range
平均值
Mean
头胸甲宽
Carapace width (mm)
范围
Range
平均值
Mean
体质量
Body mass (g)
范围
Range
平均值
Mean
肥满度
Fatness

Female

Male
性比(雌 /雄)
Sex ratio
(female /
male)
样品数
Number of
samples
2011⁃05⁃06—11 18~64 38~156 1~195 - - 12
2011⁃06⁃08—12 19~75 52.11±10.89 41~163 113.94±21.43 5~200 80.96±41.31 - - 1.07 35
2011⁃07⁃08—12 33~83 60.18±10.54 70~184 129±23.7 16~280 112.03±57.1 1.007 1.007 1.14 91
2011⁃08⁃01—05 15~96 63.40±13.87 43~172 135.25±31.67 3~490 122.74±61.72 1.030 1.023 1.12 68
2011⁃09⁃06—11 21~94 53.77±19.58 44~189 96.43±39.75 4~310 48.39±25.60 1.022 1.011 0.94 350
2011⁃10⁃19—23 18~97 54.80±18.64 43~217 110.33±41.25 3~500 69.14±84.86 1.015 1.025 0.89 336
2011⁃11⁃25—27 15~52 36.50±13.39 34~115 80.22±30.88 1~70 27.84±41.33 1.014 1.019 0.87 43
2012⁃03⁃21—27 20~45 32.10±8.24 40~105 68.0±19.27 4~45 17.05±10.19 - - 0.85 37
2012⁃04⁃19—23 12~44 31~97 1~44 - - 16
头胸甲长范围为 12 ~ 97 mm,其平均值自 2011 年
6—8月逐步提高,8 月达峰值(63.40 mm),此后一
直呈下降趋势,翌年 3 月达最低值(32.10 mm);周
年的头胸甲宽范围为 31~217 mm,其平均值的变化
趋势与头胸甲长一致;周年的体质量范围为 1 ~ 500
g,其平均值自 2011 年 6—8 月逐步提高,8 月达峰
值(122.74 g),此后一直呈下降趋势,翌年 3 月达最
低值(17.05 g).根据 9个航次的监测结果,莱州湾三
疣梭子蟹周年性比(雌 /雄)为 0.89,雌性个体数显
著少于雄性(P<0.05).其中 6—8 月性比大于 1.0,
9—11月及翌年 3 月性比均小于 1.0.2011 年 7—11
月,雌、雄个体肥满度均以 8 月最高,分别为 1.030
和 1.023,7 月最低,雌雄均为 1.007;雌雄个体肥满
度的性别差异不显著(P > 0. 05).此外,在 2011 年
5—9月期间,各月份均发现有即将繁殖的抱卵雌
体,且以 5月(春汛)、9月(秋汛)数量较多.
2011年 7—10 月于莱州湾捕获三疣梭子蟹个
体数较多,按月份对其体质量、头胸甲宽及头胸甲长
的频数分布进行了统计分析.
从图 4可以看出,2011 年 7 月三疣梭子蟹个体
体质量以 51 ~ 150 g 为主,占总个体数的 75.9%,其
中 51~100 g个体占 44.6%;8月仍以 51~100 g个体
比例最高,0~50 g个体比例大幅提升,100 g 以下个
体占总个体数的 74.9%;9月 0 ~ 50 g 个体比例继续
上升,占56.3%;10月仍以 0~50 g个体比例最高,占
53.3%,但较 9月略有下降.9、10 月捕获的三疣梭子
蟹中体质量小于 50 g 的个体数比例分别为 56.3%
和 53.3%,明显高于 8月的 35.4%,原因是 9 月开捕
后渔船集中作业、渔具的选择性导致大个体被大量
捕捞,从而导致小个体所占比例大幅提升.
    按 10 mm 间距统计了三疣梭子蟹头胸甲长的
频数分布,2011年 7—8月头胸甲长分布呈单峰型,
9—10月呈双峰型. 7 月头胸甲长优势组为 51 ~ 70
mm,占总个体数的 66. 3%,其中 51 ~ 60 mm 占
41􀆰 0%; 8月头胸甲长仍以 51~60 mm占优势,占总
个体数的 33.1%,50 mm 以下个体比例大幅提升;9
月以 31~50 mm 及 71 ~ 90 mm 为主,分别占 40.0%
和25􀆰 2%;10月以21 ~ 40 mm及51 ~ 70 mm为主,
6991 应  用  生  态  学  报                                      27卷
图 4  莱州湾三疣梭子蟹的体质量和头胸甲长分布
Fig.4  Body mass and carapace length distribution of Portunus trituberculatus in the Laizhou Bay.
分别占 48.5%和 33.3%.
2􀆰 3  三疣梭子蟹个体数的时空分布
从图 5 可以看出,2011 年 5 月以莱州湾中部、
羊口近岸密度较高,莱州湾东南沿岸及北部密度最
低;6 月以龙口近岸密度最高,莱州湾北部密度最
低;7月以莱州湾东南三山岛及下营沿岸密度最高,
莱州湾北部密度最低;8—9月以莱州湾东南部沿岸
密度较高,莱州湾西北部密度较低;10 月以莱州湾
东北部密度最高,南部沿岸密度最低;11 月以莱州
湾西南部密度最高,莱州湾中部密度较低;2012 年 3
月莱州湾密度整体较低,仅东营港近岸密度稍高;4
月莱州湾密度整体较低,尤其以莱州湾东南部密度
最低.总体来看,莱州湾三疣梭子蟹 5—7 月主要集
中在黄河口、龙口近岸,8—9 月以下营及龙口近岸
密度最高,11 月至翌年 4 月水温较低,三疣梭子蟹
主要集中在莱州湾湾口深水区.不同月份各站位三
疣梭子蟹的平均个体质量均具有相同的特征,即近
岸浅水区域个体偏小而远岸深水区个体较大.
2􀆰 4  航次(月份)及站位间的相似性
根据莱州湾各调查站位三疣梭子蟹个体数的平
均值,通过聚类分析发现,9个航次(月份)在 40%相
似性水平上可分为 M1(2011 年 5 月、2012 年 3—4
月)、M2(2011年 9—10月)、M3(2011 年 7—8月、11
月 )和M4( 2011年6月) 4个组;即春季3个航次因
79916期                  吴  强等: 莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响         
图 5  莱州湾三疣梭子蟹的个体数(ind·h-1)与平均个体质量(图中数字,g)的空间分布
Fig.5  Spatial distribution of number and average mass ( number in figure, g) of Portunus trituberculatus individual in the Laizhou
Bay.
相似性较高划归为 M1组,秋季中的 9—10 月划归为
M2组,夏季中的 7—8月及秋季中的 11 月划归为 M3
组,6 月单独划归为 M4组.非度量多维标度分析
(MDS)压力系数(0.08)小于 0.2,说明分析具有统计
有效性,进一步验证了聚类分析的结果(图 6a).
根据莱州湾三疣梭子蟹周年的个体数平均值,通
过聚类分析,将各调查站位在 60%相似性水平上分
为 5 个组: S1 (站位 6351、7342 和 6294)、 S2 (站位
7252、5293、6251、7214和 6274)、S3(站位 5183、5084、
4934 和 5051)、以及 S4(站位 5274)和 S5(莱州湾中北
图 6  三疣梭子蟹个体数密度的时间(a)、空间(b)聚类及 MDS分析
Fig.6  Temporal (a), spatial (b) clustering and MDS analysis on the individual density of Portunus trituberculatus in the Laizhou Bay.
3~11: 3—11月 From March to Novermber.
8991 应  用  生  态  学  报                                      27卷
表 2  三疣梭子蟹密度与影响因子的相关系数
Table 2  Correlation coefficients between density of Portunus trituberculatus and impact factors
时间
Time
海表温度
SST
盐度
Sal
溶解氧
DO
水深
Dep
浮游植物
Phytoplankton
浮游动物
Zooplankton
其他底层渔业
生物个体数
No. of other
demersal species
2011⁃05 0.389 -0.190 -0.215 -0.283 -0.322 0.515∗ 0.105
2011⁃06 0.090 -0.057 -0.245 -0.146 -0.144 -0.191 -0.172
2011⁃07 0.614∗∗ 0.363 -0.596∗ -0.545∗ 0.172 -0.359 0.223
2011⁃08 0.194 0.172 -0.416 -0.334 -0.133 0.185 0.362
2011⁃09 0.205 0.079 -0.338 -0.213 -0.054 -0.017 -0.100
2011⁃10 0.001 0.347 -0.106 0.385 -0.154 0.082 0.071
∗ P<0.05; ∗∗P<0.01.
部深水区).结合站位位置,S1位于莱州湾东南沿岸,
即下营至龙口沿岸水域;S2位于龙口北部外海与羊
口近岸连线水域,S3位于东营港近岸,S4、S5 均位于
莱州湾中北部深水区.非度量多维标度分析(MDS)
压力系数(0􀆰 11)小于 0.2,说明分析具有统计有效
性,进一步验证了聚类分析的结果(图 6b).
2􀆰 5  环境因子的影响
表 2 显示了 2011 年 5—10 月莱州湾三疣梭子
蟹数量分布与各环境因子的相关性.可以看到,三疣
梭子蟹数量分布仅在 2011 年 7 月与 SST 呈极显著
正相关(P<0.01);此外,三疣梭子蟹数量分布监测
数据分别于 2011 年 5 月与浮游动物密度呈显著正
相关(P<0.05),2011年 7月与 DO、Dep 均呈显著负
相关(P<0.05).在其他月份,三疣梭子蟹数量分布
监测数据与各环境因子的相关性均不显著 ( P
>0􀆰 05).总体看来,莱州湾三疣梭子蟹数量分布与
SST、DO和 Dep的相关性最高,其次是 Sal和浮游动
物密度,与浮游植物密度及其他底层渔业生物个体
数的相关性最低.
3  讨    论
三疣梭子蟹春、夏季常前往近岸处 3 ~ 5 m 的浅
海产卵、成长,特别是集中在河口处,到了秋、冬季则
移居至 10~30 m水深的海底泥沙越冬[23] .渤海三疣
梭子蟹群体冬季 ( 1—3 月) 在渤海中部蛰伏越
冬[24] .目前,莱州湾每年 6—8月为伏季休渔期,9 月
1 日开捕后 (三疣梭子蟹、中国明对虾 Penaees
chinensis等于 8 月 20 日开捕)渔船集中捕捞,导致
渔业资源量迅速下降,大多数渔船至 11月中旬便停
止作业.受此影响,莱州湾大多数经济种类(如口虾
蛄 Oratosquilla oratoria[21])的资源量均以 8 月最高,
9月以后持续下降.然而,本研究中三疣梭子蟹的资
源量却以 9月最高,其次是 10 月,8 月监测密度则
较低,11月及翌年 3—4 月监测密度则极低.鉴于调
查船只吃水较深,本研究采样区域未能包括 5 m 以
浅水域,并且三疣梭子蟹春夏繁殖季节主要聚集在
近岸、河口[23],由此推断莱州湾三疣梭子蟹群体 8
月以前大多分布在 5 m 以浅水域,调查采样时无法
捕获,而 9月调查期间大多数个体迁移至 5 m 以深
水域,导致 9月被捕获的资源密度大幅提升.至于 11
月及翌年 3—4月密度极低的现象,一方面与开捕后
渔船集中作业导致资源密度迅速下降有关,另一方
面也可能与寒冷季节三疣梭子蟹越冬时潜入海底泥
沙中有关.
放流群体在渔获物中所占的比例一直是增殖放
流的热点问题之一.山东南部沿岸三疣梭子蟹增殖
放流的研究表明,5—6月放流后,8月当年生群体数
量占所有群体数量的 64.3%[13] .目前莱州湾三疣梭
子蟹的增殖放流于每年 5 月下旬至 6 月中旬实施,
放流规格为 15日龄左右,因此当年放流群体于 8 月
调查期间应为 2 ~ 3 月龄,9 月应为 3 ~ 4 月龄.根据
Von Bertalanffy 生长方程[24],8月当年放流群体的个
体体质量为 49.4 ~ 101.1 g,9 月当年放流群体的个
体体质量为 101.3~134.1 g.假设以上体质量范围内
的个体全部为当年放流群体,根据体质量频数分布
统计(图 4),8月当年放流群体所占比例为 39.5%,9
月当年放流群体所占比例为 9.2%,9 月较 8 月比例
的大幅下降主要由开捕后作业渔船对大个体三疣梭
子蟹的选择性捕捞引起的.实际上捕捞群体中除了
当年放流群体外,还包括往年放流群体的下一代以
及自然群体,因此当年放流群体的实际贡献率应低
于以上比例.
邓景耀等[24]利用头胸甲长的频数分布推定了
三疣梭子蟹的年龄,认为春汛中头胸甲长 53 ~ 71
mm为一年生个体,73 ~ 95 mm 为两年生个体,少数
头胸甲长 100 mm左右的为三年生或三年以上个体.
根据头胸甲长分布(图 5)可以推断,目前莱州湾三
疣梭子蟹以 1 龄以下个体占绝对优势,2011 年 7—
99916期                  吴  强等: 莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响         
10 月期间 1 龄以下个体所占比例的平均值为
86.1%,各月比例分别为 85. 5%、96. 3%、73. 1%和
89.4%.1981年 9月 10日左右莱州湾三疣梭子蟹的
头胸甲长范围为 49 ~ 57 mm、平均头胸甲长为 53.8
mm,10月中旬头胸甲长范围为 55 ~ 71 mm,平均头
胸甲长为 65.2 mm[22];2011年 9 月 6—11 日调查时
三疣梭子蟹的头胸甲长范围为 21 ~ 94 mm、平均头
胸甲长为 49.77 mm,10 月 19—23 日调查时三疣梭
子蟹的头胸甲长范围为 18 ~ 97 mm、平均头胸甲长
为 54.8 mm;t 检验显示,2011 年三疣梭子蟹的头胸
甲长显著小于 1981年同期(P<0.01).三疣梭子蟹个
体小型化的原因,一方面可能与增殖放流数量过高
而莱州湾三疣梭子蟹饵料生物的丰富度下降[25]有
关,另一方面也可能与目前的捕捞强度过高、大个体
被选择性捕捞后导致小个体比例提升有关.因此,建
议适当降低捕捞强度,提高捕捞规格,进一步加强莱
州湾三疣梭子蟹增殖的基础研究,提出更加合理的
增殖放流数量,以利于三疣梭子蟹资源的可持续
利用.
渤海三疣梭子蟹性成熟和开始产卵的时间个体
差异大,持续时间长,并且有两次产卵高峰[22] .本研
究于 2011年 5—9月期间各月份均发现有即将繁殖
的抱卵雌体,且以 5 月(春汛)、9 月(秋汛)数量较
多.这与上述报道的结果一致.此外,邓景耀等[24]于
1980—1982年研究得出渤海三疣梭子蟹头胸甲长
与头胸甲宽的比值为 1 ∶ 2. 14,本研究中发现
2011—2012年该比值为 1 ∶ 2.13,年代际间头胸甲
长与头胸甲宽的比值差异性不显著(P>0.05).2011
年 7—11月莱州湾三疣梭子蟹雌雄个体肥满度的性
别差异不显著(P>0.05),与高宝全等[22]的研究结
果一致.
莱州湾水温、盐度、溶解氧等环境因子的月间变
化参考吴强等[21] .三疣梭子蟹为广温广盐种,适应
水温 8~31 ℃,最适生长水温为 15.5~26 ℃,最适生
长盐度为 20~35,pH值适应范围为 7.5~8.0,溶解氧
不能 低 于 2 mg · L-1[26], 最 适 范 围 为 4 ~ 6
mg·L-1 [27] .对莱州湾环境因子分析发现,9 个月份
的盐度均在三疣梭子蟹的最适生长范围;6—10 月
的水温在其最适生长范围,11、4、5 月的水温在其适
应范围,而 3月的水温则超出其耐受范围;9 个月份
溶解氧的变化范围为 3.85 ~ 10.66 mg·L-1,均在其
耐受范围,6月及 8—10 月在其最适范围.根据谢尔
福德耐受性定律[28]可以推断,水温、溶解氧较盐度
更容易成为三疣梭子蟹分布的限制因子.本研究中
三疣梭子蟹监测密度与环境因子相关性分析的结果
验证了这一推断.
据报道,三疣梭子蟹的产量与气候条件有着密
切的关系, 通常当年冬季的气温及汛期的风向有着
较大的影响[23] .冬季积雪较多, 越冬时螃蟹埋伏于
较深的泥沙中时会闷死,海岸解冻后至汛期前期下
雪则对产量的影响较大.另外,三疣梭子蟹,尤其母
蟹逆风游泳能力差,如产卵蟹群向近岸洄游时遇到
逆向大风,产量也会大减[23] .本研究统计了莱州湾
三疣梭子蟹资源密度的长期变化,发现 1982 年 5、8
月密度均较高,1998 年 5、8 月密度均极低,2010 年
较 1998 年有所恢复 (图 3).根据石强等[29] 对
1978—2012年间渤海冬季(2 月)表层温度的年间
变化研究结果,1982年 2 月渤海表层平均温度约为
0.6 ℃,1998年 2月渤海表层温度约为 0.5 ℃,两个
年度渤海冬季的表层温度差别较小,而三疣梭子蟹
的资源量却相差甚远.2010 年 2 月渤海表层温度处
历史低位水平(约-0.8 ℃),而三疣梭子蟹的资源密
度较 1998年却大幅提升.因此,本研究认为,冬季气
温并非三疣梭子蟹产量的决定因素,捕捞强度、汛期
风向、饵料丰欠及水质污染等也可能影响着三疣梭
子蟹的产量.各因子对三疣梭子蟹产量影响的作用
机制有待进一步研究.
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作者简介  吴  强,男,1980年生,助理研究员. 主要从事渔
业资源及生态研究. E⁃mail: wuqiang@ ysfri.ac.cn
责任编辑  肖  红
吴强, 王俊, 陈瑞盛, 等. 莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响. 应用生态学报, 2016, 27(6): 1993-
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