秋刀鱼(Cololabis saira),属颌针鱼亚目，秋刀鱼科，秋刀鱼属，又称竹刀鱼，是冷水性洄游类中上层鱼类^{[1, 2]}，适温范围为10~24 ℃^[1]。生命周期较短，一般为2年左右，对环境变化非常敏感，渔获量受环境因素影响变化较大^[3]。为此，主要秋刀鱼捕捞国家和地区，包括日本^{[4, 5, 6]}、俄罗斯、韩国、中国台湾省^[7]和中国大陆，都对秋刀鱼渔场分布与环境的关系进行过相关研究。我国大陆对秋刀鱼渔场分布与环境关系的研究开始于2006年，朱清澄等^[8]分析了2003-2005年西北太平洋公海7-9月秋刀鱼渔场分布与表温及水温结构的关系，认为表温是渔区月产量的重要因子之一。花传祥等^[9]和晏磊等^[3]分别对2005年和2010年的秋刀鱼渔场和表温的关系作了研究，认为作业渔场的最适表温在10~13 ℃之间。

针对秋刀鱼渔场和海洋环境因子的研究目前还只集中在表温及水温结构的研究上，根据鱿鱼^{[10, 11, 12, 13]}、金枪鱼^{[14, 15]}以及竹鱼^[16]等的研究经验，应进一步深入研究秋刀鱼渔场和其他海洋环境因子的关系。因此，本文采用2013年7-12月全渔期的调查数据，在分析秋刀鱼渔场的时空分布，以及与海表面温度(SST)关系的基础上，研究了秋刀鱼渔场的时空分布与叶绿素浓度(Chl.a)和海表面高度(SSH)的关系，并运用非参数统计K-S检验法对CPUE与海洋环境因子(SST、Chl.a、SSH)的关系进行显著性检验。本文较为全面分析了北太平洋公海秋刀鱼渔场分布变动以及和海洋环境因子关系，以期为秋刀鱼渔场的渔情预报提供参考。

生产调查数据来自蓬莱京鲁渔业有限公司“鲁蓬远渔018”船，数据内容包括日期、经纬度、放网次数、日产量等。生产调查海域为40°N~47°N，147.5°E~162°E。探捕调查站点分布(图1)。

图1(Fig.1)

图1 2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场探捕调查范围分布 Fig.1 Investigation area of Pacific saury fishing ground in the high seas of Northen Pacific Ocean in 2013

海洋环境数据来源于美国国家海洋和大气管理局网站(http://oceanwatch.pifsc.noaa.gov/thredds/catalog.html)，数据内容包括海表面温度(SST)、叶绿素浓度(Chl.a)和海表面高度(SSH)，时间范围是2013年7-12月，其中时间分辨率为月，空间分辨率为0.5°×0.5°。

将经纬度0.5°×0.5°空间定义为一个渔区，计算CPUE值，本文所采用的CPUE定义^[17]为：

式中：U表示一月内经纬度0.5°×0.5°空间内的产量(t)；f表示一月内经纬度0.5°×0.5°空间内一天的作业网次(net)；CPUE表示单位捕捞努力量渔获量(t/net)。分析各月产量、网次和CPUE的分布情况。

分别以产量和CPUE为基础计算秋刀鱼渔场的分布重心，计算公式^[18]为：

式中:LONG_j为渔场重心的经度；LATG_j为渔场重心的纬度；LONG_i为第i个渔区中心点的经度；LATG_i为第i个渔区中心点的纬度；CNC_ij分别代表第i个渔区中第j个月的产量或者CPUE。

CPUE较高的海域为高产海域，高产海域对应的海洋环境因子即为各个海洋环境因子的最适范围。利用Marine Explorer 4.0分别绘制CPUE与SST、SSH、Chl.a叠加的空间分布图，分析作业渔场与各个海洋环境因子的关系，找出秋刀鱼渔场的最适海表面温度(最适SST)、最适叶绿素浓度(最适Chl.a)和最适海表面高度(最适SSH)。

利用非参数统计K-S(Kolmogorov-Smirnov)对CPUE与海洋环境因子SST、SSH、Chl.a的关系进行显著性检验^{[19, 20, 21]}，求出统计量D，并与临界值P作比较。检验公式如下：

式中：n为样本个数，t为分组SST值(以0.5°为组距)，x_i为第i个月SST观察值，y_i为第i个月的CPUE值，y为各月的平均CPUE值，若x＜t时，lYx_iY为1，否则为0。

从产量上来看，整个调查期间11月份产量最高，达到668.22 t，10月份产量次之，为647.91 t，7月份和12月份作业天数较少，产量较低(图2)。从CPUE上来看，11月份最高，为5.26 t/net，9月份和10月份次之，分别为4.38和4.64 t/net。分析全年调查状况，可以看出各月渔获量呈先增加后减少的趋势，在11月达到最高。

图2(Fig.2)

图2 各月产量和CPUE分布 Fig.2 Monthly catch and CPUE distribution

图3中圆圈代表各月份调查作业主要区域，黑点代表各月渔场重心。两个图所反映的渔场重心变化规律大体一致。可分为3个阶段，7-8月渔场重心在纬度上由南向北移动1.5°左右，在经度上变化不大；8-10月渔场重心在纬度上由北向南移动4°左右，在经度上由东向西移动9°左右；10-12月渔场重心在纬度上变化不大，在经度上由西向东移动1°左右。

图3(Fig.3)

图3 渔场重心变动 Fig.3 The change of fishing ground gravity

从图4可以看出2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场的SST范围为10～15 ℃，最适SST为11～13 ℃，其中7-12月的SST范围分别为10～14、13～16、11～13、10～12、9～13、9～12 。

图4(Fig.4)

图4 CPUE与SST空间叠加图 Fig.4 SST map with CPUE matched up

从图5可以看出2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场的Chl.a范围为0.5～1.0 mg/m³，最适Chl.a为0.6～0.8 mg/m³，其中7-12月的Chl.a范围分别为0.2～0.8 mg/m³、0.5～1.2、0.7～1.4、0.8～1.5、0.4～1.0、0.2～0.7 mg/m³。

图5(Fig.5)

图5 CPUE与Chl.a空间叠加图 Fig.5 Chl.a map with CPUE matched up

从图6可以看出2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场的SSH范围为0 cm到±20 cm，最适SSH为5 cm到±15 cm，其中7-12月的SSH范围分别为-15 cm~5 cm、-8 cm~1 cm、-23 cm~-3 cm-4 cm~15 cm、-13 cm~17 cm-4 cm~15 cm。

图6(Fig.6)

图6 CPUE与SSH空间叠加图 Fig.6 SSH map with CPUE matched up

对各月CPUE与海洋环境因子SST、SSH、Chl.a的关系K-S检验所得的统计量D以及临界值P，见表1。检验结果表明，在显著水平α=0.10的水平下，假设检验条件F(t)=G(t)成立，没有显著性差异，可以认为各月作业渔场的SST、SSH、Chl.a范围是合适的，可作为选择秋刀鱼渔场的指标^[22]。

表1(Table 1)

表1 K-S检验统计表Tab.1 The statistic table of Kolmogorov-Smirnov test 海洋环境因子marine environment factor 月份month 样本数sample number D P(α/2) 结果result SST 7月 9 0.049 0.388 成立 8月 17 0.153 0.286 成立 9月 10 0.164 0.368 成立 10月 14 0.108 0.314 成立 11月 10 0.061 0.368 成立 12月 4 0.057 0.564 成立 Chl.a 7月 9 0.052 0.388 成立 8月 17 0.163 0.286 成立 9月 10 0.244 0.368 成立 10月 14 0.199 0.314 成立 11月 10 0.036 0.368 成立 12月 4 0.099 0.564 成立 SSH 7月 9 0.036 0.388 成立 8月 17 0.087 0.286 成立 9月 10 0.059 0.368 成立 10月 14 0.040 0.314 成立 11月 10 0.061 0.368 成立 12月 4 0.057 0.564 成立

表1 K-S检验统计表 Tab.1 The statistic table of Kolmogorov-Smirnov test

秋刀鱼的稳定渔期为8-11月份^[7]，渔期的前半段，鱼体以中、小型为主，混有大型鱼，后半段以中小型为主^[1]。2013年生产调查期间，11月份产量最高，达到668 t，12月由于生产时间短，产量较小。11月份CPUE最高，为5.3 t/net，9月和10月的CPUE也在4 t/net以上，可以看出9-11月份北太平洋公海秋刀鱼渔场资源丰富，是秋刀鱼生产的盛渔期，与大陆^{[1, 7]}和台湾省^[23] 研究结果相符：渔获量和CPUE在全年中较高。从全年调查时间来看，各月渔获量先增加后减少，在11月份达到最高，各月CPUE呈先减小后增大，最后又减小的趋势，7-8月减小，8-11月增大，11-12月又减小。由于本文采用的调查数据仅限2013年，还不能准确判断产量和CPUE在各月的分布规律，在以后的研究中，应该通过数据的长年积累，来掌握其准确规律，为北太平洋公海秋刀鱼生产提供依据。

秋刀鱼的洄游路线很长，从亚热带穿过环境状况极其复杂的黑潮-亲潮混合区直到亚寒带^[24]。在春季随着水温的逐渐上升秋刀鱼开始北上索饵洄游^[25]，7月至8月渔场重心是由南向北移动；夏季到达千岛群岛沿岸亲潮区得到充足的饵料，当鱼逐步成长和开始成熟后，鱼群开始南下^[25]，8月至10月渔场重心由北向南移动。本文研究的2013年北太平洋公海秋刀鱼渔场重心的变化规律与已有文献研究结果^{[3, 8, 17]}相符，并与秋刀鱼洄游路线一致。

分析CPUE和海洋环境因子的叠加图，可以看出秋刀鱼渔场的SST、SSH、Chl.a的范围分别是：10～15 ℃、0～±20 cm、0.5～1.0 mg/m³，10～15 ℃的表温作业范围与之前学者^{[3, 8, 9]}的研究结论基本相同。最适范围为：11～13 ℃、5～±15 cm、0.6～0.8 mg/m³。通过对渔场分布和海洋环境因子关系的研究可以为下一步秋刀鱼渔场的渔情预报模型的建立提供帮助，但由于对SSH和Chl.a的研究还较少，数据相对不准确，还有待于进一步深入准确分析。在显著水平α=0.10的水平下，对各月CPUE与SST、SSH和Chl.a进行的K-S检验显示各月作业渔场的SST、SSH和Chl.a范围是合适的，本次调查区域内海洋环境因子数据可以为以后秋刀鱼生产时渔场的选择提供依据。

北太平洋公海秋刀鱼渔场的分布受SST、SSH和Chl.a的影响。SST能影响秋刀鱼的饵料生物的丰度和分布^[25]，进而影响秋刀鱼渔场的分布，此外，SST还能影响秋刀鱼的洄游和产卵位置。SSH反映的是海水流向、流速等海洋动力环境状况，SSH大于平均海面意味着海流的辐合或涌升，海流的辐合及涌升使海域营养盐丰富 ^[26]，使得秋刀鱼渔场浮游生物数量增加，从而促进秋刀鱼的生长和发育，影响秋刀鱼渔场的分布。Chl.a 是估算海洋生产力的基本指标,其含量通常用于表征浮游植物生物量^[11]，从食物链的角度看，作为秋刀鱼饵料的浮游植物生物量的变动，会影响秋刀鱼渔场的分布，故Chl.a与渔场分布存在间接相关关系。

北太平洋公海秋刀鱼资源受环境因子影响较大，根据过去的研究^{[3, 8]}可以确定SST是影响秋刀鱼的资源变动和渔场分布的重要因子。本文分析了SSH和Chl.a对秋刀鱼资源的影响，并初步确定各个因子的适宜范围，认为SSH和Chl.a是影响秋刀鱼的资源变动和渔场分布的因子。本研究得出的SST、SSH、Chl.a最适范围(11～13 ℃、5～±15 cm、0.6～0.8 mg/m³)可以作为渔船判断中心渔场的环境因子指标，并为以后的研究提供参考。

由于本文所采用的渔业数据仅限于2013年，研究结果有一定的局限性，在以后应继续搜集更多渔业数据，深入研究北太平洋公海秋刀鱼渔场分布与海洋环境因子(SST、SSH和Chl.a)的关系。