基于耳石微结构的黄海大头鳕早期生长及其影响因子

基于耳石微结构的黄海大头鳕早期生长及其影响因子基于耳石微结构的黄海大头鳕早期生长及其影响因子摘要大头鳕(Gadusmacrocephalus)为冷温性底层鱼类，广泛分布于北太平洋高纬度海域，由于黄海冷水团的存在，黄海成为大头鳕在西北太平洋分布的南部边界。黄海大头鳕资源量近年呈现波动上升趋势，但对其早期生长规律的认知相对缺乏。本研究通过分析2017年黄海0龄大头鳕春季34个，夏季43个幼鱼的耳石微结构，探索其早期生长的一般模式，并结合同期黄海海洋环境变化、黄海冷水团的动态，进一步探究其早期生长、关键生活史过程以及不同区域间大头鳕幼鱼个体生长与其栖息地环境差异的关系。结果显示：（1）春季大头鳕幼鱼体长范围为47-93mm，平均体长为69.70mm（SD=7.81，df=419），优势体长组为65~85mm，占总尾数的74.46%；夏季大头鳕幼鱼体长范围为84-175，平均体长为125.18mm（df=468，SD=20.93），优势体长组为100~140mm，占总尾数的61.75%；春季春季样品体长-体重相关关系的最优方程为W=4×10-6L3.025（R2=0.74），夏季为W=5×10-7L3.507（R2=0.92），春季时大头鳕0龄幼鱼接近等速增长，而夏季时则为正异速生长其体重增加速度要快于体长增长速度。（2）春季0龄黄海大头鳕样品日龄范围61-103，平均值为85.02（SD=8.85，df=39），孵化日期为2017年2月17日到2017年3月22日，没有明显的集中；夏季0龄黄海大头鳕样品日龄范围117-170，平均值147（SD=14.57，df=43），孵化日期为2017年3月2日到2017年4月27日，主要集中在三月中下旬；春、夏两季0龄幼鱼的体长-耳石径关系为L=0.187R0.915（R2=0.95），耳石与体长接近等速增长，V-B生长方程为L=331.81×[1-e-0.00295(t+2.836)]（3）孵化后大头鳕的耳石日增长随着海表温度的升高而增加，在表温达到15℃时，大头鳕开始沉降，温度是触发大头鳕沉降的主要诱因。沉降过程开始于5月末，发生在大头鳕达到80-110日龄之间，发生在2017年5月15日-7月20日，主要发生在5月下旬与六月上旬说明大头鳕沉降还受到其自身发育生长的影响。沉降时大头鳕的生长速度明显减缓，可能是由于其习性的变化与环境的变化所致。沉降完成后进入较适宜的底栖生活环境，自身种内种间竞争能力皆有所提高，而且此时黄海冷水团内部环境趋于稳定，其生长速度逐渐恢复。（4）黄海冷水团东、西部冷核间幼鱼个体的体长存在显著差异，西部冷核的幼鱼体长与耳石日增长皆大于东部，不过耳石日增长差异不显著，这种差异可能是由于西部冷核和东部冷核区域间海洋环境的差异造成的。关键词：黄海大头鳕；耳石微结构；早期生长；沉降；黄海冷水团EarlygrowthofYellowseaPacificcodanditsenvironmentfactorsbasedonotolithmicrostructureenvironmentfactorAbstractPacificcod(Gadusmacrocephalus)isacoldsubstratumfish,widelydistributedinthehighlatitudewatersofthenorthernPacificOcean.DuetotheexistenceoftheYellowSeaColdWaterMass,theyellowseabecomesthesouthernboundaryofthedistributionofthecodinthenorthwestPacificOcean.Inrecentyears,theamountofPacificcodintheyellowseawasincreasingwhilefluctuating,butthecognitionofitsearlygrowthregularpatternisrelativelylacking.Throughtheanalysisofthe0-year-oldyellowseaPacificcodotolithmicrostructure（39samplesinspring，43samplesinsummer）,thisstudyexplorethegeneralpatternoftheearlygrowth,combinedwiththesameperiodtheyellowseatotheMarineenvironment,theYellowSeaColdWaterMassanddynamicchange,furtherexploreitsearlygrowth,keylifehistoryprocessandthedifferenceofgrowthindifferentregioninfluentbyitsuniqueenvironment.Theresultsshowedthat:(1)ThebodylengthrangeofspringjuvenilePacificcodwas47-93mm,withanaveragebodylengthof69.70mm(SD=7.81,df=419).Insummer,thebodylengthrangeofjuvenilePacificcodwas84-175,withanaveragebodylengthof125.18mm(df=468,SD=20.93).Theoptimalequationofthebodylength-weightcorrelationofthesampleswasW=4×10-6L3.025(R2=0.74，spring),andW=5×10-7L3.507(R2=0.92，summer).The0-year-oldjuvenilePacificcodgrewnearlyataconstantrateinspring,whileinsummer,thebodyweightincreasedfasterthanthebodylength.(2)Thedailyagerangeof0-year-oldyellowseaPacificcodsamplesinspringwas61-103,withanaveragevalueof85.02(SD=8.85,df=39).TheincubationdatewasfromFebruary17,2017toMarch22,2017,withnoobviousconcentration.Insummer,theagerangeof0-year-oldyellowseaPacificcodsamplesrangedfrom117to170,withanaveragevalueof147(SD=14.57,df=43).TheincubationdatewasfromMarch2,2017toApril27,2017,mainlyinmid-to-latemarch.Theotolithradii-lengthrelationshipof0-year-oldyellowseaPacificcodsamplesisL=0.187R0.915(R2=0.95),otolithandbodylengthisclosetouniformgrowth,V-BgrowthequationisL=331.81·(1-e-0.00295(t+2.836)](3)ThePacificcodotolithdailyincrementincreasedwiththerisingofseasurfacetemperature.Whenseasurfacetemperaturereach15℃,Pacificcodbegantosettlement,temperatureistheprincipalcauseoftriggerPacificcodsettlement.ThesettlementprocessbeganattheendofMayandoccurredbetweentheageof80-110daysofcod.ItoccurredfromMay15toJuly20,2017,andmainlyoccurredinlateMayandearlyJune,indicatingthatthesettlementofPacificcodwasalsoaffectedbyitsowndevelopmentandgrowth.Thegrowthrateofcoddecreasedobviouslyduringsettlement,whichmaybecausedbythechangeofitshabitandenvironment.Aftersettlement,itenteredamoresuitablebenthiclivingenvironment,anditsinternalandinterspecificcompetitiveabilitieswereallimproved.Atthistime,theinternalenvironmentoftheYellowSeaColdWaterMassbecamestable,soitsgrowthrategraduallyrecovered.(4)Therewasasignificantdifferenceinthebodylengthofjuvenilefishbetweentheeasternandwesterncoldcoreintheyellowsea.Boththebodylengthofjuvenilefishanddailyincrementinthewesternregionweregreaterthanthatintheeasternregion,butthedifferenceinthedailyincrementwasnotsignificant.ThesedifferencemightbecausedbythedifferenceintheMarineenvironmentbetweenthewesternregionandtheeasternregion.Keywords：yellowseaPacificcod；otolithmicrostructure；earlygrowth；settlement；YellowSeaColdWaterMass目录1.前言 61.1大头鳕背景介绍 61.1.1大头鳕的分类学地位 61.1.2大头鳕的生物学特征 61.1.3大头鳕的空间分布 71.2耳石微结构介绍及其技术应用 71.2.1耳石日增长的形成 71.2.2耳石微结构技术应用 81.3大头鳕的生长 91.3.1体长体重关系 91.3.2生长与生长率 101.3.3体长-耳石径关系与体长逆算 101.3.4生长模型 111.4黄海冷水团介绍 121.5研究目的与意义 122黄海大头鳕幼鱼基础生物学 132.1材料与方法 132.1.1调查海域与采样方法 132.1.2样品采集与处理 132.1.3数据处理 152.2结果 152.2.1大头鳕幼鱼的体长分布特征 152.2.2大头鳕幼鱼的体长-体重关系 162.3讨论 173黄海大头鳕早期生长 183.1材料与方法 183.1.1调查海域与采样方法 183.1.2样品采集与处理 183.1.3耳石预处理与日龄鉴定 183.1.4耳石日增长数据处理 193.1.5孵化日期和沉降日期的逆算 193.1.6黄海大头鳕幼鱼耳石径-体长关系拟合及体长逆算 193.1.7黄海大头鳕幼鱼生长模型拟合 193.1.8黄海大头鳕幼鱼生长和生长率计算 203.2结果 203.2.1大头鳕幼鱼样品组成 203.2.2大头鳕幼鱼的孵化日期 233.2.3大头鳕幼鱼的耳石日增长 253.2.4大头鳕幼鱼幼鱼体长-耳石径关系 273.2.5大头鳕幼鱼VonBertalanffy的生长模型 283.2.6大头鳕幼鱼的生长与生长率 283.3讨论 294黄海大头鳕幼鱼早期生长与黄海冷水团动态的关联 314.1材料与方法 314.1.1调查海域与采样方法 314.1.2样品采集与处理 314.1.3环境数据提取预与处理 314.2结果 324.2.1大头鳕沉降 324.2.1海洋环境 334.2.1沉降与冷水团动态的关联 344.3讨论 355黄海冷水团东、西部冷核大头鳕幼鱼生长差异 365.1材料与方法 365.1.1调查海域与采样方法 365.1.2样品采集与处理 365.1.3数据处理 375.2结果 375.2.1东、西部冷核大头鳕个体体长分布特征 375.2.2东、西部冷核大头鳕个体耳石微结构 385.3讨论 396总结与展望 391.前言1.1大头鳕背景介绍1.1.1大头鳕的分类学地位本研究的研究对象大头鳕的分类学地位为：脊索动物门Chordata，脊椎动物亚门Vertebrate，硬骨鱼纲Osteichthyes，鳕形目Gadiformes，鳕科Gadidae，鳕属Gadus。至今，有关鳕属鱼类的系统分类学问题尚无定论[1]。目前广泛被接受的是把鳕属鱼类共分为3种，分别是大西洋鳕(Gadusmorhua)、格陵兰鳕(Gadusogac)以及太平洋鳕(Gadusmacrocephalus)[2-6]。1.1.2大头鳕的生物学特征大头鳕，拉丁学名Gadusmacrocephalus，英文名Pacificcod，因此又名太平洋鳕鱼[7]，大头鳕体长形，稍侧扁；项背最高，向后渐尖；尾柄较细。下颌有一须，腮孔较大。具有两个臀鳍，三个背鳍，胸鳍呈圆形，中侧位，尾鳍末端呈凹形（图1-1）。图1.1大头鳕成鱼及幼鱼特征照片Fig1.1TheadultandjuvenileofPacificcod大头鳕为冷温性底层鱼类，常在50-400m水深的水域活动，偏爱泥沙软质的海洋底质；具备长距离游泳能力，但绝大多数个体并不做长距离游动，一般只沿陆坡做近岸或离岸游动[8-9]。该鱼种在20米以深的沙质底部产卵，属于一次性产卵鱼类，一个繁殖季节仅排卵一次，体外受精[10]，受精卵具弱粘性，属沉性卵[11]，其产卵期为1-3月，2月为高峰期[12]，主要产卵场位于石岛以东及其东南海域，有少数个体在海州湾外海产卵[13]。大头鳕仔鱼在孵化后约一星期开始进食[14]，之后生长发育为为体长25毫米的幼鱼[15]。营3-4个月的浮游生活后沉降，然后在30-50米深的海底定居下来[16]。大头鳕的食性极其广泛，属于捕食性的凶猛鱼类，主要以小型鱼类和虾类为食，如脊腹褐虾、方氏云鳚、日本鳀等。体长在150mm以下的大头鳕幼鱼主要以浮游动物为食,而体长在150-300mm的大头鳕的摄食种类将由大型浮游动物转向摄食底栖动物、鱼、虾等，因此大头鳕存在明显的食性转换现象[17]。大头鳕一类的底栖鱼类在孵化后首先营浮游生活，生长发育一段时间后，自身或者环境满足一定条件时会由原有的浮游生活状态转变为底栖生活，此过程被称为沉降。例如，美国乔治海岸（GeorgesBank）[18]和加拿大新斯科舍省（NovaScotia）[19]两地的大西洋鳕在大约3个月大时会开始时间长达约1.5个月的逐渐沉降过程。大头鳕的沉降对其生活史有着较为重要的影响，沉降前的个体较脆弱容易受到海浪等环境的冲击、体型较小，运动能力有限，在海域里容易成为捕食的目标，沉降后个体的适应性增强，体型相对较大，运动能力提升，受到的捕食压力也会会降低不少[20]；而且大头鳕具有领地意识，率先沉降的个体可以占有更加广大且适宜的领地，相对于后沉降的个体在种内能获得更高的竞争力[21]；而沉降的过程中由于食性、生活环境、周遭群落组成等因素的变化，其生长发育也会受到一定的影响，因此沉降过程对鳕鱼的生长发育意义重大影响深远。1.1.3大头鳕的空间分布大头鳕生存的适宜温度一般不超过14°C[22]广泛分布在北太平洋的沿海地区，遍及太平洋北部沿岸海域，从我国黄海开始、经日本海两侧，北至鄂霍次克海及库页岛近岸、阿留申群岛、白令海、阿拉斯加湾，南直达加利福尼亚北部的广大海域里均有大头鳕的存在[23]在温带和亚北极海洋生态系统中扮演着重要的消费者角色。由于夏季黄海冷水团（YellowSeaColdWaterMass，YSCWM）的存在，黄海成为大头鳕在西北太平洋海区地理分布区的南部边界[13]。黄海大头鳕幼鱼主要栖息在底温7-12°C、盐度32-33、水深30-80m、底质为细粉砂或黏土质软泥底质的海区。决定黄海大头鳕育幼场各种环境要素依次为底层温度、底质和底层盐度，而深度对大头鳕幼鱼密度的影响不显著。黄海大头鳕幼鱼的分布受水温限制，黄海冷水团的季节消长对大头鳕幼鱼分布具有重要影响，其幼鱼分布范围随着黄海冷水团的季节性移动而改变，6—10月大头鳕幼鱼分布受水温限制，其幼鱼仅分布在冷水团区域，分布相对集中[24]。1.2耳石微结构介绍及其技术应用1.2.1耳石日增长的形成鱼体中各种各样的钙化结构通常被用来估计鱼类的年龄与日龄，包括耳石、鳞片和骨骼[25]。使用这些结构中的任何一种来估计单个鱼的年龄，都是基于对环境和内源因素形成的周期性同心标记的视觉观察，这些增量标记之间的距离可以用来估计生长速度。鱼类内耳中的耳石是成对的石灰质结构，起平衡和听力的作用。矢耳石是大多数物种中最大的耳石，最常用于年龄估计。耳石的生长是由蛋白质和碳酸钙的同心圆层累积而成，其结构有点类似于洋葱的结构[26]。每个耳石都是由内耳内的内淋巴液沉淀而来的。与鳞片和骨骼相比，耳石的生长在鱼的一生中都是持续的，甚至在身体生长减缓或停止的时期也是如此[27]。因此，在耳石中形成的生长痕迹基本上可以被认为是永久性的。耳石日增长由一对半透明和不透明的条带组成，它们是由富钙和富蛋白层的连续沉积形成的。富钙层是半透明的，而富蛋白层是不透明的[26]。不透明的乐队小于1µm宽,而半透明带的宽度是更多的变量,不同从0.5到10µm[26]。这些耳石日增长通常在孵化时开始形成，但最初可能出现在孵化之前，或与其他早期生活史事件相关，如由内源性营养向外源性营养的过渡（开口摄食），具体取决于物种[26，28]。耳石日增长，可用于估计仔鱼和幼鱼的日龄、孵化日期或生长速度[28]，以及用于估计幼鱼和成年鱼年龄以及第一年轮形成的时间[26]。其他标志可能是由环境压力或生活史事件形成的如:（孵化、初次摄食、变态、定居等)，而这些事件并不是定期发生的[26]。一般认为，耳石日增长的形成与内分泌驱动的内源性昼夜节律与昼夜环境提示[30]。每日周期性的沉积可能会在鱼的整个生命周期中持续，但随着鱼的年龄增长，这些标记会变得更窄，也不那么明显，因此通常将日龄估算限制在仔鱼和一些幼鱼上[25，28]。耳石原基周围的耳石日增长通常是规则的、同心的，但是可能被耳石次生生长原基的形成所打断，次生生长原基通常形成于仔鱼阶段向幼鱼阶段转变的时候[25，28]。在年度和每日尺度上准确和精确地估计鱼类年（日）龄，是了解其生活史特征、量化动态比率和评估特定年龄的栖息地需求。估计鱼类的年龄通常是渔业管理的一个关键组成部分。1.2.2耳石微结构技术应用耳石微结构技术的应用为研究鱼类早期生长,特别是日生长提供了更准确的方法。鱼体长度与耳石大小及鱼类年龄间的相关关系可用于估计生长率,耳石微结构可用于重建鱼类的生长史用耳石研究鱼类日生长时,常采用两种关系:(1)个体或种群长度或重量的日生长率;(2)耳石大小和鱼体大小间的异速生长关系,包括线性和非线性关系。耳石日增长的存在,使鱼类早期生活史阶段的日龄鉴定不再困难[31]。当已知个体的日龄和长度时,就可得到种群生长曲线，进一步由此可以得到个体或种群长度或重量的日生长率。而利用耳石-鱼体大小关系可以逆算出过去某一日龄的鱼体大小。通过耳石鉴定出日龄,结合胚胎发育持续时间,能推导出鱼类的孵化期和产卵时间，统计分析得到该种鱼的繁殖期及繁殖高峰期，Campana通过耳石微结构分析了大西洋鳕(Gadusmorhua)、黑线鳕（Melanogrammusaeglefinus）、青鳕（Pollachiusvirens）的孵化期和孵化高峰期[32]。耳石微结构研究表明,对应鱼类早期生活史相关事件,耳石上形成一些标记轮[31]。如:大鳞大麻哈鱼（Oncorhynchustschawytscha）耳石上存在孵化标记、初次摄食标记和放流标记[33]。日本鳗鲡（Anguillajapanica）幼鱼从河口进入河流时,耳石上形成了过渡带[34]。大西洋鳕(Gadusmorhua)沉降时会形成沉降轮[21]。生活环境的变化,如水温的突然下降,饵料的缺乏等,往往使鱼类的生长率下降,耳石生长轮变窄,并形成压力标记,这有助于研究生活史中的突发事件。1.3大头鳕的生长生长是鱼类生理、生态学的核心内容[35]。研究鱼类生长，通常会利用适当的数学模型来处理实际数据以表示生长的某些特征[36]。1.3.1体长体重关系在讨论鱼类体长-体重关系时，一般会采用幂指数关系式W=a×Lb来描述鱼类的生长特征。其中，W为体重（g），L为体长（mm），参数a为条件因子（conditionfactor），与日期、栖息地和季节性等因素相关[37]，b为异速生长因子（allometricfactor），反映了个体生长的不均匀性[38]。通过比较体长-体重关系式中的幂指数b值与“3”之间的差异显著性，可以用来判断该鱼种是否为匀速生长[39]。目前，有不少学者对大头鳕的生长规律做了相关研究，研究的实验对象有大头鳕的混合群体，其中成体却占有了很大的比例，也有对当年生幼鱼群体的研究。如，陈大刚[13]确定了黄海大头鳕体长-体重关系的回归方程为W=5.67×10−4L2.391可知个体为负异速增长，即体长增长速度要快于体重增加速度；此外，李忠炉,金显仕等[40]依据1999-2002年和2007-2009年各年冬季共7个航次的底拖网渔获数据，对黄海大头鳕的体长体重关系也进行了研究。结果显示：1999-2002年黄海大头鳕体长-体重的关系的回归方程为W=4.564×10−3L3.333个体呈正异速生长，即体重的增加要快于体长的增长；而2007-2009年黄海大头鳕（体长范围为139-818mm，平均体长为406mm）体长体重关系的回归方程为W=1.550×10−2L2.994个体呈等速生长；张人元,卞晓东[24]等则研究了2016年黄海大头鳕6月、8月、10月、12月四个航次的幼鱼样品，体长-体重的回归方程为W=0.0058×L3.3161表明大头鳕0龄幼鱼为正异速增长，其体重的增加要快于体长的增长。导致异速生长因子b发生变化的原因可能与大头鳕的食性转换有关。此外，性别、发育阶段的不同、胃饱满度、疾病及寄生虫量等，也会导致生长幂指数方程里的异速生长因子b发生变化[41]。1.3.2生长与生长率希望直观地描述鱼体的生长的快慢，通常可以使用生长和生长率。首先是绝对生长（Absolutegrowth，AG）与绝对生长率（Absolutegrowthrate，AGR）绝对增长的表达式为：AG=L2-L1AGR=（L2-L1）/t其中，L1和L2为鱼在两个时间点的长度(或重量)，t为两个测量值之间的时间间隔。绝对生长常用于表示生长增量，或用于比较来自两个不同处理、系统或时间的相似大小的鱼。然而，对于不同大小的鱼(例如，在不同的年龄)，绝对生长的水平可能会有所不同，因此，绝对生长应该只在可比较的时间段内，在起始大小相似的鱼之间进行比较[42]。鱼类通常在中等大小时达到最大的绝对生长[43]。出现这种情况有两个原因:(1)年龄较大鱼通常会把更多的能量分配到繁殖上，导致身体发育缓慢。(2)年龄较小的鱼很难产生与大鱼相同的绝对生长量，因为它们的起始尺寸较小。相对生长（Relativegrowth，RG）与相对生长率（Relativegrowthrate，RGR）从新陈代谢的角度来说，对于一条小鱼来说，要达到和大鱼一样的绝对生长速度是非常困难的。因此，当比较不同大小的鱼的生长时，相对生长常被用来说明较小的鱼个体的生长。绝对增长的表达式为：RG=（L2-L1）/L1RGR=（L2-L1）/（L1×t）其中，L1和L2为鱼在两个时间点的长度(或重量)，t为两个测量值之间的时间间隔。相对生长通常用百分数表示，它表示鱼的大小从其初始值开始增加的比例。使用相对生长，可以比较大小不同的鱼的生长速度，但是比较仍然应该局限于时间间隔相似的情况[42]。相对生长呈指数增长反应，这可能适用于小鱼的体重增长，但可能不适用于较大的个体或长度增长[42]。小鱼往往有最大的相对增长[43]。1.3.3体长-耳石径关系与体长逆算耳石径(Otolithradii，R)为耳石核心到耳石边缘的最长距离，利用耳石径-鱼体大小关系可以逆算出过去某一日龄的鱼体大小。尤适用于样本规模较小的情况。逆算也使得从一个单一的样本估计多年龄组的生长过程成为可能。许多逆算数学模型已经被开发出来[44]，大多数需要耳石径和鱼体体长之间的比例，即体长-耳石半径关系。对耳石径(Otolithradii，R)和所有捕获鱼类体长(L)的测量值进行简单回归，已被用于逆算捕捞前某些日龄的鱼体长度。这种方法可以对样本种群的先前年龄的平均长度提供合理的估计[45]，但这种逆算方式往往忽视个体的差异，因为一个单一的回归曲线用于种群中所有的鱼[44]，因此，使用这种方法得到的逆算长度的估计值可能比某些个体捕获时的体长要长[44]。因此最常用的逆算方法为比例法而不是简单的回归，比例法的模型考虑到个体的体长-耳石径或耳石径-体长关系的斜率的差异。最早最简化的方程为Dahl–Lea方程：Li=L（Ri/R）其中Li为某个体在第i日龄时的体长，Ri为第i日龄时该个体的耳石径，L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径。该模型假设L-R为线性比例关系，且这种方法计算的体长常常产生误差，因为大多数用于体长逆算结构，如鳞片或刺，是在鱼孵化并生长发育到一定阶段后才发育出来的。然而，Dahl-Lea方程通过对耳石的测量，在使用年龄计算时得到了合适的逆算体长[46]，这可能是因为耳石形成于胚胎发育的早期。但是并不是所有的鱼类体长和耳石生长都是呈线性比例关系，据NarimatsuY，2007[47]研究发现大头鳕体长和耳石增长属于异速增长，适宜指数模型，L-R关系公式为L=cRd其中L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径，c、d为拟合模型后求得的常数由此公式逆算出的某样品在某日龄时的体长公式为Li=c（Ri/R）dL其中Li为某个体在第i日龄时的体长，Ri为第i日龄时该个体的耳石径，L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径，c、d为拟合模型后求得的常数。1.3.4生长模型生长模型即使用数学函数来描述鱼的大小(长度或重量)如何随年龄变化或在一段固定时间内变化。这些函数的参数可以描述生长特征，如达到的最大平均大小、在特定年龄或时间的瞬时生长速度、最大相对生长速度或在特定年龄的平均大小。在拟合生长模型的时候，通常需要使用体长-日龄数据，通常体长-日龄数据可以利用耳石日增长与日龄进行计算（1）VonBertalanffy生长模型(VBGF)是模拟鱼类生长最常用的函数[48，49]。VBGF最初由vonBertalanffy(1938)提出作为人类生长的模型，该方程描述了随着年龄的增长，生长速度的线性下降[48]。VBGF是一个非线性函数，最常见的公式是；L=L∞[1-e-K(T-t0)]其中L为长度，T为年龄，L∞，K,t0为待估计参数。渐近平均长度(L∞)是总体的最大平均长度;这不是一条鱼的最大长度，其最大长度可能比L∞大也可能比L∞小。t0参数可以是正的，也可以是负的，它表示鱼的平均长度为零的年龄。K参数(称为Brody生长系数)必须是正的，描述VBGF的曲率或在年龄接近L∞时平均长度的快慢[50]。因此，K值越大，年龄平均长度趋近L∞的速度越快。（2）Laird–Gompert模型是根据相对增长率随年龄增长呈指数下降的假设推导出来的[51]。公式为L=L0×exp[k(1-e-at)]其中L为日龄为t时的体长，L0为日龄为0时的体长，k是一个无量纲参数，a是曲线拐点处的瞬时增长率。Laird–Gompert模型最适合于初始生长缓慢的鱼类或生命阶段[52]，并且最常用于模拟仔鱼、幼鱼，特别是仔鱼在日龄较低的情况下估算某一日龄个体的平均体长[53]。1.4黄海冷水团介绍黄海是西北太平洋半封闭陆架边缘海，三面被陆地环绕，位于中国和朝鲜半岛之间，呈烦“S”性，黄海槽贯穿于其中，深度为60-90m，东陡西缓，北浅南深，是黄海最突出的地形特征[54]。由于这一特殊地形和其他动力与热力因素的共同作用，是该海域在暖半年是，在温跃层下覆盖着被10℃等温线包围的低温水体，即黄海冷水团（YellowSeaColdWaterMass，YSCWM）[55]。黄海冷水团分为北黄海冷水团和南黄海冷水团，且会由当年的气候特征形成多个冷核心。黄海冷水团的季节变化特征明显，冬季水温分布比较均匀,冷水团尚未形成；春季，在36°N，122°E附近有一6.5℃所包围的冷水中心[56]；夏季，黄海中、北部被8℃等温线所占据，此南、北黄海冷水团正式形成，南黄海冷水团核心位于36°N，123°E附近，北黄海冷水团中心位于38.5°N，122.5°E附近。秋季，北黄海冷水团已经消退，南黄海冷水团已经缩减到了很小的区域。综上，黄海冷水团形成于春季，成熟于夏季，消退于秋季[57]。黄海冷水团的这种季节变化可能会影响大头鳕的早期生长。1.5研究目的与意义大头鳕是北太平洋高纬度海域（美国、俄罗斯、日本、加拿大、韩国和中国）主要的渔获种类之一，是鳕科鱼类中具有较高生态价值和经济的底层鱼类[23]。分布于黄海的大头鳕群体具有一定的地理特殊性。从分布来看，黄海是大头鳕分布的南部边界，大头鳕生存的温度上限一般不会超过14℃，黄海之所以能有冷温性鱼类分布，这与黄海冷水团的存在密不可分[58]。由于黄海中央凹地的存在，位于黄海中央的黄海冷水团，才得以在黄海底部长年被保存，其最明显的特点是夏季表层水温升高时，该区域深水区水温依旧保持较低温度(6-12℃)[58]，黄海冷水团的存在为黄海大头鳕等冷温种提供了较为理想的生存环境。不仅如此，黄海大头鳕对气候较为敏感，资源变动很大，具有年代际变化的特性[13]，是研究黄海环境变化对鱼类影响的指标性鱼种。二十世纪六十年代之前，大头鳕是黄海重要的渔业捕捞对象，七十年代之后，由于过度捕捞和环境变化，其资源严重衰退。近20余年大头鳕数量呈波动上升趋势，渔获量的上升使大头鳕再次成为黄海重点关注鱼种之一（/）。鱼类生活史的早期阶段是非常关键的时期，因为在这个阶段其生存能力较弱，死亡率高，并且易受到环境的影响，因此探明该阶段鳕鱼的生长规律对于研究其资源变动模式具有重要意义[20]。而目前，针对大头鳕早期生长的研究主要依托室内培养方法[57]，NarimatsuY,HattoriT等[47]在2007年研究了大头鳕仔鱼和仔鱼体生长耳石微结构的关系，确定了该鱼种耳石增量以每日为周期沉积，可以通过大头鳕的日龄与耳石微结构来研究其早期生长[47]；日本海域也有大头鳕早期生长的相关研究’，例如NarimatsuY,KakehiS[20]等针对2011年3月11日日本东北大地震引发的海啸对大头鳕的影响研究发现，与往年相比，海啸导致了大约30天内大头鳕生长速度的下降和幼鱼分布的变化，而分布的变化主要是由于浅水区的物理破坏和随后的生长下引起的死亡率增加所致，并因此影响了2011年大头鳕的补充量[20]，说明大头鳕的早期生长受其分布区域的环境影响；JavierRey,LourdesFernández-Peralta等[59]于2016年给予耳石微结构研究了西非海岸两种无须鳕生长的差异，发现在较小的地理尺度中由于环境的变化无须鳕的生长也会出现差异[59]；而对黄海大头鳕的研究较多地集中于其生物学特性[60,61]、胚胎发育[62]、种群特征[40]、食性[63]和遗传结构[64]，虽然有关于0龄幼鱼分布的相关研究[24]，但对于自然环境下黄海大头鳕的早期生长规律、黄海环境季节性变化对其的影响以及黄海冷水团不同冷核心间大头鳕群体生长的差异仍然缺乏基础性的认识。耳石微结构已经成为研究鱼类早期生长的一个重要且成熟方法[31]，通过读取鱼类耳石的日龄、日轮耳石日增长、以及特殊标记可以有效地研究鱼类早期生长的规律，并还原孵化、变态发育、沉降等早期生长阶段中的重要特性，已应用到大黄鱼[65]、秋刀鱼[66]、无须鳕[59]、大头鳕[20，47]等鱼类生长的研究中。本研究通过分析2017年黄海大头鳕春、夏季当年生0龄幼鱼的耳石微结构，探索其早期生长的一般规律，结合其栖息地环境的变化对其早期生长的关键生活史过程影响，并结合2017年夏季黄海南部冷水团东、西冷核间幼鱼生长的差异进一步探究其早期生长与冷水团动态的关联。2黄海大头鳕幼鱼基础生物学2.1材料与方法2.1.1调查海域与采样方法样品源于“2016-2017年山东近海渔业资源全面调查”项目的底拖网调查，调查海域范围为35°—38°30′N之间、118°—124°E之间的山东近海海域、莱州湾及渤海湾南部海域。采用单拖底拖网渔船作为调查船，统一各调查船只功率（220kW）和调查网具，网具由中国海洋大学统一定制。拖网调查均安排在白天进行，每站拖网时间1h，拖速为2kn。底拖网具体参数：1380目*1.4寸，上口门5m，底口门4m，小腿缩结系数0.95，袖网缩结系数0.96，浮脚差0.5m。拖网时网口高度约7.53m，宽约15m。调查分秋、冬、春、夏四个航次进行。秋季调查时间为2016年10月，冬季调查时间为2016年12月-2017年1月，春季调查时间为2017年5月，夏季调查时间为2017年8月。因部分站位距岸较近，受定置网、养殖和水深等因素的影响，秋、冬、春、夏四个航次实际完成的拖网调查站位分别为161个、163个、158个、156个。2.1.2样品采集与处理将拖网调查获得的渔获物在实验室内进行样品鉴定和生物学测量，获取数据主要包括各种渔获生物的丰度和生物量，采用随机取样法收集各主要种类样品，包括目标鱼种、主要经济鱼种和渔获优势种。每种每次取样不少于50尾，不足50尾全取，详细观测其测量样品全长、体长、体重、纯重、胃含物、性腺发育等数据，以获取其群体组成、生长、繁殖和摄食等基本生物学特征（按照调查规范），重要种类摘取矢耳石，清洗干净后风干、保存于离心管中，用于个体耳石日增长的读取与日龄鉴定。主要种类拍照、保存照片。其中2017年春季底拖网采样大头鳕样品共计44639尾（图2-1），夏季底拖网采样大头鳕样品共计26343尾（图2-2）。按实验要求共分析春季大头鳕当年生0龄样品419尾，夏季大头鳕当年生0龄样品468尾。图2-1调查春季大头鳕幼鱼样品空间分布Fig2-1.SpatialdistributionofthejuvenilePacificcodinspring图2-2调查夏季大头鳕幼鱼样品空间分布Fig2-2.SpatialdistributionofthejuvenilePacificcodinsummer2.1.3数据处理根据2017年5月、8月两个调查航次拖网资料，分别统计各航次所捕获幼鱼体长数据，绘制体长分布频率直方图以研究大头鳕幼鱼体长分布特征。采用幂指数关系式W=a×Lb讨论鱼类体长-体重关系。其中，W为体重（g），L为体长（mm），参数a为条件因子（conditionfactor），与日期、栖息地和季节性等因素相关，b为异速生长因子（allometricfactor），反映了个体生长的不均匀性。通过比较体长-体重关系式中的幂指数b值与“3”之间的差异显著性，可以用来判断该鱼种是否为匀速生长。2.2结果2.2.1大头鳕幼鱼的体长分布特征春季大头鳕幼鱼体长范围为47-93mm，平均体长为69.70mm（SD=7.81，df=419），优势体长组为60-80mm，占总尾数的79.95%（图2-3）；图2-3春季大头鳕幼鱼体长分布直方图Fig.2-3LengthfrequencydistributionofthejuvenilePacificcodinspring夏季大头鳕幼鱼体长范围为84-175，平均体长为125.18mm（df=468，SD=20.93），优势体长组为100-140mm，占总尾数的61.75%（图2-4）。图2-3夏季大头鳕幼鱼体长分布直方图Fig.2-3LengthfrequencydistributionofthejuvenilePacificcodinsummer2.2.2大头鳕幼鱼的体长-体重关系大头鳕春季幼鱼样品体长-体重相关关系的最优方程为W=4×10-6L3.025R2=0.74体长-体重相关的幂指数与3无显著差异，表明春季大头鳕幼鱼为匀速增长（图2-5）；图2-5幼鱼春季样品体长-体重相关关系Fig.2-5Length-weightrelationshipofthejuvenilePacificcodinspring大头鳕夏季幼鱼样品体长-体重相关关系的最优方程为W=5×10-7L3.507R2=0.92体长-体重相关的幂指数与3有显著差异，表明夏季大头鳕幼鱼为正异速增长，其体重的增加要快于体长的增长（图2-6）。图2-6幼鱼夏季样品体长-体重相关关系Fig.2-6Length-weightrelationshipofthejuvenilePacificcodinsummer2.3讨论本研究中，2017春季5月捕获的大头鳕幼鱼体长范围为47-93mm，平均体长为69.70mm，优势体长组为65-85mm，占总尾数的74.46%；夏季8月份捕获的大头鳕幼鱼体长范围为84-175，平均体长为125.18mm，优势体长组为100-140mm，占总尾数的61.75%。张人元，卞晓东等[24]，分析了2016年的幼鱼，其中6月所捕获的大头鳕幼体平均体长为66.6mm，体长范围为38-97mm，优势体长为50~70mm，占总体的50%；8月幼体平均体长为124.1mm，体长范围为85~158mm优势体长为110~130mm，占总体的55.6%。对比该研究与本研究的结果显示春季幼鱼体长范围与平均体长结果接近，而本研究中幼鱼优势体长略大于张人元，卞晓东等[21]研究中的结果，且尾数占比更大，数量更集中；而夏季幼鱼在体长范围、平均体长和优势体长及其占比上没有明显差异。本研究中，春季大头鳕幼鱼体长与体重接近等速增长b值为3.025；而夏季大头鳕幼鱼体长与体重不是等速增长体重增长较快，b值为3.507。根据本文的研究对象，生长阶段不同，即仔鱼和幼鱼之间的生长差异以及习性和生活环境的不同是造成二者之间产生差异的主要原因。春季幼鱼营浮游生活尚未沉降，而夏季幼鱼已全部完成沉降生活在冷水团区域内，在这个转变过程中大头鳕心幼鱼的习性及生存环境都发生了巨大转变，因此影响了大头鳕幼鱼的生长，使得前期大头鳕的等速增长变为正异速增长，相对来说肥满度开始升高。3黄海大头鳕早期生长3.1材料与方法3.1.1调查海域与采样方法样品源于“2016-2017年山东近海渔业资源全面调查”项目的底拖网调查。调查海域及调查方法详见2.1.1部分。3.1.2样品采集与处理样品采集标准与处理方法详见2.1.2部分。3.1.3耳石预处理与日龄鉴定在调查样品中随机挑选，49枚春季幼鱼的耳石与74尾夏季幼鱼的耳石，用环氧树脂进行包埋固定，使用美国标乐低速精密切割机（IsoMetLowSpeedsaw）在耳石核心附近，沿耳石横截面切割出一片包含核心厚度为0.8mm左右的薄片。将切片贴于载玻片上用水磨砂纸打磨至次生生长原基清晰，翻面后再次打磨至核心清晰并抛光，在透射光下用奥林巴斯显微摄像系统（200倍）对耳石切片进行拍照。使用imageJ软件沿耳石腹缘最长的轴读取日龄与耳石日增长。每个耳石按盲读原则相隔1个月读取两次，结果一致的数据直接应用，不一致的重新检查，最终从50枚春季耳石切片中挑选出39枚，从100枚夏季耳石切片中挑选出43枚较清晰地耳石切片，用于后续分析，其空间分布如图3-1，图3-2。3.1.4耳石日增长数据处理幼鱼个体耳石日增长数据按照日期和日龄分别排列后用自助法扩大样本容量后（bootstrap，每次从43组数据中有放回地随机抽取20组，进行1000次抽取）求其平均值以及误差范围。本研究中大头鳕最终用于分析的大头鳕耳石为39，43枚，自助法适用于小数据集。3.1.5孵化日期和沉降日期的逆算耳石日增长由宽的生长带和窄的间隙带构成，其沉积周期为一天，通过统计耳石上的耳石日增长数目,结合第一个耳石日增长的出现时间,就可鉴定鱼类的日龄。鉴定出每个大头鳕样品对应耳石的日龄后，由捕捞日期向回逆算可得到每个大头鳕样本的孵化日期；鉴定出每个耳石沉降发生时的日龄后，结合逆算出的孵化日期，可以得到每个大头鳕样本沉降的日期。3.1.6黄海大头鳕幼鱼耳石径-体长关系拟合及体长逆算据NarimatsuY，2007[45]研究发现大头鳕体长和耳石增长属于异速增长，适宜指数模型，L-R关系公式为L=cRd其中L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径，c、d为拟合模型后求得的常数由此公式逆算出的某样品在某日龄时的体长公式为Li=c（Ri/R）dL其中Li为某个体在第i日龄时的体长，Ri为第i日龄时该个体的耳石径，L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径，c表示R为零时大头鳕幼鱼的长度、d为拟合模型后求得的常数。通过该公式可以得到一系列体长-日龄关系序列可用于黄海大头鳕幼鱼生长方程的构建。3.1.7黄海大头鳕幼鱼生长模型拟合利用体长逆算得到的体长-日龄序列，本研究尝试了两种常用的生长模型即Laird–Gompertz生长模型和VonBertalanffy生长模型（V-B方程），相比之下V-B生长模型的拟合程度更高，可能原因是Laird–Gompert生长模型适宜更早期生长的模拟，而本研究的目标日龄较大已不适合该模型，故采用V-B生长模型。V-B方程是一个非线性函数，公式为L=L∞[1-e-K(T-t0)]其中L为长度，T为年龄，L∞，K,t0为待估计参数。渐近平均长度(L∞)是总体的最大平均长度;这不是一条鱼的最大长度，其最大长度可能比L∞大也可能比L∞小。t0参数可以是正的，也可以是负的，它表示鱼的平均长度为零的日龄。K参数(称为Brody生长系数)必须是正的，描述VBGF的曲率或在年龄接近L∞时平均长度的快慢[48]。因此，K值越大，年龄平均长度趋近L∞的速度越快。拟合鱼类生长曲线需要较长时间序列的体长-日龄数据，而本调查采样时间较集中，因此日龄和体长的分布也较集中，故需使用体长逆算来补充一些体长日龄的数据扩大样本数用于V-B方程的拟合。3.1.8黄海大头鳕幼鱼生长和生长率计算通过B-V生长方程估算黄海大头鳕群体在每10日的体长，并以此为依据计算大头鳕幼鱼早期生长每10天的绝对生长（Absolutegrowth，AG）与绝对生长率（Absolutegrowthrate，AGR）其公式分别为：AG=L2-L1AGR=（L2-L1）/t以及相对生长（Relativegrowth，RG）与相对生长率（Relativegrowthrate，RGR）其公式分别为RG=（L2-L1）/L1RGR=（L2-L1）/（L1×t）3.2结果3.2.1大头鳕幼鱼样品组成在2017年底拖网调查采集的春季、夏季大头鳕幼鱼耳石样本中分别随机挑选50、74枚进行耳石预处理实验，由于耳石的体积小、厚度薄、复杂结构、质地较脆易裂，制备薄片十分困难，最终春季、夏季分别制成39、43枚较清晰的成片，成功率分别为78%、58.11%；春季样品体长范围为61-90mm，平均值74.31mm（SD=6.45，df=39），主要分布在70-80mm体长范围内，占总个体数的64.10%（图3-1）图3-1实验用大头鳕春季幼鱼全长频率分布Fig.3-2LengthfrequencydistributionofthejuvenilePacificcodinspringusedforotolithanalysis夏季样品体长范围为100-168mm，平均值127.93mm（SD=17.18，df=43），主要分布在100-140mm体长范围内，占总个体数的76%（图3-2）；图3-2实验用大头鳕夏季幼鱼全长频率分布Fig.3-2LengthfrequencydistributionofthejuvenilePacificcodinsummerusedforotolithanalysis各个站位样品数与分布位置详情如表3-1、表3-2所示，空间分布如图3-3，3-4所示。表3-1春季耳石微结构分析用大头鳕幼鱼样品信息Table3-2.InformationofspringjuvenilesamplesofPacificcodforotolithmicrostructureanalysis站位surveystations经度longitude纬度latitude样品个数numberofjuvenilePacificcodC22121°0′0.00〃E35.75°8C27121°0′0.00〃E36°0′0.00〃N3C33121°30′0.00〃E35°30′0.00〃N5C38121°0′0.00〃E36°0′0.00〃N10C44122°0′0.00〃E35°0′0.00〃N5C49122°30′0.00〃E36°0′0.00〃N5C53123°0′0.00〃E36°0′0.00〃N3图3-3实验用大头鳕春季幼鱼空间分布Fig.3-3SpatialdistributionofthejuvenilePacificcodinspringusedforotolithanalysis表3-2夏季耳石微结构分析用大头鳕幼鱼样品信息Table3-1.InformationofsummerjuvenilesamplesofPacificcodforotolithmicrostructureanalysis站位surveystations经度longitude纬度latitude样品个数numberofjuvenilePacificcodC44122°0′0.00〃E35°0′0.00〃N1C49122°30′0.00〃E36°0′0.00〃N10C50122°30′0.00〃E35°30′0.00〃N8C51122°30′0.00〃E35°0′0.00〃N4C56123°30′0.00〃E36°30′0.00〃N4C57123°30′0.00〃E36°0′0.00〃N6C58123°30′0.00〃E35°30′0.00〃N5C61123°50′0.00〃E36°0′0.00〃N5图3-4实验用大头鳕夏季幼鱼空间分布Fig.3-4SpatialdistributionofthejuvenilePacificcodinsummerusedforotolithanalysis3.2.2大头鳕幼鱼的孵化日期根据耳石微结构分析，春季黄海大头鳕样品日龄范围61-103，平均值85.02（SD=8.85，df=39），根据日龄由捕捞日期逆算，得到其孵化日期为2017年2月17日到2017年3月22日，没有明显的集中（图3-3）。图3-3黄海大头鳕幼鱼孵化日期频数分布Fig.3-3HatchdatedistributionofjuvenilePacificcodinspring夏季黄海大头鳕样品日龄范围117-170，平均值147（SD=14.57，df=43），根据日龄由捕捞日期逆算，得到其孵化日期为2017年3月2日到2017年4月27日，主要集中在三月中下旬（图3-4）。图3-4黄海大头鳕幼鱼孵化日期频数分布Fig.3-4HatchdatedistributionofjuvenilePacificcodinsummer3.2.3大头鳕幼鱼的耳石日增长春季黄海大头鳕样品耳石日增长按照日期平均，从2月17日到4月22日由2.5μm迅速上升至12.32μm，从4月22日到5月26日平均值保持相对缓慢增长，波动不大，逐渐增加到14.36μm，在5月末只有个别样品出现了明显下降的趋势，因此耳石日增长平均值有些许减少（图3-5）。图3-5春季幼鱼样品日期平均耳石日增长Fig.3-5Changeintheaverageofdailyincrementinsummersamplesbydate耳石日增长按照日期平均，从3月2日到5月29日平均值从1.72μm逐渐增加到11.09μm，在5月末出现了明显下降的趋势，约半个月后低至8.98μm后停止减少，随后逐渐恢复，从6月中旬到8月初逐渐恢复稳定增加至11.01μm（图3-6）；图3-6夏季幼鱼样品日期平均耳石日增长。黑色实线为耳石日增长，灰色虚线为耳石日增长使用自助法平均后的误差范围，箭头标出平均耳石日增长开始显著减少的起点Fig.3-6Changeintheaverageofdailyincrementinsummersamplesbydate夏季黄海大头鳕样品耳石日增长按日龄平均后，自孵化起其平均值从1.89μm逐渐增加到12.65μm，在55日龄左右达到峰值，之后保持一个月左右较稳定的状态，在80日龄后耳石日增长开始有明显减少，在90日龄时达到最低值8.81μm后耳石日增长增加，逐渐恢复到峰值，在110日左右恢复到原有的水平，之后一段时间耳石日增长变化较稳定（图3-7）。图3-7夏季幼鱼样本日期平均耳石日增长。黑色实线为耳石日增长，灰色虚线为耳石日增长使用自助法平均后的误差范围，箭头标出平均耳石日增长开始显著减少的起点Fig.3-7Changeintheaverageofdailyincrementinsummersamplesbydate3.2.4大头鳕幼鱼幼鱼体长-耳石径关系使用春、夏两季幼鱼的体长-耳石径数据，拟合L-R关系公式为L=cRd得到其最佳公式为（图3-8）L=0.187R0.915R2=0.95其中L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径；图3-8黄海大头鳕幼鱼耳石径-体长关系Fig.3-8Theotolithradii-lengthrelationshipofjuvenilePacificcod由此可得某样品第i日龄时体长Li的逆算公式为Li=0.187（Ri/R）0.915L其中Li为某个体在第i日龄时的体长，Ri为第i日龄时该个体的耳石径，L为样品捕捞时的体长，R为样品捕捞时的耳石径。逆算得到的日龄-体长序列如图3-9所示。图3-9逆算后得到的大头鳕幼鱼日龄-体长序列Fig.3-9Thedailyage-lengthdataofjuvenilePacificcod3.2.5大头鳕幼鱼VonBertalanffy的生长模型V-B方程公式为L=L∞[1-e-K(T-t0)]带入幼鱼体长-耳石径关系逆算得到的一系列体长-日龄数据，结合捕捞样品体长-数据日龄，用Excel的规划求解功能得到该方程的最优公式为（图3-10）L=331.81×[1-e-0.00295(t+2.836)]残差均方为170.5。图3-10黄海大头鳕幼鱼V-B生长曲线Fig.3-10TheV-BgrowthcurveofjuvenilePacificcod3.2.6大头鳕幼鱼的生长与生长率V-B方程最优公式为（图3-10）L=331.81×[1-e-0.00295(t+2.836)]残差均方为170.5，利用该方程估算出黄海大头鳕幼鱼每10日龄的体长，并由此估算其每10日的绝对生长，之后进一步计算其绝对生长率、相对生长和相对生长率。绝对增长从最开始的9.57mm逐渐减少，170日龄时为5.46mm，减少了约一半，相对增长率则由最开始的34.60%逐渐下降，在90天时为1.05%，最终下降到了0.38%。表3-1大头鳕幼鱼绝对增长、绝对生长率、相对生长和相对生长率Table.3-1Theabsolutegrowth、absolutegrowthrate、relativegrowthandrelativegrowthrateofjuvenilePacificcod日龄体长（mm）绝对生长absolutegrowth（mm）绝对生长率absolutegrowthrate（mm·day-1）相对生长relativegrowth（%）相对生长率relativegrowthrate（%·day-1）02.761012.329.560.953.4634.602021.619.280.920.757.533030.639.010.900.414.174039.388.750.870.282.855047.888.500.850.212.156020.171.727064.158.010.800.141.428071.937.780.770.121.219079.497.550.750.101.0510086.827.330.730.090.9211093.947.120.710.080.82120100.866.910.690.070.73130107.576.710.670.060.66140114.096.510.650.060.60150120.426.320.630.050.55160126.566.140.610.050.51170132.535.960.590.040.47180138.325.790.570.040.43190143.955.620.560.040.40200149.415.460.540.030.373.3讨论耳石预处理的过程中，由于耳石质地较脆切割时容易产生裂痕，切割出的薄片在研磨和抛光过程中也容易破碎，除去裂痕和破碎较严重的切片，抛光后由于成片不清晰也排除了部分切片，因此只有较清晰的样品用于最后的实验，其中春季、夏季分别制成39、43枚较清晰的成片，成功率分别为78%、58.11%，春季幼鱼耳石的实验的成功率明显高于夏季，可能原因是因为夏季耳石较大，日龄较高，更难清晰分辨出耳石日增长，而且在切割研磨过程中较大的耳石相较较小耳石也更易碎。因此为了保证耳石微结构分析的成功，首先，进行渔获物分析时就应考虑到后期试验的成功率并留下足够的样本；其次在进行渔获物分析实验时应严格试验规范，避免样品的意外污染和破坏，造成不必要的样品损失。大头鳕产卵期为1-3月，2月为盛期[12]，体外受精[11],卵具弱黏性，属沉性卵[10],石岛以东及东南水域为其主要产卵场，少数在海州湾外海产卵[13]。本研究结果显示大头鳕的孵化日期在2017年3月2日到2017年4月27日之间。大头鳕的孵化期在水温6℃±0.5℃时为12-14天，而北海大西洋鳕的孵化期在3.4-8.78摄氏度下为12-23天[18]。本研究中，大头鳕孵化期间的海底温度在8℃左右，由此估算出本研究中样品的产卵期在2017年2月中旬到4月初，盛期为2月下旬，这一结果对比已有的相关研究较为靠后，但也在合理的时间区间内。这些误差可能是由于在耳石切割、研磨、抛光过程中，部分耳石边缘的轮纹损耗掉了因此无法计入日龄，导致日龄偏小，因此由捕捞日期逆算出的孵化日期会偏晚。一般来说鱼体的增长与耳石日增长成正相关，耳石日增长的减少意味着鳕鱼生长的减缓。由耳石日增长的变化规律，可以推断大头鳕自孵化后生长速度随着海表温度升高逐渐加快，达到极值之后耳石日增长稳定一段时间，之后生长速度会明显下降，一段时间后再逐渐增加，从单个个体的耳石日增长来看，这段下降到增加的阶段大约持续10-20天，在波罗的海的大西洋鳕也有这种耳石日增长明显变窄然后逐渐恢复的现象，该变化模式与鳕鱼的沉降行为有关[69]。通过分析春、夏两季幼鱼的体长-耳石径数据，拟合L-R关系，最佳公式为L=0.187R0.915R2=0.95说明黄海大头鳕耳石跟体长生长为负异速生长，不过差异不明显。在NarimatsuY,HattoriT等[48]在2007年的研究中最佳方程为L=1.368R0.473R2=0.991其中c值为1.368远大于该研究中的c值，而d值则较小，造成差异的原因可能是由于两个研究选取的样本差异，NarimatsuY,HattoriT[48]等在2007年的研究使用的个体日龄较小，个体中最大的不超过120日龄，且NarimatsuY的研究使用的是室内培养的方式，可能与黄海自然环境下生长的个体会有差异。NarimatsuY,HattoriT[48]等在2007年的研究使用的生长模型为Laird–Gompertz生长模型得到生长方程为L=3.29×exp[3.16(1-e-0.013t)]，而本研究由于样品日龄过大不适宜该方法因此选择了V-B生长模型，拟合得到最佳公式为L=331.81×[1-e-0.00295(t+2.836)]。331.81并不是不是一条鱼的最大体长，而是在幼鱼期的总体的最大平均长度。根据陈大刚的研究结论黄海满11个月的大头鳕体长范围104.0-242.0mm，平均体长为167.9mm，满1龄的大头鳕体长范围140.0-280.0mm，平均体长为205.0cm[13]；由本研究得到的最佳的生长方程计算得日龄330天（11月）的大头鳕幼鱼体长为207.51，刚满1龄（365日龄）的个体体长为219.70，满1龄未满2龄（日龄范围365-730天）幼鱼的体长范围是219.7-293.6mm，这些体长均在合理范围内，说明本研究的生长方程适用于大头鳕的幼鱼个体。由生长方程计算出的每10天的体长绝对增长从最开始的9.57mm逐渐减少，170日龄时为5.46mm，减少了约一半，这一定程度上解释了春季幼鱼样品为等速增长，而夏季幼鱼样品为正异速增长，体重增长速度大于体长；其相对增长率则由最开始的34.60%，下降到了0.38%，在90天时为1.05%，因此相对增长率更适合早期在鱼体体长较小时（小于90日龄时）对生长进行描述，在体长较大时体现不明显。4黄海大头鳕幼鱼早期生长与黄海冷水团动态的关联4.1材料与方法4.1.1调查海域与采样方法样品源于“2016-2017年山东近海渔业资源全面调查”项目的底拖网调查。调查海域及调查方法详见2.1.1部分。4.1.2样品采集与处理由于2017年春季幼鱼仅有个别完成沉降，因此分析沉降过程时仅使用2017年夏季幼鱼样品的相关耳石微结构数据，春季幼鱼耳石微结构仅做参考。样品采集标准与处理方法详见2.1.2部分；耳石处理方法详见3.1.3部分；沉降日期的逆算详见3.1.4部分。4.1.3环境数据提取预与处理为了体现大头鳕生活的黄海冷水团及周边区域各项环境指标变化趋势，提取FORA-WNP30（http:/www.godac.jamstec.go.jp/fora/e/dataset.html）模型1985-2015年间的数据，数据提取范围为经度121.5-124°E之间，纬度34-37°N之间，选取该范围内水深大于38米的网格计算该30年平均的各海洋环境参数，用于反映黄海冷水团及其周边海域，在这一段时间的变化的普遍规律。主要参数包括海表温度、海底温度、15℃等温线深度、15℃水层厚度（15℃等温线距海底的距离）。由于大头鳕为冷温性底层鱼类，适宜温度一般不超过14°C[1]，为了因此本研究选取15℃水层厚度，用以反映海表温度上升超过14℃之后海洋中适宜大头鳕生存的海洋空间垂直方向上的变化。使用15℃等温线深度计算15℃等温线的下降速度用以表示冷水团发展变化的剧烈程度，即后一天的15℃等温线深度减去前一天的15℃等温线深度公式如下：V15℃=Dt+1-Dt式中，V15℃为15℃等温线下降速度（m·day-1），Dt、Dt+1分别是前一天和后一天15℃等温线的深度。幼鱼个体相应日龄对应的当天的表温、底温也用自助法扩大样本容量后（bootstrap，每次从43组数据中有放回地随机抽取20组，进行1000次抽取）求其平均值以及误差范围。4.2结果4.2.1大头鳕沉降大头鳕等底栖鱼类的早期生活史中具有从浮游生活转为底栖生活的沉降过程，本研究中用于分析的全部夏季大头鳕幼鱼样品皆已完成沉降，分辨沉降时间的目测标准为耳石切片上的沉降轮，即由于日轮耳石日增长急剧减少而形成的一条暗带（图4-1）。图4-1耳石横截面显微摄像图（样品日龄149天，全长117mm），箭头标出的暗带为沉降轮。Fig.4-1Microscopicimageoftransversalotolithmicrostructurefroma149-day-oldjuvenilePacificcod(totallength117mm)通过逆算得到大头鳕沉降日期区间为2017年5月15日-7月20日，主要发生在5月下旬与六月上旬(图4-2)。图4-2黄海大头鳕幼鱼沉降日期频数分布Fig.4-2SettlementdateofPacificcodjuvenilePacificcod沉降过程在耳石日增长上体现为耳石日增长的明显减少，大头鳕幼鱼整体沉降起始日期大约在6月1日(图3-6)；其整体沉降起始日龄为80日(图3-7)。4.2.1海洋环境海底温度从3月1日到8月1日由8℃逐渐升高至12℃，始终低于15℃；海表温度从3月1日到8月1日由5℃逐渐升高至25℃，在5月29日达到15℃；海表温度低于15℃时，15℃水层厚度即水深，之后随着海表温度升高15℃水层厚度也在5月29日开始明显减