昼夜垂直分布与生理特征对毛鳞鱼(Mallotus villosus)目标强度测量的影响研究

为解决毛鳞鱼(Mallotus villosus)生物量评估中目标强度(TS)受垂直迁移和生理因素影响的问题，研究人员通过声学与生物学数据结合，揭示了鱼体长度、游泳气囊(SBL)大小、深度及脂肪含量对TS的显著影响。该研究为改进北极-大西洋区域渔业资源评估提供了关键依据。

　　

在北极-大西洋海域，毛鳞鱼(Mallotus villosus)作为关键生态链物种，其生物量评估长期依赖声学回波技术。然而，鱼类昼夜垂直迁移(DVM)行为和生理变化会导致目标强度(TS)测量偏差，进而影响资源评估精度。随着2000年后环境变化引发的毛鳞鱼生活史特征改变，传统TS模型的适用性受到挑战。Teresa Silva团队在《Reviews in Fish Biology and Fisheries》发表的研究，首次系统揭示了深度、鱼体状态与声学特性的关联机制。

研究采用多平台声学测量技术：1）利用船载声呐(EK60/EK80)和潜水式宽频回声仪(WBT-TUBE)采集2018-2022年冰岛-东格陵兰海域秋季(摄食期)和冬季(产卵迁徙期)数据；2）结合生物学采样分析体长-体重关系、性腺成熟度和脂肪含量；3）通过广义线性混合模型(GLMM)量化TS影响因素。样本来源于海洋与淡水研究所(MFRI)标准调查航次。

研究结果

1. 垂直运动特征

毛鳞鱼表现出显著的昼夜垂直迁移模式，秋季日间下潜深度(中位数150米)大于冬季(100米)。加权平均深度(WMD)分析显示，夜间鱼群集中在20-100米浅层，日间下潜至150-250米。

2. 生理差异

秋季大型个体(>14 cm)倾向分布于深层，而冬季成熟个体聚集在浅层。相对条件因子(K_n)与深度显著相关(p<0.001)，良好状态个体(K_n>1)在秋季更深水域出现。

3. 目标强度变异

窄带测量平均TS为-55.6±7.3 dB(船载)和-53.7±8.3 dB(WBT-TUBE)，宽带测量为-57.2±4.5 dB。GLMM表明体长(logL)、游泳气囊长度(logSBL)、压力(logP)对TS影响显著(p<0.001)，其中SBL=0.20×P^-0.24×L的估算公式解释了63%变异(R²=0.633)。

结论与意义

该研究首次证实深度压力导致的游泳气囊压缩是TS降低的主因，ΔTS可达10 dB。相比传统窄带测量，宽带技术(35-45 kHz)显著减少数据变异。研究建议：1）修正现有TS-体长关系模型，避免11%生物量评估偏差；2）结合X射线游泳气囊形态测量提升精度；3）关注气候变化引发的鱼类生理适应性改变。这些发现为北极渔业资源管理提供了革新性技术框架。