《Fishes》：Fishery Resource Assessment with eDNA Metabarcoding and Acoustic Survey in Xiangyun Bay, Bohai Sea
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翔云湾海洋牧场位于中国渤海，是重要的渔业资源区，但长期受富营养化、栖息地破坏与过度捕捞影响。为支持资源保护与管理，研究人员结合环境DNA（eDNA）宏条形码、声学调查与传统网具调查评估鱼类资源。传统网具调查采集鱼类18种（2143尾），以矛尾刺虾虎鱼（Chae
翔云湾海洋牧场位于中国渤海，是重要的渔业资源区，但长期受富营养化、栖息地破坏与过度捕捞影响。为支持资源保护与管理，研究人员结合环境DNA（eDNA）宏条形码、声学调查与传统网具调查评估鱼类资源。传统网具调查采集鱼类18种（2143尾），以矛尾刺虾虎鱼（Chaeturichthys stigmatias）与印度鲬（Platycephalus indicus）为优势种（约占总量的70%）。声学调查显示礁区鱼类资源密度介于6.05×10?5至9.38×10?5 ind/m2，垂直分布集中于1–3 m水层；3 m深度处?47至?42 dB强散射体指示底栖大型个体。eDNA分析获得1,091,731条高质量序列，注释为39种鱼类，优势种包括坎氏棱鳀（Thryssa kammalensis）、黄带截鳞鲳（Nuchequula flavaxilla）与大口裸虾虎鱼（Gymnogobius macrognathos）。综上，声学调查在评估渔业资源空间分布方面具独特优势，eDNA技术可作为传统网具调查的有效补充，二者联合应用为海洋牧场生产管理与可持续利用提供更准确的科学证据。
研究背景与立项依据：渤海湾翔云湾海洋牧场位于渤海南北向暖流区与滦河交汇处，水深6–13 m，是渤海湾关键渔业资源源区。受富营养化、栖息地破坏及过度捕捞影响，该区渔业资源呈现营养级下降、群体小型化与年龄结构幼龄化等问题。现有单一评估手段各有局限：传统网具调查受鱼类活动节律与水文条件干扰且有效采样面积难量化；渔业声学（fisheries acoustics）虽可非致死、广覆盖，但离网校准难以准确鉴别种类，且人工鱼礁混凝土结构强阻声波致礁体内部探测受限；eDNA技术缺乏实时性、偏定性而非定量，且受季节与水动力影响。为此，研究人员提出声学探测与eDNA联用方案，在翔云湾海洋牧场开展鱼类资源与生态系统状态综合评价。
主要技术方法：研究于2024年10月在河北乐亭县南部翔云湾（39°10′15″–39°10′54″N，水深7–15 m）设13个采样点并布设等距平行声学断面。声学调查采用Simrad EK80分裂波科学鱼探仪（120 kHz换能器）结合GPS，以Echoview 8.0处理回波积分，依网具捕获体长经验公式推算目标强度（Target Strength, TS）并估算单位水面资源密度（ind/m2）。eDNA部分沿声学断面取表层2.0 cm沉积物，用DNeasy PowerSoil试剂盒提取DNA，扩增鱼类12S rRNA基因高变区（Mi-Fish引物），Illumina NovaSeq 6000测序，经Cutadapt、FLASH、fastp、VSEARCH去嵌合、Uparse按97%相似度聚OTU，以MitoFish库注释。传统网具调查按GB/T 12763.6-2007用单船翼张单囊拖网（网目54 mm）每小时5节拖曳校验声学–eDNA结果。样本队列即上述13点沉积物与同步拖网渔获。
研究结果
3.1 声学调查结果：依拖网生物学参数算得印度鲬声学贡献率84.17%最高，褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）平均体长24.10 cm最大，矛尾刺虾虎鱼因TS=?60.4 dB虽占尾数47.37%但声学贡献仅11.29%。五区（S1–S5）密度以S5最高（9.376×10?5 ind/m2），较最低S2高55%，总体随水深增加密度上升。垂直上TS呈“弱–强–弱”分层，1–3 m为主峰（?55至?47 dB）对应8–12 cm小型礁栖鱼占层内60–70%；3 m以下偶现?47至?42 dB强散射体，推为褐牙鲆与许氏平鲉（Sebastes schlegelii）等大型礁基鱼。
3.2 eDNA分析结果：13样获1,091,731条高质量序列、1395 OTU、39种鱼。相对丰度前位为黄带截鳞鲳、坎氏棱鳀、大口裸虾虎鱼及Carassius sp.、Sebastes sp.、Rhinogobius sp.等未定种。α多样性上S1与S5的Chao1最高，S1与S4的Shannon>4；S5仅大口裸虾虎鱼高丰度且均匀度最低；AR系列（人工礁点）优势种突出、均匀度低，A系列多样低且周转频。热图显示近岸S组多底栖与中上层种信号强，AR组以Carassius、Rhodeus、Sebastes为主，DZ4见日本下鱵与光线舌鳎，部分点位检出来自陆源输入的罗非鱼属等逃逸养殖种或数据库误差。
3.3 传统网具调查结果：共18种2143尾，矛尾刺虾虎鱼（47.4%）与印度鲬（21.5%）合计占68.91%；许氏平鲉仅占尾数5.67%却贡献生物量21.02%，褐牙鲆与长松江鲂（Hexagrammos otakii）等大体鱼生物量占比>15%，印证群体小型化但大个体生物量权重高。
讨论部分总结：研究人员指出黄渤海鱼群自上世后半叶因捕捞压力由大黄鱼、带鱼等缓生高值底鱼转向小体型低营养级短周期中上层鱼。翔云湾2017–2018年投礁后物种数6增至10，本次声学+eDNA联用13站（参照梁耀威等北部湾模拟≥12站相对误差<15%）显示小鱼仍主导、1–3 m为小型礁栖鱼核心带、S5浅礁密度最高；eDNA揭示S近岸多样最高受陆源影响，AR礁区演替早期单一优势低均匀度，A区扰动大无单优种。声学仅检18属、eDNA检24属、交集3属（矛尾刺虾虎鱼、印度鲬、许氏平鲉），极低重叠源于声学依赖鳔回声避不开礁遮掩、eDNA不受体型生境限但不能分死活与密度且受扩散降分辨率。联用弥补单法低估属级多样性。
结论翻译：基于声学–eDNA联合评估，翔云湾海洋牧场鱼类资源呈以下趋势：资源密度总体偏低且空间极不均（S5与S2差55%），未成稳定广布格局；群落结构长期退化，矛尾刺虾虎鱼与印度鲬等小型低营养级鱼在丰度与声学贡献上占优，许氏平鲉与褐牙鲆等大型经济鱼极少，与李新宇、杨郝陈所述营养级下降、群体小型化、幼龄化一致，衰退未遏；与Xiaolin Wang等渤海eDNA冬优种（鳀Engraulis japonicus、Tanaka氏狮子鱼Liparis tanakae）部分吻合，示eDNA须综括环境变量。上述趋势表明该牧场仍承压于结构失衡与生态功能退化。研究人员验证声学提供高密度空间分布定量、eDNA高效捕种组成与隐存种，联用在不显著增加工作量下互补鉴别与定量短板，建议将声学定量为主、eDNA鉴种为辅的双轨监测纳入翔云湾长期体系，积累时序数据早期预警资源波动，为可持续利用奠监测基。论文发表于《Fishes》。
