探索水底的资源和环境因素之间的关系在爱奥尼亚海(地中海中部)

文摘

之间的关系居于水底的资源丰富、环境变量、西北爱奥尼亚海和渔业压力在过去的二十年。密度十七拖网调查期间收集的数据进行了从1985年到2005年。以下物种被认为是:Aristaeomorpha foliacea Nephrops形,和Parapenaeus longirostris甲壳类动物;Merluccius Merluccius, Phycis blennoides,和Mullus barbatus硬骨鱼类的鱼。招聘指数也被考虑n形,p . longirostris merluccius和Mullus barbatus。六个候选人为每个密度模型进行评估和招聘数据集将钓鱼的努力与全球(NAO)和地区(SST和降水)气候指标,或者模型分别涉及钓鱼的努力,NAO)或区域气候指标作为唯一的预测变量。模型选择是使用一个information-theoretical方法适用于Akaike信息准则(AIC)。高变化随着时间的推移,观察每个物种的密度数据和招聘指标。除了鳕鱼数量和招聘数据,为一个明确的积极的关系NAO指数检测,其他物种的变化观察似乎自下而上的影响之间的相互作用的结果与物理环境的变化和自顶向下的压力由于钓鱼。

1。介绍

众所周知,大量的水生人口波动在空间和时间尺度与生态系统的非生物和生物因素的可变性以及人类活动,如钓鱼(1- - - - - -3]。拉金(4)报道,海洋渔业的管理根据生态系统属性本质上是一个问题,区分钓鱼(自上而下的影响)的影响和波动的环境中(自下而上的影响),了解物种的动态交互和欣赏的方式捕鱼船队将如何应对各种股票的丰度的变化。然而,拉金(4]自己报道,尽管毫无疑问许多海洋生态系统发生的变化,他们整体的动力学模型的努力尚未成功,由于存在大量的相关变量和方法只有小错误的估计可能导致大影响的模拟结果。

自1985年以来,底栖在意大利水域资源大多被科学家们监测上下文的基础项目5和先后作为MEDITS项目的一部分6]。在这方面,政府和利益相关者要求科学家们提供最好的建议,在指标和参考点,将引发管理行动。大多数地中海水底的资源显示高波动随时间和被认为是特别容易过度开采(7]。他们的管理是基于“努力控制”措施,包括许可证限制,time-area闭包,和齿轮的限制8]。

在1980年代末地中海经历了重大变化,包括大气、水文和生态系统,导致新政权的条件(9- - - - - -11]。最重要和明显的现象,涉及到水的循环和thermo-haline属性变化的质量是所谓的地中海东部瞬态(EMT),对应于深水形成的转变在东部盆地南部亚得里亚海从其来源新源在爱琴海12- - - - - -15]。尽管这种改变包括整个地中海、爱奥尼亚等盆地,亚得里亚海,地中海东部的盆地主要是参与。EMT期间高盐水(> 39.0事业单位),温暖(约15°C)和氧化中间水域流从爱琴海到西克利特岛的弧海峡。这个通量打断的传统路径黎凡特的中间水域(LIW)向北蔓延到爱奥尼亚海,向东到地中海东部的盆地和影响上的动态,中间,和深层。EMT起义中营养成分接近透光层发生在北部和东部的爱奥尼亚(12,15]。这个大修改东地中海循环持续了大约10年,直到1997年总爱奥尼亚气旋环流恢复(15,16]。这种变化在流通北方的爱奥尼亚从气旋和反气旋环流亦然最近建议作为内部过程发生和亚得里亚海之间爱奥尼亚水质量在年代际尺度称为双峰Adriatic-Ionian振荡(BiOS) [17]。

EMT-BiOS-related政权转移记录在1990年代初涉及海洋表面温度,海平面压力,表面和深循环的水质量,盐分和养分变化,影响初级生产和远洋社区所记录的长期研究粘液,赤潮,浮游生物,果冻,凤尾鱼和东地中海盆地西部[18- - - - - -20.]。特别是,站在股票的变化自养生物和浮游动物丰度的大洋性生物群落结构的变化被发现在爱奥尼亚海(21- - - - - -24和亚得里亚海和利古里亚海18,19,25]。爱奥尼亚海的表面电流的反转也被认为影响物种的出现在亚得里亚海,包括第一scleractinian珊瑚的记录星形线calycularis和硬骨鱼类的鱼Sparisoma cretense在这个盆地(26]。Civitarese et al。18]报道在亚得里亚海的生物记录列表表明大西洋和地中海西部的物种的存在是伴随平流的反气旋北爱奥尼亚环流,从而修改大西洋水域(胃)到亚得里亚海,虽然Lessepsian物种的出现恰逢用平流输送的气旋北爱奥尼亚环流地中海东部海域到亚得里亚海。

第一个找到的热带鱼Sphoeroides pachygaster(27),埃拉特ransonnetii(28),而Dysomma brevirostre(29日在爱奥尼亚海是由Maiorano et al。30.)由于水的质量变化EMT-BiOS期间发生在爱奥尼亚盆地。此外,这些作者回顾了底栖物种丰度和动物区系的组合结构的变化在过去的二十年。这些变化的原因被认为是与物种的生物生态学和环境因素之间的相互作用以及捕捞压力研究的领域。然而,没有直接的环境变量和物种丰度变化之间的关系。在这方面,这个工作代表试图评估之间的关系丰富的底栖和渔业资源和环境变量的压力在过去二十年的西北爱奥尼亚海。

2。材料和方法

2.1。数据收集

这个工作是西北的地理区域被认为是爱奥尼亚海,沿着意大利海岸(图1)。时间序列数据利用1985 - 2005年期间。的基础上Conversi et al。19]报告几个气候的显著变化指标(海温,SLP, NAO指数,和3)在1986年- 1988年,海表面温度(SST)的爱奥尼亚海被选为盆地的环境变化的指标。温度的主要因素之一是确定水生种群的分布模式和丰富变化(31日- - - - - -36]。海温资料得到利用AVHRR(先进的高分辨率辐射计)(http://podaac.jpl.nasa.gov/)。变化以来,北大西洋涛动(NAO)影响天气大规模在北大西洋和欧洲有很强的对海洋环境的影响,包括地中海地区,冬季NAO指数从http://www.cgd.ucar.edu/。沉淀值(毫米),通常与国家审计署的除了当地的天气状况,记录http://www.ilmeteo.it/。、的值海温NAO指数和秋季降水记录在1985年至2005年之间呈现在图2。

钓鱼的努力是一个重要的变量影响的丰富生物资源(1- - - - - -3]。然而,这是一个复杂的变量,很难量化,因为它是受不同因素的影响。的主要渔业西北部爱奥尼亚海加利波利,塔兰托,克罗托内(表1)(http://www.irepa.org/)。不同的钓鱼齿轮用于利用底栖资源;然而,拖网捕鱼是主要技术捕获和总吨位(GT)。配备水獭拖网渔船。钓鱼一般只发生在白天从星期一到星期五。拖网渔船一般日常工作旅行。商业将执行在不同的深度,从沿海水域到700 - 800。渔业的管理是基于努力控制和网格大小调节。自1988年以来一个30-45-day拖网捕鱼已经实现“封闭的季节”年末summer-early秋天,作为一项管理措施由意大利政府(30.,37]。在大多数地中海渔业数据的努力几乎没有,有一个低水平的执行的立法8]。在目前研究的出海日数量每年被用作衡量钓鱼的努力。这可能是一个公平的衡量水底的齿轮(钓鱼的努力38]。非工作被管理由天关闭,天与风速> 15节,公众假期,星期六和星期天。风得到的强度值http://www.ilmeteo.it/。天的海的趋势随着时间的推移呈现在图3。

数据在水底的资源用于这项工作期间,收集了17拖网调查进行西北爱奥尼亚海,从1985年到2005年,作为国家研究项目的一部分,在水底的资源的评估5]。拖网调查都是在秋季进行。拖网和拉伸网codend 40毫米的使用和实验将根据性状进行了抽样设计深度10至800米(30.,37]。Scanmar声纳系统是应用于拖网为了估计水平净开在每个实验拉(39]。丰度数据标准化扫面单元(40]。因此,密度(N /公里²为每一个物种和调查)指标计算。以下物种被认为是:Aristaeomorpha foliacea, Parapenaeus longirostris,和Nephrops形对甲壳类动物;Merluccius Merluccius, Phycis blennoides,和Mullus barbatus硬骨鱼类的鱼。这些物种的选择,因为他们是伟大的商业利益,包括大量的商业在爱奥尼亚西北渔业拖网捕捞。除了m . barbatus在较小程度上,m . merluccius和p . blennoides,他们是专门被拖网捕鱼(图4)。他们也在研究最多的商业物种在这个地中海盆地。自从招聘p . longirostris n形,m . merluccius和m . barbatus发生在研究区在秋天,招聘指数(RI),这些物种丰度(N /公里计算²1年以下)的标本(0 +集团)41,42每个调查期间收集的。虽然虾Aristeus antennatus是西北最丰富的深海物种的爱奥尼亚海,它并没有被认为是在这项研究中由于其非常广泛的深度分布,常使成人少股票和招聘可以拖网捕鱼(43,44]。

2.2。数据处理

试图了解的目的,结合环境变量的考虑和钓鱼的努力可以确定数据中观察到的变化丰富,多元线性回归分析。为每个密度和招聘数据集(响应变量),六个候选人模型进行评估。除了全局模型,我们选择模型,结合钓鱼的努力与全球(NAO)或区域风场和降水)气候指标,涉及NAO和模型或区域气候指标,另外,作为唯一的预测变量钓鱼的努力。为了减少极端丰富数据的影响,这些都是对数转换。

模型选择的框架进行了信息理论方法(45],它适用于Akaike信息准则(AIC)选择最吝啬的模型,也就是说,达到最适当的偏差和方差之间的权衡。考虑样品的小尺寸对估计参数的数量在每个模型中,二阶(AIC信息标准_c)应用和AIC差异()和Akaike重量(基于AIC)也_c估计。最好的近似模型为每个数据集选择Akaike排名的权重。为进一步比较候选模型的变异解释说,调整值也报道。回归分析进行使用SPSS版本18 (46]。

3所示。结果

密度的波动变化随着时间的观察甲壳纲动物(图5(一个)(图)和鱼类物种5 (b))和招聘指数(图6)。

总结六个候选人模型应用于解释密度之间的关系指数和RI每个物种和环境变量和钓鱼是发表在表2(一)和2分别(b)。表3报告估计回归系数和相对标准误差模型的基础上选择排名的另类投资会议_c。

的排名为答:foliacea密度数据导致模型的选择涉及钓鱼的努力和NAO作为预测变量,分别反向和密度指标,直接相关。类似的AIC值_c和也为模型估计包括钓鱼的努力作为唯一的预测变量。

为n形数据,所选模型突出了一个逆与捕捞努力和依赖关系区域气候因素(直接反向风场和降水)。

最好的近似模型p . longirostris是包括钓鱼一起努力与全球(NAO)和地区(SST和降水)气候指标。这个模型表明逆密度之间的关系和钓鱼海温和积极努力和之间的密度和密度和NAO和密度与降水之间的关系。

最好的近似模型m . merluccius被选为组成的直接回归NAO指数。

为p . blennoides密度数据,可比的AIC值_c和为模型估计包括作为唯一的预测变量钓鱼的努力(逆)或NAO指数(直接)。然而,在这两种情况下非常低值了。

为m . barbatus从排名,最好的近似模型和是涉及钓鱼的努力作为唯一逆预测变量,但的价值呢在这种情况下估计也很低。

关于招聘数据,最好的近似模型p . longirostris考虑与捕捞努力成反比关系。

为n形新兵,同样依赖捕捞努力和区域气候指数随着整个人口被发现。

最好的近似模型m . merluccius招聘数据直接关系NAO作证。

为m . barbatus数据,也发现类似的结果只有两个模型包括一个预测变量(NAO和钓鱼的努力),但均显示非常低值,如对于整个人口。

4所示。讨论和结论

在1980年代末经历强烈修改爱奥尼亚海的水质量特性和thermo-haline循环9,12,14,15,18]。目前的结果强调,在1985 - 2005年期间对海温在爱奥尼亚并没有表现出增加的趋势,整个地中海特征(47]。相反,在1980年代末,逆转的爱奥尼亚环流造成更大的输入冷和少盐大西洋海域盆地(18]。EMT的末尾才对海温值开始匹配整个地中海的地表水48]。

所有的底栖物种被认为是在这项研究中表现出振荡人口和招聘丰度的变化。

政权转移记录在1980年代末对几个直接影响海洋生态系统组件包括营养水平和不同的地中海盆地(见[11,18),和引用其中[19,24,25,49,50])。爱奥尼亚海中的环境变化观察到1980年代末可能直接影响招聘,通过其对个体的存活率的影响从鸡蛋到青少年,或间接地,通过自下而上的影响zooplanktonic物种的变化(51]。丰度指数的波动在整个抽样人群最有可能反映了招聘的变化,它代表了大部分的股票在许多水底的物种8]。

在这方面,即使在1980年代末的突然变化风场、盐度、密度以及营养物质的爱奥尼亚水质量一起大规模气候驱动(NAO)可能有直接和间接的影响居于水底的招聘和丰富的资源,该地区渔业压力所扮演的角色似乎是重要的。事实上,通过模型选择标准进行分析发现重要的一些物种的密度之间的关系和气候因素和钓鱼的努力。在所有这些物种的丰度的增加显著减少工作日相关记录在研究期间。

虽然人口机制在very-high-dimension自然系统的复杂性,很难严格区分环境和渔业的影响以及他们的相互作用的本质52- - - - - -54),毫无疑问,减少捕捞压力可以支持大量的鱼类和贝类的增加股票(2,3]。然而,由于减少渔业的影响不同物种之间的千差万别。在这方面,观察到的影响a . foliacea p . longirostris和n形似乎现实的因果。事实上,这些甲壳类股票显示过度捕捞条件在爱奥尼亚海(30.,37,55- - - - - -58)和意大利水域(7]。由于高脆弱性拖网的成年人和青少年在所有三个物种,工作日的减少这种类型的渔业可能可靠地支持股市复苏,因此,大量增加。然而,Capezzuto et al。59显示大量的增加答:foliacea验证主要是在2000 - 2004年期间与温度和盐度的增加显著相关检测到从1995年到2005年之间的200年和800年的爱奥尼亚海。这个事实可以解释根据Ghidalia Bourgois [60]和Bombace [61年由水文假说:答:foliacea优先分布在温暖和盐碱地的水域。温度和盐度之间的200和800 m没有考虑在目前的工作。

在n形逆密度和钓鱼的努力和海温之间的关系被发现而直接与沉淀出来的关系。参照第一个司机,因为挪威捕龙虾的爱奥尼亚海主要由青少年(58),这种关系似乎也现实的招聘。在对SST,虽然温度对招聘的影响也被证明为其他地中海底栖物种(62年,63年),可能温度无法解释的变化n形在爱奥尼亚海丰度观测。Maynou和Sarda64年)发现重要的甲壳纲动物的捕捉率之间的关系和一些环境因素,如大气压力,云层,sea-weather条件。降水的效果在这项工作中发现可能与云量观测到Maynou和Sarda64年]。这些作者假设光强度达到海底有主要影响的活动率n形拖网捕鱼,因此在其脆弱性。Ungaro和Gramolini65年)发现了一个可能影响水温的海洋底部的空间分布p . longirostris在南部亚得里亚海。然而,这些作者同意Abello et al。66年)报道,丰富空间的差异也可能是由于渔业剥削。最近,队等。67年报道一个增加的趋势p . longirostris丰富相关场持续上升,相应的减少风的循环,减少捕鱼工作。

在m . merluccius整个抽样人口和员工,积极与NAO指数检测之间的关系。存在积极的海洋生态过程之间的关系和观察NAO在许多研究中,尽管通常底层机制仍然不明原因([18,引用其中]、[19,引用其中][51,68年- - - - - -70年])。变化的环境因素(大气压强、温度、风、降水等)与国家审计署可能导致深对生态系统影响的修改,直接或间接地,生物个体和种群以及种间关系和营养网(51,70年,71年]。影响营养链的第一个层次,这是在非常短暂的物种,可能更容易识别([18,引用其中][25,68年)而鱼类和其他生物远非high-trophic水平很好理解。在地中海地区,Lloret et al。72年)报道,大陆架物种的招聘,其中,大肠cirrhosa,m . merluccius和m . poutassou,呈正相关,河流径流和/或风混合指数。《Relini et al。73年)发现了一个积极的夏天生物量之间的关系大肠cirrhosa和冬季NAO指数。NAO的直接影响水体循环,进而影响分布m . merluccius建立了Abella et al。74年从利古里亚海的伊特鲁里亚和分布m . merluccius和Aristeus antennatus由Massuti et al。75年巴利阿里群岛]。

Maynou [76年)发现年均NAO指数之间的正相关和年度捉虾Aristeus antennatus在六个港口加泰罗尼亚海岸。作者假设NAO-induced环境变化可能支持二级生产提高食品供应答:antennatus。这个虾的更大的粮食供应将加强某一年类的生殖潜力导致增加了1 - 3年。

一个类似的假设也可以建议在爱奥尼亚海鳕鱼协议与1987 - 1988年期间的生理变化影响浮游生物群落的特征。事实上,一个浓缩的上层的系统,叶绿素浓度,主要生产速度,纤毛虫丰度和浮游动物生物量、检测在气旋的年循环的水质量在爱奥尼亚西北部海岸(18,21- - - - - -24]。鳕鱼饲料积极在浅海水在他们的年度生活阶段和更高的丰富的潜在的猎物可以支持根据“偶合假说”[招聘成功1]。显著增加密度中观察到的这条鱼在1990年可以被认为是一个成功的招聘结果。托儿所的领域这一物种已确定沿西北爱奥尼亚海(41,42]。因此,更高的粮食供应,积极NAO间接相关指数,将导致增强的招聘m . merluccius。卓越的少年出现在捕获的鳕鱼扮演比钓鱼压力支持环境因素作为其丰度增加的主要原因。

在股票的m . barbatus西西里的海峡是表明,对于给定的产卵库存水平,更高的招聘水平对应于积极的海温异常(62年]。在股票的m . barbatus在钓鱼的努力和爱奥尼亚海NAO指数似乎发挥类似的作用在其丰度变化。同样的被检测到p . blennoides。然而,非常低值估计模型的这些两条鱼将表明,组解释变量选择不完全解释方差这些物种的丰度数据。事实上,主要的m . barbatus,爱奥尼亚海中的丰度也可以影响小型船舶主要使用刺网的努力没有被认为是在目前的工作。

总之,除了鳕鱼数量和招聘数据,为一个明确的积极的关系被发现独自NAO指数,其他物种的变化观察到的似乎是一个自下而上的影响之间的相互作用与物理环境的变化和自上而下的由于钓鱼。同意Gislason et al。77年),钓鱼的影响似乎表现在自然环境变化的背景中变化的主要代理系统。在对比分析不同物种的变化,环境和不同的捕捞压力,有望阐明这些因素的相对影响和他们互动的方式78年]。

确认

本研究受益于拖网调查期间收集的数据由意大利政府资助(MiPAAF)作为项目的一部分,“水底的资源的评估。“统计分析支持资助大学的巴里(当地的研究单元CoNISMa)作为向量的一部分项目(vector.conismamibi.it)。

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