海洋非生物环境

      海底地形与底质

      海洋水文物理因子

包括水温、盐度、水色和透明度、水团、海流和潮流等。

水温 表示水体冷热程度的物理量，是海洋水文环境的重要物理因子。海洋水温的变化及由此引起的其他因素（溶解气体、海水密度等）的变化，对海洋鱼类的洄游分布、渔期早晚和持续时间的长短，以及鱼类的生长、发育等均能产生重大的影响，是进行渔情分析和预报的重要依据。

不同鱼类在不同的生活时期，其适温范围各异（表2）。鱼类是冷血动物，体温随周围环境的温度而变化。水温对鱼类的影响，一是有刺激作用，二是影响新陈代谢。根据鱼类适温范围的大小，可将海洋鱼类分为狭温性和广温性两大类。在适温范围内又可分为：最低适温、最适水温和最高适温等。在超出最低和最高适温范围的环境里鱼类不能正常生长。宇田（1940）曾把日本近海重要鱼类的不同适温分成三群：寒流性群、中间性群和暖流性群，并指出了每种鱼的适温范围（图1）。

表2 渤海、黄海区几种鱼类在不同生活时期的适温范围（℃）

鱼类的洄游通常是选择适温线进行。当不同水系或水团交汇时，水温分布发生急剧变化，温度梯度增大，鱼类难以逾越，多沿着狭窄的适温区前进或暂作适应性停留后再前进，这样使鱼群大量聚集一起形成捕捞作业的好渔场。在渔业生产中，常常根据等温线的密集分布区来确定渔场的中心位置。

冬季，鱼类喜欢栖息在水较深、水温较高的海区越冬。春季，随着水温的升高，开始离开越冬场游向饵料丰富的近岸海区产卵和索饵。水温偏高的年份，性腺发育快，提早离开越冬场，洄游速度快，提前进入产卵场。反之，则相反。秋后，水温下降时，鱼类逐步由近岸浅水区向深水区或低纬度海区移动进行越冬洄游。当冷空气活动频繁，水温下降快，鱼类将提早越冬，并加快洄游速度。因此在渔业生产中，常常根据渔场水温的高低和升温的快慢来预测渔汛的早晚和渔期的长短。

图1 日本重要鱼类适温分群图

浅海区水温垂直分布的变化很大，在中上层往往出现温度梯度大的温跃层，并有一个周年的生长消失过程。即春、夏季上层海水增温，温跃层开始形成，夏季最强，秋、冬季降温后，垂直对流加剧，温跃层强度减弱，冬季消失。生活于不同水层的鱼类受温度制约而不能穿越温跃层，如中上层鱼类的分布及其集群的大小是与温跃层有密切关系。在生产作业时，应先了解温跃层的位置，进而确定鱼类的栖息水层。

水温的变化也能影响资源的波动，如某种鱼类临近产卵期，遇到产卵场水温异常，将严重影响亲鱼的正常产卵和产出卵子的质量，当卵子不能正常孵化，仔、稚鱼成活率降低时，世代资源量将减少，引起资源波动。秘鲁近海因受“厄尔尼诺”（EL-NINO）现象的影响，导致水温异常分布而引起鳀渔业的大减产。当进行水产养殖时，亦需事先了解养殖海区的水温变化规律，选择合适的养殖对象，进行适时采苗、放养和收获，才能取得最佳的效益。在养殖过程中，应对水温进行监测，发现水温异常时，及时采取措施，避免造成危害。

盐度 

溶解在海水中全部矿物盐的相对含量，用1000克海水中含有溶解盐的克数来计算。也可以通过海水的电导率换算求得。海水盐度受降水、蒸发、入海径流和水团、海流运移的影响发生变化，导致各个海区的盐度不一致。海水盐度对鱼类的影响，是通过渗透压来调节其生理机能。渗透压随着海水含盐量的不同而发生变化。鱼类能对0.2的盐度变化产生反应，盐度的变化不仅支配着鱼群的行动，而且当超出鱼类的适盐范围时，将使鱼类不能正常生活，甚至死亡。

根据鱼类对盐度变化忍耐性的大小和敏感程度，可分为狭盐性和广盐性两大类。海洋中不同的鱼类及其不同的生活阶段对盐度的要求不一样。在渔业生产中，人们常根据鱼类的适盐性和海洋的盐度分布来寻找鱼群和确定中心渔场位置。如日本西南海区沙丁鱼渔获盐度是33‰～35‰，其中最大渔获率出现在盐度34.6‰～34.8‰的黑潮高盐水部分。当夏季中国沿岸低盐水扩展到黑潮高盐水表层时，造成不适于沙丁鱼的分布与洄游，渔获量随之下降，当这一低盐水覆盖于对马水道时，阻断了沙丁鱼从九州西南海域进入日本海。春、夏季日本海沙丁鱼中心渔场有随着对马暖流高盐水而移动的现象。在中国渤海，位于黄河入海口的小黄鱼产卵场，曾随着黄河入海口的改道而移动。不同的水系或水团之间，不仅温度有异，盐度差别也很大，因而盐度梯度大的锋区，也常常导致鱼群聚集，形成捕捞作业的好场所。在沿岸海区，由于水浅，遇到暴雨洪水，或长期干旱，引起盐度突变，影响生长在海滨的海藻和贝类失去生理机能而脱落或烂死，海滩变得像火烧过一样光秃凄惨，日本人称之“苦潮”和“烧滩”。常见的鱼、虾类自此逃离或死亡，给沿岸养殖业和渔业带来严重灾难。

水色和透明度 

海水的透明度是用直径30厘米的白色圆板（透明度板），在阳光不能直接照射的地方，垂直沉入水中，直至刚刚看不见的深度来度量。水色是在观察透明度的基础上，把透明度板提升到透明度一半的深度上，观察透明度板上部海水的颜色，对照福绿尔水色计中相似的水色号记之。水色和透明度都是海水光学特性的反映，与海水中所含的微粒和悬浮物质的大小和数量有关。水色和透明度有密切联系，水色高（水色号小），透明度大；水色低（水色号大），透明度小。水色和透明度是划分海洋水团、区分水系的重要标志，在估算真光层的初级生产力时，透明度也是重要参数之一。因而在渔业生产中，常依据水色和透明度的明显变化来确定中心渔场位置。如中国舟山渔民常在混合海区和流隔带捕捞带鱼，并获得丰产。

大洋深海透明度大，光的穿透能力较强，植物光合作用的深度可达180米。近岸浅海区透明度小，光的穿透能力弱，植物光合作用所需的阳光只能透射到35米以内。在水色发黄浑浊的河口海区甚至只有1米。海洋植物是海洋食物链的最初级环节，其生长和繁殖有赖于良好的光照和肥沃的水质条件。初级生产力高的海区常常是鱼类资源丰富的海区。在发展水产养殖时，根据养殖海区的水色和透明度，选择合适的养殖对象，及时调整水层都是十分重要的。海水的透明度对灯诱渔业的生产作业影响也很大。透明度大的海区，光照的距离长，能将较大范围的鱼诱集到一起。而透明度小的海区，光照的距离短，诱集鱼的效果就差得多。因此在进行灯诱生产作业时必须根据海区的海水透明度情况，随时调整灯光的光照强弱，才能获得理想的效果。

水团 

海洋中某一确定区域内形成长期恒定（或保守）的理化特征和生物特征的较大水体。在浅海区，浅海水团基本上是由混合变性过程形成的变性水团，其理化和生物特征不可能像大洋水团那样均匀和恒定，但却具有独特的演变规律。按水团的水温高于或低于相邻海水的特性可分为暖水团与冷水团。由两种不同性质的水团或海流相互交汇的区域称为混合区或流隔区。水团与渔业有着密切的关系，主要影响鱼群分布、鱼类洄游和渔场形成。

水团与鱼群分布 

不同性质的水团，栖息着不同习性的鱼类。一般暖水性鱼类，如黄海、东海中上层鲐鲹鱼类，喜欢聚居在受黑潮、对马暖流影响强的水温较高的暖水团中，在冬季水温低于12℃的海域则无鱼群分布。远东拟沙丁鱼亦属暖水性种，凡有暖流到达之外均有其鱼群分布。北太平洋海区的长鳍金枪鱼亦喜欢栖息在性质均匀的暖水团内。冷水性鱼类则喜欢聚居在水温较低的冷水团中。如狭鳕广泛分布在北太平洋及其邻近寒冷水域中，适温范围为2～10℃，最适水温为2～5℃，黄海鳕分布则与黄海冷水团息息相关。

水团与鱼类洄游 

一般鱼类均选择适宜的环境进行洄游，当水团分布发生变化时，将会改变鱼类的洄游路线和方向。如日本东北海区的中型竹刀鱼群，每年11月南下进行生殖洄游时，当常磐近海被暖水团控制，寒流不能向南伸展，竹刀鱼群因受这一暖水团屏障而停止南下洄游，密集成群，可获得丰产。又如日本近海的鲣鱼群，每年5月向常磐海区北上进行索饵洄游，当6月上旬北侧黑潮前锋的水温急降到低于17℃时，形成冷水屏障，使鲣鱼群北上洄游受阻，而在黑潮前锋南侧海域集结成群，形成渔场。当6月从东海区注入大量中国大陆沿岸低盐水时，也会阻止鲣鱼群北上洄游。

水团与渔场形成 

不同性质水团交汇而形成的混合区，由于环境条件特殊，往往构成多种鱼类的中心渔场（图2）。混合区的海况特征是，海水理化要素变化剧烈，生物种类多，数量大，同时由于海水运动方向和速度的不同，明显地产生局部涡流，辐散和辐合现象，有的区域还伴随出现涌升现象，有利于饵料生物大量繁殖，成为高生产力区。这些都是形成渔场的有利条件。如朝鲜济州岛以南海域，是对马暖流水、黄海暖流水、黄海冷水、中国大陆沿岸水和朝鲜沿岸水等多水团交汇的混合区，也是良好的鲐鱼渔场。中国著名的舟山渔场，也是位于长江和钱塘江径流入海处。这里是江浙沿岸水、台湾暖水和南下的黄海水交汇的混合区，又是季节性上升流活动的场所，能量转移快，海洋生产力高，具有形成优越渔场的海洋环境条件。其中，冬季嵊山带鱼渔场，是位于台湾暖流高盐水团舌锋的北侧，其中心渔场位置有随着高盐水舌锋的变化而转移的迹象。因此，对混合区（即水团边界）的研究和预测，在渔业生产上具有重大的实际意义。

图2 水团分布与中心渔场

海流 

海洋中具有相对稳定速度的海水常沿着一定途径（水平或铅直方向）作大规模流动。海流按其流动方向的不同，可分为水平流动与铅直流动，如风海流、离岸流、向岸流和潮流为水平流动，上升流和下降流为铅直流动。海流按其水温高于或低于所流经海区的水温可分为暖流和寒流。暖流通常从低纬度区流向高纬度区，如墨西哥湾暖流、黑潮暖流等。暖流具有水温高，盐度大，水色号小，透明度大，含氧量、营养盐类和浮游生物数量均较少，生产力较低等特征。寒流通常从高纬度区流向低纬度区，如亲潮、秘鲁寒流等。寒流具有低温、低盐，水色呈暗绿色，透明度小，含氧量和营养盐类较高，浮游生物丰富，生产力高等特点。

海流对鱼类洄游、渔场形成和变移、鱼发和渔期等有重要影响。不同的海流由于源地不同，其所携带海水的水温、盐度、水色、透明度和化学成分及浮游生物等也不相同。因此，在它们各自流经的海区，生息着不同的鱼类。

海流对渔业的影响为：

①不少经济鱼类有随着海流洄游的习性，可以作为鱼类定向洄游的指标。如东海带鱼的洄游分布与台湾暖流的消长关系十分明显，鱼群的密集分布区常出现在台湾暖流舌锋附近的海区，随着台湾暖流的北进或南退进行着周期性的南北向的生殖或越冬洄游。

②寒暖流交汇处称流隔区（或混合区），是形成良好渔场的场所。如夏威夷北侧水域，有来自北方的阿留申寒流与来自南方的北赤道暖流在此相汇。由于两个海流流速不同，在该水域中产生铅直混合，致使无机磷酸盐丰富，成为长鳍金枪鱼钓获率高的水域。乌贼类的渔场往往在寒、暖流交汇区形成，而且在暖流一侧形成的可能性大。

③上升流区是捕鱼的高产区。上升流区具有低温、高盐、低含氧量、营养盐丰富和浮游生物多等特征，一般生产力都较高。如从索马里到南阿拉伯沿海，6～8月西南季风引起上升流，初级生产力达最高，为4600～5700毫克碳/（米2·日）。秘鲁近海上升流域初级生产量平均达500毫克碳/米2·日以上，在面积约106平方公里的海域，每年生产总碳量为1.55×108吨碳/年，所以秘鲁近海生物旺盛，成为世界上最大的渔业生产海域。中国浙江近海，闽南渔场、海南岛东部沿岸也有上升流存在，其中海南岛东部沿岸每年4～9月出现的上升流区，形成蓝圆鲹、金色小沙丁鱼等主要经济鱼类良好渔场。大西洋北非西岸的加那利海流域，南非西岸的本格拉海流域，南美北岸的圭亚那沿岸一带，热带水域的阿拉富拉海，东部安达曼海、印度尼西亚水域和澳大利亚西岸外海等为世界海洋主要上升流区。仅占海洋总面积0.1%的上升流区在渔业上占有重要地位，其鱼类生产量占世界海洋鱼类总生产量的一半（表3）。在岛屿、半岛、海峡和大洋堆礁附近以及海脊隆起的海区容易产生地形性的涡流。海水沿坡爬升引起上升流和涡流，形成营养富集区，饵料生物和鱼类得以大量繁殖，常常形成局部好渔场。如对马群岛东北近海的涡流区就形成鲐鱼渔场。

④海流的变动及引起的海况变化，能直接影响各种鱼类的数量分布和区系特征，以及造成鱼类资源发生量和补充量大幅度变动。如由于东南季风衰退，导致温暖的南赤道海流水覆盖在营养丰富的较冷的秘鲁海流（上升流）之上，即所谓“厄尔尼诺”现象，使秘鲁外海的鳀鱼因失去生活的场所而激减。作为鱼类饵料的浮游生物和底栖生物幼体以及无游泳能力或游泳能力甚弱的卵子和仔稚鱼等，在海洋中的分布基本是随海流的流动而被动地散开。幼体阶段的播散决定种和群系的分布范围，环境条件的好坏，对鱼类后代的成活和生长有很大影响，并对世代群（即某年出生的同龄鱼群）以后的动向有决定性的影响。在台湾暖流势力强盛的年份，中国江苏吕泗海蜇春季见苗早，汛期相对提早和延长，进入渔场机会多，丰产有望；反之，影响海蜇北上速度和偏离近岸，汛期迟而短，产量亦低。

⑤海流直接影响海产动物排出的卵及其发育的幼体以及海藻孢子的分布，它们常被海流带到远处。流速大的海区，有利于海带筏式养殖，因海带经常摆动，受光条件好，一般比流速小的海区长得好，也不易绿烂。珍珠贝等贝笼吊挂密度也取决于流速的大小。上升流区因水质肥沃，饵料充足，对养殖极为有利。

表3 世界海洋的初级生产力和鱼类生产量推定值

潮流 

在天体引潮力的作用下，海水作周期性的水平流动。潮流不仅使海洋水位、水深、流速、流向等发生周期性有规律的变化，而且改变邻近水体间含有物的差异。鱼类作长距离的洄游和大范围的分布主要受海流的影响大，在一定渔场内鱼类的行动以及小范围的水平分布和铅直移动则受潮流影响大。潮流对鱼类生活习性有影响，如有些鱼类在产卵时需要潮流的刺激，只有当流速达到一定数值时，才大批集体产卵。浙江近海大黄鱼产卵时，除有一定水温要求外，还要有一定流速。在潮流变化明显的海区，常引起鱼类的铅直移动。如在强烈潮流作用下，某些鱼类往往白天伏底，晚上游到表层。潮流对鱼类集群亦有明显影响，例如鲱鱼在朔、望时集群数量最小，而在上弦和下弦时集群数量最多。一般在大潮汛时鱼群分散，并常发生渔场转移。大潮汛流大，常使底层鱼类离底，起浮到中上水层，不利于底拖网捕捞，但对定置网具生产有利，鱼虾进网率高，渔获量也高；小潮汛流小，鱼群密集，不易起浮，形成稳定渔场，有利于拖网生产，但不利于定置网具作业。与此相反，上层鱼类在大潮汛时鱼群下沉，起群机会少，不利于围网生产；小潮汛时鱼群起浮海面，对围网作业有利。海洋中的另一现象是，在上下层水之间出现密度跃层发展，或上下层存在不同流向的水团时，以及在河口海面和径流注入多的湾口附近或海峡区等处容易发生二重潮。有时还会发生三重潮、多重潮。二重潮海区妨碍围网、拖网、钓具等作业，容易造成破网、丢网事故。一般应避开这些海区或停止捕鱼作业。

      海水化学因子

与渔业关系密切的海水化学因子包括溶解氧、pH值和营养盐类。

溶解氧 

海水中的氧气是维持生物生命延续不可缺少的化学因子，渔业生物在呼吸时需要充分的氧气供应。当海区中缺氧时鱼类便会转移，并会影响鱼卵和幼体的发育。海水中有机质分解时会消耗氧，海底有机沉积物也大量消耗氧而造成缺氧水层，当深层缺氧水涌升或海水受到有机污染严重缺氧时，往往会引起鱼群逸散或大量死亡。

pH值 

海水pH值的变化与海水中二氧化碳系统内各碳酸分量的含量有关。植物进行光合作用时，消耗海水中的CO2，使pH值增大，当生物呼吸和有机物氧化分解时，CO2增加，pH值降低。海水中pH值的升降会影响藻类对磷、氮的吸收，在固氮蓝藻的培养中，当pH值为7.5时，固氮强度达到高峰，当pH值降至6.5时，生长便完全停止。海水因有缓冲溶液性质，使pH值的变化比淡水小，海水pH值一般在7.5～8.6之间，表层较高，随深度增加而降低，但在沿岸海区有时因受工业排污影响，pH值会有较大的变化，此时不仅影响海洋生产力的基础——浮游植物的生长，更进而会威胁到鱼、虾、贝类的生存。

营养盐类 

作为海洋食物链中第一营养层次的浮游植物，其生长和繁殖必须吸收碳、氢、氧、磷、氮、硅、钾、钙等和一些微量金属元素。但海水中磷、氮、硅的浓度较低，是浮游植物繁殖的抑制因素。因此在海水化学因子中，营养盐类这个术语在传统上几乎专指无机磷、硅和氮化物而言。磷和氮是构成细胞组织的不可缺少成分，硅是海洋中硅藻等浮游植物细胞壁的主要组成。在季节性明显的海域，这些营养盐类随浮游植物产量的消长也有明显的季节变化（图3、4）。暖季时浮游植物大量滋长，致使营养盐的含量出现低谷期，寒季时才得以再生积累遂使含量上升至峰值。在海水中的无机化合氮主要以、、形态存在，尤以最为重要。一般在河水中含有较丰富的氮，因此在河口附近海区形成高氮区。像长江口海区及黄河口等海区都是明显的例子。这些高氮区内生物茂盛，饵料充沛，为形成一个优越的产卵场或渔场创造了良好的条件。氮的不足是浮游植物生长的抑制因素，而浮游植物繁殖时对氮摄取较多，形成氮的匮乏显得更为突出，在此情况下海区中浮游植物量的多寡也就主要取决于海水中无机氮的含量。对藻类有机营养的研究发现，一些有机营养物质也能直接影响单细胞藻类的生长。如有些藻类能吸收利用葡萄糖、氨基酸，这些不仅是良好的氮肥，而且可螯合主要阳离子促进藻类的生长，培养液中一些维生素等的存在也有利于单细胞藻类的生长发育。1946年朱树屏就证实了浮游植物可直接吸收溶解态有机磷。

图3 英吉利海峡（50°04′N，4°22′W）10米深处磷酸盐（虚线）和硅酸盐（实线）的季节变化

图4 英吉利海峡表层水中铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐的季节变化