基于矢耳石形态的平鲉属(Sebastes)鱼类鉴别及研究方法比较

张凤侠， 张秀梅*， 覃乐政， 李文涛

(1.中国海洋大学 教育部海水养殖重点实验室，山东 青岛 266003)

基于矢耳石形态的平鲉属(Sebastes)鱼类鉴别及研究方法比较

张凤侠1， 张秀梅1*， 覃乐政1， 李文涛1

(1.中国海洋大学 教育部海水养殖重点实验室，山东 青岛 266003)

分析了青岛胶州湾铠平鲉(Sebasteshubbsi)、花斑平鲉(Sebastesnigricans)和许氏平鲉(Sebastesschlegelii) 3种平鲉属鱼类的矢耳石形态特征，探究基于矢耳石形态鉴别3种鱼类的可行性。以8个耳石形状指标和37个椭圆傅里叶系数进行的单因素方差分析结果基本一致，显示铠平鲉与许氏平鲉的耳石形态差异最大，铠平鲉与花斑平鲉间差异最小。利用耳石形状指标、椭圆傅里叶系数、耳石形状指标与椭圆傅里叶系数相结合的方法，对3种鱼类的综合判别率均可达95%以上，判别分析散点图可明显将3种鱼类区分开。耳石长介于4～7 mm的3种鱼类小规格组与2龄及以上成鱼组耳石样本的判别结果一致，表明针对不同发育阶段平鲉属鱼类，基于耳石形态的种类鉴别均是可行的；仅使用椭圆傅里叶系数鉴别3种鱼类时综合判别率虽高达100%，但难以快速定位3种鱼类耳石形态间，在统计上差异显著而实际上微小的形状差异所在；而使用耳石形状指标和椭圆傅里叶系数联合判别，综合判别率亦高达99%，且能快速找出3种鱼类耳石在矩形趋近率、形态因子、面密度等的形态差异。研究表明，耳石形状指标和椭圆傅里叶分析联合判别是平鲉属鱼类种类鉴别及耳石形态差异分析的有效手段。

平鲉属；耳石形态；耳石形状指标；椭圆傅里叶系数；鉴别

1 引言

耳石是鱼类生长过程中沉淀在内耳中的钙质结构，分矢耳石(sagittae)、微耳石(lapillus)和星耳石(asteriscus)共3对。耳石随着鱼类的生长而生长[1]，一般认为达到性成熟后耳石形态趋于稳定[2-3]。由于耳石具有不易消化的特点，被广泛应用于食鱼性动物的食性分析中[4]。研究表明，耳石形态主要受遗传[5]、环境[6]、摄食[7]等因素影响，其中遗传占主导因素[8-9]。Morales-Nin[10]认为鱼类耳石在不同空间方向上的沉积导致耳石形状不规则；Maisey[11]、叶振江[12]指出耳石形态具有高度的物种特异性和显著的种间差异性；Begg等[13]指出采用先进的数码图像分析耳石形状为种群识别提供可能。众多研究表明，耳石二维图像的数学分析可以定量解释鱼类种间、群体间的耳石形态差异，可用于鱼类种间、群体间的识别研究。

依据耳石形态，在鮨属(Serranus)[14]、鲤科(Cyprinidae)[15]、鲚属(Coilia)[16]、鳟属(Salmo)[17]、四大家鱼仔稚鱼[18]以及热带鳀科(Engraulididae)[19]等鱼类的种类鉴别中取得了较好的鉴别效果。但在耳石形态分析时，参数选择和数据分析方法不同，会显著影响鉴别结果。目前，常用的耳石分析方法包括文字描述法[2]、可量性状比较法[16]、地标法[20]、耳石形状指标法[9]与椭圆傅里叶分析法[21]。耳石形状指标法运用于九带鮨(Serranuscabrilla)[22]、鱚属(Sillago)[20]等的鉴别研究中；耳石椭圆傅里叶分析已成功进行竹筴鱼(Trachurustrachurus)[23]和条纹婢(Latrislineata)[24]的群体鉴别；耳石形状指标法结合椭圆傅里叶分析，已在黑线鳕(Melanogrammusaeglefinus)[25]和大西洋鳕(Gadusmorhua)[26]的鉴别中应用。

平鲉属(Sebastes)隶属于鲉形目(Scorpaeniformes)鲉亚目(Scorpaenoidei)的鲉科(Scorpaenidae)，我国常见分布种为铠平鲉(Sebasteshubbsi)、花斑平鲉(Sebastesnigricans)和许氏平鲉(Sebastesschlegelii)，主要分布在黄海、渤海海域，为岩礁区底层经济鱼类。目前3种鱼类的鉴别主要依据背鳍鳍棘数、鳍条数和体侧斑点等生物学特征。依据外部形态特征的种类鉴别，当样品保存不当时，种类鉴别则受到限制，此时形态稳定性较好的耳石则可作为分类的辅助手段。截至目前，基于耳石形态的平鲉属鱼类的种类鉴别尚无报道，本研究以青岛胶州湾的平鲉属鱼类为研究对象，旨在探究基于耳石形态鉴别平鲉属鱼类的可行性，为传统形态分类提供佐证和辅助资料；并比较分析不同方法对鉴别结果的影响，尝试找出适合平鲉属鱼类耳石分类的研究方法，为今后开展相关耳石研究提供基础资料。

2 材料和方法

2.1 实验材料

实验所用平鲉属样本于2013年5-8月采自青岛胶州湾海域地笼网和拖网渔获物。种类鉴定后测量体长(精确到1 mm)、体质量(精确到0.01 g)(表1)。取出左、右矢耳石(以下皆以耳石简称)，洗净后保存于离心管中待进一步分析。

表1 胶州湾3种平鲉属鱼类样品的体长与体质量

2.2 研究方法

2.2.1 年龄鉴定及耳石样本的选取

将洗净的耳石浸入盛水的培养皿中，凹面向上，置于Nikon SMZ8000型体式显微镜下，透射光观察，可见清晰的轮纹，其中一个完整的明带和暗带计为一个年轮。左、右耳石的年龄鉴定结果一致，实验首先选取2龄及以上平鲉属鱼类耳石用于后续分析。

2.2.2 耳石形态参数的选取

将选取的耳石置于50℃烘箱中干燥12 h以上至恒重。干燥后的耳石用精密电子天平称重，单位精确到0.01 mg。耳石凸面向上、凹面向下，用连接于体式显微镜的Nikon DN100数码相机拍摄耳石的二维图像(见图1)。

采用Image-ProPlus6.0图像分析软件分析耳石图像，测量耳石形态学参数，共得出8个尺寸参数：耳石面积、耳石周长、耳石长、耳石宽、最大Feret直径、最小Feret直径、最大半径和最小半径。其中半径测量的是通过耳石几何中心的半径长，Feret直径指耳石按照某一角度摆放时，经过形心的耳石外缘两点间的距离，面积为耳石的二维投影面积。根据潘晓哲和高天翔[20]、徐胜勇等[27]、Tuset等[28]、Canas等[29]相关研究，结合平鲉属鱼类的耳石形态特征，将8个耳石尺寸参数和耳石质量通过计算公式的转换，得出平鲉属鱼类的8个耳石形状指标(Otolith shape indices)(见表2)。耳石形状指标在一定程度上可消除因耳石放置位置不同、耳石大小不同等因素对图像分析结果的影响。

图1 胶州湾3种平鲉属鱼类左耳石内侧面照片(BL代表体长，OL代表耳石长)Fig.1 Left sagittal otoliths of three Sebastes collected in the Jiaozhou Bay shown with the proximal surface up (BL represents body length， OL represents otolith length)

表2 平鲉属鱼类耳石尺寸参数和形状指标

Tab.2 Size parameters and size based shape indices with calculation formulas forSebastesspecies

尺寸参数耳石形状指标面积(A)圆度=(4A)/(πOL2)周长(P)矩形趋近率=A/(OL×OW)耳石长(OL)椭圆率=(OL-OW)/(OL+OW)耳石宽(OW)形态因子=(4πA)/P2耳石质量(OW′)幅形比=OL/OW最大Feret直径(Fmax)Feret直径比=Fmax/Fmin最小Feret直径(Fmin)半径比=Rmax/Rmin最大半径(Rmax)面密度=OW′/A最小半径(Rmin)

注：文中以OW′代表耳石质量。面积度量单位为mm2，长度度量单位为mm，质量度量单位为mg。

椭圆傅里叶分析(Elliptic Fourier analysis)能够有效对耳石轮廓进行描述，定量获取耳石外轮廓的有效信息[30]。研究表明，傅里叶谐值越多越能精确地描述物体的外轮廓[31]，但前10～20个傅里叶特征系数能够描述耳石的主要形态轮廓[32]。本研究使用SHAPE1.3软件包前10组傅里叶谐波对耳石图像进行分析。每组谐波由4个形态变量an、bn、cn、dn组成，因此，每个耳石共由40个傅里叶特征系数描述。对10个谐值进行标准化后，前3个特征系数为定值：a1=1，b1=c1=0，故有效傅里叶特征系数为37个。

2.2.3 数据处理

本研究分别对3种平鲉属鱼类左、右耳石各原始测量指标进行独立样本T检验，以检验3种鱼类种内左、右耳石间的差异性。同样使用独立样本T检验，检测3种鱼类雌、雄个体间耳石形态的差异情况。显著性水平取α=0.05。

鉴于鱼类个体生长差异可能对检验结果产生影响，为实现无偏分析，在样本选择时除选取2龄及以上的性成熟个体外，还在数据分析时引入协变量(体长)以降低或消除个体生长差异对耳石形态参数的影响。本文采用Pearson相关性分析确定耳石形态参数(8个耳石形状指标和37个椭圆傅里叶系数)与体长间关系。当体长与耳石形态参数存在线性相关时，参照窦硕增[33]的协方差校正方法，利用回归斜率按照体长校正公式校正各耳石形态参数：

(1)

以单因素方差分析检验各个耳石形态参数在3种鱼类间的差异性，用多重比较验证差异来源。以上统计分析过程中，对具有方差齐性的变量采用LSD法，不具方差齐性的采用Tamhane’s T2法，取显著性水平α=0.05。

利用SPSS18.0对3种平鲉属鱼类作判别分析，本文采用3种方式进行对比分析：(1)仅使用8个耳石形状指标；(2)仅使用37个椭圆傅里叶特征系数；(3)8个耳石形状指标并结合37个椭圆傅里叶特征系数。

2.2.4 对比分析样本的补充

2龄及以上3种平鲉属鱼类间体长、耳石长存在较大差异，而近岸捕捞生产中常见低于1龄的许氏平鲉幼鱼。因此，为验证鉴别方法的有效性，本实验对比加入不足1龄的许氏平鲉幼鱼样本，即补充加入耳石长介于4～7 mm的小个体许氏平鲉样本。将耳石长介于4～7 mm的3种平鲉属鱼类单独进行判别分析，以充分探讨耳石形态在3种鱼类种类鉴别中的可行性。在此，采用耳石长作为协变量引入协方差校正方程，校正与耳石长显著相关的参数，校正后的参数用于后续判别分析，进而比较交叉检验结果。

为有效区分，下文中2龄及以上许氏平鲉样本统一称为许氏平鲉；耳石长介于4～7 mm的小个体许氏平鲉统一称为许氏平鲉(小)。下文中，若未详细说明，则3种平鲉属鱼类均指2龄及以上、耳石形态趋于稳定的样本；耳石长介于4～7 mm的3种鱼类样本信息为：铠平鲉(n=61，体长范围73～119 mm，耳石长范围4.45～6.58 mm)、花斑平鲉(n=14，体长范围102～165 mm，耳石长范围4.97～6.64 mm)、许氏平鲉(小)(n=45，体长范围101～131 mm，耳石长范围4.29～5.93 mm)。

3 结果

3.1 种内耳石形态的差异性

对左、右耳石的8个测量指标和耳石质量分别进行T检验，结果显示3种平鲉属鱼类的左、右耳石在这些测量指标上均无显著性差异。

对雌、雄个体耳石的8个测量指标和耳石质量分别进行T检验，结果显示3种平鲉属鱼类雌、雄个体的耳石在这些测量指标上均无显著性差异。

因此，下文中的耳石形态研究不分性别统一使用左耳石。表3为以铠平鲉为例，左、右耳石以及雌、雄个体间耳石差异性的检验结果。

表3 铠平鲉左右耳石、雌雄个体间耳石差异性比较

注：n♀表示铠平鲉雌性个体的数量，n♂表示雄性个体的数量。

3.2 单因素方差分析

Pearson相关分析得出3个耳石形状指标(椭圆率、形态因子、面密度)及14个椭圆傅里叶系数(h4、h6、h11、h12、h14、h17、h18、h19、h22、h23、h25、h29、h30、h37)与体长显著相关，这些变量使用协方差校正方法校正后进行后续的数据分析。

8个耳石形状指标及单因素方差分析结果如表4所示。铠平鲉和许氏平鲉，花斑平鲉和许氏平鲉间均有7个耳石形状指标存在显著差异；铠平鲉和花斑平鲉有3个指标存在显著差异。圆度在3种平鲉属鱼类间差异均不显著，3种鱼类两两之间在矩形趋近率、形态因子、面密度间均差异显著。

表4 平鲉属鱼类8个耳石形状指标均值及单因素方差分析结果

注：表中耳石形状信息为原始数据，显著性判定为依据校正后的数据。上述字母不同表示差异显著，字母相同表示差异不显著(p<0.05)。

对3种鱼类的37个傅里叶特征系数进行单因素方差分析，将两两比较具有差异性显著的特征系数的个数及其所占总系数(37)的比例列入表5。可以看出，3种鱼类在多个特征系数上的差异具有明显的统计意义。其中，铠平鲉和许氏平鲉间的差异最大，有16个特征系数存在显著性差异，占总系数的43.2%；铠平鲉和花斑平鲉之间的差异较小，有12个特征系数存在差异，占总系数的32.4%。

表5 平鲉属鱼类耳石傅里叶特征系数显著个数及比例

3.3 种类识别

分别采用3种方式进行平鲉属鱼类种类识别的判别分析结果如表6所示。交叉验证结果表明：

仅耳石形状指标，典则判别函数一能够解释91.9%的鱼种间差异，可以有效地将许氏平鲉与铠平鲉和花斑平鲉区分开；典则判别函数二能够解释8.1%的鱼种间差异，可以将铠平鲉与花斑平鲉区分开(见图2a)。对判别函数一贡献最大的参数为圆度，对判别函数二贡献最大的参数为形态因子。仅通过耳石形状指标进行的种类划分，铠平鲉与花斑平鲉之间有少许的误判，而许氏平鲉与铠平鲉、花斑平鲉之间无误判出现。表6可以看出，3种鱼类判别正确率为93.3%～100%，综合判别正确率为96.2%。

仅椭圆傅里叶系数，典则判别函数一能够解释60.2%的鱼种间差异，可以有效地将铠平鲉和许氏平鲉区分开；典则判别函数二能够解释39.8%的鱼种间差异，可以有效地将花斑平鲉与铠平鲉和许氏平鲉区分开(见图2b)。对判别函数一贡献最大的参数为第12号傅里叶系数，对判别函数二贡献最大的参数为第17号傅里叶系数。通过椭圆傅里叶系数进行的判别分析，3种鱼类无任何误判，各鱼种判别正确率均为100%(见表6)。

结合耳石形状指标和椭圆傅里叶系数，典则判别函数一能够解释97.3%的鱼种间差异，可以非常有效地将许氏平鲉与铠平鲉和花斑平鲉区分开；典则判别函数二能够解释2.7%的鱼种间差异，可以有效地将花斑平鲉与铠平鲉和许氏平鲉区分开(见图2c)。对判别函数一贡献最大的参数为圆度，对判别函数二贡献最大的参数为Feret比。结合耳石形状指标和椭圆傅里叶系数的判别分析，3种鱼类间无错判，判别正确率均为100%(见表6)。

综上，仅傅里叶分析以及耳石形状指标结合傅里叶系数的判别结果，综合判别正确率均高达100%；仅采用耳石形状指标进行的判别分析，综合判别率虽未达100%，但亦达较高正确率。

表6 基于平鲉属3种鱼类耳石形态的交叉检验结果

图2 基于平鲉属耳石形态的前2个判别函数值的分析结果散点图Fig.2 Scatter plot of scores based on the first two DFA of Sebastes sagittae

3.4 耳石长介于4～7 mm样本的对比鉴别结果

对耳石长介于4～7 mm的3种鱼类进行Pearson相关分析，校正后的耳石参数进行后续的判别分析。亦采用3种判别方式进行3种鱼类的交叉检验，结果如下：

仅耳石形状指标，典则判别函数一能够解释65.3%的鱼种间差异，可以有效地将铠平鲉与许氏平鲉(小)区分开；典则判别函数二能够解释34.7%的鱼种间差异，可以将花斑平鲉与铠平鲉和许氏平鲉(小)区分开(见图3a)。对判别函数一贡献最大的参数为圆度，对判别函数二贡献最大的参数为椭圆率。由表7可以看出，仅通过耳石形状指标进行的种类划分，3种鱼类间均出现了误判。61尾铠平鲉，有1尾误判为花斑平鲉，2尾误判为许氏平鲉(小)；14尾花斑平鲉，1尾误判为许氏平鲉(小)；45尾许氏平鲉(小)，1尾误判为花斑平鲉；可见花斑平鲉与许氏平鲉(小)耳石较铠平鲉更相似。3种鱼类的判别正确率为92.9%～97.8%，综合判别正确率为95.3%。

仅椭圆傅里叶系数，典则判别函数一能够解释59.5%的鱼种间差异，可以有效地将许氏平鲉(小)与铠平鲉和花斑平鲉区分开；典则判别函数二能够解释40.5%的鱼种间差异，可以有效地将铠平鲉与花斑平鲉区分开(见图3b)。对判别函数一贡献最大的参数为第4号傅里叶系数，对判别函数二贡献最大的参数为第15号傅里叶系数。通过椭圆傅里叶系数进行的判别分析，3种鱼类无任何误判，各鱼种判别正确率均为100%(表7)。

结合耳石形状指标和椭圆傅里叶系数，典则判别函数一能够解释60.8%的鱼种间差异，可以非常有效地将铠平鲉与花斑平鲉和许氏平鲉(小)区分开；典则判别函数二能够解释39.2%的鱼种间差异，可以有效地将花斑平鲉与许氏平鲉(小)区分开(见图3c)。对判别函数一贡献最大的参数为圆度，对判别函数二贡献最大的参数为椭圆率。结合耳石形状指标和椭圆傅里叶系数的判别分析：60尾铠平鲉有2尾错判为许氏平鲉(小)，铠平鲉的判别正确率为96.7%；花斑平鲉和许氏平鲉(小)的判别正确率均为100%(表7)。

综上，仅使用椭圆傅里叶系数的判别分析，综合判别正确率高达100%；仅采用耳石形状指标以及耳石形状指标和傅里叶系数联合判别分析，综合判别率虽未达100%，但亦达较高正确率。

表7 耳石长4～7 mm的3种鱼类耳石形态的交叉检验结果

注：文中以S.schlegelii′表示许氏平鲉(小)的拉丁名。

图3 耳石长4～7 mm的3种鱼类判别分析结果散点图Fig.3 Scatter plot of scores based on the first two DFA of the three Sebastes whose sagittae length were 4 to 7 mm

4 讨论

4.1 样本选择及耳石形态参数的选择与校正

研究发现，铠平鲉在2龄时初次达到性成熟[34]、许氏平鲉在2～3龄时达性成熟[35]。本文首先选取2龄及以上样本探究基于耳石形态鉴别平鲉属鱼类的可行性，原则上排除了幼鱼耳石形状不稳定对实验结果的影响，且3种鱼类不同体长间耳石形状指标的单因素方差分析结果显示，2龄及以上3种鱼类的耳石形态已趋于稳定；另外，根据实验采集的样本和文献报道[27]发现，近岸捕捞的许氏平鲉多为体长80～180 mm不足1龄的幼鱼，此体长阶段的耳石长恰为4～7 mm，因此文中对比加入耳石长介于4～7 mm的小个体许氏平鲉样本，将耳石长介于4～7 mm的3种平鲉属鱼类单独进行基于耳石形态的判别分析，充分探讨了针对不同生长阶段3种鱼类种类鉴别的可行性及分析方法的有效性。

同时，研究样本均采自青岛胶州湾海域，一定程度上克服了地理环境不同对耳石形态的影响，降低了环境因素对实验结果的干扰。由于花斑平鲉在我国仅分布在黄海海域且资源量较少，故采集到的样本数量有限，今后应进一步增加花斑平鲉耳石样本数量，以提高实验结果的可靠性。

耳石形态特征主要受遗传因素的影响，鱼类的生物学特征(性别、耳石位置、个体大小等)亦对耳石的形态特征产生一定影响，秦岩等[2]报道了鲬鱼(Platycephalusindicus)雌雄个体间矢耳石形态特征存在差异，陆化杰等[36]指出不同个体、不同性别间阿根廷滑柔鱼(Illexargentinus)耳石形状参数存在显著差异。本文逐一检验了3种平鲉属鱼类的左、右耳石以及雌、雄个体间耳石的形态差异性。相关研究表明，当影响因素如性别、耳石位置等对耳石形态影响水平不显著时，若样本量充足则可去除该因素，若样本量不足则应汇总样本进行分析[37]。鉴于本研究样本数较少，且3种鱼类耳石在雌雄个体间均无显著差异，故将雌雄个体的左耳石一起作为实验样本纳入后续分析中。

对于耳石参数的选择，包含了称量指标耳石质量、由耳石大小变量进行转换的耳石形状指标和耳石轮廓变量傅里叶系数，引入耳石质量信息增加了耳石的三维特征，结果表明耳石质量信息的加入可以提高判别率[20]。以耳石形态鉴别3种鱼类，为实现无偏分析，鉴于2龄及以上的3种平鲉属鱼类体长差异较大，故对其进行体长效应的校正；而耳石长介于4～7 mm的3种鱼类，体长差异较小，故选择通过耳石长进行校正。校正后的相关指标用于后续的统计分析中，排除了鱼体大小、耳石大小对判别结果的影响。

4.2 多元统计结果的分析

8个耳石形状指标的单因子方差分析结果(见表4)显示，3种平鲉属鱼类间耳石形状指标存在显著差异，尤其是铠平鲉与许氏平鲉、花斑平鲉与许氏平鲉的耳石，有7个形状指标存在显著差异。对3种鱼类的37个椭圆傅里叶特征系数进行两两比较，傅里叶系数差异显著的个数占总特征系数的比例均达30%以上，其中铠平鲉与许氏平鲉之间的差异高达43.2%(见表5)。综合可见，2种方法的方差分析结果基本一致，铠平鲉与许氏平鲉的耳石形态差异最大，铠平鲉与花斑平鲉则差异最小。其中，差异不显著的参数为平鲉属鱼类耳石的共有特征，如3种鱼类间耳石圆度差异不显著，表明该圆度范围即为3种鱼类耳石的共有特征；而对比分析中差异显著的参数为耳石的种间差异所在，即为基于耳石形态鉴别平鲉属鱼类提供了可能。

本研究采用耳石形状指标、椭圆傅里叶系数以及耳石形状指标与椭圆傅里叶系数联合判别法进行3种平鲉属鱼类的鉴别，结果显示：(1)3种判别方式对于3种鱼类(包括大小规格的许氏平鲉)的综合判别率均高达95%以上，且判别函数所作散点图可明显将3种鱼类区分开来(见图2，图3)，可见基于耳石形态进行平鲉属鱼类的鉴别是可行的，3种判别方式均可作为平鲉属鱼类种类鉴别的辅助方法。(2)仅使用耳石形状指标进行的判别分析结果显示，大个体许氏平鲉与铠平鲉和花斑平鲉间无误判出现，表明其与铠平鲉和花斑平鲉间的耳石形态差异较大；而小个体的许氏平鲉与铠平鲉、花斑平鲉均有一定程度的误判(最大误判率为3.3%)，说明低于1龄的许氏平鲉(小个体)与铠平鲉、花斑平鲉的耳石形态差异较之大个体许氏平鲉相对较小。这表明鱼体生长过程中许氏平鲉耳石发生一定的形态变化，亦验证了随着鱼体的生长，耳石亦经历生长、发育和稳定过程的论点。而图2、图3的散点图显示，无论许氏平鲉处于哪个生长阶段，依据耳石均能将3种平鲉属鱼类区分开来，表明基于耳石形态进行不同生长阶段的平鲉属鱼类种类鉴别是可行性的。(3)比较3种判别方式对平鲉属3种鱼类的判别结果，由表6、表7(包含大小规格的许氏平鲉)可知，仅使用椭圆傅里叶系数的判别分析均能实现100%的判别正确率，相较于其他2种判别方法，该研究方法在探讨基于耳石形态的3种平鲉属鱼类的鉴别中更具优势。如李辉华等[38]曾证实对于长江凤鲚(Coilianasus)和刀鲚(Coiliamystus)的种间和种内鉴别，傅里叶分析法较传统形态测量法更具优势。然而，傅里叶系数虽可以准确的定量表达耳石外轮廓，但是与鱼类种间的实际耳石形状差异较难联系起来，难以快速找出不同种间的耳石在统计上差异显著而实际上微小的形状差异所在[33，39]。本研究显示，结合耳石形状指标法和椭圆傅里叶分析2种方法，对3种平鲉属鱼类的综合判别率亦高达99%，且由耳石形状指标所得的单因素方差分析结果可知(见表4)，3种鱼类耳石在矩形趋近率、形态因子、面密度等耳石形状指标上存在显著差异，因此，耳石形状指标法和椭圆傅里叶分析的联合使用是基于耳石形态进行平鲉属鱼类种类鉴别的有效手段，该方法既能快速找出3种鱼类间耳石形态的差异所在，又能实现较高的种间判别正确率。研究表明，耳石形状指标结合椭圆傅里叶系数对鮟鱇(Lophiuspiscatorius)[29]、鲯鳅(Coryphaenahippurus)[40]、黄姑鱼(Argyrosomusjaponicus)[41]等种群鉴别时效果良好，2种方法联合使用在鱼类耳石的相关研究中可靠性更高。

致谢：本文依托国家自然科学基金“许氏平鲉资源增殖效果评估新方法及其应用基础研究”。中国海洋大学渔业生态学实验室为本项目的开展给予了大力支持与帮助，作者在此深表感谢。

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Sagittae morphology used in the discrimination of the fish ofSebastesand the comparison of sagittal research method

Zhang Fengxia1，Zhang Xiumei1，Qin Lezheng1，Li Wentao1

(1.TheKeyLaboratoryofMariculture，MinistryofEducation，OceanUniversityofChina，Qingdao266003，China)

The sagittae morphological characteristics of three speciesSebasteshubbsi，S.nigricansandS.schlegeliifrom Jiaozhou Bay，Qingdao，were analyzed to test the hypothesis that the threeSebastesspecies could be identified by their sagittae morphology and to find out which method was more appropriate. Eight otolith shape indices and 37 elliptical Fourier coefficients (eFcs) were analyzed，and results showed that the difference in the sagittae morphology betweenS.hubbsiandS.schlegeliiwere the largest，and those betweenS.hubbsiandS.nigricanswere the least. In the discriminant analyses of the three species，discriminating rates of more than 95% were obtained and they were clearly sorted in scatter plots when using the otolith shape indices，the eFcs，as well as a combination of the two. When applied to the three species of which otolith was 4 to 7 mm and those were more than two years old，the species identification based on the otolith morphology was proved to be feasible: when only using the eFcs，a 100% of discriminating rate was obtained but this method couldn’t quickly locate the shape which was tiny in fact but significant difference among the sagittae of the threeSebastesin statistics. Combing otolith shape indices and the eFcs could not only obtain a high classification rate of about 99%，but also identify the differences in the rectangularity，form-factor and surface density among the threeSebastessagittae. The results showed that combing shape indices analysis and elliptical Fourier analysis was the effective method for species discrimination of genusSebastesand it can find out the differences of the sagittae of the threeSebastes．

Sebastes; sagittae morphology; otolith shape indices; elliptical Fourier coefficients; species discrimination

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.003

2014-04-20；

2014-12-28。

国家自然科学基金(31172447，41176117)；国家海洋公益性行业科研专项(201305043)。

张凤侠(1990—)，女，安徽省阜阳市人，从事资源生物学研究。 Email: fxzhang1003@163.com

*通信作者：张秀梅，教授。E-mail: xiumei1227@163.com

S917.4

A

0253-4193(2015)04-0028-12

张凤侠， 张秀梅， 覃乐政，等.基于矢耳石形态的平鲉属(Sebastes)鱼类鉴别及研究方法比较[J].海洋学报，2015，37(4)：28—39，

Zhang Fengxia， Zhang Xiumei， Qin Lezheng， et al. Sagittae morphology used in the discrimination of the fish ofSebastesand the comparison of sagittal research method[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(4)：28—39， doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.003