在牡蛎养殖区，雄性黑海鲷鱼负责巡逻，而雌性则等待配偶：这种繁殖行为模式具有性别差异

《Hydrobiologia》：Patrolling males and waiting females: sex-specific reproductive movement patterns of black sea bream in oyster farming areas

　　摘要
与繁殖相关的成本和收益在雄性和雌性之间存在差异，这可能导致它们在产卵期间的移动模式具有性别特异性。在广岛湾，黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii）主要在牡蛎养殖区（OFAs）进行产卵，这些区域的觅食地和产卵地在空间上重叠。由于该物种可能属于“收益型繁殖者”，因此预期雄性和雌性在OFAs内的移动模式会有所不同，这反映了产卵季节期间性别特有的繁殖权衡。为了验证这一预期，我们使用超声波生物遥测技术追踪了具有繁殖活性的个体，并分析了它们的水平和垂直移动情况。雄性表现出更广泛的空间利用范围和更频繁的垂直移动，尤其是在傍晚时分，而雌性则倾向于停留在特定的浮筏附近，移动范围更有限，垂直活动也较低。这些与性别相关的水平和垂直移动差异表明雄性在寻找配偶方面更为活跃，且与产卵相关的活动更多；而雌性则在将能量分配给繁殖的同时，移动范围受到更多限制。我们的发现为这种典型 broadcast-spawning 鲈科鱼类的繁殖行为中的性别差异提供了首个基于实地的证据。

引言
在进行有性繁殖的生物中，雄性和雌性通常采用不同的繁殖策略来最大化各自的繁殖成功率。这些性别差异主要归因于每种配子所需能量的差异；与雄性相比，雌性产生配子需要消耗大量能量（Hayward & Gillooly, 2011）。因此，雌性通过提高后代的存活率来最大化繁殖成功率，而雄性则通过增加与多个雌性的交配机会来提高成功率（Parker, 1970; Trivers, 1972）。这种不同的策略通常表现为繁殖期间两性之间的行为差异。由于这些预期源于异配生殖，它们不仅限于具有体内受精或亲代抚育的物种，也预期会出现在进行外部受精的 broadcast-spawning 物种中。重要的是，这种性别特异性策略的表达取决于生态背景，因为环境条件可以改变产卵迁移、配偶搜索和风险暴露的相对成本和收益（Magnhagen, 1991; J?rgensen et al., 2008; Kokko & Jennions, 2008）。
黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii，Bleeker, 1854）是一种在东亚国家渔业中具有重要商业价值的沿海鲷科鱼类（Yamashita et al., 2021）。在广岛湾，作为黑海鲷的主要渔场之一，该物种的数量密度很高，并且繁殖活动非常活跃（Kawai et al., 2017, 2022）。通过遗传亲缘分析，该物种被证实为 broadcast-spawning 物种，在一个繁殖季节内会多次产卵（Blanco Gonzalez et al., 2010）。在水箱观察中，雄性会主动追逐并轻推雌性以刺激产卵，并在配子释放前进行快速的垂直移动（Koga et al. 1971; Hu et al., 1981），这表明与产卵行为相关的能量消耗相当大。此外，组织学研究表明，在繁殖季节，个体的生殖腺中存在处于不同发育阶段的生殖细胞（Law & Sadovy de Mitcheson, 2017），并且成年个体在此期间仍继续积极觅食（Umino, 2010），这些生活史特征表明它们更接近“收益型繁殖者”。这些特征表明，在繁殖季节，个体必须平衡交配努力与维持能量需求的觅食行为，同时还要管理捕食风险。由于雄性和雌在繁殖投资和潜在繁殖回报方面的差异（Trivers, 1972），这种权衡的解决方式可能在两性之间有所不同，从而导致产卵期间的性别特异性移动模式。因此，雄性可能需要进行更多的与寻找配偶和繁殖互动相关的移动，而雌性则可能通过限制不必要的移动来将能量用于持续的卵子生产。

在广岛湾，黑海鲷的主要产卵地位于牡蛎养殖区（OFAs）内（Kawai et al., 2021）。这些区域由密集的悬浮浮筏和水下结构组成，形成了一个高度结构化的栖息地（Sakai et al., 2013）。成年黑海鲷全年都栖息在 OFAs 中，并以附着在浮筏组件上的固定生物为食（Tsuyuki & Umino, 2017, 2018），从而导致觅食地和产卵地在空间上的重叠。因此，个体可以在不进行长距离产卵迁移的情况下进行繁殖，从而可能降低大规模移动所带来的能量成本。同一物种的高局部密度和浮筏结构的三维配置构成了 OFAs 内的繁殖环境，在繁殖期间个体之间会发生移动和相遇。由于觅食和繁殖活动发生在同一空间环境中，OFAs 为研究交配努力、能量获取和风险暴露之间的平衡提供了自然背景。因此，OFAs 代表了可以研究产卵期间性别特异性移动模式的生态环境。

尽管鲷科鱼类在生态和经济上具有重要意义，但记录繁殖行为和移动的基于实地的研究仍然很少（参见 Mylonas et al., 2011; Abecasis et al., 2015; Aspillaga et al., 2016; Pedaccini et al., 2023），并且在 broadcast-spawning 鲈科鱼类中尚未报道过繁殖季节的性别特异性行为差异。研究这些差异在鲷科鱼类中特别具有挑战性，因为除了相对大小范围的差异外，它们通常缺乏明显的外部性别二态性（Faure-Beaulieu & Attwood, 2022）。在这种物种中，产卵通常发生在日落前后至夜间（Koga et al., 1971; Blanco Gonzalez et al., 2010; Kawai et al., 2022），进一步限制了视觉观察。此外，位于半封闭的濑户内海的广岛湾浑浊度很高，使得使用潜水员或水下视频监测进行直接行为观察特别困难。超声波生物遥测技术通过将发射器附着在个体上来远程获取带有时间戳的水平位置和游泳深度数据（Gonse et al., 2024）。这种方法允许在高浑浊度或低光照条件下收集行为数据。它也已在之前的黑海鲷行为研究中成功应用（Tsuyuki & Umino, 2017, 2024; Takakura et al., 2023, 2025）。然而，即使使用超声波生物遥测技术来研究繁殖行为的性别差异，一个关键挑战是识别被标记个体的性别和繁殖状态。在这种物种中，可以通过在繁殖季节施加轻微的腹部压力来识别具有繁殖活性的个体，从而在附着发射器之前确认其性别和繁殖状态。

在这项研究中，我们使用超声波生物遥测技术来研究广岛湾主要产卵栖息地内具有繁殖活性的黑海鲷的性别特异性移动模式。我们预测，在繁殖期间，雄性会表现出更广泛的水平移动和更频繁的垂直移动，这与寻找配偶和繁殖互动有关，而雌性则表现出更受限制的空间移动模式。通过在主要产卵栖息地内对具有繁殖活性的黑海鲷进行测试，本研究提供了首个基于实地的 broadcast-spawning 鲈科鱼类性别特异性繁殖行为的证据。

材料与方法
伦理声明
本实验的进行符合日本文部科学省管辖下学术研究机构中正确进行动物实验及相关活动的基本指南（2023年6月修订版，最初由2006年6月1日的第71号通知建立）。我们竭尽全力减少对鱼的处理时间、压力和伤害。在外部附着发射器之前，使用0.1%的2-苯氧乙醇对鱼进行了麻醉。

调查区域
OFA 是广岛湾黑海鲷的主要产卵地之一（Kawai et al. 2021），位于江岛湾的入口处（图1）。大约有860个用竹子和木材组装的牡蛎养殖浮筏分布在该区域（Tsuyuki & Umino, 2017），每个浮筏（8米×16米）悬挂着长约10米的密集牡蛎养殖导线。牡蛎养殖导线主要位于0-10米的深度（有些位于7-17米深度），并形成了复杂的水下结构，为黑海鲷提供庇护和食物（Sakai et al., 2013; Tsuyuki & Umino, 2018）（图2）。

图1
此图像的替代文本可能是由AI生成的。
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用于声学追踪黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii）的调查区域，位于广岛湾的一个分支——江岛湾的入口处。实线蓝色等高线表示等深线，虚线标出了调查区域的边界。红色三角形标记了鱼类的捕获和释放地点，灰色点表示牡蛎养殖浮筏的大致位置。实心和虚线矩形分别表示图3和图4中显示的空间范围。

图2
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牡蛎养殖浮筏的三维结构。a. 浮筏的俯视图；b. 悬挂的牡蛎养殖导线的上部；c. 导线的下部，其中有一群黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii）通过（2020年5月31日16:49；使用GoPro HERO7拍摄）。

生物遥测设备调整
本次调查使用了两种连续式发射器（V9TP-2H 和 V13P-1H；Innovasea，美国马萨诸塞州波士顿）。V9TP-2H 的直径为9毫米，长度为44毫米，空中重量为6.3克，内置了压力和温度传感器。传输间隔为3秒，预计电池寿命为3至7天。传输功率输出为151 dB re 1uPa @1 m，独特频率为63–81 kHz。V13P-1H 的直径为13毫米，长度为46毫米，空气中重量为12.0克，内置了压力传感器。传输间隔为1秒，预计电池寿命为6至12天。传输功率输出为152 dB re 1uPa @1 m，独特频率为63–84 kHz。这里显示的预计电池寿命代表每个发射器型号的制造商指定的最小-最大值，已减去初步测试所需的时间。
在将发射器附着到鱼之前，已校准了发射器的深度传感器。发射器悬挂在调查区域码头下方1米的深度。使用移动接收器（VR-100；InnovaSea，美国马萨诸塞州波士顿）和定向水听器（VH-110；InnovaSea，美国马萨诸塞州波士顿）记录了传输的深度数据。本次调查中记录的游泳深度数据是根据每个发射器传输的深度与直接测量的1米深度之间的差异进行校准的。

同时，对每种类型的发射器的检测范围进行了测试。船上配备了移动接收器、水听器和GPS设备（GPSMAP64SJ；Garmin，美国堪萨斯州奥拉西），然后从码头远离。每隔10米接收来自每个发射器的信号。连续两次信号能够被接收到的最大距离（最大检测范围）分别为V9TP-2H的200米和V13P-1H的450米。这些最大检测范围被用于指导鱼类的跟踪范围。

水平定位标准是根据每种发射器的检测范围测试数据定义的。检查了记录的声音压力水平（dB）与接收器到发射器之间的距离（在100米范围内）之间的关系。当接收器到发射器的距离在20米以内时，V9TP-2H的声音压力水平超过80 dB，V13P-1H的声音压力水平超过85 dB（图S1）。这些声压水平被设定为鱼类追踪过程中进行水平定位的阈值。水平定位的成功标准是连续记录的两个声压水平等于或超过这些阈值。用于确定可靠深度读数的声压水平阈值是根据检测范围测试的数据建立的。在每个发射器上，检查了记录深度的标准差与声压水平之间的关系。阈值被定义为记录深度的标准差开始增加之前的点（V9TP-2H为56 dB，V13P-1H为58 dB，见图S2）。等于或超过声压水平阈值的数据被用来分析垂直游泳深度以及上升/下降活动。

**鱼类采集和发射器安装**
2019年、2020年和2022年的5月至6月期间，在广岛湾的产卵季节，通过浮标钓鱼的方式在牡蛎养殖筏周围捕获了黑海鲷（Kawai et al., 2020）。根据Kawai et al. (2022)描述的方法确认了捕获鱼类的性别和繁殖状态，并选择了正在产卵的鱼类进行本次研究（8条ID M1–M8的雄性和5条ID F1–F5的雌性）。使用0.1%的2-苯氧乙醇溶液麻醉后测量了样本的总长度（TL），并安装了发射器。雄性和雌性的TL分别为360–430毫米和340–465毫米（表1）。为了避免对生殖腺造成损伤，发射器被固定在背部肌肉的左侧，位于軟質背鰭和側線之間，使用了两根塑料绑带，方法与之前的研究相同（Tsuyuki & Umino, 2017, 2024）。安装了发射器的鱼类被放置在移动水族箱中，直到它们从麻醉中恢复过来。通常在安装发射器后的20-30分钟内，呼吸率恢复到正常水平，随后这些鱼在水族箱中再停留30-60分钟以确认状态稳定后再被释放。

**鱼类追踪**
虽然每条鱼在捕获地点释放后都被追踪了几个小时，但只有从次日开始获得的追踪数据被视为有效的分析数据，以避免钓鱼或发射器安装对行为产生的影响（Taylor et al., 2013）。鱼类追踪是使用配备外置马达、桨、GPS设备和带有水听器的移动接收器的小船进行的。F1–F5和M1–M4的追踪时间大约是从下午4点持续到凌晨4点，重点关注该物种在研究区域的产卵时间（Kawai et al., 2022）。为了比较白天和日落时的行为，M5–M8的追踪时间是从上午10点持续到晚上9点。在追踪过程中，根据定义的标准，大约每30分钟确定一次每条鱼的水平位置。在水平定位后的每小时时间窗口内，收集大约20分钟的游泳深度数据。如果接收到的声压水平持续低于收集可靠深度数据所需的阈值，则即使在前一次定位后的30分钟内，也会重新确定水平位置。当鱼类失踪时，根据每个发射器的检测范围指南，在整个调查区域（包括潮间带、港口和码头周围区域）进行信号检测尝试。每条鱼的最大计划追踪时间是根据发射器的最低估计电池寿命来确定的。由于海洋条件恶劣，5月10日23:45之后对F1的追踪、6月18日23:21之后对M4的追踪以及6月19日21:10之后对M7的追踪被中断。5月31日对M7的追踪在14:19后因移动接收器的电池耗尽而中断。对于M2和M7，当这些鱼离开调查区域后，追踪调查也停止了，因为在整个剩余的追踪时间内不再检测到来自它们的信号。

**数据分析**
每个鱼的水平位置的纬度和经度坐标从十进制度转换为UTM坐标。使用QGIS软件3.36.2版本可视化水平移动和空间使用情况，并计算移动距离。利用R包‘adehabitat’（Calenge, 2018）为所有雌性和M3、M4、M5、M7计算了最小凸多边形（MCP）和核利用分布（KUD）的区域。主要包含MCP是为了便于与Tsuyuki & Umino（2017）的先前研究进行比较，而50%和95%的KUD则作为研究区域内核心和总空间使用的指标。使用R包‘exactRankTests’（Hothorn & Hornik, 2022）测试了雄性和雌性之间50%和95% KUD估计值的差异。由于M2在追踪开始后不久就离开了调查区域，只获得了片段性的短期数据，因此其所有行为数据都被排除在外。

**噪声处理和数据校正**
从所有雌性以及M3–M5和M7的校正后的连续深度记录中移除了声学噪声和错误数据，依据以下标准：（1）记录的游泳深度超出水听器的有效检测范围；（2）垂直移动与躲避船只接近有关；（3）根据Tsuyuki & Umino（2017, 2024）的定义，连续深度值的变化超过鱼体长度的五倍；（4）记录的声压水平低于获取可靠游泳深度数据的阈值（即V9TP-2H为56 dB，V13P-1H为58 dB）。缺失或错误的深度数据最多跨越四个连续记录（即V9TP-2H为15秒，V13P-1H为5秒），使用R包‘imputeTS’（Moritz & Bartz-Beielstein, 2017）进行线性插值。从插值深度数据计算出的三点移动平均值用于分析游泳深度和垂直活动的时间变化。基于三点移动平均值的时间变化，计算了至少1米/分钟的上升和下降次数，并计算了每个个体在每个小时时间窗口内的上升（Af）和下降（Df）频率。Af和Df被分为三个时间段：白天（10:00–15:59）、晚上（16:00–21:59）和夜间（22:00–3:59）。分别检查了雄性和雌性在这些时间段之间的频率差异。然而，由于缺乏白天的数据，雌性的比较仅限于晚上和夜间。

**水温数据**
通过安装在F1、F2和M3上的发射器记录的水温（t）在每天的每个小时时间窗口内对每个个体进行了平均值计算。

**水平移动和空间使用**
每个安装了发射器的黑海鲷都被累积追踪了0到7天，水平位置被确定了0到124次。除了迁徙期外，几乎所有个体的水平位置都在牡蛎养殖筏附近被记录下来。雄性的累积追踪天数（范围：0–4天；平均：1.4天）比雌性的短（范围：1–7天；平均：3.4天）。另一方面，雄性的日移动距离和总移动距离都比雌性长，因此MCP的估计值显著更大（雄性平均：38,698平方米，雌性平均：9,372平方米）（表2）。同样，50%和95%的KUD估计值在雄性中也显著大于雌性（Wilcoxon秩和检验，p < 0.05）（图3和4，表3）。

**核利用分布（KUD）**
显示了牡蛎养殖区域中雌性黑海鲷（F1–F5）的核利用分布（KUD）空间使用情况。图中的地图对应于图1中实心矩形所围成的区域。浅橙色和亮橙色区域分别代表每条雌性的95%和50% KUD。红色三角形标记了捕获和释放的位置。灰色网格矩形表示牡蛎养殖筏的大致位置（每个大约8米宽和16米长）。带深度标签的实线蓝色等高线表示等深线。

**垂直活动**
尽管F3和M4暂时离开了调查区域，但这两条鱼都在五天后返回。此外，M4在6月19日大约19:00到20:00进行了一次大约900米的短途往返（图S3c）。虽然在整个调查期间只有一条雌性（F5）变得无法追踪，但所有雄性都曾在某个时刻消失，其中三条雄性在释放后再也没有被检测到（表1）。尽管之后没有再次被检测到，但这三条完全消失的雄性在释放后6到9小时内一直停留在释放地点附近的牡蛎养殖筏附近。F2和M7离开调查区域的路径也被追踪到了。对于F2，这条鱼在释放后的第二天下午4:58在OFA区的北部边缘被再次检测到，位于释放地点东北方向大约650米处。在最后一次定位后的17:03，F2离开了原来的OFA区，大约在18:00在东部Etajima湾的北部区域暂时停留，然后继续向北移动，最终离开了调查区域（图S3b）。M7从释放后的第二天开始一直留在西部Etajima湾的OFA区内，直到6月1日中午。在返回到释放地点西南方向的岩石礁进行了一次短途往返后，于15:12再次回到OFA区，然后开始快速向东北方向游动。与F2类似，M7也在大约16:30通过东部Etajima湾的北部区域离开了调查区域（图S3d）。因为在最后一次定位后的记录声压水平没有达到水平定位所需的阈值，所以M2和M7离开路径上的后续位置没有包含在水平定位数据集中。

**结论**
F1、F2和M3在每个小时时间窗口内经历的平均水温范围为15.3至22.2°C（表4；详细数据见补充图S4）。雄性的追踪时间通常比雌性短，因此收集到的深度数据点较少（范围：0–63,602；平均：13,753；雌性为范围：3,981–124,681；平均：44,359）（表3）。黑海鲷主要在0–9米的深度范围内游泳，这对应于 submerged 牡蛎养殖铁丝的深度范围。除了F3和M4的游泳深度变化较小外，雄性的垂直活动在晚上比白天或夜间更为活跃。在表现出同步上升和下降的重复垂直移动后，个体通常会返回到它们的主要游泳深度（图5、6、7和8）。

**图例说明**
- 图3：牡蛎养殖区域内雌性黑海鲷（F1–F5）的核利用分布（KUD）空间使用情况。图中的地图对应于图1中实心矩形所围成的区域。浅橙色和亮橙色区域分别代表每条雌性的95%和50% KUD。红色三角形标记了捕获和释放的位置。灰色网格矩形表示牡蛎养殖筏的大致位置。
- 图4：牡蛎养殖区域内雄性黑海鲷（M3–M5和M7）的核利用分布（KUD）空间使用情况。图中的地图对应于图1中实心和虚线矩形所围成的区域。浅蓝色和亮蓝色区域分别代表每条雄性的95%和50% KUD。红色三角形标记了捕获和释放的位置。灰色网格矩形表示牡蛎养殖筏的大致位置。
- 表3：牡蛎养殖区域内黑海鲷（F1、F2、M3、M4、M5、M7）的垂直活动情况。每个面板代表一个个体的一个跟踪日。橙色线条代表仅在深度记录期间录制的深度数据的三点移动平均值。蓝色、米色和灰色背景分别表示白天（10:00–15:59）、晚上（16:00–21:59）和夜间（22:00–3:59）。日落图标表示每个跟踪日的日落时间。

图7：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。

全尺寸图像：雄性黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii，个体M3和M4）在牡蛎养殖区的日常垂直移动情况。每个面板代表一个个体的一个跟踪日。蓝色线条代表仅在深度记录期间录制的深度数据的三点移动平均值。蓝色、米色和灰色背景分别表示白天（10:00–15:59）、晚上（16:00–21:59）和夜间（22:00–3:59）。日落图标表示每个跟踪日的日落时间。

图8：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。

全尺寸图像：雄性黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii，个体M5和M7）在牡蛎养殖区的日常垂直移动情况。每个面板代表一个个体的一个跟踪日。蓝色线条代表仅在深度记录期间录制的深度数据的三点移动平均值。蓝色、米色和灰色背景分别表示白天（10:00–15:59）、晚上（16:00–21:59）和夜间（22:00–3:59）。日落图标表示每个跟踪日的日落时间。

在雌性中，Af和Df在晚上的值显著高于夜间（Wilcoxon等级和检验，p < 0.05）。在雄性中，Af和Df在晚上的值也显著高于白天和夜间（使用Benjamini–Hochberg调整的Wilcoxon等级和检验，p < 0.05）（图9）。此外，雄性在晚上的Af和Df值是雌性的三倍多（Wilcoxon等级和检验，p < 0.01）（表3）。每条鱼的Af和Df的每小时变化模式显示在补充图S5中。

图9：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。

全尺寸图像：黑海鲷（Acanthopagrus schlegelii）在牡蛎养殖区三个时间段内的垂直移动频率。条形图显示了至少1米/分钟的上升（Af）和下降（Df）运动的平均频率，分别对于雌性（a）和雄性（b），在白天（10:00–15:59）、晚上（16:00–21:59）和夜间（22:00–3:59）。频率按累计跟踪时间每小时计算。误差条代表95%的置信区间。星号表示根据Wilcoxon等级和检验在不同时间段之间的显著差异（*: p < 0.05; **: p < 0.01）。对于雄性，Af和Df的p值使用Benjamini–Hochberg方法进行了多重比较调整。

讨论：黑海鲷在繁殖季节的行为特征和栖息地使用

包括Acanthopagrus属物种在内的鲷科鱼类通常表现出对栖息地的忠诚度（Jadot等人，2006；Alós等人，2012；Gannon等人，2015；Tracey等人，2020；Kendall等人，2021），并且经常在人工改造的环境中被观察到（Koeck等人，2013；Abecasis等人，2015；Taylor等人，2018；Richard等人，2020）。其中，黑海鲷已知具有特别小的活动范围（Tsuyuki & Umino，2024），并且会从固定的地点进行每日觅食迁徙（Takakura等人，2023，2025），这表明在鲷科鱼类中栖息地忠诚度特别强。在本研究中，所有被跟踪的个体无论是在白天还是夜晚都一致地使用了这些栖息地，尽管调查区域包括多种生境，如岩石礁、沙底和港口设施。它们的活动主要集中在0-9米的深度，这对应于悬浮牡蛎养殖线创建的水下结构的垂直范围。之前也有类似的栖息地使用模式报告（Tsuyuki & Umino，2017）。

黑海鲷在繁殖季节对栖息地的持续使用也可能与其繁殖和能量特征有关。黑海鲷被认为是多次产卵的鱼类（Blanco Gonzalez等人，2010），可能需要在繁殖季节继续觅食以满足繁殖所需的能量需求。因此，它们与栖息地的强烈三维关联可能部分反映了浮游生物猎物的可用性，例如附着在牡蛎养殖线和聚苯乙烯浮标上的贻贝和藤壶（Saito等人，2008），这些食物在广岛湾被黑海鲷所消耗（Tsuyuki & Umino，2017，2018）。此外，牡蛎养殖筏的结构复杂性可能提供了对潜在捕食者（例如鱼鹰Pandion haliaetus（Linnaeus，1758）和亚洲鼠海豚Neophocaena asiaeorientalis sunameri（Pallas，1769））的庇护（Umino，2010；Lu等人，2016）。这些因素共同帮助解释了黑海鲷与栖息地的强烈关联，这一点在本研究的繁殖季节也非常明显。

繁殖季节的迁徙倾向

虽然一些表现出栖息地忠诚度的鲷科鱼类会迁移到特定的地点进行繁殖（Pollock，1982；Pedaccini等人，2023），但在广岛湾的栖息地中繁殖的黑海鲷（Kawai等人，2021）被认为即使在非繁殖季节也会定期居住在这些区域（Saito等人，2008；Tsuyuki & Umino，2018）。因此，该物种在繁殖季节的迁徙潜力被认为较低。

在本研究中，正如最初预期的那样，大多数被标记的个体停留在调查区域内的几个特定筏子附近，并且只使用了栖息地的狭窄区域。相比之下，在非繁殖季节（夏季-秋季），生活在同一栖息地的黑海鲷每隔几天甚至每天就会更换筏子，并且活动范围更广（平均移动距离：300-780米/天；Tsuyuki & Umino，2017）。相应地，繁殖季节的MCP估计值（0.0003-0.08平方公里；本研究）远小于非繁殖季节的报告值（0.11-1.14平方公里；Tsuyuki & Umino，2017）。这种差异可能部分是由于本研究使用的V9TP-2H发射器的电池寿命有限导致的跟踪时间较短。然而，五个装有这种发射器的鱼类中有三个在预期的电池寿命结束之前就消失了，表明电池限制并不是MCP估计值较小的主要原因。另一方面，大多数装有发射器的黑海鲷在本研究的跟踪期间至少有一段时间无法被检测到。在非繁殖季节进行的一项先前研究成功地连续跟踪了黑海鲷10到20天（Tsuyuki & Umino，2017）。那些尽管电池仍有剩余但未被检测到的个体很可能已经移动出了调查区域。在M2和M7的案例中，这两个个体在向北迁徙时被跟踪，朝向南部Ninoshima的栖息地方向，随后离开了调查区域（图S3b，d）。这个栖息地与本研究的调查区域类似，是广岛湾黑海鲷的主要繁殖场所之一（Kawai等人，2021）。值得注意的是，在那些不再可检测到的个体中，F3和M4后来在调查区域内被重新检测到，表明它们暂时离开后又返回。在繁殖季节，居住在栖息地的黑海鲷倾向于在短时间内停留在特定的牡蛎养殖筏周围，而在非繁殖季节则可能在这几个栖息地之间进行更广泛的迁徙。

繁殖季节期间性别在水平空间使用上的差异

在栖息地内，雄性黑海鲷的空间使用范围比雌性更广，这从更大的MCP以及50%和95%的KUD估计值可以看出，尽管雄性的累计跟踪天数较少。类似的雄性-雌性对比也在斑马土耳其鱼Dendrochirus zebra（Cuvier，1829）中被记录到，其中雄性在繁殖季节会为了寻找配偶而移动得更远（Moyer & Zaiser，1981）。与这一模式一致，本研究中雄性黑海鲷的日移动距离是雌性的三倍多，表明雄性在栖息地内寻找配偶时活动范围更广。离开调查区域并变得不可检测的个体中雄性的占多数进一步支持了雄性在繁殖季节具有更高的迁徙倾向。特别是M4的行为值得注意：这个雄性在暂时离开调查区域并返回后，在日落时分从它偏好的牡蛎养殖筏进行了一次短暂的短途移动，这是该物种的主要繁殖时间（Kawai等人，2022）。综合这些观察结果表明，雄性黑海鲷在繁殖季节会反复迁徙，并在调查区域内和外部暂时停留以寻找雌性。

这些性别特定的空间使用模式与从雄性和雌性之间生殖投资差异得出的一般预期一致。通常，雌性在配子生产上投入的能量比雄性多两到四个数量级；因此，雌性倾向于通过选择身体状况良好的雄性来提高后代的存活率，而雄性则试图通过与尽可能多的雌性交配来实现这一目标（Parker，1970；Trivers，1972；Hayward & Gillooly，2011）。雄性的更广泛水平移动表明在繁殖季节它们更积极地寻找配偶，而雌性的更有限的空间行为可能反映了在分配能量给繁殖时限制不必要的移动的策略。然而，黑海鲷在真正自然栖息地中的繁殖行为从未被报道过，因此这里记录的性别特定的空间使用模式与栖息地条件的相关性仍有待确定。未来的研究将在未受干扰的环境中描述繁殖迁徙，对于确定本研究中观察到的性别特定行为模式是物种固有的特征还是在不同繁殖栖息地之间变化至关重要。

黑海鲷在栖息地中的生殖活动和性别差异

本研究中的黑海鲷佩戴V9TP-2H发射器所经历的水温范围从15.3到22.2°C，这与在水箱条件下报告的最佳繁殖温度范围17-21°C相符（Harada，1974）。先前在广岛湾的研究表明，当1米深度的水温升高到大约17°C时，黑海鲷开始活跃繁殖（Kawai等人，2020）。因此，本研究中跟踪的个体可能在调查区域内经历了适合繁殖的温度条件。

黑海鲷的垂直活动在晚上显著高于白天或夜晚，无论性别如何。一般来说，鱼的垂直移动与觅食、避捕食者或繁殖活动有关（Bacheler等人，2021）。考虑到这些因素，观察到的明显垂直移动不太可能与觅食有关，因为栖息地中的黑海鲷主要以固定生物为食（Saito等人，2008）。避捕食者似乎也不太可能解释这些重复的垂直移动，因为在跟踪调查期间很少观察到潜在的成年捕食者（例如鱼鹰和亚洲鼠海豚）。在水深1米的水箱观察中，据报道雄性黑海鲷在繁殖前会迅速上升，然后在释放配子后立即下降（Koga等人，1971）。同样，本研究中跟踪的个体在这些垂直移动后通常会返回到它们的主要游泳深度。考虑到该物种的繁殖主要发生在日落时（Kawai等人，2022），繁殖季节观察到的重复垂直移动可能与繁殖活动有关，包括求偶追逐和配子释放。此外，尽管主要游泳深度在0-9米之间，与悬浮牡蛎养殖线的深度范围一致，但与繁殖相关的垂直移动主要发生在5米以上的深度，靠近或低于结构的底部。这种空间移动模式表明繁殖活动发生在牡蛎养殖筏下方，个体随后在淹没的结构内休息或觅食。

在本研究中，晚上观察到了显著的性别差异，雄性的上升和下降频率是雌性的三倍多。这一结果与水箱中对包括黑海鲷在内的广播繁殖鲷科鱼类的观察结果一致，其中雄性在繁殖期间会激烈追逐并轻推雌性以刺激繁殖（Koga等人，1971；Hu等人，1981；Smith，1986；Garratt，1991）。此外，在真骨鱼类中，雌性的产卵频率通常低于雄性，这种差异通常归因于生殖细胞产生的能量成本差异（Hayward & Gillooly, 2011; Lowerre-Barbieri et al., 2013）。由于黑海鲷可以被视为一种依赖繁殖来获取收入的鱼类，并且可能依赖于繁殖季节期间获得的能量来维持生殖细胞的产生，因此产生卵子所需的能量成本高于产生精子的能量成本，这就解释了为什么观察到的雌性产卵频率较低。因此，观察到的不同性别在垂直移动频率上的差异很可能反映了雄性较高的繁殖活动频率和雌性较低的产卵频率。在直接将记录的上升和下降频率解读为产卵频率时需要谨慎。记录的垂直移动不仅包括繁殖行为，还包括一些非繁殖活动，例如Tsuyuki & Umino（2017）所记录的牡蛎养殖筏之间的转移（例如图6中2020年5月31日F4面板显示的22:45–23:30期间的垂直移动）。另外，即使垂直移动与繁殖有关，比如在产卵前雄性的追逐行为，也不一定最终导致卵子或精液的释放。另一方面，野生黑海鲷的繁殖模式可能与Koga等人（1971）在水池中观察到的不同。与其亲缘关系密切的黑鲷（Acanthopagrus butcheri，Munro, 1949）在浅水河口环境中繁殖，而在1.5米深的水池实验中观察到它们可以在不上升的情况下产卵（Mylonas et al., 2011）。因此，如果野生黑海鲷也表现出非上升产卵行为，那么仅通过垂直移动数据推断的产卵频率可能会被低估。加速度记录器已被用来更准确地识别自由活动水生动物的与繁殖相关的行为（Whitney et al., 2010; Clarke et al., 2021）。然而，黑海鲷与牡蛎养殖筏的内部和下部结构紧密相关，并且经常出现在养殖绳索附近（Sakai et al., 2013; Tsuyuki & Umino, 2018; 图2）。鉴于这种栖息地利用方式，外部安装的数据记录器容易缠绕在密集复杂的水下结构上，或者在计划回收之前过早脱落，因此回收这些记录器可能既困难又不确定。本研究没有获得细尺度的加速度数据。如果可行，未来将此类数据与繁殖行为的直接观察结合起来，将有助于使用生物遥测技术更准确地识别繁殖事件。

**局限性与未来方向**
由于研究地点是一个正在运行的悬挂筏式牡蛎养殖区，这里有密集分布的筏子和水下养殖结构，我们采用了主动追踪方法，一次跟踪一个个体，而不是部署固定的被动接收器阵列。在这种现场条件下，安装固定接收器可能会干扰日常的养殖操作，而且需要多个接收器同时可靠检测以实现精细定位的系统也可能难以应用。因此，得到的数据集应该谨慎解读，因为样本量较小，且有检测记录的天数有限。此外，个体之间的追踪持续时间不均匀、临时性的未检测到以及超出调查区域的移动可能导致对活动范围和空间利用的低估（Kraft et al., 2023），因此本研究中的MCP和KUD估计只能被视为调查区域内空间利用的相对指标。此外，尽管数据是在多年和不同发射器条件下收集的，但本研究没有明确评估可能的年度相关效应以及标记或发射器相关的影响。尽管如此，观察到的繁殖季节期间性别相关的差异在多个水平和垂直移动指标上大体是一致的，表明在繁殖相关行为上存在性别差异。在生物遥测领域，已经开发出了如VEMCO定位系统（VPS）和相位调制编码声学遥测/定位系统这样的系统，能够在精细的空间和时间尺度上同时监测多个个体（Roy et al., 2014; Takagi et al., 2016, 2018）。如果现场条件允许使用这些系统，将它们与主动追踪结合起来将有助于获得更长、更连续的数据集，并在需要时提供更广泛的空间覆盖范围。这种方法将使得对繁殖季节期间与繁殖相关的移动模式和性别差异的评估更加可靠。

**结论**
本研究显示，在繁殖季节，黑海鲷在繁殖相关区域（OFA）内表现出性别相关的空间利用和移动差异。雄性倾向于显示更广阔的空间利用范围，这表明它们有巡逻行为，并且表现出更高的垂直活动频率，尤其是在傍晚时分，而雌性则倾向于停留在特定的筏子附近，移动范围较为有限。这些模式表明在繁殖相关行为上存在性别差异。由于基于外部形态区分性别在棘鲷类鱼类中较为困难，迄今为止，只有在Spondyliosoma和Spicara属的物种中记录到了性别特异的繁殖行为，这些物种在繁殖季节表现出性别二态性（在该科中不常见），并表现出筑巢、粘附性底层产卵和亲代抚育行为（Harmelin & Harmelin-Vivien, 1976; Collins & Mallinson, 2012; Faure-Beaulieu & Attwood, 2022）。因此，本研究为棘鲷科中典型的散布产卵物种的性别差异提供了第一个基于野外的证据。棘鲷类鱼类是一个具有多样化繁殖系统的代表性群体（Buxton & Garratt, 1990），本研究观察到的性别差异为理解该科雄性和雌性的繁殖策略多样化提供了重要见解。从渔业角度来看，许多物种由于生长缓慢和寿命长的生活史特征而容易受到过度开发的影响（Hanel & Tsigenopoulos, 2011; Comeros-Raynal et al., 2016）。鉴于本研究观察到的繁殖季节期间性别相关的空间利用和移动差异，针对繁殖聚集区的渔业活动可能会增加对繁殖棘鲷种群的性别偏向性开发风险，可能导致性别比例失衡。这种不平衡的性别比例反过来可能通过降低受精率（Provost & Jensen, 2015）、降低有效繁殖种群生物量相对于表观生物量（van Overzee & Rijnsdorp, 2015）以及降低遗传多样性（Coscia et al., 2016）来影响种群动态。本研究的结果不仅有助于我们理解鱼类的繁殖策略，也有助于棘鲷渔业资源的可持续管理。