紀世建，周為峰，王魯民，唐峰華，吳祖立，陳國寶

（1.農(nóng)業(yè)部東海與遠洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，上海 200090；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)資源遙感信息技術(shù)重點實驗室，上海 200090；3.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；4.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣州 510300）

南海及臨近海域黃鰭金槍魚漁場時空分布與海表溫度的關(guān)系

紀世建1，2，3，周為峰1，2，王魯民1，唐峰華1，吳祖立1，陳國寶4

（1.農(nóng)業(yè)部東海與遠洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，上海 200090；2.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)資源遙感信息技術(shù)重點實驗室，上海 200090；3.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；4.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣州 510300）

為得到南海及臨近海域黃鰭金槍魚（Thunnus albacores）漁場最適宜棲息海表溫度（SST）范圍，基于美國國家海洋大氣局（NOAA）氣候預(yù)測中心月平均海表溫度（SST）資料，結(jié)合中西太平洋漁業(yè)委員會（WCPFC）發(fā)布的南海及臨近海域金槍魚延繩釣漁業(yè)數(shù)據(jù)，繪制了月平均SST和月平均單位捕撈努力量漁獲量（CPUE）的空間疊加圖，用于分析南海及臨近海域黃鰭金槍魚漁場CPUE時空分布和SST的關(guān)系。結(jié)果表明，南海及臨近海域黃鰭金槍魚CPUE在16℃～31℃均有分布。在春季和夏季（3～8月），位于10°～20°N的大部分漁區(qū)CPUE較高，其南北側(cè)CPUE較低；而到了秋季和冬季（9月到次年2月），高產(chǎn)漁場區(qū)域會向南拓寬。CPUE在各SST區(qū)間的散點圖呈現(xiàn)出明顯的負偏態(tài)分布，高CPUE主要集中在26℃～30℃，最高值出現(xiàn)在29℃附近；在22℃～26℃范圍內(nèi)CPUE散點分布較為零散，但在這個范圍也會出現(xiàn)相當數(shù)量的高CPUE；在22℃以下的CPUE幾乎屬于低CPUE和零CPUE；零CPUE的平均SST為26.7℃（±3.2℃），低CPUE的平均SST為27.8℃（±2.1℃），高CPUE的平均SST為28.4℃（±1.5℃），高CPUE在各SST區(qū)間的分布要比零CPUE和低CPUE更為集中。采用頻次分析和經(jīng)驗累積分布函數(shù)計算其最適SST范圍，得到南海及臨近海域黃鰭金槍魚最適SST為26.9℃～29.4℃。本研究初步得到南海及臨近海域黃鰭金槍魚中心漁場時空分布特征及SST適宜分布區(qū)間，可為開展南海及臨近海域金槍魚漁情預(yù)報工作提供理論依據(jù)和參考。

南海及臨近海域；黃鰭金槍魚；海表溫度

南海海域廣闊，蘊藏著豐富的漁業(yè)資源，是我國金槍魚延繩釣的重要漁場［1］。黃鰭金槍魚（Thunnus albacares）是南海金槍魚漁業(yè)主捕對象之一，在南海金槍魚捕撈漁獲總量中保持著較大的比重［2］。近年來，南海近海漁業(yè)資源日益衰退，為了降低近海捕撈強度以恢復(fù)近海的漁業(yè)資源，南海的金槍魚漁業(yè)開始逐步向中南部外海轉(zhuǎn)移［3］。目前我國已有研究者對南海黃鰭金槍魚的漁業(yè)現(xiàn)狀和生物學(xué)特征進行了相關(guān)研究［2，4－5］。海表溫度（sea surface temperature，SST）是表征黃鰭金槍魚漁場形成的一個重要環(huán)境指標，關(guān)于SST對黃鰭金槍魚資源分布影響的研究已經(jīng)有很多［6－9］。

目前，關(guān)于南海及臨近海域的黃鰭金槍魚漁場和SST的時空分布及二者關(guān)系的研究尚是空白。研究南海及臨近海域黃鰭金槍魚漁場時空分布與SST的關(guān)系，有助于了解區(qū)域內(nèi)黃鰭金槍魚的最適棲息表溫環(huán)境，也可為漁業(yè)資源管理和開發(fā)提供參考，實現(xiàn)海洋漁業(yè)資源的可持續(xù)利用。本文主要采用南海及臨近海域1982～2011年的SST數(shù)據(jù)，結(jié)合同期黃鰭金槍魚的捕獲量數(shù)據(jù)，分析南海及臨近海域黃鰭金槍魚漁場和SST在30年間的時空變化特征及二者關(guān)系，找出南海及臨近海域黃鰭金槍魚最適宜棲息SST范圍，以期為開展南海及臨近海域金槍魚漁情預(yù)報提供理論依據(jù)和參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

1.1.1 漁業(yè)數(shù)據(jù)

漁業(yè)數(shù)據(jù)為中西太平洋漁業(yè)委員會（Western Central Pacific Fisheries Commission，WCPFC）發(fā)布的南海及臨近海域金槍魚延繩釣產(chǎn)量數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)記錄了分月、分魚種的5°×5°經(jīng)緯度單元網(wǎng)格內(nèi)的下鉤數(shù)、統(tǒng)計產(chǎn)量和統(tǒng)計尾數(shù)。數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度記錄的是每個單元格西南角的地理經(jīng)緯度，范圍為105°～125°E、0°～25°N。本研究選取了1982年1月～2011年12月的數(shù)據(jù)作為歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)。為了便于描述，把一個5°×5°經(jīng)緯度網(wǎng)格視作一個漁區(qū)，可將研究區(qū)域分為20個漁區(qū)（圖1）。

圖1 研究漁區(qū)及代號Fig.1 Code of fishing zone

1.1.2 海表溫度（SST）數(shù)據(jù)

SST數(shù)據(jù)采用美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）氣候預(yù)報中心提供的海表溫度最優(yōu)插值數(shù)據(jù)（optimum interpolationSST，OISST），其時間分辨率為1月，其空間分辨率為1°×1°，時間為1981年12月起至今。為與漁業(yè)數(shù)據(jù)相對應(yīng)，本文僅選取其中1982年1月～2011年12月的數(shù)據(jù)進行研究。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

1.2.1 單位捕撈努力量漁獲量（CPUE）的計算及劃分標準

單位捕撈努力量漁獲量（catch per unit of effort，CPUE）是指一個捕撈努力量單位所獲得的漁獲尾數(shù)或重量，可以表征某統(tǒng)計單元的漁業(yè)資源豐度［10］。每5°×5°的漁區(qū)內(nèi)CPUE的計算公式為：

式（1）中，CPUE（i，j）、Nfish（i，j）、Nhook（i，j）分別是第i個經(jīng)度、第j個緯度處的漁區(qū)網(wǎng)格CPUE（單位：ind/千鉤）、漁獲尾數(shù)和實際下鉤數(shù)。利用式（1）可計算1982～2011年各月各漁區(qū)網(wǎng)格內(nèi)的CPUE，共5 136條CPUE記錄。計算所有CPUE的平均值、標準差和四分位數(shù)（Q1～Q3）。大于Q3（第三四分位數(shù)）的CPUE稱為高CPUE，而其所屬的漁區(qū)可視作南海及臨近海域黃鰭金槍魚的高產(chǎn)漁區(qū)。

1.2.2 漁場SST網(wǎng)格計算

由于SST的數(shù)據(jù)空間分辨率為1°×1°，為和漁業(yè)數(shù)據(jù)匹配，需將SST數(shù)據(jù)先進行空間算術(shù)平均計算，歸并成5°×5°的空間網(wǎng)格。再將1982～2011年的SST按月分組，對每個漁區(qū)的空間平均SST數(shù)據(jù)再次求平均，得到各個漁區(qū)各月的平均SST。

1.2.3CPUE和SST時空分析和關(guān)系分析

把CPUE數(shù)據(jù)按月分別和SST進行匹配，利用ArcMap軟件在空間上進行數(shù)據(jù)疊加，繪制CPUE和SST疊加后的時空分布圖，分析CPUE和SST的時空分布特征。再將1982～2011年中的5 136條CPUE記錄進行統(tǒng)計，得到CPUE的第三分位數(shù)Q3為5.7 ind/千鉤，將大于Q3的CPUE稱為高CPUE，小于Q3并大于0的CPUE稱為低CPUE，等于0的CPUE稱為零CPUE。對零CPUE、低CPUE和高CPUE進行頻次分析，分別計算在各SST區(qū)間其占該區(qū)間的CPUE總頻次的百分比，公式如下：

式（2）中：C為CPUE的類別（零CPUE、低CPUE或高CPUE）；t為間隔為1℃的SST區(qū)間，其是15℃～31℃的SST序列；PC，t表示在t區(qū)間C類別占該區(qū)間所有類別的百分比；NC，t表示C類別在t區(qū)間出現(xiàn)的頻次；Nt表示在t區(qū)間CPUE記錄的條數(shù)。最后，統(tǒng)計出各CPUE的SST均值和標準差，分析CPUE和SST的關(guān)系。

1.2.4 最適SST區(qū)間計算

南海及臨近海域黃鰭金槍魚最適SST區(qū)間分別通過頻次分析和經(jīng)驗累積分布函數(shù)（empirical cumulative distribution function，EDCF）得到［11］。計算與高CPUE對應(yīng)的SST的平均值和標準差，以及最適SST區(qū)間（平均值±標準差）；計算高CPUE與SST經(jīng)驗累積分布函數(shù)及最適SST區(qū)間［最大D（t）處的SST值±標準差］。ECDF方法如下：

式（3）～（5）中：f（t）為經(jīng)驗累積頻率分布函數(shù)，g（t）是高CPUE權(quán)重經(jīng)驗累積分布函數(shù)，l（xi）是分段函數(shù)，D（t）是t時刻處f（t）與g（t）差的絕對值，用Kolmogorov-Smirnov（K-S）方法進行檢驗。n為高CPUE樣本個數(shù)；t為SST區(qū)間，其是以0.2℃為間距從低到高排列的SST序列；xi為第i個樣本對應(yīng)的SST值；yi為第i個樣本對應(yīng)的CPUE為所有高CPUE樣本的平均CPUE；根據(jù)給定的顯著水平α，采用K-S檢驗統(tǒng)計量。

2 結(jié)果與分析

2.1 CPUE和SST的時空分布

1982～2011年月平均CPUE的平均值為3.6 ind/千鉤（SD＝±3.9，n＝5 136），四分位數(shù)Q1是0 ind/千鉤，Q2是2.6 ind/千鉤，Q3是5.7 ind/千鉤。從全年整體看各月的CPUE空間分布緯向上黃鰭金槍魚漁場（CPUE＞Q3）在5～10月主要集中分布在10°～20°N之間（圖2），0°～5°N緯度帶的靠東的2個漁區(qū)（漁區(qū)19和20）在11月和12月CPUE較高；經(jīng)向上黃鰭金槍魚漁場沒有明顯的集中區(qū)域。一年中在25°N以北（漁區(qū)1和2）、菲律賓群島附近（漁區(qū)12和17）以及越南南部海域（漁區(qū)14）CPUE值都很低，甚至在一些月份沒有CPUE顯示，南海西沙海域的3個漁區(qū)（漁區(qū)6、10和11）常年顯示較高的CPUE。在春季和夏季（3～8月），位于10°～20°N的大部分漁區(qū)CPUE較高，其南北側(cè)CPUE較低。到了秋季和冬季（9月到次年2月），漁場區(qū)域會向南拓寬，在漁區(qū)15、16、18、19和20均會形成漁場。

南海及臨近海域總體SST常年較高，最高溫度可達30℃。低溫區(qū)域主要分布在北部沿岸的海域，其它海域基本維持在26℃以上，緯度上從北到南有逐漸增溫的趨勢。SST季節(jié)性變化明顯，從3月開始，SST逐步升溫，直到7～8月，此時高于28℃的范圍幾乎覆蓋整個南海。從9月份開始SST又逐步降溫直到次年2月。

2.2 CPUE在各SST區(qū)間的分布

由圖2可以初步看出，高CPUE往往分布在較高的SST區(qū)域，大于Q3的CPUE基本在24℃以上的SST中出現(xiàn)，而北部沿岸漁區(qū)（漁區(qū)1、2和3）的SST常年處于低溫，此處的CPUE也呈現(xiàn)出較低的水平。CPUE在各SST區(qū)間的散點圖（圖3）呈現(xiàn)出明顯的負偏態(tài)分布，高CPUE主要集中在高溫海域，尤其在26℃～30℃最為密集，CPUE最高值出現(xiàn)在29℃附近；在22℃～26℃范圍內(nèi)CPUE散點分布較為零散，但在這個范圍也會出現(xiàn)相當數(shù)量的高CPUE；在22℃以下的CPUE幾乎屬于低CPUE和零CPUE。

將1982～2011年的零CPUE、低CPUE和高CPUE在各SST區(qū)間出現(xiàn)的頻次（圖4-a）進行對比，發(fā)現(xiàn)在這期間的捕撈作業(yè)中存在相當數(shù)量的零CPUE記錄（約33%）。圖4-b中，每條線分別代表的是零CPUE（虛線）、低CPUE（點線）和高CPUE（實線）在各SST區(qū)間的頻次占該SST區(qū)間CPUE總頻次的比重（見式2），可以發(fā)現(xiàn)零CPUE雖然在29℃出現(xiàn)的頻次最高，但在這個溫度下其所占的比重并不突出，而在SST低于23℃時始終占有一半以上的比重，SST低于20℃時其比重甚至可達80%。總體上看，低CPUE所占的比重最大（約42%），其在30℃出現(xiàn)的頻次最高，在24℃～30℃保持著較高的比重；高CPUE所占的比重最小（約25%），其也在30℃出現(xiàn)最高頻次，在21℃以下其所占比重始終為0，在24℃以下其所占比重均低于20%，在28℃～31℃其所占比重隨溫度逐步增加，31℃時其所占比重高于低CPUE的比重。零CPUE的平均SST為26.7℃（±3.2℃），低CPUE的平均SST為27.8℃（±2.1℃），高CPUE的平均SST為28.4℃（±1.5℃），可見高CPUE在各SST區(qū)間的分布要比零CPUE和低CPUE更為集中。

圖2 各月的平均海表溫度和平均CPUE空間疊加圖Fig.2 Overlay map of average SST and average CPUE in each month

2.3 黃鰭金槍魚最適SST范圍

1982～2011年南海及臨近海域黃鰭金槍魚高CPUE在各SST區(qū)間（區(qū)間間隔為0.2℃）的頻次分布遵循負偏態(tài)分布（圖5），其樣本數(shù)為1 284，SST均值為28.4℃，標準差為1.5，最大值出現(xiàn)在29.4℃。南海及臨近海域黃鰭金槍魚高CPUE在21℃～31℃均有分布，77%的高CPUE分布于26.9℃～29.9℃（28.4℃±1.5℃），高CPUE趨向于集中在29.4℃。

ECDF分析結(jié)果見圖6，實線表示的是高CPUE在各SST區(qū)間出現(xiàn)的累積分布函數(shù)，虛線表示的是高CPUE權(quán)重經(jīng)驗累計分布函數(shù)，點線表示二者的差值，即差異度D（t）。采用標準雙樣本K-S檢驗，在顯著性水平α＝0.05的水平下，D0.05＝0.038，由D＝0.030＜D0.05可知，二者服從同一分布，表明高CPUE與SST有密切關(guān)系。D（t）的最大值出現(xiàn)在27.9℃，因此利用ECDF所得到的SST最適區(qū)間范圍是26.4℃～29.4℃（27.9℃±1.5℃），與頻次分析得到的結(jié)果稍有不同。

圖5 高CPUE樣本在各SST區(qū)間出現(xiàn)的頻次統(tǒng)計直方圖及累積頻率分布曲線Fig.5 Histogram of high CPUE w ith cumulative distribution（black line）p lotted against SST from 1982 to 2011

圖6 高CPUE樣本與SST的經(jīng)驗累積分布函數(shù)Fig.6 Empirical cumulative distribution frequencies for SST and SST as weighted by high CPUE from 1982 to 2011

3 討論

圖4 零CPUE、低CPUE和高CPUE在各SST區(qū)間的頻次分布（a）及所占百分比（b）Fig.4 Absolute（a）and percentage（b）frequency distribution of SST by yellow fin tuna CPUE from 1982 to 2011

南海及臨近海域黃鰭金槍魚CPUE在16℃～31℃均有分布（圖2），這個范圍與前人的研究結(jié)果相似，如STRETTA［12］研究發(fā)現(xiàn)，黃鰭金槍魚在赤道附近的豐度會有所增長，并指出黃鰭金槍魚在暖水中的棲息環(huán)境為18℃～31℃。在春夏季（3～8月）黃鰭金槍魚主要集中在南海北部區(qū)域，漁區(qū)6、7、10和11的CPUE較高，在秋冬季（9月到次年2月）黃鰭金槍魚開始移向南部海域，在漁區(qū)15、16、18、19和20均會形成高CPUE漁區(qū)。這與黃鰭金槍魚高度洄游的特性有關(guān)，黃鰭金槍魚會在不同季節(jié)以及季風(fēng)期尋找合適海溫進行索餌繁殖洄游。THANH［13］在關(guān)于越南金槍魚漁業(yè)的報告中也指出南海金槍魚漁場會隨著季節(jié)的不同有所變化，11月到翌年4月南海盛行東北季風(fēng)，南海金槍魚漁場主要位于南海北部以及西沙群島附近（14°～16°N、112°～115°E）；而在5～10月的西南季風(fēng)期，漁場逐步轉(zhuǎn)移到南海南部南沙群島附近（6°～11°N、108°～113°E）。馮波等［4］對南海黃鰭金槍魚和大眼金槍魚在不同季節(jié)進行了探捕，也認為西太平洋的金槍魚會在11月到翌年4月的東北季風(fēng)期隨黑潮支流洄游至南海進行索餌和生殖，在5～10月的西南季風(fēng)期會隨西南海流向南海北部移動。

CPUE在各SST區(qū)間的散點圖（圖3）呈現(xiàn)出明顯的負偏態(tài)分布，高CPUE主要集中在26℃～30℃，說明南海及臨近海域黃鰭金槍魚主要棲息在表層水溫較高的環(huán)境中。對零CPUE、低CPUE和高CPUE樣本集的統(tǒng)計結(jié)果表明，高CPUE樣本集的標準差最小，在各SST區(qū)間的分布要比零CPUE和低CPUE更為集中，因此采用高CPUE分析黃鰭金槍魚的最適棲息SST更為合理。

根據(jù)對高CPUE的頻次分析，得到77%的高CPUE分布于26.9℃～29.9℃（28.4℃±1.5℃），ECDF分析計算得到SST最適區(qū)間范圍是26.4℃～29.4℃（27.9℃±1.5℃），二者差距不大，可取二者交集（26.9℃～29.4℃）作為南海黃鰭金槍魚的最適SST范圍。對比前人在其它海域的黃鰭金槍魚的研究結(jié)果，印度洋延繩釣黃鰭金槍魚漁場最適SST為26.0℃～29.5℃［8］，大西洋赤道區(qū)域的黃鰭金槍魚的密切表層水溫范圍是26.5℃～28.0℃［9，14］，中西太平洋圍網(wǎng)黃鰭金槍魚漁場最適SST為28.45℃～28.84℃［15］，本研究關(guān)于南海及鄰近海域黃鰭金槍魚漁場最適SST的結(jié)果與前人在其它海域黃鰭金槍魚的研究結(jié)果相近。

4 小結(jié)

本研究分析得出南海及臨近海域黃鰭金槍魚漁場與SST有密切關(guān)系，最適宜的SST為26.9℃～29.4℃。海上作業(yè)時，可以參考本文繪制的月平均SST空間分布圖尋找高產(chǎn)漁區(qū)，以提高黃鰭金槍魚的捕撈效率。就影響漁場分布的環(huán)境因子而言，在實際作業(yè)中除SST外還應(yīng)考慮葉綠素濃度、海洋鋒面、海流、溶解氧以及生物餌料等的影響。本文僅對海表溫度這一因素進行了探討，其它環(huán)境因子對黃鰭金槍魚的影響將在下一步的研究中進行。

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WANG S Q，XU L X，ZHU G P，et al.Spatialtemporal profiles ofCPUEand relations to environmental factors for yellowfin tunaThunnus albacoresfrom purse-seine fishery in Western and Central Pacific Ocean［J］.Journal of Dalian Fisheries University，2014（3）：303－308.

Relationship between tem poral-spatial distribution of yellow fin tuna Thunnus albacares fishing grounds and sea surface temperature in the South China Sea and ad jacent waters

JIShi-jian1，2，3，ZHOUWei-feng1，2，WANG Lu-min1，TANG Feng-hua1，WU Zu-li1，CHEN Guo-bao4
（1.Key Laboratory of East China Sea＆Oceanic Fishery ResourcesExploitation and Utilization，Ministry of Agriculture，Shanghai200090，China；2.Key Laboratory of Fisheries Resources Remote Sensing andInformation Technology，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai200090，China；3.College of Marine Sciences，ShanghaiOcean University，Shanghai201306，China；4.South China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Science，Guangzhou510300，China）

South China Sea is an important yellowfin tunaThunnusalbacareslongline fishing ground in China.There is little research on relationship between the temporal-spatial distribution of yellowfin tuna fishing grounds and sea surface temperature（SST）environment in the South China Sea and its adjacent waters.Based on themonthly averagedSSTdata provided by the Climate Prediction Center of the National Oceanic and Atmospheric Administration（CPC/NOAA）and the yellowfin tuna longline fishing catch and effort data of the South China Sea and its adjacent waters published by the Western and Central Pacific Fisheries Commission（WCPFC），we extracted out thirty years（1982－2011）data and plotted spatial overlaymaps of averagedSSTand catch per unit effort（CPUE）in each month to analyze the potential relationship between yellowfin tuna fishing grounds distribution andSSTin the South China Sea and its adjacentwaters，and then we adopted themethod of frequency analysis and empirical cumulative distribution function（ECDF）to find out the most suitableSSTrange for yellowfin tunas inhabiting.The results showed that the yellowfin tuna fishing datasets occurred only in areaswhereSSTranged from 16℃to 30℃.In spring and summer（from March to August），most of higherCPUEoccurred in areas between 10°N and 20°N，and it tended to decrease outside of these areas.In autumn and winter（from September to February），the fishing grounds extended tomore southern areas.A scatter plot remarkably revealed a negative skewed distribution ofSSTbyCPUE.HighCPUEmainly occur in areas whereSSTranges from 26℃to 30℃and the highestCPUEappears near 29℃；the distribution ofCPUEtends to be scattered inSSTranging from 22℃to 26℃in which quite a number of highCPUEalso occur；below 22℃，theCPUEmostly belongs to lowCPUEand nullCPUE；theSSTrange of nullCPUE，lowCPUEand highCPUEare 26.7℃（±3.2℃），27.8℃（± 2.1℃）and 28.4℃（±1.5℃），which indicates that the highCPUEdistribution inSSTintervals ismore concentrated than the lowCPUEand the nullCPUE.TheSSTranging from 26.9℃to 29.4℃can be regarded as an indication of the most suitable habitat for the yellowfin tunas in the South China Sea and its adjacentwaters.The results could provide theoratical evidence and reference for future yellowfin tuna longline production operation aswell as fishing ground forecasting in the South China Sea and adjacentwaters.

South China Sea and adjacentwaters；yellowfin tuna；sea surface temperature

S 932.4

A

1004－2490（2016）01－0009－08

2015－07－06

國家科技支撐計劃項目“南海外海捕撈技術(shù)與新資源開發(fā)”（2013BAD13B06）

紀世建（1991－），男，研士研究生，主要從事南海漁情預(yù)報研究。E-mail：jackjsj＠foxmail.com

周為峰（1978－），女，副研究員。E-mail：zhwfzhwf＠163.com