0 引 言
浙南近海主要是指浙江中北部沿岸产卵场以南、机轮拖网禁渔区线以西,水深大于15 m的海域
[1]。该海域地处浙江沿岸流和台湾暖流这两股低、高盐水系的交汇区
[2],椒江、瓯江的淡水输入给其带来了大量的营养物质,复杂的潮流造就了浙南近海多样的生境类型,渔业资源较为丰富
[3]。长期高强度拖网捕捞使得近年来东海近海渔业资源呈现下降趋势
[4],以往常见的大型经济种类带鱼(
Trichiurus lepturus)、大黄鱼(
Larimichthys crocea)等衰退明显,且出现了鱼体小型化现象,鱼类的营养层次较以往下降明显
[5,6]。
凤鲚(
Coilia mystus),隶属于鲱形目(Clupeiformes)鳀科(Engraulidae)鲚属(
Coilia),是一种短距离溯河洄游鱼类,在我国沿海均有分布
[7]。东海近海凤鲚产量相对较高,20世纪90年代,上海、江苏、浙江省的凤鲚年产量达1.3×10
4 t
[8]。国内学者对凤鲚的研究主要集中于长江口流域
[9,10]和钱塘江口
[11],研究内容主要涉及资源变动
[12]、摄食习性
[13]和繁殖生物学
[14]等。关于浙南地区凤鲚的研究报道较少,本文根据2020至2021年在浙南海域开展的4个航次渔业资源调查项目数据,采用渔业资源评估软件FiSATⅡ(Version 1.2.2)计算凤鲚生长参数和死亡参数,通过建立其动态综合模式来分析资源利用状况,进而确定研究区域内凤鲚最适开捕体长、最高持续渔获量等重要信息,为更有效地保护凤鲚资源提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 调查站位和调查方法
于2020年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和2021年1月(冬季)对浙南海域渔业资源进行本底调查。共设调查站位21个(121°30′~122°10′E;27°10′~29°00′N),站位布设如
图1所示。调查船号为“浙洞渔10109”,调查网具为底拖网,船长47 m,总吨位300 t,主机功率为396 kW。底拖网水下网口张开面积约为40 m(宽)×4 m(高),囊网网目尺寸20 mm。各站位在白天以2~3 knots的速度拖曳1 h左右。将鱼类样品进行分类、鉴定和保存,并测量体长、体重等基础生物学指标。
1.2 数据处理方法
底拖网各站位调查数据用单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE)进行标准化处理,计算公式为:
CPUE i =Wi /(Si ×ti )
式中,CPUE i 为第i站点凤鲚的单位捕捞努力量渔获量(g/h/km2);Wi 为第i站点捕获的凤鲚重量(g);ti 为第i站点的作业时间(h),Si 为第i个站点的拖曳面积(km2)。
体长组距和体重组距分别采用Snedecor和Sturges分组组距法计算
[15,16]。计算公式为:
体长组距(Snedecor)=range/(range/SD×4)
体重组距(Sturges)=range/(1+3.322 lgN)
式中,range为体长和体重的全距,SD为体长标准差,N为统计数量。
体长体重关系采用幂函数拟合,表达式为:
W=a×Lb
式中,W为体重(g),L为体长(mm),a为生长的条件因子,b为幂指数。
采用FiSATⅡ软件中的ELEFAN I
[17](electronic length frequency analysis I)技术拟合凤鲚生长曲线并估算其生长参数,生长参数采用拟合优度最大且最合理时对应的数值估算
[18];凤鲚的生长采用von Berta⁃lanffy生长方程
[19]拟合:
lt =l∞[1-e]
Wt =W∞[1-e] b
式中,l∞ 为最大体长,W∞ 为最大体重,k为生长系数,t0为理论体长或体重为零时的年龄。
ln(-t0)=-0.392 2-0.275 2 lnL∞ -1.03 8 lnk
式中,L∞ 为渐进全长。
lgM=-0.006 6-0.279 lgl∞+0.654 311 lgk+0.463 4 lgT
式中,M为自然死亡系数,T为调查区域在调查期内的平均水温。本研究海域在2020年5月至2021年1月的平均水温经实测为18.5 ℃。
总死亡系数
Z由体长变换渔获曲线法
[20]估算,计算过程如下:①采用Von⁃Bertalanffy生长方程将每一体长组中值转换为相对年龄;②计算各体长组的尾数占总样本尾数的比例,分别除以其相应体长组由下限生长到上限所需要的时间
dt;③回归方程ln(
N/
dt)=
a+
bt的参数
a和
b采用一元线性回归方程计算,其中
t为对应每一体长组中值的年龄,方程斜率负值-
b为总死亡系数
Z。
捕捞死亡占总死亡的比例即为资源开发率E:
E=F/Z=(Z-M)/Z
式中,Z为总死亡系数,F为捕捞死亡系数。
根据Beverton Holt动态综合模型绘制单位补充量渔获量(
Y′/
R)和相对单位补充量(
B′/
R)二维曲线评价凤鲚资源的利用状况
[18, 21]。
Emax表示获得最大渔获量的开发率;
E10为
Y'/
R边际增长减少10%的开发率;
E50为资源量下降原始水平50%的开发率。
数据处理和分析、图形绘制用SPSS 20、FiSATⅡ(Version 1.2.2)和Suffer 13软件进行。
2 结 果
2.1 凤鲚资源时空分布
4个航次底拖网调查共捕获凤鲚903尾,站位出现频率春季(47.62%)、夏季(90.48%)、秋季(52.34%)和冬季(23.81%)。调查海域凤鲚年均生物量为11.26 kg/km
2·h
-1,年均丰度为1.02×10
3 ind./km
2·h
-1。调查海域各季节凤鲚平均重量、数量CPUE如图
2、
3所示,春季平均生物量为8.10 kg/km
2·h
-1,最高值出现在WTC14站位,为99.76 kg/km
2·h
-1,平均丰度为0.51×10
3 ind./km
2·h
-1,丰度最高值同样出现在WTC14站位,为3.86×10
3 ind./km
2·h
-1;夏季平均生物量为24.46 kg/km
2·h
-1,最高值出现在WTC04站位,生物量为93.34 kg/km
2·h
-1,平均丰度为2.33×10
3 ind./km
2·h
-1,最高值出现在WTC20站位,为8.51×10
3 ind./km
2·h
-1;秋季平均生物量为10.33 kg/km
2·h
-1,最高值出现在WTC16站位,为95.63 kg/km
2·h
-1,平均丰度为1.12×10
3 ind./km
2·h
-1,最高值出现在WTC16站位,为13.88×10
3 ind./km
2·h
-1;冬季平均生物量为2.15 kg/km
2·h
-1,最高值出现在WTC01站位,为28.29 kg/km
2·h
-1,平均丰度为0.14×10
3 ind./km
2·h
-1,最高值出现在WTC12站位,为0.99×10
3 ind./km
2·h
-1。
2.2 体长、体重分布
对4个航次调查获得的903尾凤鲚进行生物学测量,结果显示,凤鲚的体长范围为43~224 mm,平均体长为(133.00±31.14) mm。根据样本分组公式,得出组距计算值为17.88 mm,将20 mm定为体长统计组距,以此绘制体长频率分布图(
图3)。年度优势体长为100~180 mm,占84.81%,其余体长组占比均小于10.00%;凤鲚体重范围为0.29~55.73 g,平均体重为11.88 g。组距计算值为5.12 g,将5 g定为体重统计组距,得出年度优势体重为0~20 g,占83.59%,其余体重组占比均小于10.00%。
2.3 生长方程
经幂函数拟合,凤鲚体长与体重的关系为:
W=1.25×10
-6L3.2693,(R
2=0.9448,
N=903)(
图4)。
2.4 凤鲚资源利用现状
基于凤鲚体长频数数据,应用ELEFAN技术求得Von Bertalanffy生长方程的生长参数
l∞=252 mm,
k=0.440,
W∞=70.94 g,
t0 =-0.17a,Von Bertalanffy体长体重生长方程分别为:
lt=252[1-
e-0.44(t+0.17)];
Wt =70.94[1-
e-0.44(t+0.17)]
3.2693(
图5)。
总死亡系数
Z由体长变换渔获率曲线法(Length⁃converted Catch Curve)进行计算,根据未达补充年龄段和体长接近的年龄段不能用做回归的原则拟合的方程ln=(
N/
dt)=11.81-1.33
t (
R2=0.913),方程斜率的负值即总死亡系数
Z为3.06。根据Pauly
[17]的经验公式计算得出
M=0.75,则捕捞死亡系数
F=
Z-
M=2.31,又由资源开发率
E=
F/
Z,得2020~2021年浙南近海凤鲚的资源开发率为0.76,体重生长拐点年龄
ti 值为1.20 a,相对应的体长为153 mm,体重为16.00 g(
图6)。
2.5 凤鲚资源利用现状
根据相对单位补充渔获量(
Y′/
R)和开发率(
E)的关系曲线(
图7),估算出
Emax=0.677,
E10=0.562,
E50=0.348,而当前的开发率
E=0.76,高于理论最大开发率
Emax=0.677,表明2020-2021年浙南近海凤鲚种群已处于过度开发状态。当
E=0.677时,
Y′/
R达到最大值;若
E继续增大,
Y′/
R则随着
E的增加而减少。从生物量资源维持来看,以目前开发率为0.76时,仅11.5%的资源量得到保持;将
E降至
Emax时资源量保持量升至17.3%,若
E持续降低至
E50时,则可保持50%的资源量。
3 讨 论
3.1 凤鲚资源分布规律
过去对凤鲚资源的报道多集中于长江口,20世纪80年代以来,平均捕捞量为1 961.3 t/a,占长江口鱼虾类总产量的48.6%
[22],1998年至2006年长江口凤鲚渔获量曲线呈下降趋势
[23]。统计2008年至2017年长江口靖江段的343次采样中采集到凤鲚样本130次,出现率37.9%
[12]。本次研究开展的4个航次,共84网次的拖网调查中,采集凤鲚共44网次,出现率为52.4%。按季节看,凤鲚平均生物量最高出现在夏季,为24.46 kg/km
2·h
-1,其次为秋季(10.33 kg/km
2·h
-1)和春季(8.10 kg/km
2·h
-1),冬季凤鲚生物量最低,为2.15 kg/km
2·h
-1。凤鲚属于短距离溯河洄游鱼类
[7],根据凤鲚的繁殖行为,春季研究海域的凤鲚向椒江、瓯江及飞云江进行生殖洄游,造成了调查海域内凤鲚的生物量总体不高。夏季产完卵的凤鲚及子代顺河而下进行索饵洄游,此时调查海域内凤鲚的生物量和丰度均达到了最高值。冬季生物量最低,究其原因,冬季受太阳辐射及沿岸流等影响,凤鲚由沿岸向外侧较深的海域进行越冬洄游
[22]。
3.2 生物学特征分析
研究表明,同种鱼类由于生境的不同会导致生长参数产生差异
[24]。本研究结果显示,浙南近海凤鲚的平均体长和平均体重分别为132.72 mm和11.88 g,其规格与舟山海域的凤鲚较为接近(
表1),明显小于瓯江凤鲚
[25],主要是因为瓯江凤鲚采用流刺网采集,且采集时间为5-8月份,此时凤鲚多为繁殖个体,其规格相对较大。本次调查采用拖网作业,对凤鲚规格的选择性较低,在捕获大个体凤鲚的同时亦捕获其他规格个体,这是造成平均体长、体重较大差异的主要原因。鱼类体长与体重的幂函数关系
W=
aLb,
b通常被认为是异速生长因子
[26],同种鱼类在不同阶段
b值存在差异。本文中,浙南近海凤鲚群体的
b值为3.2693,与舟山近海群体(
b=3.212)较为接近
[27];略高于长江口群体(
b=3.013
[28]、
b=3.075
[29]、
b=3.02
[30]);高于瓯江群体(
b=2.605
[25])。可以看出凤鲚在不同区域的生长速率存在一定差异,造成差异的原因可能是外在的水域环境和饵料丰富度以及自身的种质资源的不同。此外,研究方法的不同也会对结果产生影响。当鱼类的理论生长起点年龄
t0为负数时,说明该鱼在幼鱼或仔稚鱼阶段不是匀速生长,此时就需要使用线性模型、Gompertz模型或者其他模型对其进行模拟。本研究中,凤鲚的
t0=-0.17a,表明本次获得的Von Bertalanffy方程不能用来模拟该水域凤鲚仔稚鱼或幼鱼的生长特征,仔稚鱼或幼鱼的生长特征还有待进一步研究。
3.3 资源管理
有研究认为,自然死亡为种群死亡的主要原因,此时Z/K值≤3,反之则Z/K>3
[31]。在浙南近海凤鲚的研究中,Z/K=3.56,表明浙南近海种群的死亡主要受捕捞影响。鱼类的开发率常常被用来评估一个鱼类种群受人类捕捞活动的影响程度
[32]。Gulland
[33]提出的鱼类资源最佳开发率0.50,在本次研究中,调查区域内凤鲚的开发率
E=0.76,表明在研究期内该海域的凤鲚已处于过度开发状态。Mehanna
[34]认为一般来说,在相对单位补充量渔获量与开发率关系曲线中,最大开发率
Emax是衡量种群开发程度的标准,当开发率位于
Emax的左侧区域时种群开发利用可持续,当开发率位于
Emax的右侧区域时种群资源将面临威胁。本次研究中凤鲚的开发率
E=0.76,位于
Emax(0.677)的右侧区域,同样证明了凤鲚种群资源的过度开发情况。
为有效保护浙南近海凤鲚资源,建议开展对凤鲚产卵场、仔稚鱼保育场的调查;在椒江、瓯江等重要河口实施禁渔制度,加大渔政执法力度;建议在瓯江口和椒江口及临近海域设立凤鲚产卵场保护区,保护补充群体和产卵群体,以实现凤鲚资源的可持续利用。