南海北部拖網(wǎng)對(duì)藍(lán)圓鲹的選擇性研究

李亞男，楊炳忠，張 鵬，李 杰，王 騰，晏 磊

1. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 動(dòng)物科技學(xué)院，廣東 廣州 510225

2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部外海漁業(yè)可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300

3. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，廣東 廣州 510300

藍(lán)圓鲹 (Decapterus maruadsi) 隸屬于鱸形目、鲹科、圓鲹屬，廣泛分布于我國(guó)沿海陸架區(qū)，其中以南海的數(shù)量最多，是南海北部拖網(wǎng)漁業(yè)中最重要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)之一[1-2]。當(dāng)前，拖網(wǎng)仍然是南海區(qū)海洋捕撈漁業(yè)的主要漁具，年捕撈量約占整個(gè)海區(qū)的40%[3]。但其網(wǎng)目尺寸不規(guī)范，網(wǎng)囊選擇性差，對(duì)近海漁業(yè)資源造成嚴(yán)重?fù)p害[4]。我國(guó)在2005年就已制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《南海區(qū)拖網(wǎng)網(wǎng)囊最小網(wǎng)目尺寸 (GB 11780—2005)》，明確規(guī)定南海區(qū)拖網(wǎng)最小網(wǎng)目尺寸為方形40 mm。但是，拖網(wǎng)一直有著使用菱形網(wǎng)目網(wǎng)囊的傳統(tǒng)，在實(shí)際生產(chǎn)中方形網(wǎng)目網(wǎng)囊的使用率基本為零。因此，開(kāi)展南海海域拖網(wǎng)菱形網(wǎng)目選擇性研究，限定最小網(wǎng)目尺寸已成為當(dāng)前國(guó)家海洋漁業(yè)綠色發(fā)展的迫切需要。

明確主捕魚(yú)種是開(kāi)展?jié)O具選擇性、優(yōu)化漁具和管理漁具的基礎(chǔ)[5]。藍(lán)圓鲹一直以來(lái)都是南海區(qū)生物多樣性、資源變動(dòng)研究的熱點(diǎn)[1,6]，早期開(kāi)展的南海區(qū)拖網(wǎng)網(wǎng)目選擇性相關(guān)研究，藍(lán)圓鲹就是其目標(biāo)種之一[2,4]。近年來(lái)，東海區(qū)和黃海區(qū)相繼開(kāi)展了一系列針對(duì)不同漁具不同魚(yú)種的選擇性研究[7-9]，但是南海區(qū)只有楊炳忠等[10-13]對(duì)蝦拖網(wǎng)不同網(wǎng)目大小和形狀開(kāi)展過(guò)選擇性研究，而對(duì)于南海區(qū)數(shù)量最多的單船有翼單囊拖網(wǎng)的研究還很少。且魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程[14-15]，最小網(wǎng)目尺寸的限定標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)隨目標(biāo)種類(lèi)的種群結(jié)構(gòu)變化而更新。因此，本研究比較了不同網(wǎng)目尺寸的網(wǎng)囊對(duì)藍(lán)圓鲹的選擇性，以期為南海區(qū)拖網(wǎng)漁業(yè)科學(xué)管理和可持續(xù)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間和海域

選擇性試驗(yàn)于2016年9月18日—10月29日在南海北部海域 (112°12'E—113°39'E，21°05'N—21°30'N) 進(jìn)行，泥沙底質(zhì)，水深35～59 m。

1.2 漁船和漁具

試驗(yàn)船為“粵陽(yáng)東漁19 363”，單船拖網(wǎng)，船籍港為東平，鋼質(zhì)，船長(zhǎng)35.18 m，型寬7.20 m，型深3.90 m，總噸位283 t，主機(jī)2臺(tái)，標(biāo)定功率均為290 kW，總功率580 kW。

試驗(yàn)拖網(wǎng)主尺度為 136.80 m×67.36 m (圖1)，網(wǎng)口網(wǎng)衣拉直周長(zhǎng)為136.80 m，網(wǎng)衣縱向拉直總長(zhǎng)為67.36 m；網(wǎng)口網(wǎng)目尺寸為600 mm；網(wǎng)身部分為12段，網(wǎng)目尺寸從300 mm遞減到30 mm；網(wǎng)上后端連接網(wǎng)囊，網(wǎng)囊縱向拉直總長(zhǎng)為12.0 m。采用套網(wǎng)法作為選擇性試驗(yàn)的方法，每次拖曳時(shí)間為2～4 h，拖速約為4 kn。使用4種不同網(wǎng)目尺寸的菱形網(wǎng)目網(wǎng)囊作為選擇性試驗(yàn)的網(wǎng)囊，其網(wǎng)目尺寸分別為菱形 30、35、40 和 45 mm (分別以 D30、D35、D40 和D45表示)，網(wǎng)線規(guī)格為PE12tex×3×2；套網(wǎng)采用網(wǎng)線規(guī)格為PE7tex×3，長(zhǎng)度和寬度均比網(wǎng)囊放大20%，即套網(wǎng)網(wǎng)囊縱向拉直總長(zhǎng)為14.4 m，菱形網(wǎng)目網(wǎng)囊和套網(wǎng)規(guī)格見(jiàn)表1。

圖1 試驗(yàn)拖網(wǎng)的網(wǎng)衣展開(kāi)圖Fig. 1 Specification of tested trawl

表1 試驗(yàn)網(wǎng)囊和套網(wǎng)規(guī)格Table 1 Specification of codend and cover net

1.3 數(shù)據(jù)收集與處理

1.3.1 數(shù)據(jù)收集

每次起網(wǎng)后將網(wǎng)囊和套網(wǎng)中的漁獲種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，記錄每種漁獲的總質(zhì)量。同時(shí)對(duì)網(wǎng)囊和套網(wǎng)中的漁獲種類(lèi)分別開(kāi)展生物學(xué)測(cè)量，漁獲數(shù)量較少時(shí)全部測(cè)量，漁獲數(shù)量較多時(shí)開(kāi)展2次隨機(jī)抽樣，隨機(jī)抽取50尾樣品測(cè)量。叉長(zhǎng)以cm為單位，質(zhì)量以g為單位。在分析藍(lán)圓鲹叉長(zhǎng)分布時(shí)，按照生物學(xué)測(cè)量的取樣比例進(jìn)行加權(quán)處理。將網(wǎng)囊和套網(wǎng)中的藍(lán)圓鲹叉長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以1 cm為單位進(jìn)行分組，分別統(tǒng)計(jì)各叉長(zhǎng)組中藍(lán)圓鲹的數(shù)量。

1.3.2 選擇性模型

采用Logistic曲線模型和Richards曲線模型對(duì)比分析拖網(wǎng)對(duì)藍(lán)圓鲹的選擇性[5,16-17]。

式中：r(li)為網(wǎng)囊網(wǎng)目對(duì)叉長(zhǎng)組li的選擇率；li為叉長(zhǎng)組的特征體長(zhǎng)；a、b為選擇性參數(shù)；L0.5為50%選擇叉長(zhǎng) (50% retention fork length)；SR 為選擇性范圍 (Selection range)；δ為非對(duì)稱程度的控制參數(shù)，δ>1時(shí)曲線呈在L0.5點(diǎn)左側(cè)稍長(zhǎng)的曲線形式，0<δ<1時(shí)曲線呈在L0.5點(diǎn)右側(cè)稍長(zhǎng)的曲線形式，δ=1時(shí)曲線即為標(biāo)準(zhǔn)左右對(duì)稱的Logistic曲線。

1.3.3 選擇性模型參數(shù)估計(jì)的解析方法

使用極大似然法估計(jì)模型的選擇性參數(shù)，并根據(jù)模型擬合的殘差是否服從χ2分布判斷模型擬合的優(yōu)劣性[5,17]，其似然函數(shù)為：

式中：Nni為第i叉長(zhǎng)組魚(yú)被網(wǎng)囊留存下來(lái)的尾數(shù)；Nci為第i叉長(zhǎng)組魚(yú)逃出網(wǎng)囊被套網(wǎng)捕獲的尾數(shù)。

以上計(jì)算通過(guò)Excel 2010軟件完成，選擇性模型參數(shù)的估計(jì)通過(guò)“規(guī)劃求解”實(shí)現(xiàn)。

1.3.4 網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸和L0.5的關(guān)系

假定魚(yú)體在生長(zhǎng)過(guò)程中沒(méi)有改變體型，在相同作業(yè)條件下，根據(jù)幾何相似原理，不同大小網(wǎng)目的L0.5隨著網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸的增大而增加。國(guó)內(nèi)外研究表明，這種增大是一種線性關(guān)系[16,18-19]，即：

式中：a、b為系數(shù)；m為網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸。

2 結(jié)果

2.1 漁獲概況

試驗(yàn)漁獲種類(lèi)包括魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)、蟹類(lèi)和頭足類(lèi)等共110多種。其中，D30網(wǎng)囊中有59種，套網(wǎng)中有47種；D35網(wǎng)囊中有49種，套網(wǎng)中31種；D40網(wǎng)囊中有70種，套網(wǎng)中有35種；D45網(wǎng)囊中有39種，套網(wǎng)中27種。試驗(yàn)網(wǎng)囊測(cè)量漁獲質(zhì)量為405.68 kg，其中藍(lán)圓鲹為148.73 kg，占網(wǎng)囊測(cè)量漁獲質(zhì)量的36.66%；試驗(yàn)套網(wǎng)測(cè)量漁獲質(zhì)量為104.14 kg，其中藍(lán)圓鲹為41.84 kg，占套網(wǎng)測(cè)量漁獲質(zhì)量的40.18%。

本次選擇性試驗(yàn)共測(cè)量藍(lán)圓鲹2 040尾，叉長(zhǎng)介于5.6～25.0 cm，平均叉長(zhǎng)為 (17.0±2.0) cm，其各網(wǎng)目下藍(lán)圓鲹的叉長(zhǎng)分布見(jiàn)圖2。藍(lán)圓鲹的優(yōu)勢(shì)叉長(zhǎng)組均在16.0～20.0 cm，方差分析結(jié)果顯示各個(gè)網(wǎng)目網(wǎng)囊之間藍(lán)圓鲹的叉長(zhǎng)分布不存在顯著性差異 (P>0.05)。

圖2 藍(lán)圓鲹叉長(zhǎng)分布圖Fig. 2 Fork length distribution of D. maruadsi

2.2 網(wǎng)囊對(duì)藍(lán)圓鲹的選擇性

D30和D35網(wǎng)囊的Logistic曲線的模型殘差均小于Richards曲線，AIC更小，說(shuō)明D30和D35網(wǎng)囊的Logistic曲線擬合更好；D40網(wǎng)囊的Logistic曲線的模型殘差和AIC均大于Richards曲線，說(shuō)明Richards曲線擬合明顯改善 (P<0.05)；D45網(wǎng)囊Logistic曲線的模型殘差雖然大于Richards曲線，但是Richards曲線擬合并沒(méi)有得到明顯改善 (P>0.05)，故D45網(wǎng)囊可采用Logistic曲線進(jìn)行擬合。

隨著網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸的增大，藍(lán)圓鲹的L0.5隨之逐漸增大，而SR減少，選擇尖銳度增加 (表2)。D30、D35、D40和D45網(wǎng)囊對(duì)藍(lán)圓鲹的L0.5分別為12.43、12.88、13.60和 16.79 cm，SR分別為 8.45、6.75、6.08和2.19 cm。圖3為不同網(wǎng)目網(wǎng)囊下藍(lán)圓鲹的選擇性曲線，D30、D35和D45網(wǎng)囊為L(zhǎng)ogistics曲線，而D40網(wǎng)囊為Richards曲線。D30網(wǎng)囊下選擇性曲線較為平坦，而后隨著網(wǎng)目尺寸的增大，選擇性曲線尖銳程度逐漸加劇，表明D45網(wǎng)囊較其他網(wǎng)囊選擇性效果更好。

表2 藍(lán)圓鲹的Logistic和Richards曲線的估計(jì)參數(shù)和假設(shè)檢驗(yàn)Table 2 Estimated parameters and test of hypotheses of Logistic and Richards curves for D. maruadsi

圖3 藍(lán)圓鲹的選擇性曲線Fig. 3 Selectivity curve of D. maruadsi with different mesh sizes

2.3 網(wǎng)囊網(wǎng)目尺寸和 L0.5 的關(guān)系

為了確定合理的最小可捕叉長(zhǎng)，可以將表2中網(wǎng)目大小和L0.5進(jìn)行線性回歸，可以求得藍(lán)圓鲹不同網(wǎng)目大小和L0.5的關(guān)系式為：L0.5=0.2757m+3.5875，R2=0.8172。參照《農(nóng)業(yè)部關(guān)于實(shí)施帶魚(yú)等15種重要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)最小可捕標(biāo)準(zhǔn)及幼魚(yú)比例管理規(guī)定的通告》(自2018年8月1日起實(shí)施) 南海區(qū)藍(lán)圓鲹15 cm的開(kāi)捕叉長(zhǎng)，可以得到適合以藍(lán)圓鲹為主捕對(duì)象的拖網(wǎng)網(wǎng)囊最小網(wǎng)目尺寸為41.39 mm。

3 討論

3.1 選擇性模型分析

Logistic曲線是關(guān)于50%選擇性體長(zhǎng)對(duì)稱的曲線，但實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，很多情況下選擇性曲線是非對(duì)稱的[16]，因此有必要采用Richards非對(duì)稱曲線進(jìn)行對(duì)比分析。研究表明，Richards曲線對(duì)于網(wǎng)囊中小個(gè)體留存率較高的漁獲數(shù)據(jù)具有更好的擬合效果[5,17,20]，這種情況在本研究中依然存在。D40網(wǎng)囊中藍(lán)圓鲹留存數(shù)量?jī)H為204尾，其優(yōu)勢(shì)叉長(zhǎng)組為15～19 cm，占比72.11%，小于15 cm的藍(lán)圓鲹數(shù)量占比7.84%，結(jié)果顯示采用Richards曲線的擬合效果更好。而D30、D35和D45網(wǎng)囊顯示采用Logistics曲線的擬合效果更好，其藍(lán)圓鲹留存數(shù)量更高，分別為400、427和486尾；優(yōu)勢(shì)叉長(zhǎng)組更大，均為16～19 cm，占比分別為75.25%、76.58%和87.86%；小于15 cm的藍(lán)圓鲹數(shù)量占比更小，分別為6.00%、2.58%和0.21%。因此，在今后的研究中，針對(duì)網(wǎng)囊中小個(gè)體留存率高的漁獲，可以考慮采用Richards選擇性曲線進(jìn)行擬合，以更好地服務(wù)于選擇性研究。

3.2 不同網(wǎng)目尺寸的選擇性比較

L0.5和SR是評(píng)價(jià)漁具選擇性效果最重要也是最常用的指標(biāo)[16,21]，L0.5體現(xiàn)了過(guò)濾性漁具選擇率的大小，SR則體現(xiàn)了漁具選擇性的尖銳度，而選擇性指標(biāo)的尖銳度是通過(guò)曲線的傾斜程度來(lái)體現(xiàn)的[20]。本研究結(jié)果顯示，隨著網(wǎng)目尺寸的增大，藍(lán)圓鲹的L0.5越大，SR卻越小，其表現(xiàn)形式就是曲線傾斜程度越來(lái)越低；這是由各個(gè)網(wǎng)囊捕獲的藍(lán)圓鲹的叉長(zhǎng)差異造成的。隨著網(wǎng)目尺寸的增大，藍(lán)圓鲹的叉長(zhǎng)范圍越來(lái)越集中，在一定程度上影響了選擇性模型的結(jié)果。對(duì)比相關(guān)學(xué)者對(duì)南海北部藍(lán)圓鲹選擇性的研究[2,4]，本研究得出的藍(lán)圓鲹的L0.5明顯更大，這可能是由南海北部2次試驗(yàn)藍(lán)圓鲹的資源結(jié)構(gòu)差異所致。本研究通過(guò)L0.5和網(wǎng)目尺寸的線性關(guān)系計(jì)算出最小網(wǎng)目尺寸為41.39 mm，但是除了D45網(wǎng)囊對(duì)藍(lán)圓鲹的L0.5為16.79 cm外，其他網(wǎng)囊對(duì)藍(lán)圓鲹的L0.5均未達(dá)到藍(lán)圓鲹的可捕叉長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)。且D45網(wǎng)囊下，藍(lán)圓鲹、金線魚(yú) (Nemipterus virgatus) 和多齒蛇鯔(Saurida tumbil) 等主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)的尾數(shù)逃逸率分別為34.32%、55.43%和44.35%，遠(yuǎn)大于D40網(wǎng)囊下的16.39%、44.32%和6.40%。為保護(hù)藍(lán)圓鲹等中小型經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，建議將南海拖網(wǎng)菱形網(wǎng)囊最小網(wǎng)目尺寸設(shè)定為45 mm。

3.3 展望

有研究指出，增加菱形網(wǎng)目尺寸、減少周長(zhǎng)和使用方形網(wǎng)目網(wǎng)囊是3種提高網(wǎng)囊網(wǎng)目選擇性的最簡(jiǎn)單方法[22-24]。本研究結(jié)果顯示，增加網(wǎng)目尺寸可以在一定程度上改善網(wǎng)囊選擇性，但效果不明顯，僅網(wǎng)目尺寸增加到45 mm才有明顯的改善效果。因此，在實(shí)際應(yīng)用中僅通過(guò)增加網(wǎng)目尺寸并不能有效實(shí)現(xiàn)漁具的高選擇性，還應(yīng)采取其他相關(guān)措施。研究顯示T90網(wǎng)囊和方形網(wǎng)目網(wǎng)囊可有效提高網(wǎng)目選擇性[25-28]，楊吝等[4,29]認(rèn)為在多魚(yú)種混棲的南海漁場(chǎng)采用適宜網(wǎng)目尺寸的菱形、方形網(wǎng)目混合網(wǎng)囊可以有效提高網(wǎng)目選擇性。因此，在南海區(qū)開(kāi)展不同網(wǎng)目形狀和不同周長(zhǎng)網(wǎng)囊的選擇性研究是今后選擇性研究的趨勢(shì)，而在試驗(yàn)方法上，應(yīng)將套網(wǎng)法、平行作業(yè)法等進(jìn)行結(jié)合，對(duì)比分析才能得出更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和結(jié)論，為更科學(xué)合理地指導(dǎo)漁具管理和漁業(yè)生產(chǎn)提供參考。