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      唐山海洋牧場(chǎng)附近海域矛尾鰕虎魚生長(zhǎng)特征與資源利用

      2020-02-28 11:51:20潘鑫偉尹增強(qiáng)李效恒
      安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2020年3期
      關(guān)鍵詞:體長(zhǎng)唐山牧場(chǎng)

      潘鑫偉 尹增強(qiáng) 李效恒

      摘 要:根據(jù)2016年7月,2016年9月,2016年11月,2017年1月以及2017年3月唐山海洋牧場(chǎng)周圍海域調(diào)查數(shù)據(jù),分析了矛尾鰕虎魚的生長(zhǎng)特征,并對(duì)矛尾鰕虎魚的資源量進(jìn)行了估算。結(jié)果表明,矛尾鰕虎魚的最小體長(zhǎng)83mm,最大體長(zhǎng)357mm,平均體長(zhǎng)156.81mm,體長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)組在113~143mm;最大體質(zhì)量232.8g,最小體質(zhì)量6.50g,平均體質(zhì)量46.37g,體重優(yōu)勢(shì)組在6.5~29.13g;體長(zhǎng)和體質(zhì)量關(guān)系式為W=0.0001L2.5681,(n=87,R2=0.9863),體長(zhǎng)生長(zhǎng)方程為L(zhǎng)t=370.65×[1-e-0.87(t+0.1533)],體質(zhì)量生長(zhǎng)方程為Wt=219.01×[1-e-0.87(t+0.1533)]2.5681;總死亡系數(shù)Z為1.836,自然死亡系數(shù)M為1.25,捕撈死亡系數(shù)F為1.145;拐點(diǎn)年齡為0.89齡,臨界年齡為1.644齡;資源生物量約為15.57t,總資源尾數(shù)約3628564尾,基于該海域矛尾鰕虎魚資源現(xiàn)狀,估算其最適開捕體長(zhǎng)為113~143mm。

      關(guān)鍵詞:矛尾鰕虎魚;Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程;生長(zhǎng)特征;資源量評(píng)估

      中圖分類號(hào) S917.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731(2020)(02-03)-0081-05

      The Growth Characteristics and Resource Assessment of Chaeturichthys stigmatias Richardson in Marine Ranch Area of Tangshan

      Pan Xinwei et al.

      (Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)

      Abstract:According to the survey data of the sea area around Tangshan marine ranch in July 2016, September 2016, November 2016, January 2017 and March 2017, the growth characteristics of Chaeturichthys stigmatias were analyzed, and the resources were estimated.The results showed that the minimum body length was 83mm, the maximum body length was 357mm, the average body length was 156.81mm, the body length advantage group was 113mm-143mm, the maximum body weight was 232.8g, the minimum body weight was 6.50g, the average body weight was 46.37g, the weight advantage group was 6.5-29.13g.The relationship formula between body length and body weight was W=0.0001L2.5681, (n = 87, R2 = 0.9863).The Von Bertalanffy growth function of body length was Lt=370.65×[1-e-0.87(t+0.1533)], Von Bertalanffy growth function of body weight wasWt=219.01×[1-e-0.87(t+0.1533)]2.5681.The total death coefficient (Z) was 1.836, the natural death coefficient (M) was 1.25, and the fishing death coefficient (F) was 1.145.The turning point age was 0.89, and the critical age was 1.644; the resource biomass was about 15.57t, the total resource tail number was about 3628564.Based on the current situation of the resources of the sea area, it was estimated that the most suitable? catchable length was 113 ~143mm.

      Key words: Chaeturichthys stigmatias; Von Bertalanffy growth function; Growth characteristicsl; Biomass assessment

      近年來(lái),隨著人類愈發(fā)頻繁的海洋資源開發(fā)利用活動(dòng),全球范圍內(nèi)的漁業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境均受到了不同程度的影響[1],生物多樣性減少,初級(jí)生產(chǎn)力降低,生物量下降等問(wèn)題層出不窮,全球有超過(guò)80%的漁場(chǎng)環(huán)境越來(lái)越差,漁業(yè)資源量正逐年衰退。在海洋生態(tài)遭到破壞、全球氣候異常的背景下,我國(guó)近海漁業(yè)資源也受到了較大的影響,資源衰退較為嚴(yán)重。

      矛尾鰕虎魚(Chaeturichthys stigmatias Richardson)為鱸形目、鰕虎魚科,暖溫性近海底層魚類[2]。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于鰕虎魚的研究還不多,且由于鰕虎魚種類繁多,外部形態(tài)長(zhǎng)相極為相似,不易分辨,我國(guó)目前對(duì)于鰕虎魚的分類不是很清晰,且比較混亂[3-4]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)鰕虎魚的研究多集中在生殖力及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面[5-7],而關(guān)于鰕虎魚生長(zhǎng)特征及資源量評(píng)估的研究還未見報(bào)道。為此,本研究基于唐山市海洋牧場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù),對(duì)唐山海洋牧場(chǎng)矛尾鰕虎魚進(jìn)行了生物學(xué)測(cè)量及漁業(yè)資源的評(píng)估與分析,以期為研究唐山海洋牧場(chǎng)鰕虎魚資源動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、合理開發(fā)利用鰕虎魚資源、制定合理的漁業(yè)管理制度提供理論依據(jù)。

      1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

      1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 本次研究地點(diǎn)為唐山市海洋牧場(chǎng)附近海域,調(diào)查站位如表1所示。矛尾鰕虎魚數(shù)據(jù)為2016年7月、9月、11月,2017年1月和3月的唐山海洋牧場(chǎng)附近海域現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)。采用隨機(jī)采樣法[8],2016年7月共隨機(jī)取樣14尾,2016年9月隨機(jī)取樣42尾,2016年11月隨機(jī)取樣10尾,2017年1月隨機(jī)取樣15尾,2017年3月隨機(jī)取樣5尾。5次調(diào)查共隨機(jī)抽取了86尾矛尾鰕虎魚,并對(duì)其體長(zhǎng)度、體質(zhì)量等生物學(xué)特征進(jìn)行了測(cè)量和計(jì)算,體長(zhǎng)度估算到0.1mm,體質(zhì)量估算到0.1g。

      1.2 研究方法

      1.2.1 體長(zhǎng)體質(zhì)量關(guān)系式 矛尾鰕虎魚體質(zhì)量和體長(zhǎng)的關(guān)系式呈冪函數(shù)相關(guān)[9],其表達(dá)式為:

      Wt=aLtb

      式中,Wt為矛尾鰕虎魚的體質(zhì)量,Lt[Lt]為矛尾鰕虎魚的體長(zhǎng)度,a、b分別為條件因子和異速生長(zhǎng)因子[10]。

      1.2.2 體長(zhǎng)、體質(zhì)量生長(zhǎng)方程 本研究采用Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程[11]作為分析唐山海洋牧場(chǎng)附近海域矛尾鰕虎魚的生長(zhǎng)方程模型,由于本次研究樣品年齡組成沒(méi)有較大差異,所以采用ELEFANⅠ(Electronic length Frequency Analysis Ⅰ)[12]估算矛尾鰕虎魚的最大漸進(jìn)體長(zhǎng)L∞和生長(zhǎng)曲率K,通過(guò)Pauly經(jīng)驗(yàn)公式[13]計(jì)算初始年齡t0[t0],最大漸進(jìn)體質(zhì)量W∞[W∞]通過(guò)公式W∞=aL∞b求得。以上過(guò)程通過(guò)FISATⅡ軟件完成。

      1.2.3 拐點(diǎn)年齡 拐點(diǎn)年齡是反映個(gè)體魚類生長(zhǎng)速度的重要參數(shù)之一,也是捕撈作業(yè)的重要參考數(shù)據(jù)[14],當(dāng)魚類的生長(zhǎng)速度突然減慢時(shí),這個(gè)時(shí)間點(diǎn)就是生物體的拐點(diǎn)年齡。魚類的體質(zhì)量(或體長(zhǎng)度)生長(zhǎng)的拐點(diǎn)年齡根據(jù)體質(zhì)量(或體長(zhǎng)度)的生長(zhǎng)方程進(jìn)行計(jì)算求得,其公式為:

      d2Wt/dt2=0

      d2Lt/dt2=0

      1.2.4 臨界年齡 臨界年齡是指一個(gè)世代的漁業(yè)資源群體在沒(méi)有人為干擾的情況下,該種魚類能達(dá)到的最大年齡,或者魚的體質(zhì)量的相對(duì)生長(zhǎng)速度和瞬時(shí)自然死亡率相等時(shí)魚類的年齡[15]。

      自然死亡系數(shù)M可用Pauly經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[16]:

      lnM=-0.0066-0.279lnL∞+0.6543lnK+0.4634lnT

      T是唐山海域平均年水溫,取18℃。

      1.2.5 總死亡系數(shù) 總死亡系數(shù)包括捕撈死亡系數(shù)和自然死亡系數(shù),為某一瞬間的相對(duì)死亡速度,由于所調(diào)查海域中矛尾鰕虎魚的資源數(shù)量有限,本研究采用Beverton-Holt方法計(jì)算死亡系數(shù)[17]:

      Z=K(L∞-L)/(L-L′)

      式中,L∞為最大趨近體長(zhǎng),L′為最小體長(zhǎng),L為平均體長(zhǎng)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 體長(zhǎng)、體質(zhì)量生長(zhǎng)變化 唐山海洋牧場(chǎng)矛尾鰕虎魚的體長(zhǎng)范圍在83~357mm,平均值為157mm(圖1),體長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)組在113~143mm,約占調(diào)查總數(shù)量的35%。體質(zhì)量范圍在6.5~232.8g,平均值約為46.07g,體重優(yōu)勢(shì)組為6.5~29.13g,占總數(shù)的55%以上。由圖1、2可知,唐山海洋牧場(chǎng)附近海域的矛尾鰕虎魚幼魚所占比例大,成魚所占比例小,說(shuō)明該海域矛尾鰕虎魚的開捕年齡過(guò)小,長(zhǎng)此以往易造成過(guò)度捕撈,破壞其種群結(jié)構(gòu),不利于矛尾鰕虎魚的可持續(xù)發(fā)展。因此,今后應(yīng)推進(jìn)開捕年齡的提高,加強(qiáng)對(duì)唐山海洋牧場(chǎng)矛尾鰕虎魚漁業(yè)資源的監(jiān)督和管理。

      2.2 體長(zhǎng)體質(zhì)量關(guān)系式 根據(jù)唐山海洋牧場(chǎng)附近海域2016年7月、2016年9月、2016年11月、2017年1月和2017年3月份的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù),對(duì)體長(zhǎng)和體質(zhì)量進(jìn)行冪函數(shù)擬合(圖3),得出矛尾鰕虎魚的體長(zhǎng)(L)和體質(zhì)量(W)的關(guān)系式為:

      W=1×10-4L2.5681[W=1×10-4L2.5681]([n]=87,[R2]=0.9863)

      2.3 體長(zhǎng)、體質(zhì)量生長(zhǎng)方程 根據(jù)唐山海洋牧場(chǎng)海域矛尾鰕虎魚的體長(zhǎng)頻率分布數(shù)據(jù),求得該海域矛尾鰕虎魚的體長(zhǎng)生長(zhǎng)方程和體質(zhì)量生長(zhǎng)方程。按30mm間隔統(tǒng)計(jì)得出體長(zhǎng)頻率分布圖(圖4),根據(jù)體長(zhǎng)頻率分布數(shù)據(jù),運(yùn)用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)資源評(píng)估軟件FISATⅡ中的ELFAN I方法,估算得到Von Bertalanffy方程的各項(xiàng)生長(zhǎng)參數(shù),即生長(zhǎng)曲率K值為0.87/a,最大漸進(jìn)體長(zhǎng)L∞為370.65mm,理論初始年齡t0為-0.15。由體長(zhǎng)與體質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系,計(jì)算可求得最大漸近體重W∞為219.01g。由此得出,唐山海洋牧場(chǎng)海域矛尾鰕虎魚的Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程為:

      體長(zhǎng)生長(zhǎng)方程為:Lt=370.65×[1-e-0.87(t+0.1533)]

      體質(zhì)量生長(zhǎng)方程為:Wt=219.01×[1-e-0.87(t+0.1533)]2.5681

      2.4 體長(zhǎng)、體質(zhì)量瞬時(shí)生長(zhǎng)速度 根據(jù)唐山海洋牧場(chǎng)的5次調(diào)查數(shù)據(jù),計(jì)算矛尾鰕虎魚體長(zhǎng)和體質(zhì)量生長(zhǎng)方程,分別對(duì)方程求一階導(dǎo)數(shù)得到體長(zhǎng)、體質(zhì)量生長(zhǎng)速率方程:

      體長(zhǎng)生長(zhǎng)速度方程:dLt/dt=322.47e-0.87(t+0.1533)

      體重生長(zhǎng)速度方程:dWt/dt=540.67e-0.87(t+0.1533)[1-e-0.87(t+0.1533)]1.4687

      2.5 矛尾鰕虎魚拐點(diǎn)年齡 生物個(gè)體的生長(zhǎng)速度由快轉(zhuǎn)慢,即生長(zhǎng)加速度為零時(shí)的年齡就是個(gè)體的拐點(diǎn)年齡[1]。由圖4可知,矛尾鰕虎魚的Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程中體長(zhǎng)生長(zhǎng)速度一直呈下降趨勢(shì),曲線沒(méi)有拐點(diǎn),體質(zhì)量生長(zhǎng)速度先增大后減小,曲線在1齡左右存在拐點(diǎn)。對(duì)體質(zhì)量生長(zhǎng)速度方程求導(dǎo)可得出拐點(diǎn)年齡,即d2Wt/dt2=0,得出矛尾鰕虎魚的拐點(diǎn)年齡為0.89,根據(jù)Von Bertalanffy生長(zhǎng)方程得出在拐點(diǎn)年齡時(shí)的體長(zhǎng)和體質(zhì)量分別為234.75mm、70.94g。

      2.6 矛尾鰕虎魚臨界年齡 根據(jù)體長(zhǎng)生長(zhǎng)方程可知唐山海洋牧場(chǎng)附近海域矛尾鰕虎魚的最大漸近體長(zhǎng)L∞為370.65mm,生長(zhǎng)曲率K為0.87,根據(jù)Pauly經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)一步可得出瞬時(shí)自然死亡率M為1.25。由L∞、K、M得出臨界年齡為1.644,將臨界年齡代入體長(zhǎng)和體質(zhì)量生長(zhǎng)方程,即分布得出相應(yīng)的的臨界體長(zhǎng)為282.69mm,相應(yīng)的臨界體重為112.22g。

      2.7 死亡系數(shù) 本研究運(yùn)用FISATⅡ軟件通過(guò)體長(zhǎng)轉(zhuǎn)換漁獲量曲線法求得總死亡系數(shù),體長(zhǎng)轉(zhuǎn)換漁獲量曲線(圖5)擬合的直線方程為:

      Ln(N/?t)=-1.836t+5.328

      方程的斜率為-1.836,即為總死亡系數(shù)Z=1.836??偹劳鱿禂?shù)(Z)為自然死亡系數(shù)(M)和捕撈死亡系數(shù)(F)之和,且由上述研究已知自然死亡系數(shù)M=1.25,所以捕撈死亡系數(shù)F=0.586。由于M>F,可推斷該海域矛尾鰕虎魚的死亡原因主要是由自然死亡造成。研究表明,一般魚類的自然死亡規(guī)律是生長(zhǎng)緩慢即k值小、壽命長(zhǎng)的魚類的自然死亡系數(shù)M值小,生長(zhǎng)速度快即k值大、壽命短的魚類的自然死亡系數(shù)M值大[18]。根據(jù)矛尾鰕虎魚的生物學(xué)特性,可知其為壽命較短、自然死亡系數(shù)偏大的魚類,本研究估算的矛尾鰕虎魚的自然死亡系數(shù)為1.25,符合該種魚類的生物學(xué)特性。

      2.8 矛尾鰕虎魚資源量估算 根據(jù)同世代矛尾鰕虎魚的魚體長(zhǎng)頻率數(shù)據(jù),采用基于體長(zhǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)際種群分析方法[19],估算該海域矛尾鰕虎魚資源生物量。估算結(jié)果如圖6和表2所示,矛尾鰕虎魚總資源尾數(shù)約為3628564尾,資源生物量約為15.57t。

      3 討論與結(jié)論

      3.1 矛尾鰕虎魚生長(zhǎng)特征 體長(zhǎng)體質(zhì)量是表征魚類生長(zhǎng)特點(diǎn)的重要指標(biāo)[20]。本研究中,矛尾鰕虎魚的最小體長(zhǎng)為83mm,最大體長(zhǎng)為357mm,平均體長(zhǎng)為156.81mm,最大體質(zhì)量為232.8g,最小體質(zhì)量為6.50g,平均體質(zhì)量為46.37g,體長(zhǎng)體質(zhì)量關(guān)系式為W=1×10-4L2.5681,(n=87,R2=0.9863),其中a=1×10-4,b=2.5681。美國(guó)學(xué)者Ricker研究指出,在魚類體長(zhǎng)體質(zhì)量關(guān)系式中,當(dāng)b等于3時(shí),表示魚類為勻速生長(zhǎng);當(dāng)b不等于3時(shí),表示魚類長(zhǎng)、寬、高各方向的生長(zhǎng)速度不相同[10]。本研究中,b值接近于2.6,故矛尾鰕虎魚的生長(zhǎng)基本符合勻速生長(zhǎng)。a值大小反映了魚類生長(zhǎng)環(huán)境的好壞,在本研究中,a值為1×10-4,因目前未見到關(guān)于研究矛尾鰕虎魚生長(zhǎng)特征的報(bào)道,故未找到可以對(duì)比本研究矛尾鰕虎魚a值的參考值,但參考其他魚類的相關(guān)數(shù)據(jù)[17,21-23]可以得出,本研究中的a值相對(duì)較大,表明唐山海洋牧場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境較好,建設(shè)海洋牧場(chǎng)對(duì)改善矛尾鰕虎魚棲息環(huán)境有促進(jìn)作用。

      3.2 矛尾鰕虎魚資源利用策略 拐點(diǎn)年齡和臨界年齡反應(yīng)了魚類個(gè)體體長(zhǎng)和體質(zhì)量快速生長(zhǎng)的時(shí)間長(zhǎng)短。本研究中,唐山海洋牧場(chǎng)附近海域矛尾鰕虎魚的體質(zhì)量拐點(diǎn)年齡為0.89,臨界年齡為1.644。在拐點(diǎn)年齡之前,矛尾鰕虎魚以相對(duì)較快的速度生長(zhǎng),在拐點(diǎn)年齡之后,增長(zhǎng)率開始下降,大約1齡左右,體質(zhì)量的生長(zhǎng)加速度降至最小值(趨近于零)。有研究表明,世代生長(zhǎng)的臨界年齡為最佳開捕年齡[23],也有研究表明,魚類開捕年齡應(yīng)至少在拐點(diǎn)年齡之后[17]。在本研究中,從矛尾鰕虎魚生物量變化的角度看,以臨界年齡為最適年齡,此時(shí)其生物量將達(dá)到最大值,但最大生物量引起的自然死亡損失也很大[11],因此對(duì)其個(gè)體生長(zhǎng)潛力進(jìn)行分析,開捕年齡應(yīng)在拐點(diǎn)年齡之后,由于本次研究對(duì)矛尾鰕虎魚實(shí)際年齡的區(qū)分不是很清晰,因此通過(guò)相應(yīng)的體長(zhǎng)來(lái)控制,即開捕長(zhǎng)度控制在113~143mm是最合適的。經(jīng)估算分析,唐山海洋牧場(chǎng)矛尾鰕虎魚的總生物量約為15.57t,可作為唐山海洋牧場(chǎng)資源管理的參考依據(jù)。同時(shí),相關(guān)管理部門應(yīng)嚴(yán)格控制漁網(wǎng)規(guī)格,加強(qiáng)特殊漁網(wǎng)的研究與設(shè)計(jì),禁止捕撈矛尾鰕虎魚幼魚,合理開發(fā)利用資源,實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻(xiàn)

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      (責(zé)編:張宏民)

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