鄱陽湖刀鱭繁殖群體生物學參數及生長特性的初步分析

吳 斌,方春林,張燕萍,傅培峰,熊小英,周輝明,賀 剛,王 生,王慶萍

( 1.江西省水產科學研究所，農業部湖泊漁業資源環境科學觀測實驗站，江西 南昌330000；2.江西師范大學 地理與環境學院，鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室，江西 南昌330000 )

鄱陽湖刀鱭繁殖群體生物學參數及生長特性的初步分析

吳 斌1,方春林1,張燕萍1,傅培峰1,熊小英2,周輝明1,賀 剛1,王 生1,王慶萍1

( 1.江西省水產科學研究所，農業部湖泊漁業資源環境科學觀測實驗站，江西 南昌330000；2.江西師范大學 地理與環境學院，鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室，江西 南昌330000 )

基于漁業資源調查數據，運用軟件FiSAT Ⅱ分析了鄱陽湖刀鱭繁殖群體的生物學參數及生長特性。分析結果表明，鄱陽湖刀鱭體長16.0～38.1 cm；體長和體質量的關系式為m= 0.002L3.139(r=0.949；P<0.05； n=1014)，von Bertalanffy 生長方程的各參數為: 漸近體長為40.95 cm，生長系數為0.240，理論生長起點年齡t0= -0.568。鄱陽湖刀鱭的拐點體質量為67.94 g，平均豐滿度為0.29±0.04(0.14～0.49)，總死亡系數為1.36 a-1，自然死亡系數為0.52 a-1，捕撈死亡系數為0.84 a-1。鄱陽湖刀鱭開發率為 0.61，處于資源過度利用狀態。

刀鱭；FiSAT Ⅱ；生物學參數；資源量；鄱陽湖

刀鱭(Coilianasus)(長頜鱭)為鳀科的名貴經濟魚類[1-3]，具有溯河洄游特性，我國黃、渤、東海以及通海的江河均有分布，長江中的刀鱭資源較豐富，且肉質細膩鮮美。由于過度捕撈、環境污染和生境破壞等影響，其在長江乃至鄱陽湖產量均呈下降趨勢，個體小型化日益明顯，種群保護工作亟需全面展開。目前關于刀鱭的生物學、養殖、繁殖和分子生物學等的研究均有報道[4-12]，但鄱陽湖刀鱭的生物學參數和生長特性分析尚未見報道,而上述研究資料又是進行種群資源動態評估的重要基礎。本研究基于調查數據，建構了鄱陽湖刀鱭體長頻率數據庫。近年來，FAO開發的FiSATⅡ軟件在國內魚類種群研究中得到了較為廣泛運用[13-19]。本研究運用該軟件中的相關模塊估計了刀鱭的生物學參數，進一步分析了其生長特性，旨在為管理者制定開發利用漁業資源的政策提供基礎資料，以實現鄱陽湖刀鱭資源的可持續開發和保護。

1 材料與方法

1.1 數據來源

2013年12月至2014年11月對鄱陽湖及湖口八里江江段進行了實地漁業資源調查(表1)。隨機抽樣測定了定置網、流刺網和拖網采集的鄱陽湖刀鱭樣本，力求樣本為整船次或整網次的隨機漁獲數據，共測量了1014尾刀鱭的體長和體質量，分別精確至1 mm 和0.1 g。

表1 鄱陽湖及湖口八里江江段漁業資源調查概況

1.2 計算方法

采用Excel 2003處理數據。

1.2.1 體長和體質量的關系

采用SPSS 16.0檢驗了體長和體質量相關性的顯著性，顯著性水平為α=0.01，然后采用冪函數擬合體長和體質量關系，表達式為：m=aLb(m表示體質量(g)；L表示體長(cm)；a表示單位體長時魚的體質量；b值反映體形和體積質量)。

圖1鄱陽湖及湖口八里江江段漁業資源調查點

1.2.2 生物學參數

以1.0 cm為組距[20]，將體長分為24組，依次為15.0～16.0 cm，16.0～17.0 cm,……,37.0～38.0 cm，38.0～39.0 cm。采用FiSAT Ⅱ軟件中的ELEFAN Ⅰ法估算了鄱陽湖刀鱭的漸近體長(L∞)、生長系數(K)[21]，理論生長起點年齡t0根據Pauly 的經驗公式獲得。ln(-t0)=-0.3922-0.2752lnL∞- 1.038lnK[22]。運用FiSAT 軟件中的體長變換漁獲曲線法估算總死亡系數，采用FiSAT中自然死亡率估算模塊估算自然死亡率[23-24]。

1.2.3 生長特性分析

分別用下式計算豐滿度,預測體長、體質量。根據所得生長方程分別求取體長、體質量的生長速度方程和體質量的生長加速度方程以及生長的拐點年齡、拐點體質量[25]。豐滿度用公式K=100×(m/L3)。von Bertalanffy 生長方程:Lt=L∞[1-e-k(t-t0)]；mt=m∞[1-e-k(t-t0)]3，式中:Lt為t齡時的預測體長(cm)；L∞為漸近體長(cm)；mt為t齡時的預測體質量(g)；m∞為漸近體質量(g)；k為生長系數；t0為理論體長為0時的年齡。

2 結 果

2. 1 鄱陽湖刀鱭體長分布

調查發現，鄱陽湖刀鱭體長為16.0～38.1 cm，其中21.0～27.0 cm為優勢體長組，占總個體數的79.1%，平均體長為23.8 cm，平均體質量為41.6 g(圖2)。各體質量組的體長和體質量(表2)。以分組為自變量， 對各組的體長和體質量進行單因素方差分析(圖2)。 結果表明，各組的體長及體質量間均具有極顯著差異(P<0.01)。

表2 不同體質量組刀鱭繁殖群體的體長和體質量的分布

圖2 鄱陽湖刀鱭體長分布

2. 2 鄱陽湖刀鱭體長與體質量的關系

鄱陽湖刀鱭體長和體質量冪指數曲線的擬合結果表明體長和體質量關系的最優回歸方程為m= 0.002L3.139(r=0.949；P<0.05； n=1014)，即其冪指數值為3.139，接近3，為等速生長( 圖3)。

圖3 鄱陽湖刀鱭體長和體質量的關系曲線

2.3 鄱陽湖刀鱭生長參數及生長方程

鄱陽湖刀鱭為等速生長的魚類(其冪指數值接近3)，因此，可以用VBGF生長方程來描述其生長規律。輸入體長頻率分布數據后，運行FiSAT Ⅱ軟件中的ELEFAN Ⅰ法中的K掃描模塊可以自動得到其漸近體長為40.95 cm，生長參數為0.240。進一步將上述結果代入公式，得到鄱陽湖刀鱭理論生長起點年齡t0= -0.568，因此，其體長、體質量的生長方程分別為:L=40.95[1-e- 0.240(t +0.568)]；m=230.09[1-e-0.240(t +0.568)]3。根據生長方程繪制的體長和體質量生長曲線見圖4。

圖4 鄱陽湖刀鱭繁殖群體的體長和體質量生長曲線

根據體長變換漁獲曲線法估算鄱陽湖刀鱭的總死亡系數，回歸數據點的選取以“未全面補充年齡段和全長接近漸近全長的年齡段不能用來回歸”為原則，選擇了15個點進行線性回歸(圖5)，擬合的直線方程為ln(N/dt) = -1.357t+9.034 (r2= 0.9832)，斜率為-1.357，95%的置信區間為-1.463～-1.250，鄱陽湖刀鱭的總死亡系數為1.357，95%的置信區間為1.250～1.463。

根據體長頻率數據估算的漸近體長為40.95 cm，生長參數為0.240，T=18.0 ℃(本文采用鄱陽湖多年平均水溫)，代入Pauly經驗公式計算得出：鄱陽湖刀鱭的自然死亡系數0.52。總死亡系數為自然死亡系數和捕撈死亡系數之和，體長變換漁獲曲線法所得鄱陽湖刀鱭總死亡系數為1.36，計算出其捕撈死亡系數為0.84；由開發率=捕撈死亡系數/總死亡系數得出鄱陽湖刀鱭的開發率為0.61。

圖5 根據體長變換漁獲曲線估算鄱陽湖刀鱭繁殖群體的總死亡系數

2.4 豐滿度

1014尾樣本的平均豐滿度為0.29±0.04(0.14～0.49)，其中體質量組0～50、50～100、100～150 g和150～200 g分別為0.29±0.04 (0.14～0.49)、0.31±0.03(0.23～0.42)、0.35±0.02(0.31～0.40)和0.35±0.03(0.31～0.37)。單因素方差分析顯示，體質量組0～50 g與其他體質量組之間的豐滿度均存在極顯著性差異(P<0.01)，體質量組50～100 g與體質量組100～150 g之間的豐滿度差異極顯著(P<0.01)，與體質量組150～200 g之間的豐滿度不具有顯著差異(P>0.05)，體質量組100～150 g與體質量組150～200 g之間的豐滿度也不具有顯著差異(P>0.05)。

2.5 生長速度和生長加速度

體長和體質量生長曲線反映了刀鱭生長過程的總和，為了解其在生長過程中的具體變化，將體長和體質量生長方程對t求導，分別得到體長、體質量生長速度方程dL/dt=L∞ke-k(t-t0)和dm/dt=3m∞ke-k(t-t0)[1-e-k(t-t0)]2，即鄱陽湖刀鱭的體長、體質量生長速度方程分別為dL/dt= 9.828e-0.240( t+0.568)和dm/dt=165.665e-0.240( t+0.568)[1-e-0.240(t+0.568)]2。再將體質量生長速度方程(dm/dt)對t求導，進一步得到體質量生長加速度方程d2m/dt2=3m∞k2e-k(t-t0 )[1-e-k(t-t0 )][3e-k(t-t0 )-1]， 由此方程求得生長拐點處的相對年齡為4.0齡，對應體質量為67.94 g。

圖6 鄱陽湖刀鱭繁殖群體的體質量生長加速度曲線

3 討 論

生長參數與魚類生長速度相關，一般而言，生命周期與生長參數值呈負相關[22]。刀鱭的生長發育較快，生長參數也處于較高水平。該研究中得出的鄱陽湖刀鱭的生長參數值為0.240，大于鄱陽湖翹嘴鱖(Sinipercachuatsi)、鯉魚(Cyprinuscarpio)和鰱魚(Hypophthalmichthysmolitrix)的生長參數(待發表資料)，而小于長江靖江段刀鱭的生長參數(0.31)[5]。從捕撈強度來看, 按照Gulland[26]提出的關于一般魚類最適利用率為0.5來判斷,鄱陽湖刀鱭開發率為0.61，屬資源利用過度。本研究得出的鄱陽湖刀鱭的拐點體質量為67.9 g，而捕撈的刀鱭平均體質量為41.6 g，表明科學的起捕規格是鄱陽湖刀鱭種群保護的有效途徑之一。

刀鱭繁殖群體的平均體長和平均體質量分別從早期的31.1 cm 和113.9 g[27]，演變成后期的29.2 cm 和94.3 g[28]。而當前長江靖江段刀鱭繁殖群體平均體長和體質量分別為25.7 cm和69.6 g[5]，提示長江刀鱭繁殖群體趨于小型化。本研究測得鄱陽湖刀鱭繁殖群體的平均體長為23.8 cm，平均體質量為41.6 g，與上述結果基本一致，但所得平均體長和體質量稍小于長江靖江段刀鱭，這可能是因為鄱陽湖地區漁具漁法多種多樣，所得標本數量較多(前者是458尾，本文為1014尾)以及相應樣本體長分布也不同(前者以中大個體為主，本文以中小個體為主)。值得特別注意的是，靖江段刀鱭繁殖群體的平均豐滿度為0.38，而本研究的平均豐滿度只有0.29。除了上述采樣原因外，與刀鱭長距離洄游的能量消耗與補充動態過程密切相關，這還有待于從生理生態等方面深入研究。對二者所得的漸近體長和漸近體質量比較后發現，長江靖江段刀鱭繁殖群體漸近體長和漸近體質量分別為 40.82 cm 和 262.59 g[5]，而本研究中漸近體長和漸近體質量分別為 40.95 cm 和 230.09 g，表明其平均體長和體質量雖然存在小型化趨勢，但二者生長潛力依然存在，且較接近。Keys 公式中的b值可以判斷魚類是否處于等速生長[29]。鄱陽湖刀鱭繁殖群體 b =3.139，即此階段的刀鱭為等速生長。綜上，對鄱陽湖刀鱭繁殖群體的生物學參數和生長特性的研究有助于深入了解其生活史類型發生機制，為其進一步開發和規模化增養殖提供基礎數據。

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BiologicalParametersandGrowthFeatureofReproductivePopulationofTapertailAnchovyCoilianasusinPoyangLake

WU Bin1, FANG Chunlin1,ZHANG Yanping1,FU Peifeng1,XIONG Xiaoying2, ZHOU Huiming1,HE Gang1,WANG Sheng1,WANG Qingping1

( 1.Scientific Observing and Experimental Station of Fishery Resources and Environment in Poyang Lake，Ministry of Agriculture，Fisheries Research Institute of Jiangxi Province, Nanchang 330000, China; 2. Key Laboratory of Poyang Lake Wetland and Watershed Research, Ministry of Education, School of Geography and Environment, Jiangxi Normal University, Nanchang 330000, China )

Based on Poyang Lake fishery resources investigation data, preliminary assessment of biological parameters and growth feature in tapertail anchovyCoilianasuswas performanced using FiSAT II software. It was found that the length of tapertail anchovy population was ranged from 16.0 to 38.1 cm. The relationship between body length (cm) and body weight (g) was expressed asm= 0.002L3.139( r=0.949；P<0.05； n=1014) ; the estimated parameter for von Bertalanffy growth equation wasL∞= 40.95 cm，K= 0.240，t0= -0.568. The tapertail anchovy in the Poyang Lake had inflection point weight of 67.94 g. The average condition factor was 0.29±0.04(0.14—0.49). Total mortality (Z) was estimated as 1.36 a-1, natural mortality (M) 0.52 a-1, and fishing mortality (F) 0.84 a-1.The exploitation rate of tapertail anchovy in the Poyang Lake was 0.61, in a state of overexploitation.

Coilianasus; FiSAT Ⅱ; biological parameter; stock; Poyang Lake

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.02.008

S917

A

1003-1111(2016)02-0142-05

2015-01-31；

2015-11-10.

鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室開放基金資助項目(PK2012003)；贛鄱英才555工程刀鱭調查專項基金資助項目.

吳斌(1984-)，男，助理研究員，碩士；研究方向：漁業資源保護與開發. E-mail: wubinjx@163.com. 通訊作者: 方春林(1960-)，男，研究員；研究方向：魚類營養與魚類種質資. E-mail: chunlinf@163.com.