增殖放流影響下東海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)最大可持續(xù)產(chǎn)量評估*

楊春蕙 劉 琦 王迎賓

增殖放流影響下東海北部海域三疣梭子蟹()最大可持續(xù)產(chǎn)量評估*

楊春蕙 劉 琦 王迎賓①

(浙江海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院 浙江舟山 316022)

當(dāng)漁業(yè)資源出現(xiàn)衰退時, 加強資源增殖放流以養(yǎng)護(hù)漁業(yè)資源、提高漁業(yè)產(chǎn)量對于漁業(yè)資源可持續(xù)利用具有重要意義; 與此同時, 增殖放流的實施會對基于資源開發(fā)與管理的評估的結(jié)果產(chǎn)生影響。基于2001～2015年間東海北部海域三疣梭子蟹()漁業(yè)數(shù)據(jù), 采用增殖剩余產(chǎn)量模型, 對東海北部海域三疣梭子蟹的最大可持續(xù)產(chǎn)量(MSY)及取得MSY時所需捕撈努力量(MSY)和原存生物量(MSY)進(jìn)行了評估, 并與傳統(tǒng)Schaefer模型評估結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明, 當(dāng)年增殖放流量約在3×106～95×106尾之間時, 三疣梭子蟹年產(chǎn)量逐漸增加, MSY在14.2×104t和14.6×104t之間,MSY基本在15×104噸位左右。增殖放流量增加, 其對應(yīng)的MSY也越高, 能承受的MSY也越高(從15×104～15.4×104噸位之間), 相反MSY則減小(從188.4×104t降至186.6×104t)。與傳統(tǒng)的Schaefer模型評估結(jié)果相比, 增殖剩余產(chǎn)量模型由于考慮了增殖放流生物量的因素, 得到了MSY和MSY有所增加, 而MSY有所下降的結(jié)論。研究結(jié)果有望為該研究海域三疣梭子蟹可持續(xù)地捕撈、放流與管理提供科學(xué)依據(jù)。

東海北部; 三疣梭子蟹; 增殖放流; 最大可持續(xù)產(chǎn)量

三疣梭子蟹()是東海海域最重要的優(yōu)勢種和漁業(yè)捕撈對象之一, 具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)價值, 其在該海域的產(chǎn)量幾乎占到我國三大海區(qū)(渤海、黃海和東海)該品種產(chǎn)量的50%左右(Liu, 2013)。東海北部海域是三疣梭子蟹最大的產(chǎn)區(qū), 其產(chǎn)量超過其在東海全部產(chǎn)量的40% (俞存根等, 2003; Song, 2003)。

在2010年之前, 東海北部海域每年三疣梭子蟹產(chǎn)量增減有所波動, 2010年以后, 產(chǎn)量逐年增加, 年均增長達(dá)到近20% (中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒2011～2016) (農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局, 2011, 2012, 2013; 農(nóng)業(yè)部漁業(yè)漁政管理局, 2014, 2015, 2016)。產(chǎn)量增加可能源于多方面的影響, 有多位學(xué)者從氣候環(huán)境變化(Wang, 2017a, 2017b)、捕撈強度(Wang, 2018)、伏季休漁政策(胡熒斌等, 2019)等方面開展了系列研究。增殖放流作為直接向水體投放漁業(yè)生物個體, 以達(dá)到恢復(fù)或增加種群數(shù)量的手段, 也是產(chǎn)量增加的重要因素(Wang, 2017b; 胡熒斌等, 2019)。許多學(xué)者針對三疣梭子蟹增殖放流效果和增殖容量等內(nèi)容開展了研究(林群等, 2015; 徐開達(dá)等, 2018; 徐雪等, 2019; 王彬等, 2020; 李凡等, 2020)。東海北部海域從2001年開始實施三疣梭子蟹增殖放流(王偉定等, 2009), 進(jìn)入到2010年后, 放流規(guī)模逐年增加。增殖放流數(shù)量對資源量和產(chǎn)量的影響已達(dá)到顯著水平(Wang, 2017b; Yue, 2021), 其對資源的持續(xù)利用也將產(chǎn)生不可忽視的影響。而目前關(guān)于三疣梭子蟹開展的資源評估研究, 基本未能系統(tǒng)地考慮增殖放流的影響(Yue, 2021)。雖然Wang等(2018)在對東海北部海域三疣梭子蟹親體-補充量關(guān)系(能產(chǎn)卵的雌性群體與其幼體生長到能夠被捕獲時的規(guī)格的群體之間的關(guān)系)研究中考慮了增殖放流的影響, 但并未針對其產(chǎn)量的評估開展相關(guān)研究。

王迎賓(2021)基于傳統(tǒng)的Schaefer剩余產(chǎn)量模型, 提出了一個適用于增殖放流情況下的模型——增殖剩余產(chǎn)量模型, 該模型將增殖放流納入最大可持續(xù)產(chǎn)量的評估過程, 提高了增殖放流影響下最大可持續(xù)產(chǎn)量評估的準(zhǔn)確性。本文基于東海北部海域2001～2015年的三疣梭子蟹漁獲量、捕撈努力量以及增殖放流量數(shù)據(jù), 使用增殖剩余產(chǎn)量模型對研究海域三疣梭子蟹的最大可持續(xù)產(chǎn)量(MSY)以及相應(yīng)的生物量(MSY)和捕撈努力量(MSY), 并與傳統(tǒng)剩余產(chǎn)量模型的評估結(jié)果進(jìn)行比較分析, 以期為研究海域三疣梭子蟹可持續(xù)地捕撈、放流與管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)

本研究選取刺網(wǎng)、蟹籠和單拖這3種作業(yè)方式(東海北部90%的三疣梭子蟹均由這三種作業(yè)方式捕獲)的漁船作為樣本漁船。從2015年5月至2016年5月(伏季休漁期除外)逐月從樣本船隨機選取三疣梭子蟹作為樣本。樣本船捕撈區(qū)域為東海北部海域(圖1), 在一周年中共收集了769份樣本。記錄主要生物學(xué)指標(biāo), 包括甲寬(CW, mm)、甲長(CL, mm)和體重(, g), 并建立甲寬頻率矩陣。根據(jù)浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《重要海洋漁業(yè)資源可捕規(guī)格及幼魚比例》 (浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局, 2015)規(guī)定, 甲寬小于60 mm的個體被視為未成熟個體(Wang, 2017a), 因此, 在本研究中, 甲寬小于60 mm的個體被視為補充種群。

圖1 2015～2016年三疣梭子蟹采樣海域圖

注:圖中的點代表舟山(1)、寧波(2)、臺州(3)、溫州(4)為中心的增殖放流區(qū)

資源評估使用研究海域以上3種作業(yè)方式2001～2015年的漁獲量和捕撈努力量數(shù)據(jù)(圖2), 其中以刺網(wǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)漁具對另外兩種漁具的捕撈努力量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化, CPUE數(shù)據(jù)為使用GLM模型標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果。每年4～6月, 東海北部沿海市縣的漁業(yè)局都會組織放流幼蟹, 以增加種群數(shù)量, 因此每年的幼蟹增殖放流數(shù)據(jù)從研究海域相鄰省及部分市級漁業(yè)管理部門獲得(圖3) (Wang, 2017b)。

1.2 模型

使用增殖剩余產(chǎn)量模型王迎賓(2021)對MSY、MSY和MSY等開展評估。年際生物量變動趨勢(B+1)使用公式(1)表示:

式中, Bt表示第t年原存群體(海域原本存在的群體)生物量; r為內(nèi)稟增長率; e為有效增殖率, 表示增殖

圖3 2001～2015年東海北部海域三疣梭子蟹每年增殖放流量及MSY增加量

放流的群體生長至可捕撈規(guī)格的生物量比例;S表示第年增殖放流苗種全部長到可捕成體規(guī)格時的生物量;為環(huán)境容納量;C表示第年的產(chǎn)量。

經(jīng)過推導(dǎo), 得到:

而相應(yīng)的MSY則通過求解公式(4)得到:

有關(guān)增殖剩余產(chǎn)量模型的完整推導(dǎo)可詳見王迎賓(2021)發(fā)表的文章“基于增殖放流的定棲性種類剩余產(chǎn)量模型及其模擬分析”。

2 結(jié)果

2.1 參考指標(biāo)

基于2001～2015年間東海北部海域三疣梭子蟹漁業(yè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)量評估結(jié)果如圖4所示。當(dāng)年增殖放流量在3×106～95×106尾之間時, 年產(chǎn)量逐漸增加。在每年固定放流水平下, 捕撈努力量(漁船噸位)在14.5× 104～15.5×104噸位之間時, 對產(chǎn)量影響不明顯,MSY基本在15×104噸位左右(圖4)。在圖4中提取不同水平年增殖放流數(shù)量得到的MSY及其他對應(yīng)指標(biāo)(MSY、MSY), 并制作柱形圖如圖5所示。MSY在14.2×104t和14.6×104t之間, 并且增殖放流量增加(當(dāng)年增殖放流量從3×106尾增加至95×106尾時), 其對應(yīng)的MSY也越高, 能承受的MSY也越高(從15×104噸位到15.4×104噸位之間), 相反MSY則減小(從188.4×104t降至186.6×104t, 圖5)。

2.2 與傳統(tǒng)Schaefer模型的比較

Wang等(2018)基于同樣數(shù)據(jù), 使用Schaefer模型對研究海域三疣梭子蟹的MSY等指標(biāo)進(jìn)行了評估。結(jié)果顯示, MSY約為14.2×104t,MSY和MSY分別約為14.8×104噸位和188.5×104t。本研究基于增殖剩余產(chǎn)量模型得到MSY略高于Wang等(2018)的結(jié)果(圖6a), 而相應(yīng)的MSY和MSY也相應(yīng)偏高及偏低(圖6b, 圖6c)。以上數(shù)據(jù)體現(xiàn)了增殖放流的效果, 表明因增殖放流的作用, 三疣梭子蟹資源可以承受更高的捕撈努力量, 同時可以得到更高的漁獲量; 并且, 即使野生三疣梭子蟹的生物量適當(dāng)?shù)陀跓o增殖放流時的生物量, 也可以接受, 因為被過多捕撈的生物群體可以通過增殖放流加以彌補。本研究通過計算可知:2001～2015年間, 增殖放流使得該15年內(nèi)MSY增加了約85～2 800 t (見圖3中的虛線所示)。

圖4 不同捕撈努力量和年增殖放流量水平組合下東海北部海域三疣梭子蟹年產(chǎn)量評估結(jié)果(單位: 104 t)

圖5 不同捕撈努力量和年增殖放流量水平組合下東海北部海域三疣梭子蟹MSY評估結(jié)果

3 討論

從增殖剩余產(chǎn)量模型評估結(jié)果看, 2012年和2013年的捕撈狀況基本接近最大可持續(xù)開發(fā)水平。若考慮增殖放流的因素, 2014年的捕撈努力量尚在可接受范圍內(nèi), 但產(chǎn)量已經(jīng)超過20×104t, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了MSY水平。基于模型評估結(jié)果, 2013年和2014年的增殖放流量, 不足以支撐如此高的產(chǎn)量, 因此推測:高產(chǎn)量可能是增殖放流和氣候環(huán)境因素致使幼體存活率提高等綜合因素影響而導(dǎo)致的結(jié)果(Gao, 2021)。2015年雖然增殖放流量大幅度減少, 但捕撈努力量卻在持續(xù)增加, 產(chǎn)量仍舊在MSY水平之上。可見從2015年開始, 東海北部海域三疣梭子蟹資源的開發(fā)力度已經(jīng)超過其可持續(xù)水平。雖然從2016年開始, 產(chǎn)量回落到17×104t左右, 但仍舊高于MSY水平。結(jié)合近20年三疣梭子蟹漁業(yè)開發(fā)歷史和模型評估結(jié)果, 我們認(rèn)為2012～2013年間的增殖放流和開發(fā)水平較為合理。根據(jù)測算, 每年增殖放流大約40×106～65×106尾蟹苗, 捕撈努力量不超過當(dāng)前水平, 產(chǎn)量維持在約14×104t。目前, 生態(tài)系統(tǒng)模型應(yīng)用越來越普遍, 東海北部海域三疣梭子蟹的最適產(chǎn)量可以使用生態(tài)系統(tǒng)模型進(jìn)行評估, 從而基于生態(tài)系統(tǒng)的視角對其MSY進(jìn)行更加科學(xué)地分析和判斷。

圖6 增殖放流剩余產(chǎn)量模型和Schaefer模型對BMSY (a)、EMSY (b)和MSY (c)評估結(jié)果的比較

注:箱型表示增殖放流剩余產(chǎn)量模型在不同年增殖放流量情況下的評估結(jié)果, 虛線表示Schaefer模型評估結(jié)果; 圓圈表示溫和異常值, 星號表示極端異常值

隨著傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)魚類資源的衰退, 生長迅速且利潤豐厚的經(jīng)濟(jì)甲殼類逐漸成為主要漁獲對象, 為了增加漁獲產(chǎn)量, 三疣梭子蟹也逐漸成為大規(guī)模地養(yǎng)殖和增殖放流的主要種類之一(周永東, 2004)。近年來, 東海北部海域三疣梭子蟹增殖放流數(shù)量不斷增加(徐雪等, 2019)。本研究海域的三疣梭子蟹規(guī)模性增殖放流雖已持續(xù)開展10多年, 但仍缺乏科學(xué)、系統(tǒng)、長期的增殖放流評價機制(盧曉等, 2018)。本研究結(jié)果表明, 有效增殖率對增殖效果和資源的MSY影響明顯。因此, 研究幼蟹生活史不同階段的存活率, 并探明不同階段對外界影響因素的響應(yīng)機制以及不同階段合適放流海域的選擇, 對資源的增殖效果將具有重要意義。此外, 放流數(shù)量持續(xù)增加已獲得更高的產(chǎn)量, 這種做法最終將導(dǎo)致何種生態(tài)后果, 尚未見深入研究。按照Wang等(2018)分析結(jié)果可知, 增殖放流量增加會對野生群體產(chǎn)生抑制作用。因此, 最大放流容量以及不同環(huán)境條件下合適放流數(shù)量的確定, 對三疣梭子蟹資源的養(yǎng)護(hù)與利用同樣至關(guān)重要。

本研究仍存在諸多不足之處, 有效增殖率的大小為來自育苗場及漁民訪談, 并且假定每年保持穩(wěn)定, 這是數(shù)據(jù)誤差來源之一。由于伏季休漁期間未取得三疣梭子蟹樣品, 一定程度上給增殖放流群體至補充群體間的資源量估算帶來誤差。此外, 評估過程中將蟹籠船、定置刺網(wǎng)船、流刺網(wǎng)船和單拖船的產(chǎn)量和捕撈努力量等進(jìn)行了綜合考慮。事實上, 不同類型漁船其作業(yè)海域有所不同, 其對應(yīng)的捕撈對象可能也屬于不同的群體。因此, 作者接下來會基于不同作業(yè)海域?qū)⒉煌鳂I(yè)方式分開考慮, 進(jìn)行單一種類多種漁具(single species and multiple gears)的資源評估, 進(jìn)而為該種類在研究海域的TAC評估和限額捕撈管理提供理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本文使用增殖剩余產(chǎn)量模型對東海北部海域2001～2015年的三疣梭子蟹的最大可持續(xù)產(chǎn)量(MSY)以及相應(yīng)的生物量(MSY)和捕撈努力量(MSY)進(jìn)行評估。與傳統(tǒng)的Schaefer剩余產(chǎn)量模型的評估結(jié)果相比, 增殖剩余產(chǎn)量模型充分考慮了增殖放流生物量的因素, 得到了MSY和MSY有所增加, 而MSY有所下降的結(jié)論。研究結(jié)果為該研究海域三疣梭子蟹可持續(xù)地捕撈、放流與管理提供科學(xué)依據(jù)。

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ASSESSMENT OF THE MAXIMUM SUSTAINABLE YIELD OFIN THE NORTHERN AREAS OF THE EAST CHINA SEA UNDER THE IMPACT OF STOCK ENHANCEMENT

YANG Chun-Hui, LIU Qi, WANG Ying-Bin

(Fisheries College of Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China)

To prevent fishery resources from declining, it is important to strengthen the stock enhancement and increase the capture for the sustainable utilization. The stock enhancement will affect the results of stock assessment of the resource development and management. The maximum sustainable yield (MSY), the fishing effort (MSY), and biomass (MSY) when obtaining the MSY were estimated using the enhancement surplus production model based on the fishery data ofin the northern East China Sea from 2001 to 2015, and compared with the assessment results obtained from the traditional Schaefer model. Results show that the annual yield ofincreased gradually when the quantity of annual enhancement was between 3×106ind. and 95×104ind., the MSY was between 14.2×104t and 14.6×104t, and theMSYwas about 15×104tonnage. The value of MSY was increased with the increase of released juveniles, and so did the correspondingMSYfrom 15×104tonnage to 15.4×104tonnage, whileMSYwas decreased from 188.4×104t to 186.6×104t. Compared with the assessment results of the traditional Schaefer model, the enhancement surplus production model could reflect the factor of enhancement biomass, which results in the increases of MSY andMSY, and the decrease ofMSYat the same time. We hope from this study to provide a scientific basis for the capture, stock enhancement, and management ofin the northern East China Sea.

the northern East China Sea;; stock enhancement; the maximum sustainable yield

S931; S932.5

10.11693/hyhz20211200331

*國家重點研發(fā)計劃“藍(lán)色糧倉科技創(chuàng)新”重點專項, 2019YFD0901304號; 浙江省基礎(chǔ)公益計劃項目, LGN21C190009號; 舟山市科技局項目, 2022C41003號。楊春蕙, 碩士研究生, E-mail: 17806283525@163.com

王迎賓, 博士生導(dǎo)師, 教授, E-mail: yingbinwang@126.com

2021-12-18,

2022-03-12