東海區電脈沖與桁桿蝦拖網漁獲比較研究

李惠玉，張 翼，戴 陽，劉尊雷

（1.中國水產科學研究院東海水產研究所，上海 200090；2.農業農村部東海漁業資源開發利用重點實驗室，上海 200090）

東海區桁桿拖蝦漁業自20世紀80年代開始發展，1985年后進入發展盛期。傳統的桁桿拖蝦漁具結構不僅作業能耗高［1］，而且對海底擾動強烈［2］，同時漁具的選擇性差，易導致副漁獲物增多［3－4］。1992年電脈沖驚蝦儀的引入使用不僅解決了海底環境被破壞、漁具阻力大和燃油效率低的問題［5］，還提高了捕撈效率［6］，并有效減少了副漁獲物（16%～50%）［5，7］。20世紀90年代末期，由于電脈沖蝦拖網的大量使用，使得東海區蝦類資源呈現過度捕撈、嚴重衰退和漁業生態失衡的現象［8－9］。因此，我國自2001年1月1日起全面禁止使用電脈沖及其他類似的電助捕蝦漁具［10］。但受利益驅動，違規使用電捕漁法的現象仍屢見不鮮。為配合國家提出一套針對電捕漁法對漁業資源損害評估的執法依據，亟需了解電脈沖和傳統桁桿拖蝦漁獲組成以及捕撈效率差異，同時需要考慮到不同捕撈時段的漁獲差異。

目前，國外已有大量文獻報道有關電捕網與傳統漁具（如蝦拖網、刺網、圍網等）捕撈的群落結構或漁獲組成的定量比較研究以及晝夜比較研究［11－19］，國內電捕網的研究僅限于經濟蝦類增產與否［20］，針對電捕與蝦拖網的漁獲組成及漁獲率的科學規范的比較研究鮮見報道。為此，本研究選用兩艘同型桁桿拖蝦漁船，采用平行作業法設計，在東海北部近海進行了電脈沖蝦拖網（電捕網）和對照蝦拖網（對照網）的同步捕撈試驗，研究了兩種漁具在晝夜對漁獲種類數、種類組成以及主要種類漁獲率的影響，旨在量化兩種漁具對漁獲物組成及其捕撈效率的差異，以期為盡快制定電捕漁法對漁業資源損害評估的科學標準提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 試驗海域

試驗于2019年7月1—7日在東海區典型傳統拖蝦漁場實施，作業海域為32°00′～32°12′N、122°30′～123°18′E，每間隔0.2°設一個站位，共8個站位（圖1）。

圖1 試驗的作業漁場位置Fig.1 Location of sampling area

1.2 試驗漁船

試驗船只為滬崇漁11197和滬崇漁11050桁桿拖蝦船，船長36.6 m，型寬6.2 m，主功率255 kW，總噸位162 t。其中滬崇漁11197的網具上裝有電脈沖設備，簡稱電捕船（網）；滬崇漁11050沒有安裝電脈沖設備，簡稱對照船（網）。生產網具由7個囊袋構成，桁桿長度為34 m。試驗用船和網具參數特征見表1。

表1 電捕網和對照網具體參數Tab.1 Parameters of electrofishing and control trawl

1.3 試驗方法

1.3.1 電捕網設計與安裝

在電捕船桁桿中間位置安裝脈沖電瓶一套，負極接桁桿下方的裸露電纜，正極接拖網底綱鐵鏈，正負極間高度為0.5 m，正負極間放電形成強電場，脈沖電壓峰值96 V，頻率10 Hz（圖2）。

圖2 電捕網和對照網網具示意圖Fig.2 Schematic diagram of electrofishing and control trawl

1.3.2 調查方式

電捕網和對照網在相同站位同時放網，同航向平行拖曳，兩船相距0.15～0.2 n mile，拖曳速度為2～3 kn，拖曳時間為1 h。少量站位因海況、其他生產方式影響，會適當縮短拖曳時間。漁獲物依據行業標準《海洋漁業資源調查規范》（SC/T 9403-2012）執行［21］。每網起網后，各網囊的漁獲物分開倒在甲板上，編號，并標明漁獲時間、站號和航次，入倉速凍或低溫保存。運到實驗室后，各自按魚種分類、計數漁獲尾數，記錄漁獲量。將每網漁獲量標準化為單位小時漁獲量（g·h－1），并以此作為漁獲率指標。

為了區分不同時段的網次漁獲率，本研究以6∶00～18∶00作為日網，18∶00～翌日6∶00為夜網。試驗期間，電捕網和對照網完成日網各4網次（站位1、4、5、8），夜網各4網次（站位2、3、6、7）。每網次獲取7個網囊的漁獲物數據，經初步統計分析發現，每網次7個網囊漁獲組成和漁獲率無顯著差異，故電捕網和對照網的日網和夜網各獲取了28組重復數據。通過漁獲物進行種類組成分析并篩選主要種類，將總漁獲率、魚類、甲殼類、頭足類和主要種類的漁獲率作為目標進行分析。

1.4 統計分析

利用PRIMER軟件提供的多元統計方法構建物種-網次相似性矩陣，相似性距離為Braycurtis。采用單因素相似性分析（ANOSIM）檢驗電捕網和對照網種類組成是否存在組間差異，并應用相似性百分比（SIMPER）分析導致種類組成相似的典型種或相異分歧種［22］。ANOSIM檢驗統計量計算公式如下：

式中，R為統計量；rb為組間差異性秩的平均值；rw為組內差異性秩的平均值；n為站位數。

R統計量可以量化不同組群間的分離程度，R值域范圍是－1～1。R＞0說明組間差異大于組內差異；R接近0，表示組間沒有差異；R＜0說明組間差異小于組內差異。差異統計顯著性根據P值確定，P＜0.05表示組間差異顯著［22］。

由于部分種類的漁獲率存在較多的零值，對漁獲率原始數據經對數轉換后仍不滿足參數檢驗的方差齊性，因此采用非參數Mann-Whitney U檢驗，比較電捕網和對照網，日網和夜網之間不同類群和不同種類的漁獲率差異，顯著性水平為P＜0.05［23］。

2 結果與分析

2.1 漁獲物組成

2.1.1 電捕網和對照網差異

平行拖網試驗期間，電捕網漁獲物共有73種，其中魚類46種、甲殼類16種、頭足類11種；對照網漁獲物共有80種，魚類、甲殼類和頭足類分別為49種、21種和10種（表2，附表1）。電捕網和對照網的魚類和甲殼類漁獲量所占比例均超過90%，但蝦類漁獲量百分比僅分別為2.8%和3.2%（表2）。電捕網和對照網的主要種類較為相似，為綠鰭魚（Chelidonichthys spinosus）、三疣梭子 蟹（Portunus trituberculatus）、角 木 葉 鰈（Pleuronichthys cornutus）、短蛸（Octopus ocellatus）、日本須鰨（Paraplagusia japonica）、白姑魚（Argyrosomus argentatus）、叫 姑 魚（Johnius grypotus）、鷹爪蝦（Trachypenaeus curvirostris）和哈氏仿對蝦（Parapenaeopsis hardwickii），其中綠鰭魚（37.2%、43.1%）和三疣梭 子 蟹（43.0%、32.2%）優勢度明顯（表3）。除了三疣梭子蟹和綠鰭魚等58種共有種外，電捕網漁獲還包括龍頭魚（Harpodon nehereus）、紅星梭子蟹（Portunus sanguinolentus）和日本槍烏賊（Loligo japonica）等15個種類；對照網漁獲還包括帶魚（Trichiurus japonicus）、武士蟳（Charybdis miles）和金烏賊（Sepia esculemta）等22個種類（附表1）。

表3 主要漁獲物漁獲量百分比（漁獲量占前90%）Tab.3 Proportion by catch of the main species（catches of the top 90%） （%）

ANOSIM分析結果顯示，電捕網和對照網漁獲種類組成差異顯著（R＝0.165，P＝0.001），種類組成平均相異性為43.85%，相異性貢獻度超過4%的分歧種有三疣梭子蟹、綠鰭魚、角木葉鰈、短蛸、日本須鰨、叫姑魚和白姑魚（表4）。

2.1.2 晝夜差異

電捕網晝夜種類數分別為57種和60種，共有種40種；對照網晝夜種類數均為66種，共有種51種（表2，附表1）。電捕網中，甲殼類日間漁獲量所占比例最高（55.4%），魚類夜間所占比例最高（55.5%）；對照網中，魚類無論日間還是夜間所占比例均最高（超過54%）；兩者中蝦類漁獲量所占比例雖有晝夜波動（2.4%～3.5%），但一直處于較低水平（表2）。

表2 電捕網和對照網種類數及漁獲量百分比Tab.2 Species number and percentage of catches by electrofishing and control trawl

ANOSIM分析結果顯示，電捕網（R＝0.258，P＝0.001）和對照網（R＝0.168，P＝0.001）漁獲組成存在顯著性晝夜差異，平均相異性分別為44.60%、40.73%。晝夜平均相異性貢獻度超過4%的分歧種有三疣梭子蟹、綠鰭魚、短蛸、角木葉鰈、叫姑魚和白姑魚，分歧種貢獻度在電捕網和對照網中略有差異（表4）。

表4 電捕網和對照網組間分歧種及對組間平均相異性的貢獻（＞4%）Tab.4 Percentage contributions of the main species to the between-group dissimilarity by electrofishing and control trawl（＞4%）

2.2 漁獲率

2.2.1 電捕網和對照網差異

電捕網總漁獲率為9 667～75 403 g·h－1，平均值為（45 386±15 341）g·h－1；對照網總漁獲率為4 903～43 530 g·h－1，平均值為（24 945±8 981）g·h－1（圖3）。非參數檢驗顯示，電捕網和對照網總漁獲率存在顯著差異（P＜0.001），電捕網捕撈效率提高了81.9%（表5，圖3）。

主要類群中，魚類、甲殼類和頭足類電捕網漁獲率分別為22 547 g·h－1、21 476 g·h－1、1 363 g·h－1，對照網分別為14 692 g·h－1、9 318 g·h－1、934 g·h－1，可見電捕網中魚類和甲殼類捕撈效率分別提高了53.5%和130.5%，頭足類無顯著差異（表5，圖3）。

主要漁獲種類中，綠鰭魚和三疣梭子蟹漁獲率處于較高水平。綠鰭魚電捕網和對照網魚獲率分別為16 899 g·h－1和10 746 g·h－1，電捕網捕撈效率提高了57.3%（P＜0.001）；三疣梭子蟹電捕網和對照網漁獲率分別為19 496 g·h－1和8 026 g·h－1，電捕網捕撈效率提高了142.9%（P＜0.001）（表5，圖3）。此外，日本須鰨、叫姑魚、白姑魚、鷹爪蝦、哈氏仿對蝦和短蛸的電捕網漁獲率高于對照網，而角木葉鰈的電捕網漁獲率低于對照網（圖3）。非參數統計檢驗結果顯示，鷹爪蝦和角木葉鰈漁獲率具有顯著性差異（P＜0.05）（表5）。

圖3 電捕網和對照網主要種類漁獲率Fig.3 Catch rate of the main species by electrofishing and control trawl

表5 電捕網和對照網的晝夜漁獲率Mann-Whitney U檢驗結果Tab.5 Difference in diel catch rate by electrofishing and control trawl using Mann-Whitney U test

2.2.2 晝夜差異

電捕網日間平均總漁獲率為35 688 g·h－1，夜間平均總漁獲率為55 085 g·h－1，捕撈效率夜間較日間提高了54.4%（P＜0.001）；對照網日間平均總漁獲率為21 560 g·h－1，夜間平均總漁獲率為28 330 g·h－1，捕撈效率夜間較日間提高了31.4%（P＜0.05）（圖4）。可見，無論電捕網還是對照網，其捕撈效率均為夜間高于日間，且電捕網的捕撈效率夜間提高尤為顯著。

圖4 電捕網和對照網主要類群晝夜漁獲率Fig.4 Diel catch rate of the main group by electrofishing and control trawl

魚類的電捕網日間漁獲率（14 540 g·h－1）極顯著低于夜間漁獲率（30 555 g·h－1）（P＜0.001），捕撈效率夜間較日間提高了110.1%；對照網日間漁獲率（11 666 g·h－1）極顯著低于夜間漁獲率（17 719 g·h－1）（P＜0.001），捕撈效率夜間較日間提高了51.9%（表5，圖4）。甲殼類電捕網和對照網的夜間捕撈效率均略高于日間，頭足類兩種漁具的夜間捕撈效率略低于日間，統計結果顯示，晝夜捕撈效率差異均未達到顯著水平（表5，圖4）。

主要種類漁獲率晝夜變化顯示，電捕網中，綠鰭魚、叫姑魚、鷹爪蝦和哈氏仿對蝦的漁獲率存在顯著差異（P＜0.05），夜間捕撈效率較日間分別提高了154.1%、494.9%、61.1%、134.2%；對照網中，綠鰭魚、叫姑魚、白姑魚和鷹爪蝦的漁獲率呈現顯著晝夜差異（P＜0.05），夜間捕撈效率較日間分別提高了60.3%、565.2%、138.5%、39.7%（表5，圖5）。

圖5 電捕網和對照網主要種類晝夜漁獲率Fig.5 Diel catch rate of the main species by electrofishing and control trawl

3 討論

3.1 漁獲物組成

使用不同的取樣方法評價種類組成和物種豐富度可能會存在相當大的差異，并可能會對漁業生態系統的評估以及相關的資源管理產生較大影響［18］。研究表明，電捕網的漁獲物通常在物種豐富度和多樣性方面優于其他傳統漁具［19，24］，但也有物種豐富度并未發生變化或者會降低的例子［12，14，25］。本研究中電捕網的漁獲物種類數（73種）少于對照網（80種），除了58種共有種外，電捕網還捕獲了龍頭魚和紅星梭子蟹等15個種類，對照網捕獲了帶魚和武士蟳等22個種類。一個物種對漁具的敏感性取決于許多因素，包括生命階段、漁具大小、棲息地偏好、魚群和游泳行為，以及被捕撈時的進食和活動水平［26］。結合ANOSIM分析可知，電捕網與對照網的主要漁獲物相似，但由于三疣梭子蟹、綠鰭魚、角木葉鰈、短蛸、日本須鰨、白姑魚和叫姑魚等主要種類的貢獻率存在明顯的差異，因此，兩者的漁獲物組成具有顯著性差異。這與CHAMBERLAND等［12］、FAGO［13］、LAPOINTE等［14］、RUETZ和UZARSKI［17］報道的電捕網與其他傳統漁具漁獲物組成存在明顯差異的結果一致。本研究中，電捕網和對照網在同站位、同時同速平行拖曳，并不存在環境條件以及調查時間等影響因素的差異，推測其漁獲物組成不同的原因，可能是電捕網的電刺激和桁桿蝦拖網的機械刺激有所差異［5］。電脈沖拖網作業原理是通過脈沖發生器將拖網上下綱上的電纜通電，在網口產生脈沖電場，使潛伏在海底的蝦類受到瞬間電刺激起跳，從而被拖曳網具捕獲；傳統的桁桿拖蝦網具下綱較沉，并裝配有小滾輪，下綱貼底拖行配合滾輪滾動可起到驚蝦入網的作用。

捕撈時間差異（如晝夜）也被認為是影響物種漁獲組成的一個重要因素［25］。根據晝夜分析，電捕網漁獲物組成存在顯著性差異，夜間種類數多 于 日 間，這 與MCINERNY和CROSS［16］、SMITH［18］和PIERCE等［25］認為的電捕物種豐富度夜間多于日間的結果一致。對照網漁獲物組成具有顯著性晝夜差異，種類數并無晝夜變化，但種類組成有晝夜變化。相關研究在桁桿拖蝦作業中鮮見報道，但在BLACKWELL和BROWN［11］的地拉網晝夜研究中有報道。

傳統桁桿拖蝦漁業，作為蝦類捕撈的一種主要作業方式，蝦類應是其主要目標捕撈種類，其他種類則為副漁獲物。使用電脈沖，普通蝦類可增產20%～30%，哈氏仿對蝦和中華管鞭蝦（Solenocera crassicornis）增產約50%，日本囊對蝦（Marsupenaeus japonicus）最高可增產100%以上［20］，歐洲褐蝦（Crangon crangon）大個體損失率從76%減少到24%～43%［27］。本研究觀察到鷹爪蝦等蝦類的電捕網漁獲量比例有一定的提高，但由于綠鰭魚等底層魚類與三疣梭子蟹成為主要漁獲對象，從而掩蓋了蝦類漁獲量比例的增加。無論電捕網還是對照網，鷹爪蝦和哈氏仿對蝦等蝦類的漁獲量占比（2.8%～3.2%）都很低。兩種漁具副漁獲物比例均高于吳勇等［28］和張亞洲等［29］對東海海域蝦拖網的調查結果（16.7%～33.4%），以及楊炳忠等［30］在南海海域的研究結果（5.1%～7.0%），同時與VAN MARLEN等［5］和VERSCHUEREN等［7］報道的電捕網可有效減少副漁獲物的研究結果并不一致，其原因可能與季節、漁場、種類、大小、行為、棲息地類型等差異有關［18］。

3.2 捕撈效率

電脈沖作為漁業輔助捕撈儀器，利用電場刺激作用使得海洋生物或因喪失活動能力、或因應急反應而投網，進而達到提高產量的目的［27］。與傳統網具相比，電捕可以有效增產［19，24］。研究結果表明，相較于傳統桁桿蝦拖網，電脈沖蝦拖網捕撈效率增加了81.9%。綠鰭魚、三疣梭子蟹和鷹爪蝦的漁獲率有顯著提高，而角木葉鰈漁獲率顯著降低。物種對電刺激的不同反應除了受到物種生理差異（如內部電導率和代謝的差異）影響外，還受到魚類的不同行為和生境偏好差異的影響［31］。綠鰭魚等游泳能力較弱的近底層魚類，因受強電作用后無法逃離而相對更容易入網被捕撈；三疣梭子蟹受強電后肢體僵直，鷹爪蝦等潛沙類蝦類受強電作用后強烈反彈而容易入網被捕撈；魚蝦類幼體與短蛸等底棲軟體動物因受強電刺激后被動龜縮，乃至觸電死亡而難以被捕撈。相關研究表明，在電刺激增加時，魚會先后出現忑電、定向、昏迷等反應；蝦對電的敏感性更強些，感電后會劇烈彈跳，電場太強會昏迷下沉，顏色變白；蟹對電的反應并不太明顯，在感電后只是蟹肢收縮，其在一定強度的電場下，蟹殼脫落［32］。在電場持續作用下，魚類脊髓可能會受到損傷，影響生長率和繁殖，還會產生麻醉，甚至死亡［33］。

無論是電捕網還是對照網，其夜間捕撈效率均較日間有提高，漲幅分別是54.4%和31.4%，這與以往報道的夜間捕撈比日間更有效的研究結果一致［11，25，34］。晝夜捕撈效率根據種類、生境類型和行為不同而變化［11，25］。本文中，電捕網的綠鰭魚、叫姑魚、鷹爪蝦和哈氏仿對蝦的夜間捕撈效率有顯著提高，對照網的綠鰭魚、叫姑魚、白姑魚和鷹爪蝦的夜間捕撈效率有顯著提高。這可能是在開放水域，多數海洋生物具有晝夜移動和對水下漁具的動態具有特定反應行為等所導致，進而造成捕撈效率的差異［35］。由于該海區底層動物晝夜移動的相關研究較少，其反應機理仍有待今后進一步調查研究。

4 小結

研究表明，目前桁桿拖蝦電捕作業在東海近海不具顯著的目標選擇性，與桁桿拖蝦傳統作業一樣，主要漁獲物為綠鰭魚等游泳速度較慢的底層魚類與梭子蟹。我國大陸架海域是一個淺海復合型漁場，相對于資源量較大的魚類和蟹類而言，蝦類產量只能處于次要地位，這就形成了拖蝦漁業仍以魚類產量為主的局面。電脈沖驚蝦儀的使用，盡管提高了捕撈效率，但對目標物種——蝦類的選擇性并不理想，漁獲結構并沒有得到優化，更多的是無選擇高效殺傷性地破壞了底層魚類及蟹類資源，其造成的危害性非常明顯。

附表Ⅰ 試驗漁獲種類AppendixⅠCatch species

·續附表Ⅰ·