唐山海洋牧场附近海域矛尾鰕虎鱼生长特征与资源利用

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　　摘 要：根据2016年7月，2016年9月，2016年11月，2017年1月以及2017年3月唐山海洋牧场周围海域调查数据，分析了矛尾鰕虎鱼的生长特征，并对矛尾鰕虎鱼的资源量进行了估算。结果表明，矛尾鰕虎鱼的最小体长83mm，最大体长357mm，平均体长156.81mm，体长优势组在113～143mm;最大体质量232.8g，最小体质量6.50g，平均体质量46.37g，体重优势组在6.5～29.13g;体长和体质量关系式为W=0.0001L2.5681，（n=87，R2=0.9863），体长生长方程为Lt=370.65×[1-e-0.87（t+0.1533）]，体质量生长方程为Wt=219.01×[1-e-0.87（t+0.1533）]2.5681;总死亡系数Z为1.836，自然死亡系数M为1.25，捕捞死亡系数F为1.145;拐点年龄为0.89龄，临界年龄为1.644龄;资源生物量约为15.57t，总资源尾数约3628564尾，基于该海域矛尾鰕虎鱼资源现状，估算其最适开捕体长为113～143mm。
　　关键词：矛尾鰕虎鱼;Von Bertalanffy生长方程;生长特征;资源量评估
　　中图分类号 S917.4 文献标识码 A 文章编号 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，随着人类愈发频繁的海洋资源开发利用活动，全球范围内的渔业资源和生态环境均受到了不同程度的影响[1]，生物多样性减少，初级生产力降低，生物量下降等问题层出不穷，全球有超过80%的渔场环境越来越差，渔业资源量正逐年衰退。在海洋生态遭到破坏、全球气候异常的背景下，我国近海渔业资源也受到了较大的影响，资源衰退较为严重。
　　矛尾鰕虎鱼（Chaeturichthys stigmatias Richardson）为鲈形目、鰕虎鱼科，暖温性近海底层鱼类[2]。目前，国内外关于鰕虎鱼的研究还不多，且由于鰕虎鱼种类繁多，外部形态长相极为相似，不易分辨，我国目前对于鰕虎鱼的分类不是很清晰，且比较混乱[3-4]。国内学者对鰕虎鱼的研究多集中在生殖力及营养价值方面[5-7]，而关于鰕虎鱼生长特征及资源量评估的研究还未见报道。为此，本研究基于唐山市海洋牧场现场调查数据，对唐山海洋牧场矛尾鰕虎鱼进行了生物学测量及渔业资源的评估与分析，以期为研究唐山海洋牧场鰕虎鱼资源动态变化规律、合理开发利用鰕虎鱼资源、制定合理的渔业管理制度提供理论依据。 　　1 数据来源与方法
　　1.1 数据来源 本次研究地点为唐山市海洋牧场附近海域，调查站位如表1所示。矛尾鰕虎鱼数据为2016年7月、9月、11月，2017年1月和3月的唐山海洋牧场附近海域现场调查数据。采用随机采样法[8]，2016年7月共随机取样14尾，2016年9月随机取样42尾，2016年11月随机取样10尾，2017年1月随机取样15尾，2017年3月随机取样5尾。5次调查共随机抽取了86尾矛尾鰕虎鱼，并对其体长度、体质量等生物学特征进行了测量和计算，体长度估算到0.1mm，体质量估算到0.1g。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 体长体质量关系式 矛尾鰕虎鱼体质量和体长的关系式呈幂函数相关[9]，其表达式为：
　　Wt=aLtb
　　式中，Wt为矛尾鰕虎鱼的体质量，Lt[Lt]为矛尾鰕虎鱼的体长度，a、b分别为条件因子和异速生长因子[10]。
　　1.2.2 体长、体质量生长方程 本研究采用Von Bertalanffy生长方程[11]作为分析唐山海洋牧场附近海域矛尾鰕虎魚的生长方程模型，由于本次研究样品年龄组成没有较大差异，所以采用ELEFANⅠ（Electronic length Frequency Analysis Ⅰ）[12]估算矛尾鰕虎鱼的最大渐进体长L∞和生长曲率K，通过Pauly经验公式[13]计算初始年龄t0[t0]，最大渐进体质量W∞[W∞]通过公式W∞=aL∞b求得。以上过程通过FISATⅡ软件完成。
　　1.2.3 拐点年龄 拐点年龄是反映个体鱼类生长速度的重要参数之一，也是捕捞作业的重要参考数据[14]，当鱼类的生长速度突然减慢时，这个时间点就是生物体的拐点年龄。鱼类的体质量（或体长度）生长的拐点年龄根据体质量（或体长度）的生长方程进行计算求得，其公式为：
　　d2Wt/dt2=0
　　d2Lt/dt2=0
　　1.2.4 临界年龄 临界年龄是指一个世代的渔业资源群体在没有人为干扰的情况下，该种鱼类能达到的最大年龄，或者鱼的体质量的相对生长速度和瞬时自然死亡率相等时鱼类的年龄[15]。
　　自然死亡系数M可用Pauly经验公式计算[16]：
　　lnM=-0.0066-0.279lnL∞+0.6543lnK+0.4634lnT
　　T是唐山海域平均年水温，取18℃。
　　1.2.5 总死亡系数 总死亡系数包括捕捞死亡系数和自然死亡系数，为某一瞬间的相对死亡速度，由于所调查海域中矛尾鰕虎鱼的资源数量有限，本研究采用Beverton-Holt方法计算死亡系数[17]：
　　 Z=K（L∞-L）/（L-L′）
　　式中，L∞为最大趋近体长，L′为最小体长，L为平均体长。
　　2 结果与分析
　　2.1 体长、体质量生长变化 唐山海洋牧场矛尾鰕虎鱼的体长范围在83～357mm，平均值为157mm（图1），体长优势组在113～143mm，约占调查总数量的35%。体质量范围在6.5～232.8g，平均值约为46.07g，体重优势组为6.5～29.13g，占总数的55%以上。由图1、2可知，唐山海洋牧场附近海域的矛尾鰕虎鱼幼鱼所占比例大，成鱼所占比例小，说明该海域矛尾鰕虎鱼的开捕年龄过小，长此以往易造成过度捕捞，破坏其种群结构，不利于矛尾鰕虎鱼的可持续发展。因此，今后应推进开捕年龄的提高，加强对唐山海洋牧场矛尾鰕虎鱼渔业资源的监督和管理。
　　2.2 体长体质量关系式 根据唐山海洋牧场附近海域2016年7月、2016年9月、2016年11月、2017年1月和2017年3月份的现场调查数据，对体长和体质量进行幂函数拟合（图3），得出矛尾鰕虎鱼的体长（L）和体质量（W）的关系式为：
　　W=1×10-4L2.5681[W=1×10-4L2.5681]（[n]=87，[R2]=0.9863）
　　2.3 体长、体质量生长方程 根据唐山海洋牧场海域矛尾鰕虎鱼的体长频率分布数据，求得该海域矛尾鰕虎鱼的体长生长方程和体质量生长方程。按30mm间隔统计得出体长频率分布图（图4），根据体长频率分布数据，运用联合国粮农组织（FAO）资源评估软件FISATⅡ中的ELFAN I方法，估算得到Von Bertalanffy方程的各项生长参数，即生长曲率K值为0.87/a，最大渐进体长L∞为370.65mm，理论初始年龄t0为-0.15。由体长与体质量的函数关系，计算可求得最大渐近体重W∞为219.01g。由此得出，唐山海洋牧场海域矛尾鰕虎鱼的Von Bertalanffy生长方程为：
　　 体长生长方程为：Lt=370.65×[1-e-0.87（t+0.1533）]
　　 体质量生长方程为：Wt=219.01×[1-e-0.87（t+0.1533）]2.5681
　　2.4 体长、体质量瞬时生长速度 根据唐山海洋牧场的5次调查数据，计算矛尾鰕虎鱼体长和体质量生长方程，分别对方程求一阶导数得到体长、体质量生长速率方程：
　　体长生长速度方程：dLt/dt=322.47e-0.87（t+0.1533）
　　体重生长速度方程：dWt/dt=540.67e-0.87（t+0.1533）[1-e-0.87（t+0.1533）]1.4687
　　2.5 矛尾鰕虎鱼拐点年龄 生物个体的生长速度由快转慢，即生长加速度为零时的年龄就是个体的拐点年龄[1]。由图4可知，矛尾鰕虎鱼的Von Bertalanffy生长方程中体长生长速度一直呈下降趋势，曲线没有拐点，体质量生长速度先增大后减小，曲线在1龄左右存在拐点。对体质量生长速度方程求导可得出拐点年龄，即d2Wt/dt2=0，得出矛尾鰕虎鱼的拐点年龄为0.89，根据Von Bertalanffy生长方程得出在拐点年龄时的体长和体质量分别为234.75mm、70.94g。 　　2.6 矛尾鰕虎鱼临界年龄 根据体长生长方程可知唐山海洋牧场附近海域矛尾鰕虎鱼的最大渐近体长L∞为370.65mm，生长曲率K为0.87，根据Pauly经验公式进一步可得出瞬时自然死亡率M为1.25。由L∞、K、M得出临界年龄为1.644，将临界年龄代入体长和体质量生长方程，即分布得出相应的的临界体长为282.69mm，相应的临界体重为112.22g。
　　2.7 死亡系数 本研究运用FISATⅡ软件通过体长转换渔获量曲线法求得总死亡系数，体长转换渔获量曲线（图5）拟合的直线方程为：
　　Ln（N/?t）=-1.836t+5.328
　　方程的斜率为-1.836，即为总死亡系数Z=1.836。总死亡系数（Z）为自然死亡系数（M）和捕捞死亡系数（F）之和，且由上述研究已知自然死亡系数M=1.25，所以捕捞死亡系数F=0.586。由于M>F，可推断该海域矛尾鰕虎鱼的死亡原因主要是由自然死亡造成。研究表明，一般鱼类的自然死亡规律是生长缓慢即k值小、寿命长的鱼类的自然死亡系数M值小，生长速度快即k值大、寿命短的鱼类的自然死亡系数M值大[18]。根据矛尾鰕虎鱼的生物学特性，可知其为寿命较短、自然死亡系数偏大的鱼类，本研究估算的矛尾鰕虎鱼的自然死亡系数为1.25，符合该种鱼类的生物学特性。
　　2.8 矛尾鰕虎鱼资源量估算 根据同世代矛尾鰕虎鱼的鱼体长频率数据，采用基于体长数据的实际种群分析方法[19]，估算该海域矛尾鰕虎鱼资源生物量。估算结果如图6和表2所示，矛尾鰕虎鱼总资源尾数约为3628564尾，资源生物量约为15.57t。
　　3 讨论与结论
　　3.1 矛尾鰕虎鱼生长特征 体长体质量是表征鱼类生长特点的重要指标[20]。本研究中，矛尾鰕虎鱼的最小体长为83mm，最大体长为357mm，平均体长为156.81mm，最大体质量为232.8g，最小体质量为6.50g，平均体质量为46.37g，体长体质量关系式为W=1×10-4L2.5681，（n=87，R2=0.9863），其中a=1×10-4，b=2.5681。美国学者Ricker研究指出，在鱼类体长体质量关系式中，当b等于3时，表示鱼类为匀速生长;当b不等于3时，表示鱼类长、宽、高各方向的生长速度不相同[10]。本研究中，b值接近于2.6，故矛尾鰕虎鱼的生长基本符合匀速生长。a值大小反映了鱼类生长环境的好坏，在本研究中，a值为1×10-4，因目前未见到关于研究矛尾鰕虎鱼生长特征的报道，故未找到可以对比本研究矛尾鰕虎鱼a值的参考值，但参考其他鱼类的相关数据[17，21-23]可以得出，本研究中的a值相对较大，表明唐山海洋牧场的生态环境较好，建设海洋牧场对改善矛尾鰕虎鱼栖息环境有促进作用。
　　3.2 矛尾鰕虎鱼资源利用策略 拐点年龄和临界年龄反应了鱼类个体体长和体质量快速生长的时间长短。本研究中，唐山海洋牧场附近海域矛尾鰕虎鱼的体质量拐点年龄为0.89，临界年龄为1.644。在拐点年龄之前，矛尾鰕虎鱼以相对较快的速度生长，在拐点年龄之后，增长率开始下降，大约1龄左右，体质量的生长加速度降至最小值（趋近于零）。有研究表明，世代生长的临界年龄为最佳开捕年龄[23]，也有研究表明，鱼类开捕年龄应至少在拐点年龄之后[17]。在本研究中，从矛尾鰕虎鱼生物量变化的角度看，以临界年龄为最适年龄，此时其生物量将达到最大值，但最大生物量引起的自然死亡损失也很大[11]，因此对其个体生长潜力进行分析，开捕年龄应在拐点年龄之后，由于本次研究对矛尾鰕虎鱼实际年龄的区分不是很清晰，因此通过相应的体长来控制，即开捕长度控制在113～143mm是最合适的。经估算分析，唐山海洋牧场矛尾鰕虎鱼的总生物量约为15.57t，可作为唐山海洋牧场资源管理的参考依据。同时，相关管理部门应严格控制渔网规格，加强特殊渔网的研究与设计，禁止捕捞矛尾鰕虎鱼幼鱼，合理开发利用资源，实现资源的可持续发展。
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　　（责编：张宏民）
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