渔业资源增殖放流效果评估方法的研究

陈丕茂

陈丕茂. 渔业资源增殖放流效果评估方法的研究[J]. 南方水产科学, 2006, 2(1): 1-4.
引用本文: 陈丕茂. 渔业资源增殖放流效果评估方法的研究[J]. 南方水产科学, 2006, 2(1): 1-4.
CHEN Pimao. Study on the method for assessment of enhancement effect of fishery stock[J]. South China Fisheries Science, 2006, 2(1): 1-4.
Citation: CHEN Pimao. Study on the method for assessment of enhancement effect of fishery stock[J]. South China Fisheries Science, 2006, 2(1): 1-4.

渔业资源增殖放流效果评估方法的研究

基金项目: 

广东省海洋与渔业局项目“广东省渔业资源增殖放流效果跟踪监测评估和标志放流研究” 

“广东省人工鱼礁本底与跟踪调查” 

“广东省渔业资源调查与跟踪分析” 

“广东近岸海域渔业资源及其生态环境动态评估” 

国家科技部社会公益研究专项资金项目 2004D1B3J098

国家科技基础条件平台工作重点项目 2003DEA6N042

详细信息
    作者简介:

    陈丕茂(1970-),男, 副研究员,从事海洋渔业资源研究。E-mail: cpmgd@yahoo.com.cn

  • 中图分类号: S931.5; S932

Study on the method for assessment of enhancement effect of fishery stock

  • 摘要:

    依据渔业资源评估原理, 结合渔业资源增殖放流的特点, 提出一套计算群体生物统计量进而评估渔业资源增殖放流效果的方法。选用渔业资源评估模型, 估算未建立生长方程的增殖放流种类的生长参数及其自然死亡系数, 以及增殖放流种类的合理放流数量。提出确认渔获物中来自放流种苗数量的方法。推导了计算捕捞死亡系数和按时间序列计算放流群体残存量、回捕量、回捕率和回捕效益等的公式。

    Abstract:

    Based on the theory of fishery resources assessment and the characteristics of fishery stock enhancement and releasing, the method was put forward to assess the enhancement effect of fishery stock by calculating the biological statistics amount of population. The growth parameters and natural mortality coefficients of the enhancement species that hadn′t been built the growth equations were estimated and the suitable enhancement amounts of all enhancement species were estimated by choosing the suitable model of fishery stock assessment. The method to confirm the recapture amount from the enhancement seedlings of the total catch was pointed out. The formulas to estimate the fishing mortality coefficient, and the surplus amount, the recapture amount, the recapture rate as well as the recapture benefit from the enhancement population by the time series were developed.

  • 我国从20世纪80年代初就已经开始了近海资源增殖试验和较大规模的生产性种苗放流及海珍品的底播增殖,取得了很好的经济效益。近年来,由于过度捕捞和环境污染,我国近海生态环境受到严重破坏,渔业资源日渐枯竭,优质鱼比例越来越小,渔业资源结构极不合理,广大渔民收入降低。在目前渔业资源普遍衰退的情况下,加强资源增殖放流以恢复渔业资源、提高渔业产量及质量是我国渔业发展的大趋势,资源增殖放流对于我国顺利推行渔民转产转业的措施有重大意义。

    但是,我国有关资源增殖放流的基础研究工作明显滞后,没有形成有效的增殖放流研究应用技术,以往开展的规模生产性种苗放流缺乏科学指导,在某种意义上带有很大的盲目性,对回捕率的悬殊变化无法作出科学解释[1]

    本文提出一套“放流效果统计量评估法”的增殖放流效果评估新方法。该方法已应用于2005年广东省渔业资源增殖放流效果跟踪监测评估和标志放流研究。

    依据渔业资源评估原理[2-8],结合渔业资源增殖放流的特点,选用适用的渔业资源评估模型,估算未建立生长方程的增殖放流种类的生长参数及其自然死亡系数,并估算增殖放流种类的合理放流数量。提出确认渔获物中来自放流种苗数量的方法。推导计算捕捞死亡系数的公式,以及按时间序列计算放流群体残存量、回捕量、回捕率和回捕效益等的公式。

    对于未建立生长方程的增殖放流种类,收集其年龄-体长资料,应用GULLAND和HOLT图解法[2-4]估算出生长参数lK

    $$ \frac{\Delta l_t}{\Delta t}=a+b \bar{l}_t, \bar{l}_t=\frac{l_{(t+\Delta t)}+l_t}{2} $$

    可得:$K=-b, l_{\infty}=-a / b$

    因已知不同年龄的体长,用下式估算各年龄的t0值,然后取各年龄所求t0的平均值。

    $$ t_0=\frac{1}{K} \ln \left(\frac{l_{\infty}-l_t}{l_{\infty}}\right)+t $$

    式中:lt为时间t时的体长,△lt为时间差△t内的体长差,ab为回归系数,l为渐近体长,K为生长曲线的平均曲率。

    对于没有研究过自然死亡系数的增殖放流种类,用PAULY[6]的经验公式估算自然死亡系数。PAULY根据175种鱼类的有关数据和资料,用多元线性回归方法建立了自然死亡系数M的估算式:

    $$ \begin{aligned} & \;\;\;\;\;\ \log M=-0.0066-0.279 \log l_\infty+0.6543 \log K+ \\ & 0.4634 T \end{aligned} $$

    式中:l为渐近体长(cm),K为生长曲线的平均曲率,T为放流种类栖息环境的年平均水温。

    放流数量与渔获量不完全成正比关系,放流量超过一定数量后, 因栖息空间变小和自身代谢产物污染生活环境以及饵料生物密度可能降低等影响了放流生物的生长和生存,产量可能下降。

    GULLAND[7]认为,渔业资源的最适开发率为E=0.5,即捕捞死亡系数F等于自然死亡系数M。若认为以往某一时期(如20世纪60年代)的渔业资源处于没有捕捞过度状态及已调查过资源密度,利用当时的调查资料估计当时的平均大量捕捞年龄,以目前放流时种苗的日龄作为当时的补充日龄,在E=0.5的前提下,用残存率逆算当时补充日龄的资源量,可认为该资源量是目前的合理放流数量。

    自然海区中的渔业资源种类由于自然死亡和捕捞死亡,数量不断减少,残存率[2-4]为:

    $$ S_t=\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t-t_r\right)} $$

    式中:St为t龄时的残存率,tr为补充时的年龄或开始计算残存率的年龄,M为自然死亡系数,F为捕捞死亡系数。

    渔获物中的标志放流种类,由于带有标志,容易确认。

    对于没有标志的大规模增殖放流:研究增殖种类放流前和放流后的资源密度情况[8],依据放流种类的年龄生长规律、天然繁殖习性和人工培育种苗、放流种苗等资料,估算时间序列的放流种苗和天然种苗在海区中的同时生长情况,区分两者,或区分两者的比例,从调查渔获物中确认来自放流种苗的数量。

    $$ l_D=a \mathrm{e}^{b D} $$

    式中:lD为D日龄时幼鱼的体长,ab为系数。

    $$ W_t=a l_t^b $$

    式中:ltWt分别为t龄时的体长和体重,a为生长的条件因子,b为幂指数系数。

    $$ \begin{aligned} l_t & =l_{\infty}\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t-t_0\right)}\right] \\ W_t & =W_{\infty}\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t-t_0\right)}\right]^b \end{aligned} $$

    式中:Wl分别为渐近体重和渐近体长,K为生长曲线的平均曲率,t为年龄,t0为理论上体长和体重等于零时的年龄,b为幂指数系数。

    估算增殖放流种类性成熟时的残存尾数,可以根据放流种类的个体繁殖力估算繁殖下一代的总量,从而评估其产生的呈良性循环的生态效益。

    若某一增殖放流品种的放流数量为R,此时年龄为tr,假设放流后到开捕年龄tC之前放流品种没有受到捕捞,只有自然死亡,则tC龄时海区中残存尾数为[2-5]

    $$ N_{t_C}=R \mathrm{e}^{-M\left(t_C-t_r\right)} $$

    实际上,放流后从开捕年龄tC开始,既有自然死亡也有捕捞死亡,总死亡系数Z为自然死亡系数M和捕捞死亡系数F之和。在自然死亡和捕捞死亡的共同作用下,到t龄时海区中残存尾数为:

    $$ N_{Zt}=N_{t_C} \mathrm{e}^{-(M+F)\left(t-t_C\right)} $$

    由巴拉诺夫渔获量方程[2-4],放流后从开捕年龄tC到年龄t时的总回捕尾数为:

    $$ C_{\left(t_C, t\right)}=\frac{N_{t_C} F}{M+F}\left[1-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t-t_C\right)}\right] $$

    则开捕以后任一时间间隔(t1~t2)的回捕尾数可以用下式估算:

    $$ \begin{aligned} &C_{\left(t_1, t_2\right)}=\frac{N_{t_C} F}{M+F}\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_1-t_C\right)}-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_2-t_C\right)}\right]\\ &\text { 得: }\\ &F=\frac{M C_{\left(t_1, t_2\right)}}{N_{t_C}\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_1-t_C\right)}-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_2-t_C\right)}\right]-C_{\left(t_1, t_2\right)}} \end{aligned} $$

    其中:NtC为放流后开捕年龄tC时的残存尾数,M为自然死亡系数,F为捕捞死亡系数。

    利用标志放流回捕资料、放流前本底调查和放流后跟踪调查资料(市场调查及渔民座谈、渔业资源调查)、渔捞日志登记资料及渔业生产统计资料,均可以使用上式迭代运算得出对应资料的F值。

    回捕率是回捕尾数与放流苗数的百分比。增殖放流后,在自然死亡和捕捞死亡的共同作用下尾数不断减少,回捕率也在不断变化。

    由巴拉诺夫渔获量方程[2-4],放流后从开捕年龄tC到年龄t时的总回捕尾数为:

    $$ C_{\left(t_C, t\right)}=\frac{N_{t_C} F}{M+F}\left[1-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t-t_C\right)}\right] $$

    放流后从开捕年龄tC到年龄t时的总回捕率为:

    $$ \begin{aligned} & \;\;\;\;\;\;\;\;S_{C\left(t_C, t\right)}=100 C_{\left(t_C, t\right)} / R=\frac{100 N_{t_C} F}{(M+F) R}[1- \\ & \left.\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t-t_C\right)}\right] \end{aligned} $$

    从开捕年龄tC以后,第D天1天内的回捕尾数为:

    $$ \begin{gathered} \;\;S_{C_{t_D}}=100 C_{t_D} / R=\frac{100 N_{t_C} F}{(M+F) R} \\ {\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_D-t_C\right)}-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_{(D+1)}-t_C\right.}\right]} \end{gathered} $$

    其中:NtC为放流后开捕年龄tC时的残存尾数,M为自然死亡系数,F为捕捞死亡系数,tD为放流后第D天时的年龄,t(D+1)为放流后第D+1天时的年龄。

    增殖放流后,在自然死亡和捕捞死亡的共同作用下尾数不断减少,又由于个体重量的生长使总生物量增加,两者共同作用的结果,使增殖放流种类的生物量随着年龄的增加而不断变化。

    将巴拉诺夫渔获量方程[2-4]和von Bertalanffy体重生长方程[2-4]相结合推导,从开捕年龄tC以后,第D天1天内的回捕生物量为:

    $$ \begin{aligned} &\;\;\;\;\;\;\;B_{t_D}=C_{t_D} W_{\infty}\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t_D-t_0\right)}\right]^b \\ &\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;=\frac{N_{t_C} W_{\infty} F}{M+F}\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_D-t_C\right)}-\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_{(D+1)}-t_C\right.}\right] \\ & {\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t_D-t_0\right)}\right]^b } \end{aligned} $$

    从开捕年龄tC以后,第D天1天内的回捕效益为:

    $$ \begin{aligned} &Y_{C V_D}=V B_{t_D}=\frac{V N_{t_C} W_{\infty} F}{M+F}\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_D-t_C\right)}-\right.\\ &\left.\mathrm{e}^{-(M+F) t_{(D+1)}-t_C}\right]\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t_D-t_0\right)}\right]^b \end{aligned} $$

    从开捕年龄tC以后,第D天以前的总回捕生物量:

    $$ \begin{aligned} &\;\;\;\;\;\;\;\;B_{\left(t_C, t_D\right)}=\sum\limits_\limits{t=t_C}^{t_D} B_{t_D}=\sum\limits_\limits{i=1}^{t_D} \frac{N_{t_c} W_\infty F}{M+F} \left[\mathrm{e}^{-(M+B)\left(t_D-t_C\right)}-\right. \\ & \left.\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_{(D+1)}-t_C\right.}\right]\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t_D-t_0\right)}\right]^b \end{aligned} $$

    从开捕年龄tC以后,第D天以前的总回捕效益:

    $$ \begin{aligned} &\;\;\;\;\;\;\;\;Y_{C V}=V B_{\left(t_C, t_D\right)}=V \sum\limits_\limits{t=t_C}^{t_D} \frac{N_{t_C} W_{\infty} F}{M+F}\left[\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_D-t_C\right)}-\right. \\ &\left.\mathrm{e}^{-(M+F)\left(t_{(D+1)}-t_C\right.}\right]\left[1-\mathrm{e}^{-K\left(t_D-t_0\right)}\right]^b \end{aligned} $$

    其中:NtC为放流后开捕年龄tC时的残存尾数,tr为放流时种苗的年龄,M为自然死亡系数,F为捕捞死亡系数,W为渐近体重,K为生长曲线的平均曲率,t0为理论上体长和体重等于零时的年龄,b为幂指数系数,tD为放流后第D天时的年龄,t(D+1)为放流后第D+1天时的年龄,V为某一增殖放流种类单位生物量的市场平均价格。

    对于渔捞日志登记资料,要对各种类型渔船的捕捞努力量标准化,再根据渔捞日志登记船的增殖放流种类回捕资料,估算所有以增殖放流种类为捕捞对象的捕捞力量的总回捕量。

    效能比是某任一渔船与所选定的标准船在相同渔场、相同资源密度、捕捞时间相同的条件下其CPUE(单位网次产量或单位时间产量)的比值[2-4]。设有A、B、C、D等几种类型的渔船在同一海区作业,其各类渔船的捕捞能力各不相同,而假设每一类中的所有渔船捕捞能力相同,根据渔业统计资料选取A类船为标准船,则其余各类渔船的效能比为:

    rA=(CPUE)A/(CPUE)A

    rB=(CPUE)B/(CPUE)A

    rC=(CPUE)C/(CPUE)A

    rD=(CPUE)D/(CPUE)A

    从而可以根据标准船的回捕情况估算其它类型渔船的回捕情况。

    目前,国内外对标志放流进行了许多研究,但国外学者们往往仅从理论上探讨,而从实际试验所得的数据和资料加以应用和分析的报道极少;国内有关根据标志放流的重捕资料进行群体生物统计量计算的至今为止仅见于费鸿年和张诗全[2]的报道,其计算结果与生产实际也存在较大差距。对于大规模增殖放流,尚未见有群体生物统计量计算的报道。

    本文提出的“放流效果统计量评估法”,是以已有或估算的放流种类的生物学等数据为输入参数来估算海区的最适增殖放流数量;利用提出的方法从渔获物中确认放流种苗的回捕数量后,使用推导公式估算标志放流回捕资料、放流前本底调查和放流后跟踪调查资料(市场调查及渔民座谈、渔业资源调查)、渔捞日志登记及渔业生产统计资料等各种调查资料对应的捕捞死亡系数,定量估算出时间序列的放流群体的残存量、回捕量、回捕率和回捕效益等,从而评估生产性或研究性放流后不同时期的增殖放流效果。

  • [1] 中国水产科学研究院. 21世纪我国渔业科技重点领域发展战略研究[M]. 北京: 中国农业出版社, 1999: 19-30.
    [2] 费鸿年, 张诗全. 水产资源学[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 1990: 1-352. https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=91de94f87291eb095041d3b96cca148f&site=xueshu_se
    [3] 詹秉义. 渔业资源评估[M]. 北京: 中国农业出版社, 1995: 1-352. https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=7d780225e511d43a52f368e49751c36b&site=xueshu_se&hitarticle=1
    [4]

    SPARRE P, URSIN E, VENEMA S C. Introduction to tropical fish Stock assessment Part1-Manual[M]. FAO Fisheries Technical Paper, 1989: 1-332. doi: 10.1067/mge.2000.107714

    [5] 袁蔚文. 南海北部主要经济鱼类的生长方程和临界年龄[M]//中国水产科学研究院南海水产研究所. 南海水产研究文集(第一辑). 广州: 广东科技出版社, 1989: 61-75.
    [6]

    PAULY D. On the interrelationships between natural mortality, growth parameters, and mean environmental temperature in 175 fish stocks [J]. J Cons Int Explor Mer, 1980, 39(2): 175-192. doi: 10.1093/icesjms/39.2.175

    [7]

    GULLAND J A. The fish resource of the ocean [J]. FAO Fish Tech Pap, 1971(97): 425. https://www.semanticscholar.org/paper/The-fish-resources-of-the-ocean-Gulland/b901e1d5416b23a27bcfcfec5bc737a89f7de06d

    [8] 邓景耀, 赵传NFDC5. 海洋渔业生物学[M]. 北京: 农业出版社, 1991: 584-587. https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=fb663b5d849b79d1042b71353fe5d179&site=xueshu_se&hitarticle=1
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-11-29
  • 修回日期:  2005-12-29
  • 刊出日期:  2006-02-04

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